JP2003069351A - 高周波増幅回路及び高周波増幅回路の駆動方法 - Google Patents

高周波増幅回路及び高周波増幅回路の駆動方法

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JP2003069351A JP2001258984A JP2001258984A JP2003069351A JP 2003069351 A JP2003069351 A JP 2003069351A JP 2001258984 A JP2001258984 A JP 2001258984A JP 2001258984 A JP2001258984 A JP 2001258984A JP 2003069351 A JP2003069351 A JP 2003069351A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は高周波増幅回路及び高周波増幅回路
の駆動方法に関し、高効率のメリットを保ちつつ、かつ
低パワー出力での制御性が良く、また低パワー出力で冷
却システムによる過冷却によって生じる結露を生じるこ
とのない程度の電力損失による発熱を与えるようにした
高周波増幅回路及び高周波増幅回路の駆動方法を提供す
ることを目的としている。 【解決手段】 パルス幅制御信号およびパルス高さ制御
信号を受け、任意のパルス高さおよびパルス幅をもつパ
ルス波(方形波)を発生する可変波高可変波幅パルス波
発生回路11と、この方形波によって駆動される電力増
幅回路12を含んで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高周波増幅回路及び
高周波増幅回路の駆動方法に関する、中でも高周波プラ
ズマを発生させる高周波増幅回路、さらに言えば誘導結
合プラズマ質量分析装置及び誘導結合プラズマ発光分光
分析装置に用いる誘導結合プラズマ生成用の高周波増幅
回路及び高周波増幅回路の駆動方法に関する。しかしな
がら、本発明は広く一般的な高周波増幅回路にも適用で
きるものである。
【0002】
【従来の技術】誘導結合プラズマ質量分析装置や、誘導
結合プラズマ発光分光分析装置等においては、誘導結合
プラズマ発生装置が用いられる。ここでは、この誘導結
合プラズマ発生装置の高周波増幅回路を例にとって説明
する。図4は誘導結合プラズマ発生装置の概念図であ
る。図において、1は増幅回路であり、該増幅回路1に
よりマッチングボックス3を介して、プラズマ発生部分
のコイル4を駆動している。コイルの巻数としては、例
えば図に示すように3ターン程度が用いられる。前記マ
ッチングボックス3はプラズマ側のインピーダンスと前
記増幅回路1の出力インピーダンスの整合を取るため設
けられているが、必ずしも必須のものではない。
【0003】石英の3重管よりなるプラズマトーチ6に
はコイル4が巻回されている。そして、前記増幅回路1
の出力は前記マッチングボックスを介して、コイル4の
一端に接続され、該コイル4の他端は接地されている。
プラズマトーチ6内には例えばアルゴン(Ar)ガスを
流し、さらにコイル4に高周波電流を流すことにより、
誘導結合でプラズマ5に電力を供給し、放電を維持す
る。プラズマ点火時には、小さな火花放電をプラズマト
ーチ6内に図示していない放電装置により生じさせ、プ
ラズマを点火するのに適切な高周波電力と、プラズマが
存在しない状態に応じた過渡的なインピーダンスマッチ
ングを取り、火花放電の電流を急激に増やし誘導結合で
コイル4からプラズマ5に電力が供給されるようにしプ
ラズマ点火を行う。
【0004】プラズマが点火した定常状態において、高
周波出力を例えば1kWで動作させると、増幅回路1
は、電力損失のために数100W発熱する。そこで、増
幅回路1の発熱部分には冷却パイプ2が配置されてお
り、冷却水が循環するようになっている。このようにし
て、増幅回路1を冷却して熱のために部品が破壊されな
いようにしている。
【0005】この場合において、コイル4は増幅回路1
の負荷になっている。図5は高周波増幅回路の概念図で
あり、(a)が当該回路、(b)は等価回路である。こ
の回路は、A/B/C級の増幅素子としてMOS−FE
T(金属−酸化半導体型電界効果トランジスタ、以下F
ET)を用いたトランス結合プッシュプル増幅回路であ
り、非飽和動作電力増幅回路を示している。ここでは増
幅素子としてFETを用いる例を示しているが、他の増
幅素子を用いる場合も同様である。入力高周波信号は、
トランスT1の1次側に入る。その2次側には1次側に
従った高周波信号が発生する。トランスT1の2次側の
2個の巻線の中点には増幅素子の動作点を決定するバイ
アス電圧が印加されている。これらの合成された高周波
