JPH11166953A - パルス電源の試験装置 - Google Patents

パルス電源の試験装置

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JPH11166953A
JPH11166953A JP9333967A JP33396797A JPH11166953A JP H11166953 A JPH11166953 A JP H11166953A JP 9333967 A JP9333967 A JP 9333967A JP 33396797 A JP33396797 A JP 33396797A JP H11166953 A JPH11166953 A JP H11166953A
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JP
Japan
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transformer
pulse
resistor
capacitor
load
Prior art date
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JP9333967A
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English (en)
Inventor
Masayuki Tani
政幸 谷
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルス発生回路1からパルストランスPTを
介して得るパルス電流を磁気パルス圧縮回路3でパルス
圧縮してレーザの模擬負荷に供給するパルス電源の試験
装置では、パルス放電後にトランスを未飽和状態にする
磁気リセット電流に対して模擬負荷で短絡状態になり、
トランスが飽和してしまう。 【解決手段】 模擬負荷4Bは、ダイオードDを設け、
このダイオードにより磁気リセット電流に対して、トラ
ンスの巻線が抵抗Rで短絡状態になるのを阻止する。ダ
イオードDに代えて、コンデンサとすることもできる。
パルストランスに代えて、可飽和トランスとするパルス
電源にも適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力用半導体スイ
ッチを用いたパルス発生回路と磁気パルス圧縮回路を組
み合わせ、高い繰り返しで狭幅の大電流パルスを発生す
るパルス電源に係り、特に負荷となるレーザ発振装置に
代えて模擬負荷を使ったパルス電源の試験装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のトランス昇圧形パルス電源例を図
3に示す。パルス発生回路1は、電力用の初段コンデン
サC0を設け、このコンデンサC0を高圧充電器2により
初期充電しておき、半導体スイッチSWのオン制御でコ
ンデンサC0から可飽和リアクトルSI0を通してパルス
トランスPTにパルス電流を供給する。
【0003】可飽和リアクトルSI0は、コンデンサC0
からパルストランスPTへの放電に磁気スイッチ動作
し、半導体スイッチSWが完全にオン動作した後に放電
電流を流すことで半導体スイッチSWのスイッチング損
失を軽減する磁気アシスト手段になる。
【0004】磁気パルス圧縮回路2は、パルストランス
PTの二次側に(n−1)段の磁気パルス圧縮回路が縦
続接続され、初段の磁気パルス圧縮回路ではパルストラ
ンスPTで昇圧したパルス電流I0でコンデンサC1が高
圧充電され、このコンデンサC1の充電電圧で可飽和リ
アクトルST1が磁気スイッチ動作することにより磁気
パルス圧縮した狭幅のパルス電流を次段の磁気パルス圧
縮回路に供給する。同様に、可飽和リアクトルST2
STn-1の磁気スイッチ動作と、コンデンサC2〜Cn-1
の組み合わせ回路により、パルス幅の磁気パルス圧縮を
行う。
【0005】最終段の磁気パルス圧縮回路のパルス出力
は、レーザ発振装置のヘッドになる負荷4に狭幅・高電
圧のパルス電流を供給する。負荷4は、主放電電極LH
に並列にピーキングコンデンサCnが設けられ、パルス
電流でピーキングコンデンサCPが一定電圧レベルまで
充電されたときに主放電電極LHに主放電を得る。
【0006】図4は、コンデンサC0及びC1〜Cn-1
nの充放電電圧のうち、電圧Vn-2〜Vnの波形を示
し、磁気パルス圧縮動作により、後段になるほど磁気パ
ルス圧縮されることで負荷4には狭幅の放電電流出力を
得る。
【0007】このようにパルス圧縮されたエネルギー
は、レーザ装置により光エネルギーとして放出され、エ
キシマレーザやCO2レーザとして使用される。
【0008】なお、パルストランスPTは、放電動作後
に未飽和状態に戻すための外部の磁気リセット回路から
リセット電流(直流)が供給される。また、可飽和リア
クトルSI0〜SIn-1は、飽和動作後に逆極性の飽和状
態に戻すための磁気リセット回路が設けられる。
【0009】また、パルス発生回路1や磁気パルス圧縮
回路3の構成は、パルストランスPTを可飽和トランス
