JP2001244754A - 高周波電源 - Google Patents
高周波電源Info
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- JP2001244754A JP2001244754A JP2000056773A JP2000056773A JP2001244754A JP 2001244754 A JP2001244754 A JP 2001244754A JP 2000056773 A JP2000056773 A JP 2000056773A JP 2000056773 A JP2000056773 A JP 2000056773A JP 2001244754 A JP2001244754 A JP 2001244754A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】過電流、過電圧による増幅回路の破損を防止す
る。 【解決手段】増幅回路４の増幅動作で形成される進行波
電力に対する反射波電力の比率を判定回路１０で判定
し、判定した比率Ｐが閾値Ｔを超えて高い場合には、増
幅回路４に発生する電圧および／または電流を電流制限
回路６や電圧制限回路７で制限する高周波電源。
る。 【解決手段】増幅回路４の増幅動作で形成される進行波
電力に対する反射波電力の比率を判定回路１０で判定
し、判定した比率Ｐが閾値Ｔを超えて高い場合には、増
幅回路４に発生する電圧および／または電流を電流制限
回路６や電圧制限回路７で制限する高周波電源。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波電源に関
し、具体的には、高周波電源の増幅回路の保護構造に関
する。
し、具体的には、高周波電源の増幅回路の保護構造に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高周波電源は、図２に示すよう
に、図示しない発振回路で発生させた発振信号（高周波
信号）を増幅回路１００で増幅し、出力コネクタ１０１
を介して負荷１０２に出力している。増幅回路１００の
出力中には、増幅回路１００の出力である進行波電力
と、負荷１０２からの反射波電力とが混在している。こ
れらの電力は電力検出部１０３で検出されて、その検出
結果が制御部１０４に供給される。制御部１０４では、
電力検出部１０３の検出結果に基いて、進行波電力が一
定になる、あるいは進行波電力から反射波電力を減算し
た値が一定になるように、増幅回路１００の出力制御を
行う。なお、図中、符号１０５は、増幅回路１００を構
成するトランジスタであり、１０６はトランジスタ１０
５の出力側に配置されたインピーダンス整合回路であ
り、Ｌは、インピーダンス整合回路１０６を構成するイ
ンダクタンスであり、Ｃ１、Ｃ２は同じくインピーダン
ス整合回路１０６を構成するコンデンサである。
に、図示しない発振回路で発生させた発振信号（高周波
信号）を増幅回路１００で増幅し、出力コネクタ１０１
を介して負荷１０２に出力している。増幅回路１００の
出力中には、増幅回路１００の出力である進行波電力
と、負荷１０２からの反射波電力とが混在している。こ
れらの電力は電力検出部１０３で検出されて、その検出
結果が制御部１０４に供給される。制御部１０４では、
電力検出部１０３の検出結果に基いて、進行波電力が一
定になる、あるいは進行波電力から反射波電力を減算し
た値が一定になるように、増幅回路１００の出力制御を
行う。なお、図中、符号１０５は、増幅回路１００を構
成するトランジスタであり、１０６はトランジスタ１０
５の出力側に配置されたインピーダンス整合回路であ
り、Ｌは、インピーダンス整合回路１０６を構成するイ
ンダクタンスであり、Ｃ１、Ｃ２は同じくインピーダン
ス整合回路１０６を構成するコンデンサである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の高周波電源に
は、負荷１０２のインピーダンスが増幅回路１００を構
成するトランジスタ１０５の整合条件から外れると、ト
ランジスタ１０５の安全動作領域を超えた過大な電流や
電圧が増幅回路１００に発生する結果、トランジスタ１
０５が破損することがあった。このような事態は、例え
ば次のようにして生じる。高周波電源の負荷１０２の中
には、負荷インピーダンスが実質的な短絡状態から実質
的な開放状態まで大きく変動するものがある。このよう
な負荷１０２において、短絡状態や開放状態に陥った負
荷１０２から増幅回路１００に向けて反射する反射波の
位相がアンプ１００から出力される進行波の位相と同位
相になると、反射波と進行波とが重畳されて電圧値や電
流値が一次的に際立って上昇し、その過大な電圧や電流
によりトランジスタ１０５が破損することがあった。
は、負荷１０２のインピーダンスが増幅回路１００を構
成するトランジスタ１０５の整合条件から外れると、ト