信号が、FETQ1、Q2のゲートに入る。FETQ
1、Q2は、入力高周波信号に応じた動作を行ない、そ
の機能は(b)に示す可変抵抗VRで表わすことができ
る。FETQ1、Q2の負荷はトランスT2の1次側に
接続されており、さらに1次側の中点には電圧Vが与え
られている。
【0006】FETQ1とQ2が入力高周波信号によっ
て動作すると、トランスT2の1次側が駆動され、トラ
ンスT2の2次側には高周波電力が伝達する。この高周
波で負荷7を駆動する。この結果、負荷7に供給される
高周波電力は入力信号に応じ可変制御できることにな
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の非飽和
動作電力増幅回路では、入力信号に応じた出力電力が得
られ制御性はよいものの、たとえばB級動作とした場
合、理論上の最大効率は78.5%と効率が上げられな
いという問題がある。例えば1.6kWの出力で動作さ
せた場合、効率は現実的には約60%が限界で1kW弱
の熱が増幅回路で発生することになる。この熱を除去す
るための冷却水循環装置の冷却能力も相応に増加するこ
とになる。大型の冷却水循環装置は騒音も大きく、結果
として、高価な冷却能力の高い冷却水循環装置が必要で
かつ冷却水循環装置の騒音のため、別の部屋に設置しな
ければならなくなるケースもある。さらには増幅回路の
電源容量そのものも増加し、ひいては装置全体の小型化
の阻害要因となる。
【0008】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、第一に誘導結合プラズマ質量分析装置及
び誘導結合プラズマ発光分光分析装置に用いる誘導結合
プラズマ生成用高周波増幅回路の高効率化を実現した高
周波増幅回路(請求項5)を提供することを目的とした
ものである。第二には、請求項5の発明における副作用
である、低出力時での制御性の悪化及び、低出力運転時
での、高出力時と同様の冷却能力で冷却システムを動作
させることによる、過冷却によって生じる結露という問
題の改善を含む、消費電力或いは効率を制御入力として
設定できる一般的な高周波増幅回路及び高周波増幅回路
の駆動方法を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】(1)請求項5記載の発
明は、誘導結合プラズマ質量分析装置および誘導結合プ
ラズマ発光分光分析装置において、従来用いられていた
高周波増幅回路の効率が悪いという課題に対して、出力
制御信号を受けてパルス幅を制御するパルス幅制御回路
と、該パルス幅制御回路により駆動される電力増幅回路
とを含んで構成される高周波増幅回路、すなわちD/E
級電力増幅回路を用いることにより解決するものであ
る。D/E級電力増幅回路の電源利用効率は理論上10
0%と極めて高効率であり、該高周波増幅回路のための
電源装置・冷却装置の小型化・簡略化が可能となる。さ
らに本発明を適用することにより、新たな改善点として
プラズマ点灯時の、インピーダンスマッチングが十分で
ない不安定な過渡的出力状態において、高周波増幅器が
壊れにくくプラズマが点灯するまで出力を保ち易くなっ
た点、また高調波成分の増加により放電が容易に起こり
易く、こちらの理由においてもプラズマが容易に点灯し
易くなった点で新しい効果のあることも指摘できる。
【0010】しかしながら、このD/E級電力増幅回路
は、高周波で動作させようとする場合、特に低出力を得
ようとすると、必要とするパルス幅が極めて狭くなり、
たとえば出力周波数fを20MHzとするとき、デュー
ティ比5%のパルス幅PwはPw =(1/20E+
6)×10% = 5nSecとなり、安定して制御する
ことが困難である。また高調波成分がますます増加し、
不要輻射が増加する。
【0011】また、このD/E級電力増幅回路は、低出
力時はスイッチング素子のON/OFF遷移時間を0と
すると、発生する損失はスイッチング素子の導通抵抗に
よるものだけであり、これらが損失を発生する時間はス
イッチング素子が導通している時間に比例する。このた
め、出力電力を絞るためにパルス幅を狭めると、スイッ
チング素子が導通している時間が短くなり、発生する損
失はさらに低下する。そのため、発生する熱量は非常に
低下し、高出力時と同様の冷却を行うと、結露などの不
具合を生じることがある。請求項1〜4および6記載の
発明は、これらの副作用に鑑みてなされたものである。
【0012】請求項1記載の発明は、前記効率は良い
が、低出力時に安定して制御することが困難な点および
過冷却のため結露が生じ易いという副作用を解決する
為、従来のパルス高さによる出力制御をパルス幅による
出力制御に加え合わせることができるよう、パルス幅制
御信号およびパルス高さ制御信号を受けて、任意のパル
