高繰り返しパルスパワーモジュレーターの開発
著者名(日)
李 孜
雑誌名
工業技術 : 東洋大学工業技術研究所報告
号
31
ページ
72-73
発行年
2009
URL
http://id.nii.ac.jp/1060/00002041/
Creative Commons : 表示 - 非営利 - 改変禁止
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.ja
◇◇技術報告◇◇
高繰り返しパルスパワーモジュレータの開発
李孜＊
1．はじめに
近年，パルスパワーを用いた大気圧ストリーマ放電に
関する産業応用を目指した研究は進展しており，排ガス
処理，オゾン生成，ダイオキシン分解，殺菌等への応用が
ある．高繰り返し・長寿命化が要求される産業用途には
半導体スイッチや磁気スイッチ等の固体素子で構成した
パルスパワー発生回路が利用されている．また，パワー
エレクトロニクスの発展に伴い，サイリスタやトランジ
スタなどのパワーデバイスの高速・大容量化が進んでい
る．しかし，現状ではサイラトロンなどの放電スイッチ
に比べ高耐圧と高速性の両方を満たしている半導体スイ
ソチは見あたらない．そのため数10kVの高電圧を数
100ns以下で立ち上がるパルスパワーの発生には半導
体スイソチを用いるにはパルスパワー特有技術やパルス
圧縮などの回路技術が必要になる．本研究では、基板上
の半導体スイッチと磁気スイッチを用いてパルスパワー
発生装置を開発する．
2．システムの構成
図1に装置のシステム構成を示す．システムはコント
ローラ，充電器，サイリスタスイッチ，磁気パルス圧縮回
路（MPC），放電管から構成される。充電器から供給され
たエネルギーはパルスパワーモジュール（PPM）によって’
圧縮・昇圧され，放電管で出力される．またパルス発生
のタイミングはコントローラからのトリガ信号で行う．
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図1 パルスパワー発生装置の構成
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MPCの概略を図2に示す．回路動作はまず，充電器を
用いてCoを所定の電圧で充電する．プリント基板上に
実装された2直列・6並列のサイリスタスイッチをON
して初期パルスを発生する．SIoは磁気アシスト用の・∫
飽和インダクタである。パルストランスPTにより昇圧
された電圧はClに転送され，・∫飽和インダクタSli， SI2
によって順次パルス圧縮され，CrC2−Cpへとエネル
ギー転送が行われる．その後，負荷に高電圧パルスが印加
される．ここでSI3は印加電圧パルス幅を調節するため
に用いる．負荷にギャップ長9．5mmのワイヤー対平板
電極を用いた．
3．出力波形
図3に各部電圧波形，図4に負荷電圧・電流波形を示
す．Coを750Vで充電した時の各コンデンサの充電電
圧であり，圧縮が行われていることが確認できる，また，
放電時の負荷出力電圧の立ち上がり時間は100ns以下
であり，放電エネルギーは約0．28Jである．
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図3 各部電圧波形
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図2 MPCの概略図
図4 負荷の電圧と電流波形
＊東洋大学 τ：学部
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東洋大学工業技術研究所報告
李孜
4．まとめ
小型パルスパワー発生装置を製作し，出ノJ電圧20kV
以上，立ち上がり時間100ns以下を得られた．また，繰
り返し周波250ppsで大気圧ストリーマ放電を発生する
ことができた，
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参考文献
T．Sakugawa， D．Wang，K．Shinozaki， T．Namihira，S．Katsuki and
H．Akiyama，“Repetitive Short・Pulsed Generator Using MPC
and B｝umlein Line”Proc． Pulsed Power Conference，
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E斗艶，浪平隆男，勝木淳，秋山秀典，”ハルスハワー方式排ガス
処理に関する基礎研究・NO初期濃度による影響”，電気学会論文誌，
Vo1．124・A， No．8， pp．741・746，（2004）
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