JP2004527876A - １個の電源により電力を供給される２個の磁電管 - Google Patents

Abstract

２個の磁電管装置に電力を供給するシステム及び方法を提供する。そのシステムは第１の磁電管装置及び第２の磁電管装置に電力を供給する電源装置を含んでいる。制御回路は少なくとも第１の磁電管装置に届く電流量を制御する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、１個の電源により電力を供給される複数の磁電管を利用及び又は制御するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波加熱は、熱エネルギーの供給を含む多数の処理において大きい利点を有する適用可能な技術である。１つの利点は慣性のないときに加熱力を制御できることである。
【０００３】
しかし、１つの欠点は、マイクロ波の機器が伝統的な代用品よりしばしば高価なことである。そのような加熱機器の磁電管は関連の制御システムを有する電力装置により駆動され、それは機器の主要コストの一因となる。磁電管の出力は限られているから、加熱機器は所定の加熱要求を達成するためにかなりの数の磁電管と関連の電力装置及び制御装置の存在を必要とする。
【０００４】
磁電管は無線周波数（ＲＦ）エネルギーを発生するために使用されてもよい。このＲＦエネルギーは加熱項目（すなわち、マイクロ波加熱）のような異なる目的のために使用されてもよく、又はプラズマを発生するために使用されてもよい。プラズマはまた、薄膜蒸着、ダイヤモンド蒸着及び半導体製造処理のような、多くの異なる処理で使用されてもよい。ＲＦエネルギーはまた、ＵＶ（又は可視）光を発生する石英エンベロープ内にプラズマを生成するために使用されてもよい。この点で決定的に重要なそれらの特性は、直流出力をＲＦエネルギーに変換する時に達成される高効率及び磁電管の結合構造である。１つの欠点は、所定の電力出力を作るために要求される電圧が磁電管毎に変化することである。この電圧は、主に、磁電管の内部結合構造及び空洞の磁界強度により決定される。
【０００５】
ＲＦエネルギーを供給するために２個の磁電管を必要とする場合がある。これらの状況では、それぞれの磁電管に別個の電源が必要とされる。２個又はそれ以上の磁電管が並列に結合されてもよい。しかし、同一設計での２個の磁電管は電流特性に対して同一の電圧特性を有しない。２個の同一磁電管間の正常な製造公差及び温度差は電流特性に対して異なる電圧特性をもたらす。このように、各磁電管は僅かに異なる電圧を有していてもよい。例えば、磁電管はお互いに異なる動作曲線を有し、１つの磁電管が他の磁電管より高い電力出力を作り出すようになっている。高い出力電力を有する磁電管は他より暑くなり、それにより、作動曲線は降下し、電源は低い出力電圧に固定又は制限されるだろう。これは高出力を作る磁電管の電力出力をさらに降下させ、故障のため１個の磁電管だけがすべての電力を作り、他の磁電管の折点電圧に達するようになる。これらの問題なしで複数の磁電管を使用することが望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの及び他の目的を達成するため、本発明の実施例は、電流を供給する電源装置と、該電源装置により電力を供給される第１の磁電管装置と、前記電源装置により電力を供給される第２の磁電管装置と、前記第１の磁電管装置に届く電流量を制御する制御回路とを含むシステムを供給する。
【０００７】
前記制御回路は前記第１の磁電管装置に届く電流量及び前記第２の磁電管装置に届く電流量を制御してもよい。
【０００８】
前記制御回路は前記電源装置と前記第１の磁電管装置及び前記第２の磁電管装置のそれぞれの間に結合されたホール効果変流器を含んでいてもよい。ホール効果変流器は２個の信号線を介して電流を検知し、少なくとも前記第１の磁電管装置への電流を調節し、前記第１の磁電管装置及び前記第２の磁電管装置が共に実質的に等しい電流を受け取るようになっている。
【０００９】
前記制御回路は前記第１の磁電管装置と結合する第１の電磁石をさらに含んでいてもよい。第１の電磁石は前記ホール効果変流器と関連して動作し、前記第１の磁電管装置に届く電流を調節してもよい。前記制御装置はまた前記第２の電磁間装置に結合した第２の電磁石を含んでいてもよい。
【００１０】
前記制御回路は前記ホール効果変流器と前記第１の電磁石の間に結合された誤り増幅器を含んでいてもよい。前記制御回路はまた前記ホール効果変流器と前記第１の電磁石の間に結合されたコイル駆動回路を含んでいてもよい。
【００１１】
本発明の他の目的、利点及び顕著な特徴は、添付した図面と関連させて、本発明の好適な実施例を開示する詳細な説明から明らかとなるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明について図面を参照しつつ説明する。図面において同一の参照符号は同一の構成要素を示している。
【００１３】
本発明の実施例は２個又はそれ以上の磁電管を作動するためにソリッドステートの電源及び制御装置を組み込んだシステムを供給する。特に、本発明の実施例は１個（すなわち、共通）の電源により電力を供給される２個又はそれ以上の磁電管を可能にする。