ス高さおよびパルス幅を持つパルス波(方形波)を発生
する可変波高可変波幅パルス波発生回路と、該可変波高
可変波幅パルス波発生回路が発生する方形波によって駆
動される電力増幅回路を含んで構成される。この回路は
高出力が必要な時はD/E級動作をし、前述のように高
効率が得られる。しかし低出力時に高効率のままかつ高
出力時と同様な冷却を行うとすれば、過冷却のため結露
を生じ回路の故障の原因となる。そこで、低出力時には
パルス幅制御はある程度までとし、パルス高さを制御す
ることにより、結露を防止できる程度の損失、つまりは
熱を発生させ、パルス幅制御のみで低出力まで制御する
場合に生じる結露という副作用を解決できる。さらにこ
の場合、パルス高さの制御も付け加えているため、低出
力時に極端に駆動パルス幅を狭める必要がなくなり、駆
動パルス幅が狭いことに起因する制御性の悪化、回路設
計・製造上の困難さ、さらには不要輻射の増加などの問
題をも解決することができる。
【0013】請求項2記載の発明は、前記可変波高可変
波幅パルス波発生回路において、パルス高さを制御し
て、スイッチング素子の導通抵抗を増加させるよう非飽
和動作させるものである。この動作を低出力時にパルス
幅制御に付け加えることにより、該スイッチング素子の
導通抵抗における電力損失で必要な発熱が得られ過冷却
の問題が解決できる。
【0014】請求項3記載の発明は、前記可変波高可変
波幅パルス波発生回路において、パルス高さによる出力
制御を、パルス幅による出力制御に加え合わせる方法と
して出力に加えて、消費電力(電源利用効率)を制御パ
ラメータにした回路である。あらかじめ設定された、出
力電力および消費電力(電源利用効率)の入力値により
本高周波増幅回路は動作し、設定入力を高出力時にパル
ス幅制御を主に用い電源利用効率を最大にし、一方低出
力時にはパルス高さ制御を加えて電源利用効率が良くな
り過ぎないように選ぶことにより、低出力時における制
御性、過冷却の問題などを解決できる。
【0015】請求項4記載の発明は、前記可変波高可変
波幅パルス波発生回路において、パルス高さによる出力
制御を、パルス幅による出力制御に加え合わせる方法と
して出力に加えて、損失電力を一定にするよう制御した
装置である。あらかじめ設定された、動作範囲の出力電
力で設定された損失電力になるよう制御される。この場
合、冷却システムに対する本増幅回路の負荷は一定とな
り、過冷却の心配無しに、良い効率が得られる。また低
出力時の制御性も良い。
【0016】請求項6記載の発明は、請求項5の発明の
所で述べた効率は良いが、低出力時に安定して制御する
ことが困難な点および過冷却のため結露が生じ易いとい
う副作用を解決する為、従来のパルス高さによる出力制
御をパルス幅による出力制御に加え合わせることができ
るよう、パルス幅制御信号およびパルス高さ制御信号を
受けて、任意のパルス高さおよびパルス幅を持つパルス
波(方形波)によって電力増幅回路を駆動する方法であ
る。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。まず、請求項5に対応す
る実施例を示す。D/E級のスイッチング回路は、例え
ば図2のように構成される。図5と同一のものは、同一
の符号を付して示す。(a)が当該回路であり、(b)
は等価回路である。この回路は、D/E級のスイッチン
グ素子としてFETを用いたトランス結合プッシュプル
増幅回路であり、飽和動作電力増幅回路を示している。
ここではスイッチング素子としてFETを用いる例とし
ているが、他のスイッチング素子を用いる場合も同様で
ある。
【0018】入力パルス波は、φ1、φ2として表記さ
れていて、FETQ1、Q2のゲートに入る。入力パル
ス波φ1、φ2は目的とする高周波と同一の周波数fで
あり、最大デューティ比は50%、またφ1、φ2は1
80度の位相差が与えられている。FETQ1、Q2は
入力パルスに従って交互にON/OFF動作を行い、そ
の機能は(b)に示すスイッチSW1、SW2で表すこ
とができる。FETQ1、Q2の負荷はトランスTの一
時側に接続されており、さらに1次側の中点には電圧V
が与えられている。FETQ1とQ2は入力パルス信号
によって交互にON/OFF動作をすると、トランスT
の1次側が駆動され、それぞれのFETのONに従って
トランスTの2次側には電力が伝達する。パルス波φ
1、φ2が最大デューティ動作時(デューティ比=50
%)は、D級動作であり、常にQ1、Q2のいずれかが
ONしている、この回路の最大出力動作状態となる。パ
ルス波のデューティ比が50%以下であれば、Q1、Q
2いずれもOFFしている時間があり、その間はTの2
次側に電力が伝達されない。この状態はE級動作であ
り、出力高周波電力はデューティ比に従って可変制御で
