JP2007188837A - 高周波電源回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 出力周波数を有する基本駆動方形波を生成する基本駆動方形波生成回路部5と、該基本駆動方形波の前縁微分信号を生成する微分信号生成回路部9と、外部からのトリガー信号の入力を契機として前記出力周波数の半周期に該当する期間内の信号幅を有する方形波信号を出力する方形波信号生成器10並びに制御信号に基づいて前記方形波信号の信号幅を可変制御する信号幅制御回路11、12とを有するバイブレータ回路部15と、該バイブレータ回路部15からの出力信号に基づく増幅源信号を増幅するスイッチングアンプ回路部6とを含み、前記微分信号生成回路部9にて生成された前縁微分信号を前記バイブレータ回路部15におけるトリガー信号とする。
【選択図】 図1
Description
高周波電源回路から出力される出力周波数を有する基本駆動方形波を生成する基本駆動方形波生成回路部と、該生成された基本駆動方形波の前縁または後縁の微分信号を生成する微分信号生成回路部と、外部からのトリガー信号の入力を契機として前記出力周波数の半周期に該当する期間内の信号幅を有する方形波信号を出力する方形波信号生成器並びに前記出力周波数に基づく電力出力を制御するための制御信号に基づいて前記方形波信号の信号幅を可変制御する信号幅制御回路とを有するバイブレータ回路部と、該バイブレータ回路部からの出力信号に基づく増幅源信号を増幅するスイッチングアンプ回路部とを含み、前記微分信号生成回路部にて生成された微分信号を前記バイブレータ回路部におけるトリガー信号として用いたことを特徴としている。
この特徴によれば、バイブレータ回路部において、増幅源信号として、微分信号の入力を契機とするとともに、制御信号に基づく出力期間を有する出力周波数の半周期よりも短かな信号幅を有する方形波信号が生成され、該増幅源信号がスイッチングアンプ回路部にて増幅されることから、出力周波数が高周波であっても簡素な構成にて増幅源信号の信号幅を制御信号に応じて変更することができ、よって、スイッチングアンプ回路にて増幅された高周波電源回路からの出力電力の調節を、簡素な構成で時間的に緻密に制御することができる。
前記方形波信号生成器は、前記微分信号の入力を契機として入力信号の反転出力を開始する第1の反転器を備えるとともに、前記信号幅制御回路は、前記第1の反転器からの出力信号を反転して当該第1の反転器に入力させる第2の反転器と、該第2の反転器から出力される出力信号の前記第1の反転器への入力を、前記制御信号に応じて変化される時定数により決定される時間において遮断する時定数回路部とを有することを特徴としている。
この特徴によれば、バイブレータ回路部として、DC−AC結合による単安定バイブレータを用いることにより、信号幅制御回路を簡単な構成にて構成できるので、回路設計の自由度が向上するとともに、簡素な構成にて良好な精度を有するバイブレータ回路部を得ることができる。
前記第1の反転器が、多入力変転論理ゲート回路により形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、一般的なMSIのマルチバイブレータに比較して高速動作可能な、例えばNANDゲート等の多入力変転論理ゲート回路を用いて第1の反転器を形成することで、より短い信号幅の方形波信号を生成することができ、制御可能な出力電力の範囲をより大きくすることができる。
前記方形波信号生成器は、前記出力周波数の1周期時間の少なくとも2論理ゲート以下の信号伝搬遅延時間にて、該1周期時間の少なくとも2分の1以下の信号幅の方形波信号を出力することを特徴としている。
この特徴によれば、出力周波数の一周期毎の信号幅を可変することが可能となるので、時間的に最も緻密となる同一周期内による出力電力の制御が可能となる。
前記バイブレータ回路部からの出力信号と前記基本駆動方形波とが入力され、該入力されるバイブレータ回路部からの出力信号により、入力される基本駆動方形波の切り出しを行う論理ゲート回路を含み、前記スイッチングアンプ回路部は、前記論理ゲート回路からの出力信号を前記増幅源信号として増幅することを特徴としている。
この特徴によれば、増幅源信号の信号幅が逆転してしまうことを回避でき、これら信号幅が逆転(逆転Duty化)による障害の発生を防止できる。
前記論理ゲート回路に入力される基本駆動方形波を、前記バイブレータ回路部における信号伝搬遅延時間にて遅延させる遅延回路を含むことを特徴としている。
この特徴によれば、論理ゲート回路により切り出された増幅源信号の信号幅が、信号伝搬遅延時間分だけ短くなってしまう不都合を回避できる。