とするなど、種々の変形例が提案されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来のパルス電源にお
いて、電源としての評価方法は、最終段のコンデンサの
ピーク電圧及びコンデンサからレーザヘッドに流れるパ
ルス電流幅等で評価するが、パルス電流を実際に負荷に
流すための試験方法として、レーザ発振装置と組み合わ
せた実機による試験方法と、レーザ発振装置のヘッド部
を模擬した模擬負荷試験方法がある。
【0011】前者の実機による試験方法は、実際にレー
ザ発振させるための各種の設備が必要となる。例えば、
XeCIエキシマレーザの場合、ヘッド部にXe、HC
I及びバッファーガス(Ne又はHe)を3〜4気圧に
充満させて試験するが、繰り返し周波数が高く安定な発
振を得るためには、前回の放電で主放電電極領域に発生
した荷電粒子や不純物を次の放電までに放電領域から取
り除くための循環用の設備が必要となる。
【0012】このように、実機による試験方法は、実際
にレーザ発振を行い、パルス電源の評価をするために
は、レーザ装置を安定に動作させるための負荷装置が大
掛かりになってしまう等の問題がある。
【0013】この点、後者の模擬負荷試験方法は、模擬
負荷を使用した試験のため、試験を簡易にするが、適確
な模擬負荷を用意する必要がある。
【0014】図5は、従来の模擬負荷試験装置を示す。
パルス電源はトランスを使用しない構成にされ、模擬負
荷4Aは主放電電極を抵抗RとインダクタンスL及び可
飽和リアクトルSInの直列回路で模擬し、これをピー
キングコンデンサCnに並列接続する。抵抗Rは実機で
の放電抵抗を模擬し、インダクタンスLは実機での振動
性放電を模擬する。可飽和リアクトルSInは、パルス
電流In-1でコンデンサCnが充電されるまで主放電電極
側への放電を抑止するのに必要なVt(電圧時間積)を
持つよう構成される。
【0015】この従来の模擬負荷を図3のトランス昇圧
形パルス電源の試験に使用する場合、模擬負荷ではピー
キングコンデンサCnからの放電後、抵抗Rの両端が同
電位になろうとし、コンデンサCnの両端の抵抗が極め
て小さくなる。
【0016】このため、トランスPTでは放電動作後に
磁気リセット回路により未飽和状態に戻そうとすると、
トランスPTの二次巻線が短絡状態に近くなり、磁気リ
セット電流の供給にも完全な未飽和状態に戻すことがで
きなくなる。この場合、連続した試験ではパルストラン
スPTが磁気飽和状態に至り、トランスPTの機能喪
失、すなわち連続した安定試験ができなくなる問題があ
る。
【0017】この問題は、パルストランスに代えて、可
飽和トランスを使用した場合も同様にある。
【0018】本発明の目的は、磁気パルス圧縮回路等に
トランスを設けたパルス電源による連続で安定した模擬
負荷試験ができる試験装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、模擬負荷の抵抗に直列にダイオード又はコ
ンデンサを設け、模擬負荷の放電後のトランスの磁気リ
セット電流に対してトランスの巻線が短絡状態になるの
を阻止することでトランスを確実に未飽和状態に戻すこ
とができるようにしたもので、以下の構成を特徴とす
る。
【0020】トランスを介して取り込むパルス電流を磁
気パルス圧縮して負荷に供給するパルス電源の試験に際
して、前記パルス電源の負荷をレーザの模擬負荷とする
パルス電源の試験装置において、前記模擬負荷は、ピー
キングコンデンサと、このピーキングコンデンサに並列
接続した可飽和リアクトルと抵抗及びダイオードの直列
回路とし、前記ダイオードは、前記トランスがパルスを
発生した後に未飽和状態に戻すための磁気リセット電流
に対して、該トランスの巻線が前記抵抗で短絡状態にな
るのを阻止する方向にしたことを特徴とする。
【0021】また、前記模擬負荷は、ピーキングコンデ
ンサと、このピーキングコンデンサに並列接続した可飽
和リアクトルと抵抗及びコンデンサの直列回路とし、前
記抵抗に直列のコンデンサは、前記トランスがパルスを
発生した後に未飽和状態に戻すための磁気リセット電流
に対して、該トランスの巻線が前記抵抗で短絡状態にな
るのを阻止することを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1は、本発
明の実施形態を示す模擬負荷を使った試験装置である。
同図中のパルス発生回路1や磁気パルス圧縮回路3は図
3と同様にパルストランスPTを持つものである。
【0023】模擬負荷4Bは、ダイオードDと抵抗R及
び可飽和リアクトルSInの直列回路に構成され、ピー
キングコンデンサCnに並列接続される。ダイオードD
の向きは、ピーキングコンデンサCnからの主放電電流
nに対して順方向にされる。
【0024】このような模擬負荷を使った試験における
動作は、磁気パルス圧縮回路3の最終段からのパルス電
流In-1でピーキングコンデンサCnの接地側が充電さ
れ、この充電で可飽和リアクトルSInが飽和し、ダイ
オードDと抵抗Rを通して放電し、抵抗Rでエネルギー