きる。D/E級増幅回路の電源利用効率は理論上100
%と、きわめて高効率である。この高周波電力で負荷7
を駆動する。この結果、負荷7に供給される高周波電力
はパルス波のデューティ比に応じて可変制御できること
になる。すなわち、誘導結合プラズマ質量分析装置およ
び誘導結合プラズマ発光分光分析装置における誘導結合
プラズマ生成のための高周波を効率よく発生でき、この
高周波増幅回路のための電源装置、冷却装置の小型化が
可能となる。
【0019】次に請求項1〜4および6記載の発明に対
応する一実施例を示す。用いられるプッシュプル高周波
増幅回路を図3に示す。図2と同一のものは、同一の符
号を付して示す。(a)が当該回路であり、(b)は等
価回路である。等価回路は、それぞれスイッチSW1と
導通抵抗R1、スイッチSW2と導通抵抗R2の直列回
路から構成されている。この回路は、高出力電力が必要
な時はD/E級動作をし、前述のように高電源利用効率
で高出力を得ることができる。D/E級動作の場合は、
スイッチング素子のON/OFF遷移時間を0とする
と、発生する損失は非常に小さな導通抵抗R1・R2に
よるものだけであり、これらが損失を発生する時間はS
W1・SW2がONしている時間に比例するため、出力
電力を絞るためにパルス幅を狭めると、SW1・SW2
のONにしている時間が短くなり、発生する損失は特に
低下する。また、パルス幅が非常に狭くなり、制御や回
路動作の実現が困難となる。さらに発生する高調波成分
が増加し、不要輻射も増加する。そこで低出力で使用す
る場合、パルス波高を下げ、FETQ1、Q2を非飽和
動作させることにより、等価的に導通抵抗R1、R2が
増加するように制御する。
【0020】この図3に示したプッシュプル高周波増幅
回路の具体的なコントロールの一実施の形態例をさらに
図1にブロック図で示す。ここでは、たとえば最大出力
として2KW程度必要で、かつ、数Wといった極低出力か
らの安定した連続出力、および数百Wといった低出力か
ら最大出力付近までに渡って一定の損失を生じさせるこ
とを目的とする高周波増幅回路の例を示す。しかしもち
ろん、必ずしもこの例に限定されるものではない。図に
おいて、10は全体の制御動作を行うコントローラであ
る。該コントローラ10としては、例えばCPUが用い
られる。もちろんここでも、コントローラとしてはCP
Uに限られるものではなく、CPUを用いないでコント
ローラ10を構成することも可能である。該コントロー
ラ10は、メインCPU(図示せず)と接続され、信号
のやりとりをしている。11は該コントローラ10から
のパルス幅制御信号およびパルス高さ制御信号を受けて
駆動パルス幅・パルス高さ制御を行う可変波高可変波幅
パルス波発生回路である。
【0021】12は、可変波高可変波幅パルス波発生回
路11の出力を受けて、電力増幅を行う電力増幅回路、
13は電源電圧・電流監視回路である。14は、電力増
幅回路12の出力を監視する出力電力監視回路であり、
その監視出力はコントローラ10に与えられるようにな
っている。コントローラ10には、電源電圧・電流監視
回路13からの電圧、電流が入力され、また出力電力監
視回路14からの進行波、反射波が入力され、その他に
各部温度、ファン状態等が入力されている。コントロー
ラ10は、これら信号を常時監視しており、これら監視
信号に応じて、可変波高可変波幅パルス波発生回路11
を制御している。このように構成された装置の動作を説
明すれば、以下の通りである。
【0022】例えば、メインCPUから増幅回路の出力
が設定されると、コントローラ10は、その設定出力お
よび必要とする電力損失に応じたパルス幅制御信号およ
びパルス高さ制御信号を可変波高可変波幅パルス波発生
回路11に与える。
【0023】電力増幅回路12は、可変波高可変波幅パ
ルス波発生回路11の出力により制御され、負荷(図示
せず)に高周波電力が供給される。出力電力監視回路1
4は、電力増幅回路12の出力を常時監視しており、そ
の出力はコントローラ10にフィードバックされてい
る。コントローラ10は、出力電力監視回路14の出力
を監視しながら、メインCPUに設定された出力になる
ように、出力電力に応じて設定された損失を生じるよ
う、電力増幅回路12の出力を制御している。ここでは
例としてクローズドループによるコントロールの例を示
したが、オープンループで動作させることも可能であ
る。
【0024】このように、この実施の形態例によれば、
極低出力時にスイッチング素子の導通抵抗を増やすこと
により、当該導通抵抗部での損失を増やし、この結果、
出力電力を絞ることが必要なときに、極端に駆動パルス
幅を狭めることなく出力を制御することができ、また低
出力から最大出力付近までの広範囲の出力電力範囲にわ
たって高効率のメリットを保ったまま、副作用としての