ランジスタ１０５の安全動作領域を超えた過大な電流や
電圧が増幅回路１００に発生する結果、トランジスタ１
０５が破損することがあった。このような事態は、例え
ば次のようにして生じる。高周波電源の負荷１０２の中
には、負荷インピーダンスが実質的な短絡状態から実質
的な開放状態まで大きく変動するものがある。このよう
な負荷１０２において、短絡状態や開放状態に陥った負
荷１０２から増幅回路１００に向けて反射する反射波の
位相がアンプ１００から出力される進行波の位相と同位
相になると、反射波と進行波とが重畳されて電圧値や電
流値が一次的に際立って上昇し、その過大な電圧や電流
によりトランジスタ１０５が破損することがあった。
【０００４】例えば、負荷１０２のインピーダンスＺＬ
が実質的に短絡状態（ＺＬ≒０Ω）になったときには、
トランジスタ１０５のコレクタから出力側をみたインピ
ーダンスＺ１は、Ｚ１＝０＋ｊＸΩとなる。ここで、Ｘ
が小さいという条件の場合では、トランジスタ１０５に
その安全動作領域を超えた過電流が流れて、トランジス
タ１０５が破損するしたがって、本発明の主たる目的
は、過電流や過電圧による増幅回路の破損を防止するこ
とである。
が実質的に短絡状態（ＺＬ≒０Ω）になったときには、
トランジスタ１０５のコレクタから出力側をみたインピ
ーダンスＺ１は、Ｚ１＝０＋ｊＸΩとなる。ここで、Ｘ
が小さいという条件の場合では、トランジスタ１０５に
その安全動作領域を超えた過電流が流れて、トランジス
タ１０５が破損するしたがって、本発明の主たる目的
は、過電流や過電圧による増幅回路の破損を防止するこ
とである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ためには、本発明は、高周波信号を増幅する増幅手段
と、前記増幅手段に生じる電圧および／または電流がこ
の増幅手段の安全動作領域を超えるか否かを判定する判
定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記増
幅手段に発生する電圧および／または電流を制限する制
限手段とを有する高周波電源を構成した。これにより、
次のような作用を有する。すなわち、増幅手段に生じる
電圧および／または電流がこの増幅手段の安全動作領域
を超えたことを判定手段で判定すると、制限手段によ
り、増幅手段に印加される電圧および／または電流を制
限することで、増幅手段に過大な電圧や電流が印加され
ることを防止して、増幅手段の破損を防止する。
ためには、本発明は、高周波信号を増幅する増幅手段
と、前記増幅手段に生じる電圧および／または電流がこ
の増幅手段の安全動作領域を超えるか否かを判定する判
定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記増
幅手段に発生する電圧および／または電流を制限する制
限手段とを有する高周波電源を構成した。これにより、
次のような作用を有する。すなわち、増幅手段に生じる
電圧および／または電流がこの増幅手段の安全動作領域
を超えたことを判定手段で判定すると、制限手段によ
り、増幅手段に印加される電圧および／または電流を制
限することで、増幅手段に過大な電圧や電流が印加され
ることを防止して、増幅手段の破損を防止する。
【０００６】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に係る高周波電源であって、前記判定手段は、高周波
電源に入力される反射波電力に基づいてその判定を行う
ものであり、これにより次のような作用を有する。すな
わち、増幅手段に過大な電圧もしくは電流が発生する主
要因としては、インピーダンスの不整合による反射波電
力の増大が挙げられる。そこで、本発明では、判定手段
において、高周波電源に入力される反射波電力に基づい
てその判定を行うことで、増幅手段の破損を確実に防止
できる。
１に係る高周波電源であって、前記判定手段は、高周波
電源に入力される反射波電力に基づいてその判定を行う
ものであり、これにより次のような作用を有する。すな
わち、増幅手段に過大な電圧もしくは電流が発生する主
要因としては、インピーダンスの不整合による反射波電
力の増大が挙げられる。そこで、本発明では、判定手段
において、高周波電源に入力される反射波電力に基づい
てその判定を行うことで、増幅手段の破損を確実に防止
できる。
【０００７】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
２に記載の高周波電源であって、前記判定手段は、前記
増幅手段の増幅動作で形成される進行波電力に対する反
射波電力の比率を判定するものであり、前記制限手段
は、前記比率が閾値を超えて高い場合に、前記増幅手段
に発生する電圧および／または電流を制限するものであ
ることに特徴を有しており、これにより次のような作用
を有する。すなわち、反射波電力の量を、前記増幅手段