前記時定数回路部は、時定数制御素子として、電界効果型トランジスタ(FET)、Cds素子或いは容量可変ダイオードおよびそれらの組み合わせを有することを特徴としている。
この特徴によれば、時定数が経時的に大きく変動し難いので、時定数回路部に入力される制御信号により、安定した連続制御を実施することができる。
前記基本駆動方形波生成回路は、前記基本駆動方形波の倍周波を生成する倍周波生成回路を有し、該倍周波生成回路にて生成された倍周波を用いてデューティ比約50%の基本駆動方形波を生成することを特徴としている。
この特徴によれば、デューティ比約50%の基本駆動方形波を、高精度にて生成することができる。
図3は、実際に製作した回路を示す回路図であり、前述したように、第1反転器10としては、NANDゲート回路IC2を使用し、時定数回路部12としては、コンデンサC1とともに、電界効果型トランジスタ(FET)Q1のドレイン・ソース間抵抗(RDS)とを用いている。
2 倍周波生成回路
3 波形成形回路
4 分周波生成回路
5 基本駆動方形波生成回路部
9 (後縁)微分回路部
10 第1反転器
11 反転器
12 該時定数回路部
12 E級アンプ
12 時定数回路部
13 遅延回路部
14 ANDゲート回路
15 単安定マルチバイブレータ
Q1 電界効果型トランジスタ(FET)
IC2 NANDゲート回路
Claims (8)
- 高周波電源回路から出力される出力周波数を有する基本駆動方形波を生成する基本駆動方形波生成回路部と、該生成された基本駆動方形波の前縁または後縁の微分信号を生成する微分信号生成回路部と、外部からのトリガー信号の入力を契機として前記出力周波数の半周期に該当する期間内の信号幅を有する方形波信号を出力する方形波信号生成器並びに前記出力周波数に基づく電力出力を制御するための制御信号に基づいて前記方形波信号の信号幅を可変制御する信号幅制御回路とを有するバイブレータ回路部と、該バイブレータ回路部からの出力信号に基づく増幅源信号を増幅するスイッチングアンプ回路部とを含み、前記微分信号生成回路部にて生成された微分信号を前記バイブレータ回路部におけるトリガー信号として用いたことを特徴とする高周波電源回路。
- 前記方形波信号生成器は、前記微分信号の入力を契機として入力信号の反転出力を開始する第1の反転器を備えるとともに、前記信号幅制御回路は、前記第1の反転器からの出力信号を反転して当該第1の反転器に入力させる第2の反転器と、該第2の反転器から出力される出力信号の前記第1の反転器への入力を、前記制御信号に応じて変化される時定数により決定される時間において遮断する時定数回路部とを有することを特徴とする請求項1に記載の高周波電源回路。
- 前記第1の反転器が、多入力変転論理ゲート回路により形成されていることを特徴とする請求項2に記載の高周波電源回路。
- 前記方形波信号生成器は、前記出力周波数の1周期時間の少なくとも2論理ゲート以下の信号伝搬遅延時間にて、該1周期時間の少なくとも2分の1以下の信号幅の方形波信号を出力することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高周波電源回路。
- 前記バイブレータ回路部からの出力信号と前記基本駆動方形波とが入力され、該入力されるバイブレータ回路部からの出力信号により、入力される基本駆動方形波の切り出しを行う論理ゲート回路を含み、前記スイッチングアンプ回路部は、前記論理ゲート回路からの出力信号を前記増幅源信号として増幅することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の高周波電源回路。
- 前記論理ゲート回路に入力される基本駆動方形波を、前記バイブレータ回路部における信号伝搬遅延時間にて遅延させる遅延回路を含むことを特徴とする請求項5に記載の高周波電源回路。
- 前記時定数回路部は、時定数制御素子として、電界効果型トランジスタ(FET)、Cds素子或いは容量可変ダイオードおよびそれらの組み合わせを有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の高周波電源回路。
- 前記基本駆動方形波生成回路は、前記基本駆動方形波の倍周波を生成する倍周波生成回路を有し、該倍周波生成回路にて生成された倍周波を用いてデューティ比約50%の基本駆動方形波を生成することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の高周波電源回路。
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