過冷却といった問題を解決できる。
【0025】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果が得られる。
【0026】(1)請求項1記載の発明によれば、必要
とする出力電力範囲の全域にわたって、駆動パルス幅と
駆動パルス高さを可変にできるため、高効率でかつ良好
な出力電力制御性を得ることができる。
【0027】(2)請求項2記載の発明によれば、低出
力時にはスイッチング素子による損失を増加させること
ができ、これにより効率を低下させ、過冷却による結露
を防ぐ為に必要とする損失、すなわち発熱を得ることが
できる。
【0028】(3)請求項3記載の発明によれば、出力
電力を低下させたい場合に、消費電力(電源利用効率)
をパラメータとして設定することにより、パルス幅制御
だけでなくパルス高さ制御も併用した出力電力制御と組
み合わせ、安定した出力制御が得られ、また不要な輻射
(高調波)を減らすことができる。
【0029】(4)請求項4記載の発明によれば、高周
波増幅回路の損失が一定であるため、増幅回路の冷却シ
ステム側に一定でかつ最小限の負荷しかかけないように
できる。従って最小限の冷却能力の冷却システムで安定
に動作でき、また過冷却による結露が無いように設定す
るのが容易である。
【0030】(5)請求項5記載の発明によれば、従来
電力利用効率の悪い誘導結合結合プラズマ質量分析装置
および誘導結合プラズマ発光分光分析装置であった為、
大きな冷却システムが必要であり、かつ電源容量も大き
くならざるを得なかったが、最大の電力を消費している
高周波電源の高効率化で小さな冷却システムで済み、全
体の電源容量も小さくて済むようになった。さらにプラ
ズマの点灯が今まで以上に容易になった。
【0031】(6)請求項6の発明によれば、高出力が
必要な時は高効率で、また低出力が必要な時は必要な損
失を保ち、かつ安定な制御が可能な高周波増幅回路が実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】最も一般的な本発明の動作の一実施の形態例を
示すブロック図である。
【図2】請求項5に対応する本発明で用いる高周波増幅
回路の一実施の形態例を示す図である。
【図3】請求項1〜4および6に対応する本発明で用い
る高周波増幅回路の一実施の形態例を示す図である。
【図4】誘導結合プラズ発生装置の概念図である。
【図5】誘導結合プラズマ質量分析装置に用いられる誘
導結合プラズマ生成用高周波増幅回路の従来例の概念図
である。
【符号の説明】
10 コントローラ 11 可変波高可変波幅パルス波発生回路 12 電力増幅回路 13 電源電圧・電流監視回路 14 出力電力監視回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G043 AA01 EA08 GA09 GB10 GB11 GB14 GB28 JA01 MA13 5J091 AA01 AA15 AA41 AA66 CA36 CA51 FA00 HA10 HA26 HA35 HA38 KA53 KA65 MA21 QA04 SA15 TA01 UW01 UW10 5J092 AA01 AA15 AA41 AA66 CA36 CA51 FA00 HA10 HA26 HA35 HA38 KA53 KA65 MA21 QA04 SA15 TA01 VL06 5J500 AA01 AA15 AA41 AA66 AC36 AC51 AF00 AH10 AH26 AH35 AH38 AK53 AK65 AM21 AQ04 AS15 AT01 LV06 WU01 WU10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パルス幅制御信号およびパルス高さ制御
    信号を受け、任意のパルス高さおよびパルス幅をもつパ
    ルス波を発生する可変波高可変波幅パルス波発生回路
    と、 この方形波によって駆動される電力増幅回路を含んで構
    成される高周波電力増幅回路。
  2. 【請求項2】 前記可変波高可変波幅パルス波発生回路
    は、高効率が必要な場合にはスイッチング電力増幅回路
    に用いられる電力スイッチング素子が飽和するのに十分
    なパルス高さの制御方形波を発生し、スイッチング素子
    を飽和動作させることによって高効率で電力増幅回路を
    動作させ、また低出力でかつそれ程高効率が必要でない
    場合には、パルス高さを下げた制御入力により、スイッ
    チング素子を非飽和動作させ、電力増幅回路の効率を下
    げることを特徴とする請求項1記載の高周波増幅回路。
  3. 【請求項3】 前記可変波高可変波幅パルス波発生回路
    は、出力電力に加えて設定された消費電力になるよう、