の増幅動作で形成される進行波電力に対する反射波電力
の比率とみなすことで、反射波電力の量を、進行波電力
の量に対する相対量として判定できる。
２に記載の高周波電源であって、前記判定手段は、前記
増幅手段の増幅動作で形成される進行波電力に対する反
射波電力の比率を判定するものであり、前記制限手段
は、前記比率が閾値を超えて高い場合に、前記増幅手段
に発生する電圧および／または電流を制限するものであ
ることに特徴を有しており、これにより次のような作用
を有する。すなわち、反射波電力の量を、前記増幅手段
の増幅動作で形成される進行波電力に対する反射波電力
の比率とみなすことで、反射波電力の量を、進行波電力
の量に対する相対量として判定できる。
【０００８】なお、前記制限手段は、請求項４に記載し
たように、前記制限手段は、前記増幅手段の出力端とこ
の高周波電源の負荷との間に直列に接続された第１の制
限抵抗と、前記制限抵抗に対して並列接続されて、前記
増幅手段の出力端を前記第１の制限抵抗を介することな
く前記負荷に接続する迂回導通路と、前記判定手段の判
定結果に基づき、前記比率が閾値を超えて高い場合は前
記迂回導通路を開放し、それ以外は前記迂回導通路を導
通させる第１の開閉手段とを有して構成するのが好まし
い。
たように、前記制限手段は、前記増幅手段の出力端とこ
の高周波電源の負荷との間に直列に接続された第１の制
限抵抗と、前記制限抵抗に対して並列接続されて、前記
増幅手段の出力端を前記第１の制限抵抗を介することな
く前記負荷に接続する迂回導通路と、前記判定手段の判
定結果に基づき、前記比率が閾値を超えて高い場合は前
記迂回導通路を開放し、それ以外は前記迂回導通路を導
通させる第１の開閉手段とを有して構成するのが好まし
い。
【０００９】また、前記制限手段は、請求項５及び請求
項６に記載したように、前記増幅手段又は、前記第１の
制限抵抗の出力端と接地電位との間に直列に接続された
第２の制限抵抗と、前記判定結果に基づき、前記比率が
閾値を超えて高い場合は前記第２の制限抵抗を接地電位
に接続し、それ以外は第２の制限抵抗と接地電位とを分
離する第２の開閉手段とを有して構成するのが好まし
い。
項６に記載したように、前記増幅手段又は、前記第１の
制限抵抗の出力端と接地電位との間に直列に接続された
第２の制限抵抗と、前記判定結果に基づき、前記比率が
閾値を超えて高い場合は前記第２の制限抵抗を接地電位
に接続し、それ以外は第２の制限抵抗と接地電位とを分
離する第２の開閉手段とを有して構成するのが好まし
い。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
図１を参照して説明する。図１は本発明を実施した高周
波電源の構成を示す回路図である。なお、ここでいう高
周波電源とは、例えば、数百ＫＨｚ〜数ＧＨｚ程度の帯
域の高周波電力を発生させるものをいう。
図１を参照して説明する。図１は本発明を実施した高周
波電源の構成を示す回路図である。なお、ここでいう高
周波電源とは、例えば、数百ＫＨｚ〜数ＧＨｚ程度の帯
域の高周波電力を発生させるものをいう。
【００１１】この高周波電源１は、出力コネクタ２を介
して負荷３に所望の周波数の高周波電力を供給するもの
であって、増幅回路４と、インピーダンス整合回路５
と、電流制限回路６と、電圧制限回路７と、電力検出部
８と、制御部９と、判定回路１０とを備えている。
して負荷３に所望の周波数の高周波電力を供給するもの
であって、増幅回路４と、インピーダンス整合回路５
と、電流制限回路６と、電圧制限回路７と、電力検出部
８と、制御部９と、判定回路１０とを備えている。
【００１２】増幅回路４は、図示しない発振回路により
出力された発振信号をトランジスタ１１で増幅して所望
の高周波電力を出力している。インピーダンス整合回路
５は、インダクタンスＬと、コンデンサＣ１、Ｃ２とか
らなっており、トランジスタ１１の出力端に接続されて
いる。
出力された発振信号をトランジスタ１１で増幅して所望
の高周波電力を出力している。インピーダンス整合回路
５は、インダクタンスＬと、コンデンサＣ１、Ｃ２とか
らなっており、トランジスタ１１の出力端に接続されて
いる。
【００１３】電流制限回路６は、インピーダンス整合回
路５の出力端に接続されている。電流制限回路６は、イ
ンピーダンス整合回路６の出力端と負荷３との間に直列
に接続配置された第１の制限抵抗Ｒ１と、第１の制限抵
抗Ｒ１に対して並列に接続配置された迂回導通路１２
と、迂回導通路１２の中途に設けられて、迂回導通路１
２の開閉制御を行う第１スイッチ１３とを備えている。
路５の出力端に接続されている。電流制限回路６は、イ
ンピーダンス整合回路６の出力端と負荷３との間に直列
に接続配置された第１の制限抵抗Ｒ１と、第１の制限抵
抗Ｒ１に対して並列に接続配置された迂回導通路１２
と、迂回導通路１２の中途に設けられて、迂回導通路１
