TECHNOLOGY技術情報

パルス電源とは

通常の電源のように電力を供給し続けるのではなく、必要なタイミングで出力のON/OFFを行い、瞬間的に大きなエネルギーを供給したり、発熱を抑えることができる電源のことです。

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パルス電源の特徴1「瞬間的なパワー」

バケツに水をためるように、パルス電源は出力をOFFにしている間エネルギーをためることができ、ONにした際に瞬間的な高出力を生み出すことが可能です。
例えば1秒間に100W出力できるパルス電源があった場合、出力時間を0.1秒間に設定すれば1000Wのエネルギーを供給できるというイメージです。

パルス電源の特徴2「高速立上り・高速繰り返し」

車が最高速度に達するまで時間がかかるのと同様、電源も出力の上限値に達するまでには時間がかかります。
しかし、パルス電源ではマイクロ秒(100万分の1秒)からナノ秒(10億分の1秒)という非常に短い時間で上限に到達できます。また、その出力を高速に繰り返す事も可能です。

図3は液中プラズマ発生用電源の出力波形です。
最小パルス幅1μs以内で100kHz以上の高速運転が可能で、立ち上がりエッジが高速に必要な場合も対応が可能です。
図4は高電圧-20kV出力の波形です。

※パルスの立上り等に関しては出力負荷に依存します。上記波形に関しては各1例です。

パルス電源の特徴3「発熱を抑える」

出力時間を制御して断続的に運転することで冷却時間が設けられ、機器や空間の温度上昇を抑えることができます。
その為、熱に弱い機材にも電源を使用できます。

パルス電源の用途

「プラズマの発生」

高い出力電圧を必要とするプラズマ発生用の電源として最適です。
繰り返し周波数やパルス幅を変更することで、プラズマに供給するパワーをコントロールすることができ、液体中のプラズマ発生など高密度なエネルギーを必要とする場合にも使用できます。
プラズマを生成するためには、ガス中で電子をガスの電離エネルギー以上に電界で加速し、放電させる必要があります。
パルス電源であれば、直流電源に比べ比較的容易に出力電圧を高めることができプラズマ発生を簡単にします。

【電離エネルギー】
原子などから電子を取り去って、イオン化するためのエネルギー

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