    電力スイッチング素子を駆動する方形波のパルス幅およ
    びパルス高さの制御を行うことを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の高周波増幅回路。
  4. 【請求項4】 前記出力電力に応じた消費電力の設定
    を、損失が一定になるようパルス高さおよびパルス幅を
    制御することを特徴とする請求項1から3の何れかに記
    載の高周波増幅回路。
  5. 【請求項5】 誘導結合プラズマ質量分析装置および誘
    導結合発光分光分析装置における誘導結合プラズマ生成
    のための高周波増幅回路において、出力制御信号を受け
    て、パルス幅を制御するパルス幅制御回路と、 該パルス幅制御回路により駆動される電力増幅回路とを
    含んで構成される高周波増幅回路。
  6. 【請求項6】 高周波増幅回路においてパルス幅の制御
    とパルス高さの制御を組み合わせて出力制御を行い、特
    に高出力時にパルス幅制御を主に用い、低出力時にパル
    ス高さ制御を加えて消費電力を調整ことを特徴とする高
    周波増幅回路の駆動方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005204405A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Daihen Corp 高周波電源装置
JP2009516905A (ja) * 2005-11-21 2009-04-23 サーモ フィッシャー サイエンティフィック インコーポレイテッド 誘導結合rf電源
JP2014055785A (ja) * 2012-09-11 2014-03-27 Shimadzu Corp プラズマ用高周波電源及びそれを用いたicp発光分光分析装置
JP2014220059A (ja) * 2013-05-07 2014-11-20 株式会社ダイヘン 高周波電源
JP2018519758A (ja) * 2015-06-30 2018-07-19 トゥルンプフ ヒュッティンガー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトTRUMPF Huettinger GmbH + Co. KG 高周波増幅器装置
US10714313B2 (en) 2015-06-30 2020-07-14 Trumpf Huettinger Gmbh + Co. Kg High frequency amplifier apparatuses

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080198019A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-21 James Neil Rodgers RFID antenna and amplification
US7831225B2 (en) * 2007-07-26 2010-11-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Radio frequency power load and associated method
WO2009146439A1 (en) 2008-05-30 2009-12-03 Colorado State University Research Foundation System, method and apparatus for generating plasma
US8994270B2 (en) 2008-05-30 2015-03-31 Colorado State University Research Foundation System and methods for plasma application
WO2009146432A1 (en) 2008-05-30 2009-12-03 Colorado State University Research Foundation Plasma-based chemical source device and method of use thereof
US9272359B2 (en) 2008-05-30 2016-03-01 Colorado State University Research Foundation Liquid-gas interface plasma device
US8222822B2 (en) 2009-10-27 2012-07-17 Tyco Healthcare Group Lp Inductively-coupled plasma device