２の開閉制御を行う第１スイッチ１３とを備えている。
【００１４】電圧制限回路７はインピーダンス整合回路
５の出力側に接続されている。なお、本実施の形態で
は、その接続構成の一例として、電圧制限回路７を、電
流制限回路６の出力端に接続しているが、特にこの接続
位置に限定されるものではない。
５の出力側に接続されている。なお、本実施の形態で
は、その接続構成の一例として、電圧制限回路７を、電
流制限回路６の出力端に接続しているが、特にこの接続
位置に限定されるものではない。
【００１５】電圧制限回路７は、電流制限回路６の出力
端と接地電位との間に直列に接続配置された第２の制限
抵抗Ｒ２と、第２の制限抵抗Ｒ２と接地電位との間の接
続状態の開閉制御を行う第２スイッチ１４とを備えてい
る。
端と接地電位との間に直列に接続配置された第２の制限
抵抗Ｒ２と、第２の制限抵抗Ｒ２と接地電位との間の接
続状態の開閉制御を行う第２スイッチ１４とを備えてい
る。
【００１６】電力検出部８は、電圧、電流制限回路６、
７の出力側に設けられて、この高周波電源１の進行波電
力及び反射波電力を検出している。電力検出は、例え
ば、出力電圧及び出力電流を検出し、演算することによ
って進行波電力及び反射波電力を求めている。
７の出力側に設けられて、この高周波電源１の進行波電
力及び反射波電力を検出している。電力検出は、例え
ば、出力電圧及び出力電流を検出し、演算することによ
って進行波電力及び反射波電力を求めている。
【００１７】制御部９は、電力検出部８の検出結果が供
給され、この検出結果に基づいて進行波電力、もしく
は、進行波電力から反射波電力を減算した電力値が一定
になるように、トランジスタ１１に入力する高周波信号
あるいは直流電圧Ｖｄｃを制御している。
給され、この検出結果に基づいて進行波電力、もしく
は、進行波電力から反射波電力を減算した電力値が一定
になるように、トランジスタ１１に入力する高周波信号
あるいは直流電圧Ｖｄｃを制御している。
【００１８】判定回路１０は、電力検出部８で検出した
進行波電力及び反射波電力から、進行波電力に対する反
射波電力の比率Ｐ（反射波電力／進行波電力）を演算
し、演算した比率Ｐが予め設定しておいた閾値Ｔを超え
るか（Ｐ＞Ｔ）否かを判定し、その判定結果を第１、第
２スイッチ１３、１４に供給している。第１、第２スイ
ッチ１３、１４は、供給される判定回路１０の判定結果
に基づいて開閉制御している。
進行波電力及び反射波電力から、進行波電力に対する反
射波電力の比率Ｐ（反射波電力／進行波電力）を演算
し、演算した比率Ｐが予め設定しておいた閾値Ｔを超え
るか（Ｐ＞Ｔ）否かを判定し、その判定結果を第１、第
２スイッチ１３、１４に供給している。第１、第２スイ
ッチ１３、１４は、供給される判定回路１０の判定結果
に基づいて開閉制御している。
【００１９】本実施の形態では、増幅回路４が増幅手段
の一例であり、電力検出部8と判定回路１０とが判定手
段の一例であり、電流制限回路６と電圧制限回路７とが
制限手段の一例であり、第１スイッチ１３が第１の開閉
手段の一例であり、第２スイッチ１４が第２の開閉手段
の一例である。
の一例であり、電力検出部8と判定回路１０とが判定手
段の一例であり、電流制限回路６と電圧制限回路７とが
制限手段の一例であり、第１スイッチ１３が第１の開閉
手段の一例であり、第２スイッチ１４が第２の開閉手段
の一例である。
【００２０】以下、この高周波電源１の動作を説明す
る。以下の説明では、第１の制限抵抗Ｒ１の抵抗値をｒ
１とし、第２の制限抵抗Ｒ２の抵抗値をｒ２とし、ｒ１
＝ｒ２＝５０Ωとする。また、負荷３が５０Ωの純抵抗
のときに負荷から反射波が発生しないと想定して説明す
る。
る。以下の説明では、第１の制限抵抗Ｒ１の抵抗値をｒ
１とし、第２の制限抵抗Ｒ２の抵抗値をｒ２とし、ｒ１
＝ｒ２＝５０Ωとする。また、負荷３が５０Ωの純抵抗
のときに負荷から反射波が発生しないと想定して説明す
る。
【００２１】まず、判定回路１０において、閾値Ｔを設
定しておく。閾値Ｔは、進行波電力に比べて反射波電力
が極端に多くなって、増幅回路４に発生する電流、電圧
がトランジスタ１１の安全動作領域を超えるか否かを判
定する値である。ここでは、その例として、０．８の値
を閾値Ｔ（反射波電力／進行波電力）として設定してお
く。
定しておく。閾値Ｔは、進行波電力に比べて反射波電力
が極端に多くなって、増幅回路４に発生する電流、電圧
がトランジスタ１１の安全動作領域を超えるか否かを判
定する値である。ここでは、その例として、０．８の値
を閾値Ｔ（反射波電力／進行波電力）として設定してお
く。
【００２２】負荷３のインピーダンスが純抵抗の５０Ω
をほぼ維持して高周波電源１と負荷３との間のインピー
ダンス整合が取られている、もしくは極端な不整合では
ない状態においては、反射波電力はそれほど発生しな
い。このとき、比率Ｐは閾値Ｔ（＝０．８）以下になる
（Ｐ≦Ｔ）。そのため、このことを判定回路１０が演算