が消費される。
【0025】ここで、模擬負荷4Bの放電動作後、パル
ストランスPTを未飽和状態に戻す磁気リセット電流を
供給する。このとき、パルストランスPTの二次巻線側
に模擬負荷4Bの抵抗Rが介在するが、リセット電流の
極性に対してダイオードDがトランスの巻線の両端が抵
抗Rで短絡状態になるのを阻止する方向になり、パルス
トランスPTを確実に未飽和状態に戻すことができる。
【0026】(第2の実施形態)図2は、本発明の他の
実施形態を示す模擬負荷を使った試験装置である。同図
が図1と異なる部分は、模擬負荷4Cにある。
【0027】模擬負荷4Cは、可飽和リセットSIn
抵抗R及びコンデンサCの直列回路に構成され、ピーキ
ングコンデンサCnに並列接続される。
【0028】このような模擬負荷を使った試験における
動作は、磁気パルス圧縮回路3の最終段からのパルス電
流In-1でピーキングコンデンサCnの接地側が充電さ
れ、この充電で可飽和リアクトルSInが飽和し、コン
デンサCと抵抗Rを通して放電し、抵抗Rでエネルギー
が消費される。
【0029】ここで、模擬負荷4Cの放電動作後、コン
デンサCに充電されたエネルギーは、破線矢印で示すよ
うに、ピーキングコンデンサCnの接地側に戻り、この
エネルギーが磁気パルス圧縮回路3の各コンデンサC
n-1→…C2→C1を経てパルストランスPTの二次巻線
に印加され、さらにコンデンサC1〜Cn-1と可飽和リア
クトルSI1〜SInを通して抵抗Rに至り、この抵抗R
で消費される。
【0030】このようにしてコンデンサCのエネルギー
が消費され、しかもコンデンサCは図1のダイオードD
と同様に、パルストランスPTを未飽和状態にする電流
に対して、トランスの巻線が抵抗Rで短絡状態になるの
を阻止することができ、パルストランスPTを確実に未
飽和状態に戻すことができる。
【0031】なお、以上までの実施形態において、パル
ストランスPTに代えて可飽和トランスとするパルス電
源の模擬負荷試験に適用して同等の作用効果を奏する。
また、模擬負荷4B及び4Cは、模擬負荷4Aと同様
に、実機での振動性放電を模擬するためのインダクタン
スLを設けたものとすることができる。
【0032】さらに、本発明は、磁気パルス圧縮回路3
やパルス発生回路1が適宜設計変更された場合にも適用
できる。
【0033】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、模擬負
荷の抵抗に直列にダイオード又はコンデンサを設け、模
擬負荷の放電後のトランスの磁気リセット電流に対して
トランスの巻線が短絡状態になるのを阻止するようにし
たため、トランスを持つパルス電源の模擬試験にもトラ
ンスを確実に未飽和状態に戻して連続で安定した模擬試
験ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すパルス電源の模擬負荷
試験装置構成図。
【図2】本発明の他の実施形態を示すパルス電源の模擬
負荷試験装置構成図。
【図3】トランス昇圧形パルス電源例。
【図4】パルス電源の磁気パルス圧縮電圧波形例。
【図5】トランスを使用しない従来の模擬負荷試験装
置。
【符号の説明】
1…パルス発生回路 2…高圧充電器 3…磁気パルス圧縮回路 4…負荷 4A,4B,4C…模擬負荷 SW…半導体スイッチ SI0〜SIn…可飽和リアクトル C0、C1〜Cn-1…コンデンサ Cn…ピーキングコンデンサ L…インダクタンス R…抵抗 D…ダイオード C…コンデンサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トランスを介して取り込むパルス電流を
    磁気パルス圧縮して負荷に供給するパルス電源の試験に
    際して、前記パルス電源の負荷をレーザの模擬負荷とす
    るパルス電源の試験装置において、 前記模擬負荷は、ピーキングコンデンサと、このピーキ
    ングコンデンサに並列接続した可飽和リアクトルと抵抗
    及びダイオードの直列回路とし、 前記ダイオードは、前記トランスがパルスを発生した後
    に未飽和状態に戻すための磁気リセット電流に対して、
    該トランスの巻線が前記抵抗で短絡状態になるのを阻止
    する方向にしたことを特徴とするパルス電源の試験装
    置。
  2. 【請求項2】 前記模擬負荷は、ピーキングコンデンサ
    と、このピーキングコンデンサに並列接続した可飽和リ
    アクトルと抵抗及びコンデンサの直列回路とし、 前記抵抗に直列のコンデンサは、前記トランスがパルス
    を発生した後に未飽和状態に戻すための磁気リセット電
    流に対して、該トランスの巻線が前記抵抗で短絡状態に
    なるのを阻止することを特徴とする請求項1記載のパル
    ス電源の試験装置。
JP9333967A 1997-12-04 1997-12-04 パルス電源の試験装置 Pending JPH11166953A (ja)

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