AU2010349785B2 (en) 2010-03-31 2014-02-27 Colorado State University Research Foundation Liquid-gas interface plasma device
US8902015B1 (en) 2011-11-18 2014-12-02 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Radio frequency power load and associated method
JP5534365B2 (ja) * 2012-06-18 2014-06-25 株式会社京三製作所 高周波電力供給装置、及び反射波電力制御方法
US9532826B2 (en) 2013-03-06 2017-01-03 Covidien Lp System and method for sinus surgery
US9555145B2 (en) 2013-03-13 2017-01-31 Covidien Lp System and method for biofilm remediation
CN105684302A (zh) * 2013-11-04 2016-06-15 马维尔国际贸易有限公司 使用低阻抗偏置的记忆效应减小
US20150222230A1 (en) * 2014-02-03 2015-08-06 Auriga Measurement Systems, LLC Output power tuning using pulse position and pulse width control in a pulse position, pulse width modulation amplifier
JP6413261B2 (ja) * 2014-03-03 2018-10-31 株式会社島津製作所 Icp発光分析装置用高周波電源装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58175308A (ja) * 1982-01-26 1983-10-14 Yokogawa Hewlett Packard Ltd 多重モ−ド増幅器
JPS593612U (ja) * 1982-06-30 1984-01-11 株式会社東芝 パルス幅変調回路
JPS61155736A (ja) * 1984-12-28 1986-07-15 Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp 高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置
JPH01126170A (ja) * 1987-11-10 1989-05-18 Mitsubishi Electric Corp 多相多重電圧形インバータの制御方式
JPH01309300A (ja) * 1988-02-24 1989-12-13 Hitachi Ltd マイクロ波プラズマ発生装置及びマイクロ波プラズマ質量分析装置
JPH02234503A (ja) * 1989-03-07 1990-09-17 Toshiba Corp 電力増幅器
JPH06105563A (ja) * 1992-09-21 1994-04-15 Hitachi Ltd 電動機駆動装置及びこれを用いた空気調和機
JPH06504658A (ja) * 1990-12-26 1994-05-26 アポジー・テクノロジー・インコーポレイテツド 改良スイッチング増幅器
JPH06185835A (ja) * 1992-12-18 1994-07-08 Toshiba Corp インバータ装置およびそのインバータ装置により制御されるエアコンディショナ
JPH08289582A (ja) * 1995-04-17 1996-11-01 Matsushita Refrig Co Ltd 電源回路の制御装置
WO1999000823A1 (en) * 1997-06-26 1999-01-07 Applied Science And Technology, Inc. Toroidal low-field reactive gas source
JP2000341048A (ja) * 1999-05-31 2000-12-08 Jisedai Eisei Tsushin Hoso System Kenkyusho:Kk 電力増幅器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4232679A (en) * 1977-01-26 1980-11-11 Pacesetter Systems, Inc. Programmable human tissue stimulator