により判定して、その判定結果を第１、第２スイッチに
伝達すると、第１スイッチ１３は閉動作し、第２スイッ
チ１４は開動作する。これにより、迂回導通路１２が機
能して第１の制限抵抗Ｒ２に電流は流れない。一方、第
２の制限抵抗Ｒ２には電圧が生じない。したがって、増
幅回路４で出力された高周波電力は、電流制限回路６や
電圧制限回路７で電流、電圧を制限されることなく負荷
３に供給される。
をほぼ維持して高周波電源１と負荷３との間のインピー
ダンス整合が取られている、もしくは極端な不整合では
ない状態においては、反射波電力はそれほど発生しな
い。このとき、比率Ｐは閾値Ｔ（＝０．８）以下になる
（Ｐ≦Ｔ）。そのため、このことを判定回路１０が演算
により判定して、その判定結果を第１、第２スイッチに
伝達すると、第１スイッチ１３は閉動作し、第２スイッ
チ１４は開動作する。これにより、迂回導通路１２が機
能して第１の制限抵抗Ｒ２に電流は流れない。一方、第
２の制限抵抗Ｒ２には電圧が生じない。したがって、増
幅回路４で出力された高周波電力は、電流制限回路６や
電圧制限回路７で電流、電圧を制限されることなく負荷
３に供給される。
【００２３】一方、高周波電源１と負荷３との間におけ
るインピーダンス不整合の度合が大きくなると、反射波
電力の発生量が増加し比率Ｐの値は上昇する。そして、
負荷３が実質的に短絡もしくは開放状態になってインピ
ーダンスの不整合が顕著になり、反射波電力の発生量が
極めて大きくなって、比率Ｐの値が閾値Ｔ（＝０．８）
を超える（Ｐ＞Ｔ）と、そのことを判定回路１０が演算
により判定し、その判定結果を第１、第２スイッチ１
３、１４に伝達する。
るインピーダンス不整合の度合が大きくなると、反射波
電力の発生量が増加し比率Ｐの値は上昇する。そして、
負荷３が実質的に短絡もしくは開放状態になってインピ
ーダンスの不整合が顕著になり、反射波電力の発生量が
極めて大きくなって、比率Ｐの値が閾値Ｔ（＝０．８）
を超える（Ｐ＞Ｔ）と、そのことを判定回路１０が演算
により判定し、その判定結果を第１、第２スイッチ１
３、１４に伝達する。
【００２４】このような判定結果を受けた第１スイッチ
１３は開動作し、第２スイッチ１４は閉動作する。これ
により、迂回導通路１２が遮断されて、第１の制限抵抗
Ｒ２に電流が流れる。一方、第２の制限抵抗Ｒ２に電圧
が生じる。これにより、増幅回路４で出力された高周波
電力（反射波電力を含む）は、電流制限回路６や電圧制
限回路７で電流、電圧が制限される。以下、具体的に説
明する。
１３は開動作し、第２スイッチ１４は閉動作する。これ
により、迂回導通路１２が遮断されて、第１の制限抵抗
Ｒ２に電流が流れる。一方、第２の制限抵抗Ｒ２に電圧
が生じる。これにより、増幅回路４で出力された高周波
電力（反射波電力を含む）は、電流制限回路６や電圧制
限回路７で電流、電圧が制限される。以下、具体的に説
明する。
【００２５】負荷３が実質的に短絡状態になった場合に
は、増幅回路４の出力端から負荷３側をみたインピーダ
ンスＺは、Ｚ＝ｒ１＝５０（Ω）−ｊ０（Ω）となる。
従来例では、同様の場合におけるインピーダンスＺは、
Ｚ＝０（Ω）であり、本実施の形態の高周波電源１の方
が増幅回路４の出力端での反射波電力を小さくすること
ができる。そのため、この高周波電源１では、トランジ
スタ１１を流れる電流をその安全動作領域まで抑えるこ
とができ、トランジスタ１１の破損を防止することがで
きる。
は、増幅回路４の出力端から負荷３側をみたインピーダ
ンスＺは、Ｚ＝ｒ１＝５０（Ω）−ｊ０（Ω）となる。
従来例では、同様の場合におけるインピーダンスＺは、
Ｚ＝０（Ω）であり、本実施の形態の高周波電源１の方
が増幅回路４の出力端での反射波電力を小さくすること
ができる。そのため、この高周波電源１では、トランジ
スタ１１を流れる電流をその安全動作領域まで抑えるこ
とができ、トランジスタ１１の破損を防止することがで
きる。
【００２６】負荷が実質的に開放状態になった場合に
は、増幅回路４の出力端から負荷３側をみたインピーダ
ンスＺは、Ｚ＝ｒ１＋ｒ２＝１００（Ω）−ｊ０（Ω）
となる。従来例では、同様の場合におけるインピーダン
スＺは、Ｚ＝∞（Ω）であり、本実施の形態の高周波電
源１の方が増幅回路４の出力端での反射波電力を小さく
することができる。そのため、この高周波電源１では、
トランジスタ１１に発生する電圧をその安全動作領域ま
で抑えることができ、トランジスタ１１の破損を防止す
ることができる。
は、増幅回路４の出力端から負荷３側をみたインピーダ
ンスＺは、Ｚ＝ｒ１＋ｒ２＝１００（Ω）−ｊ０（Ω）
となる。従来例では、同様の場合におけるインピーダン
スＺは、Ｚ＝∞（Ω）であり、本実施の形態の高周波電
源１の方が増幅回路４の出力端での反射波電力を小さく
することができる。そのため、この高周波電源１では、
トランジスタ１１に発生する電圧をその安全動作領域ま
で抑えることができ、トランジスタ１１の破損を防止す
