Development of low inductance circuit for radially symmetric circuit

放射対称型回路用低インダクタンス化回路の開発

高柳 智弘; 植野 智晶; 堀野 光喜

Takayanagi, Tomohiro; Ueno, Tomoaki; Horino, Koki

J-PARC RCSの安定した運転を維持継続するための高度化研究開発の一つとして、キッカーシステムで採用しているサイラトロン代替用半導体スイッチ回路の開発を行っている。その中で、次世代半導体の一つであるSIC-MOSFETの半導体を用いた放射対称型回路は、多数の半導体スイッチが直列, 並列に多重化された構成である。この放射対称型回路では、全ての並列回路の長さが等しいため、タイミングジッタやレベル変化により出力波形が歪むことは原理的には無い。そのためこの回路は、超高速ショートパルスの波形の出力に有用である。本研究では、電力伝送回路を2重の円リング構造にすることで同軸形状とし、更なる低インダクタンス化を実現する回路を開発した。構造と出力波形から求めたインダクタンス値を比較した結果、約10%の低減を実現した。また、実試験にて計算と実測の比較検証を行い、開発した円リング構造が計算通り低インダクタンス化に有効であることを確認した。

As one of the advanced research and development for maintaining the stable operation of J-PARC RCS, we are developing semiconductor switch circuit for thyratron substitute adopted in kicker system. Radiation symmetric type circuits using semiconductors of SIC-MOSFETs are composed of circuits in which many semiconductor switches are multiplexed in parallel. Since the lengths of all parallel circuits are equal, the output waveform will not be distorted due to timing jitter or impedance. This circuit is useful for outputting the waveform of ultrafast short pulse. Therefore, we have developed a circuit that achieves further low inductance by making the power transmission circuit into a double circular ring structure equal to the coaxial shape. Compare the inductance value obtained from the structure and the output waveform. In addition, we compare the calculation and the measurement in the test and present the verification result of the developed circular ring structure.