US4600892A (en) * 1984-06-28 1986-07-15 Hughes Aircraft Company RF amplifier with frequency spectrum control
JPS61191949A (ja) * 1985-02-19 1986-08-26 Toshiba Corp 磁気共鳴イメ−ジング装置
JPH06121778A (ja) * 1992-10-08 1994-05-06 Toshiba Corp スイッチング周波数発生器

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58175308A (ja) * 1982-01-26 1983-10-14 Yokogawa Hewlett Packard Ltd 多重モ−ド増幅器
JPS593612U (ja) * 1982-06-30 1984-01-11 株式会社東芝 パルス幅変調回路
JPS61155736A (ja) * 1984-12-28 1986-07-15 Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp 高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置
JPH01126170A (ja) * 1987-11-10 1989-05-18 Mitsubishi Electric Corp 多相多重電圧形インバータの制御方式
JPH01309300A (ja) * 1988-02-24 1989-12-13 Hitachi Ltd マイクロ波プラズマ発生装置及びマイクロ波プラズマ質量分析装置
JPH02234503A (ja) * 1989-03-07 1990-09-17 Toshiba Corp 電力増幅器
JPH06504658A (ja) * 1990-12-26 1994-05-26 アポジー・テクノロジー・インコーポレイテツド 改良スイッチング増幅器
JPH06105563A (ja) * 1992-09-21 1994-04-15 Hitachi Ltd 電動機駆動装置及びこれを用いた空気調和機
JPH06185835A (ja) * 1992-12-18 1994-07-08 Toshiba Corp インバータ装置およびそのインバータ装置により制御されるエアコンディショナ
JPH08289582A (ja) * 1995-04-17 1996-11-01 Matsushita Refrig Co Ltd 電源回路の制御装置
WO1999000823A1 (en) * 1997-06-26 1999-01-07 Applied Science And Technology, Inc. Toroidal low-field reactive gas source
JP2000341048A (ja) * 1999-05-31 2000-12-08 Jisedai Eisei Tsushin Hoso System Kenkyusho:Kk 電力増幅器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005204405A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Daihen Corp 高周波電源装置
JP4624686B2 (ja) * 2004-01-15 2011-02-02 株式会社ダイヘン 高周波電源装置
JP2009516905A (ja) * 2005-11-21 2009-04-23 サーモ フィッシャー サイエンティフィック インコーポレイテッド 誘導結合rf電源
JP2014055785A (ja) * 2012-09-11 2014-03-27 Shimadzu Corp プラズマ用高周波電源及びそれを用いたicp発光分光分析装置
JP2014220059A (ja) * 2013-05-07 2014-11-20 株式会社ダイヘン 高周波電源
JP2018519758A (ja) * 2015-06-30 2018-07-19 トゥルンプフ ヒュッティンガー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトTRUMPF Huettinger GmbH + Co. KG 高周波増幅器装置
US10714313B2 (en) 2015-06-30 2020-07-14 Trumpf Huettinger Gmbh + Co. Kg High frequency amplifier apparatuses

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