ることができる。
【００２７】トランジスタ１１に発生する電圧とは、次
のものをいう。トランジスタ１１がバイポーラトランジ
スタである場合には、コレクタ・エミッタ間電圧が上記
電圧となり、ＦＥＴである場合には、ドレイン・ソース
間電圧が上記電圧となる。
のものをいう。トランジスタ１１がバイポーラトランジ
スタである場合には、コレクタ・エミッタ間電圧が上記
電圧となり、ＦＥＴである場合には、ドレイン・ソース
間電圧が上記電圧となる。
【００２８】なお、上述した実施の形態では、電圧制限
回路７を電流制限回路６の出力端側に設けていた。すな
わち、第２の制限抵抗Ｒ２を第１の制限抵抗Ｒ１の出力
端側に設けていた。しかしながら、電流制限回路６を電
圧制限回路７の出力端側に設けてもよい。すなわち、第
１の制限抵抗Ｒ１を第２の制限抵抗Ｒ２の出力端側に設
けてもよい。その場合には、次のようになる。
回路７を電流制限回路６の出力端側に設けていた。すな
わち、第２の制限抵抗Ｒ２を第１の制限抵抗Ｒ１の出力
端側に設けていた。しかしながら、電流制限回路６を電
圧制限回路７の出力端側に設けてもよい。すなわち、第
１の制限抵抗Ｒ１を第２の制限抵抗Ｒ２の出力端側に設
けてもよい。その場合には、次のようになる。
【００２９】負荷が実質的に短絡状態になった場合に
は、増幅回路４の出力端から負荷３側をみたインピーダ
ンスＺは、Ｚ＝ｒ１×ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）＝２５
（Ω）−ｊ０（Ω）となる。従来例では、同様の場合に
おけるインピーダンスＺは、Ｚ＝０（Ω）であり、この
高周波電源１の方が増幅回路４の出力端での反射波電力
を小さくすることができる。そのため、この高周波電源
１では、トランジスタ１１を流れる電流をその安全動作
領域まで抑えることができ、トランジスタ１１の破損を
防止することができる。
は、増幅回路４の出力端から負荷３側をみたインピーダ
ンスＺは、Ｚ＝ｒ１×ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）＝２５
（Ω）−ｊ０（Ω）となる。従来例では、同様の場合に
おけるインピーダンスＺは、Ｚ＝０（Ω）であり、この
高周波電源１の方が増幅回路４の出力端での反射波電力
を小さくすることができる。そのため、この高周波電源
１では、トランジスタ１１を流れる電流をその安全動作
領域まで抑えることができ、トランジスタ１１の破損を
防止することができる。
【００３０】負荷が実質的に開放状態になった場合に
は、増幅回路４の出力端から負荷３側をみたインピーダ
ンスＺは、Ｚ＝ｒ２＝５０（Ω）−ｊ０（Ω）となる。
従来例では、同様の場合におけるインピーダンスＺは、
Ｚ＝∞（Ω）であり、この高周波電源１の方が増幅回路
４の出力端での反射波電力を小さくすることができる。
そのため、この高周波電源１では、トランジスタ１１に
発生する電圧をその安全動作領域まで抑えることがで
き、トランジスタ１１の破損を防止することができる。
は、増幅回路４の出力端から負荷３側をみたインピーダ
ンスＺは、Ｚ＝ｒ２＝５０（Ω）−ｊ０（Ω）となる。
従来例では、同様の場合におけるインピーダンスＺは、
Ｚ＝∞（Ω）であり、この高周波電源１の方が増幅回路
４の出力端での反射波電力を小さくすることができる。
そのため、この高周波電源１では、トランジスタ１１に
発生する電圧をその安全動作領域まで抑えることがで
き、トランジスタ１１の破損を防止することができる。
【００３１】負荷３のインピーダンスが５０Ωをほぼ維
持して高周波電源１と負荷３との間のインピーダンス整
合が取られている、もしくは極端な不整合ではない状態
においては、前述した本実施の形態の構成と同様の動作
をし、高周波電力の出力に支障は生じない。
持して高周波電源１と負荷３との間のインピーダンス整
合が取られている、もしくは極端な不整合ではない状態
においては、前述した本実施の形態の構成と同様の動作
をし、高周波電力の出力に支障は生じない。
【００３２】以上の説明は、負荷が短絡状態あるいは開
放状態の場合であったが、負荷が純粋のリアクタンス成
分の場合（Ｐ＞Ｔ）においても本実施の形態の高周波電
源１の方が増幅回路４の出力端での反射波電力を小さく
することができる。
放状態の場合であったが、負荷が純粋のリアクタンス成
分の場合（Ｐ＞Ｔ）においても本実施の形態の高周波電
源１の方が増幅回路４の出力端での反射波電力を小さく
することができる。
【００３３】したがって、トランジスタ１１に発生する
電圧と流れる電流による動作領域をトランジスタの安全
動作領域まで抑えることができる。
電圧と流れる電流による動作領域をトランジスタの安全
動作領域まで抑えることができる。
【００３４】なお、第１、第２スイッチ６、７はメカニ
カルスイッチでも、トランジスタやダイオード等の電子
スイッチでも構成することができる。また、第１、第２