【００１４】
図１は本発明の実施例による１個の電源から２個の磁電管（又はそれ以上の磁電管装置）に電力を供給するための回路図である。他の実施例及び構成もまた本発明の範囲内である。特に、図１は、高電圧低リプルの直流電源のような電源１０を示している。より詳細には、電源１０は４．６ＫＶで１．６８アンペアの出力が可能なソリッドステートの高電圧電源を含んでいてもよい。電源１０は一定の電流出力（又はほぼ一定の電流）を供給するように設計されてもよい。他の電流量及び電力量もまた本発明の範囲内である。電源１０はホール効果変流器２０に結合されてもよく、第１の信号線１２が第１の方向（すなわち、時計回り）にホール効果変流器２０の回りを取り巻き、第２の信号線１４が前記第１の方向とは反対の第２の方向（すなわち、反時計回り）にホール効果変流器２０の回りを取り巻くようになっている。後述するように、ホール効果変流器２０は線１２及び１４を介して電流を検知し、磁電管の１個への電流を調節するように動作し、両方の磁電管が等しい電流（又は実質的に等しい電流）を有するようになっている。別の言い方をすると、電源１０はホール効果変流器２０により検知される一定の電流出力を供給する。当技術において公知なように、（ホール効果変流器２０のような）ホール効果電流センサはホール効果を利用し、磁界を検知し、比例した電圧を出力する。ホール効果変流器２０の出力は線１２と１４の間の電流差に比例する。
【００１５】
図１に示されているように、信号線１２は磁電管４０のカソードに結合され、信号線１４は磁電管３０のカソードにさらに結合されていてもよい。この実施例では、フィラメントが変圧器に接続され、フィラメント加熱のために必要な電流を供給する。フィラメント変圧器２２及び２４の一次コイルは信号線１６及び１８を渡って（１００〜２００ボルトのような）ＡＣ電源から電力を供給されてもよい。カソード端子はまたフィラメント端子の１つと共有されてもよい。これはこの実施例に特有であり、他の実施例は同様又は異なる接続を有していてもよい。
【００１６】
図１の実施例では、フィードバックループを使用し、磁電管４０の電流を調節してもよい。より詳細には、ホール効果変流器２０は信号線２６により抵抗器２８及び誤り増幅器５０に結合され、その入力と出力の間に結合される抵抗器３４を含んでいてもよい。誤り増幅器５０の出力は信号線３６に沿って抵抗器３８に結合され、順番に、その入力と出力の間に結合された抵抗器６２を含むコイル駆動装置６０に結合されてもよい。誤り増幅器５０、コイル駆動装置６０及び抵抗器２８，３４及び３８の構成及び作用はこれらの各機能を与える単なる一例である。抵抗器及び増幅器の他の組合せ及び構成もまた本発明の範囲内である。コイル駆動装置６０の出力は磁電管４０と関連した電磁石４２の最初の端子に信号線６４に沿って加えられてもよい。電磁石４２の最後の端子は図１に示されているように接地に結合されていてもよい。
【００１７】
変調入力７０は信号線７２に沿って及び抵抗器３５を介して誤り増幅器５０の入力に与えられる。その入力７０は磁電管の間での電流（電力）配分を時間変動機能にさせる。これは伝統的な整流され、濾波されていない電源により動作される磁電管を模擬している。紫外線（ＵＶ）バルブの幾つかのタイプはこのタイプの動作から利益を得ている。
【００１８】
図２は、１個の電源１０と２個の磁電管３０及び４０を使用する本発明の別の実施例の回路図である。他の実施例及び構成も本発明の範囲内である。この実施例は図１の実施例と類似しており、磁電管３０に結合した電磁石３２の最後の端子に電磁石４２の最後の端子を結合する信号線６６をさらに含んでいる。電磁石３２の最初の端子は図２に示されているように接地に結合されていてもよい。このタイプの接続は、所定の電流方向のため、磁電管４０の磁界を増加させると共に磁電管３０の磁界を減少させる。この実施例では、フィードバックが使用され、磁電管３０及び４０の電流を調節する。
【００１９】
電源１０は一定の電流を供給するように設計され、出力電流は２個の磁電管３０及び４０により共有される。電流の共有はホール効果変流器２０を使用することにより可能とされてもよい。ホール効果変流器２０は線１２及び１４の電流を検知し、磁電管３０及び４０のそれぞれへのアノード電流を監視するように動作し、電磁石の電流を調節し、両方の磁電管３０及び４０が等しい電流を有するようになっている。これは誤り増幅器５０及びコイル駆動装置６０を有する上述したフィードバックループを利用することにより、ホール効果変流器２０の出力をゼロにさせることにより達成される。その回路は磁電管３０及び４０のため電流ミラーを供給する。さらに、図２の実施例における電磁石４２及び電磁石３２の使用は一方の磁電管において磁束を増加させ、他方の磁電管において磁束を減少させる。
【００２０】
要約すると、本発明の実施例は少なくとも２個の磁電管に電力を供給する１個の電源装置を有するシステムを供給する。これは、図示したように、ホール効果変流器２０を利用して、各磁電管３０及び４０のアノードに与えられた電流を検知することにより達成されてもよい。この計画は１個以上の磁電管を有するシステム又は処理に適用されてもよい。
【００２１】