の制限抵抗Ｒ１、Ｒ２は固定抵抗で構成してもよい。さ
らには、可変抵抗からこれら制限抵抗Ｒ１、Ｒ２を構成
し、使用者がこれら制限抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値を設定
することで、電流、電圧の制限量を任意に設定するよう
にしてもよい。
カルスイッチでも、トランジスタやダイオード等の電子
スイッチでも構成することができる。また、第１、第２
の制限抵抗Ｒ１、Ｒ２は固定抵抗で構成してもよい。さ
らには、可変抵抗からこれら制限抵抗Ｒ１、Ｒ２を構成
し、使用者がこれら制限抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値を設定
することで、電流、電圧の制限量を任意に設定するよう
にしてもよい。
【００３５】また、以上説明した実施の形態では、電流
制限回路６と電圧制限回路７とを両方備えて制限手段を
構成していたが、電流制限回路６だけからなる制限手段
を設けても良い。この場合、負荷が実質的に短絡状態に
なった場合に生じる過電流発生状態からトランジスタ１
１を保護することができる。また、電圧制限回路７だけ
からなる制限手段を設けても良い。この場合、負荷が実
質的に開放状態になった場合に生じる過電圧発生状態か
らトランジスタ１１を保護することができる。
制限回路６と電圧制限回路７とを両方備えて制限手段を
構成していたが、電流制限回路６だけからなる制限手段
を設けても良い。この場合、負荷が実質的に短絡状態に
なった場合に生じる過電流発生状態からトランジスタ１
１を保護することができる。また、電圧制限回路７だけ
からなる制限手段を設けても良い。この場合、負荷が実
質的に開放状態になった場合に生じる過電圧発生状態か
らトランジスタ１１を保護することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
負荷が実質的に短絡状態や開放状態になった場合に生じ
る過電流発生状態もしくは過電圧発生状態からトランジ
スタ１１を保護して、その破損を未然に防止することが
できる。
負荷が実質的に短絡状態や開放状態になった場合に生じ
る過電流発生状態もしくは過電圧発生状態からトランジ
スタ１１を保護して、その破損を未然に防止することが
できる。
【図１】本発明の一実施の形態の高周波電源の構成を示
す回路図である。
す回路図である。
【図２】従来例の高周波電源の構成を示す回路図であ
る。
る。
３ 負荷 ４ 増幅回路 ５ イ
ンピーダンス整合回路 ６ 電流制限回路 ７ 電圧制限回路 ８
電力検出部 ９ 制御部 １０ 判定回路 １１
トランジスタ Ｒ１ 第１の制限抵抗 １２ 迂回導通路 １３
第１スイッチ Ｒ２ 第２の制限抵抗 １４ 第２スイッチ Ｔ
閾値 Ｐ 比率
ンピーダンス整合回路 ６ 電流制限回路 ７ 電圧制限回路 ８
電力検出部 ９ 制御部 １０ 判定回路 １１
トランジスタ Ｒ１ 第１の制限抵抗 １２ 迂回導通路 １３
第１スイッチ Ｒ２ 第２の制限抵抗 １４ 第２スイッチ Ｔ
閾値 Ｐ 比率
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G053 AA01 AA09 BA01 BA04 CA04 EC03 FA06 5H410 BB04 BB05 CC02 DD02 DD08 EA10 EB01 FF07 FF25 LL02 LL06 5J091 AA03 CA55 FA01 FA04 FP02 FP05 FP06 GP03 HA02 HA25 HA41
Claims (6)
- 【請求項１】 高周波信号を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段に生じる電圧および／または電流がこの増
幅手段の安全動作領域を超えるか否かを判定する判定手
段と、 前記判定手段の判定結果に基づいて、前記増幅手段に発
生する電圧および／または電流を制限する制限手段と、 を有することを特徴とする高周波電源。 - 【請求項２】 請求項１記載の高周波電源であって、 前記判定手段は、高周波電源に入力される反射波電力に
基づいてその判定を行うものである、 ことを特徴とする高周波電源。 - 【請求項３】 請求項２記載の高周波電源であって、 前記判定手段は、前記増幅手段の増幅動作で形成される
進行波電力に対する反射波電力の比率を判定するもので
あり、 前記制限手段は、前記比率が閾値を超えて高い場合に、
前記増幅手段に発生する電圧および／または電流を制限
するものとである、 ことを特徴とする高周波電源。 - 【請求項４】 請求項３記載の高周波電源であって、 前記制限手段は、 前記増幅手段の出力端とこの高周波電源の負荷との間に
直列に接続された第１の制限抵抗と、 前記制限抵抗に対して並列接続されて、前記増幅手段の
出力端を前記第１の制限抵抗を介することなく前記負荷
に接続する迂回導通路と、 前記判定手段の判定結果に基づき、前記比率が閾値を超
えて高い場合は前記迂回導通路を開放し、それ以外は前
記迂回導通路を導通させる第１の開閉手段と、 を有することを特徴とする高周波電源。 - 【請求項５】 請求項３または４記載の高周波電源であ
って、 前記制限手段は、 前記増幅手段の出力端と接地電位との間に直列に接続さ
れた第２の制限抵抗と、 前記判定結果に基づき、前記比率が閾値を超えて高い場
合は前記第２の制限抵抗を接地電位に接続し、それ以外
は第２の制限抵抗と接地電位とを分離する第２の開閉手
段と、 を有することを特徴とする高周波電源。 - 【請求項６】 請求項４記載の高周波電源であって、 前記制限手段は、 前記第１の制限抵抗の出力端と接地電位との間に直列に
接続された第２の制限抵抗と、 前記判定結果に基づき、前記比率が閾値を超えて高い場
合は前記第２の制限抵抗を接地電位に接続し、それ以外
は第２の制限抵抗と接地電位とを分離する第２の開閉手
段と、 を有することを特徴とする高周波電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000056773A JP2001244754A (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | 高周波電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000056773A JP2001244754A (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | 高周波電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001244754A true JP2001244754A (ja) | 2001-09-07 |
Family
ID=18577662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000056773A Pending JP2001244754A (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | 高周波電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001244754A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7221102B2 (en) | 2003-02-07 | 2007-05-22 | Daihen Corporation | High-frequency power supply device |
| KR100766524B1 (ko) * | 2001-07-24 | 2007-10-15 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 고전압 전력증폭기의 아킹 보호회로 및 그 방법 |
| WO2011111193A1 (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 富士通株式会社 | 無線装置及び無線送信制御方法 |
| JP2013510414A (ja) * | 2009-11-10 | 2013-03-21 | ゴジ リミテッド | エネルギーを制御するための装置および方法 |
-
2000
- 2000-03-02 JP JP2000056773A patent/JP2001244754A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100766524B1 (ko) * | 2001-07-24 | 2007-10-15 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 고전압 전력증폭기의 아킹 보호회로 및 그 방법 |
| US7221102B2 (en) | 2003-02-07 | 2007-05-22 | Daihen Corporation | High-frequency power supply device |
| JP2013510414A (ja) * | 2009-11-10 | 2013-03-21 | ゴジ リミテッド | エネルギーを制御するための装置および方法 |
| WO2011111193A1 (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 富士通株式会社 | 無線装置及び無線送信制御方法 |
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|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091201 |