本発明は特定の実施例に関連させて説明されたが、特定の実施例の説明は例示だけであり、本発明の範囲を制限するものと考えられるものではない。すなわち、当業者にとっては、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、各種他の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例の回路図である。
【図２】本発明の別の実施例の回路図である。

Claims (25)

1. 電流を供給する電源装置と、
   該電源装置により電力を供給される第１の磁電管装置と、
   前記電源装置により電力を供給される第２の磁電管装置と、
   前記第１の磁電管装置と前記第２の磁電管装置のいずれかに電流量を配分する制御回路と、
   を備えていることを特徴とするシステム。
2. 前記制御回路は、前記第１の磁電管装置に届く前記電流量及び前記第２磁電管装置に届く電流量を制御する請求項１に記載のシステム。
3. 前記電源装置はほぼ一定の電流を供給する請求項１に記載のシステム。
4. 前記制御回路は、前記電源装置と前記第１の磁電管装置と前記第２の磁電管装置のそれぞれとの間に結合されたホール効果変流器を備えている請求項１に記載のシステム。
5. 前記ホール効果変流器は２個の信号線を介して電流を検知し、少なくとも前記第１の磁電管装置への電流を調節し、前記第１の磁電管装置及び前記第２の磁電管装置が共に実質的に等しい電流を受け取るようになっている請求項４に記載のシステム。
6. 前記制御回路は前記第１の磁電管装置と結合した第１電磁石をさらに備えている請求項４に記載のシステム。
7. 前記第１の電磁石は前記ホール効果変流器に関連して作動し、前記第１の磁電管装置に届く前記電流を調節する請求項６に記載のシステム。
8. 前記制御回路は前記第２磁電管装置と結合した第２電磁石をさらに備えている請求項６に記載のシステム。
9. 前記制御回路は前記ホール効果変流器と前記第１電磁石との間に結合された誤り増幅器をさらに備えている請求項６に記載のシステム。
10. 前記制御回路は前記ホール効果変流器と前記第１電磁石との間に結合されたコイル駆動装置をさらに備えている請求項６に記載のシステム。
11. 第１磁電管装置と第２磁電管装置に電力を供給するシステムにおいて、
    前記第１の磁電管装置及び前記第２の磁電管装置に電力を供給する電源装置と、
    前記第１の磁電管装置及び前記第２の磁電管装置のそれぞれに電流量を配分するための制御手段と、
    を備えていることを特徴とするシステム。
12. 前記制御手段は前記第１の磁電管装置に届く前記電流量及び前記第２の磁電管装置に届く電流量を制御する請求項１１に記載のシステム。
13. 前記電源装置はほぼ一定の電流を供給する請求項１１に記載のシステム。
14. 前記制御回路は、前記電源装置と前記第１の磁電管装置と前記第２の磁電管装置のそれぞれとの間に結合されたホール効果変流器を備えている請求項１１に記載のシステム。
15. 前記ホール効果変流器は２個の信号線を介して電流を検知し、少なくとも前記第１の磁電管装置への電流を調節し、前記第１の磁電管装置及び前記第２の磁電管装置が共に実質的に等しい電流を受け取るようになっている請求項１４に記載のシステム。
16. 前記制御回路は前記第１の磁電管装置と結合した第１電磁石をさらに備えている請求項１４に記載のシステム。
17. 前記第１の電磁石は前記ホール効果変流器に関連して作動し、前記第１の磁電管装置に届く前記電流を調節する請求項１６に記載のシステム。
18. 前記制御手段は前記第２磁電管装置と結合した第２電磁石をさらに備えている請求項１６に記載のシステム。
19. 前記制御手段は前記ホール効果変流器と前記第１電磁石との間に結合された誤り増幅器をさらに備えている請求項１６に記載のシステム。
20. 前記制御手段は前記ホール効果変流器と前記第１電磁石との間に結合されたコイル駆動装置をさらに備えている請求項１６に記載のシステム。
21. 第１の磁電管装置及び第２の磁電管装置を有するシステムに電力を供給する方法であって、
    第１信号線に沿って前記第１の磁電管装置に第１の電流を供給し、
    第２信号線に沿って前記第２の磁電管装置に第２の電流を供給し、
    前記第１の磁電管装置に前記第１の電流を配分すると共に前記第２の磁電管装置に前記第２の電流を配分する、
    ことを備えていることを特徴とする方法。
22. 前記配分は、前記第１の電流及び前記第２の電流を検知し、少なくとも前記第１の磁電管装置への前記第１の電流を調節し、前記第１の磁電管装置及び前記第２の磁電管装置が共に実質的に等しい電流を受け取るようになっている請求項２１に記載の方法。
23. 前記配分は前記第２の磁電管装置への第２の電流を調節することをさらに備えている請求項２２に記載の方法。
24. 前記制御回路は前記第１の磁電管装置が前記第２の磁電管装置と実質的に等しい電流を受け取るように前記電流を配分する請求項１に記載のシステム。
25. 電流を供給する電源装置と、
    該電源装置により電力を供給される第１の磁電管装置と、
    を備えていることを特徴とするシステム。