JP2007336683A - Power unit and electrophoresis apparatus equipped with the power unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電気泳動装置の試料注入流路や分離流路に電圧を印加するための電源装置と、そのような電源装置を備えた電気泳動装置に関するものである。 The present invention relates to, for example, a power supply device for applying a voltage to a sample injection channel or a separation channel of an electrophoresis device, and an electrophoresis device including such a power supply device.
電気泳動装置では、泳動媒体(例えばゾル等)に封入された試料に電界をかけることで試料を分離媒体中まで移動させ、分子サイズなどによる移動速度の差異を利用して試料を成分ごとに分離する。また、チップ型の電気泳動装置では、分析チップへの試料の導入やチップ内での試料の移動においても電界をかける。電界の制御は、分離媒体や分離流路に接続された高圧電源の電圧を制御することで行なっている。 In an electrophoresis device, the sample is moved to the separation medium by applying an electric field to the sample enclosed in the electrophoresis medium (for example, sol), and the sample is separated into components by using the difference in the movement speed due to the molecular size. To do. In a chip-type electrophoresis apparatus, an electric field is also applied when a sample is introduced into the analysis chip or when the sample is moved within the chip. The electric field is controlled by controlling the voltage of the high-voltage power source connected to the separation medium and the separation channel.
試料の導入や泳動開始などの制御を行なうために試料を高速で操作するには、高圧電源の電圧制御を高速で行なう必要がある。チップ型電気泳動装置は、試料注入流路に電界をかけて試料を分離流路との交差部分に移動させ、その後、電源装置を切り替えて分離流路に電界をかけ、交差部分の試料を分離流路に注入する。しかし、電源装置の切替え、すなわち注入流路に印加されていた電圧の立下りに時間がかかると、分離流路に注入した試料が拡散してしまい、分離性能(理論段数)が悪化するという問題があった。そこで、電気泳動装置などに用いる電源装置としては、特に電圧の立下り時間の短い電源装置を用いることが好ましい。しかし、電源装置には通常交流電圧を平滑な直流電圧に変換するために、ダイオードやコンデンサからなる整流平滑回路が構成されており、電源装置に入力する設定電圧値を下げても整流平滑回路のコンデンサに蓄積された電荷によって、出力電圧が立ち下がるのに時間がかかるという問題があった。 In order to operate the sample at a high speed in order to control the introduction of the sample and the start of electrophoresis, it is necessary to control the voltage of the high voltage power source at a high speed. The chip-type electrophoresis device applies an electric field to the sample injection channel to move the sample to the intersection with the separation channel, and then switches the power supply device to apply an electric field to the separation channel to separate the sample at the intersection. Inject into the channel. However, if switching the power supply device, that is, it takes time to fall the voltage applied to the injection channel, the sample injected into the separation channel diffuses and the separation performance (theoretical plate number) deteriorates. was there. Therefore, it is preferable to use a power supply device having a short voltage fall time as a power supply device used for an electrophoresis apparatus or the like. However, in order to convert an AC voltage into a smooth DC voltage, the power supply device is usually configured with a rectifying and smoothing circuit composed of a diode and a capacitor. Even if the set voltage value input to the power supply device is lowered, There is a problem that it takes time for the output voltage to fall due to the electric charge accumulated in the capacitor.
電圧の立下り時間を短くする方法として、電源装置の整流平滑回路に設けられているコンデンサに蓄積された電荷を素早く放電させることが考えられる。整流平滑回路のコンデンサに蓄積された電荷を素早く放電させる構成として、例えば図5に示されるように、分圧抵抗R1,R2に並列に接続されたバイポーラトランジスタQ1を含む電荷放電回路を設けるという方法がある。この電源装置では、バイポーラトランジスタQ1は比較回路4からの制御信号によって作動するようになっている。比較回路4は、設定部2の設定電圧と出力電圧に応じた帰還電圧を比較し、設定電圧が帰還電圧よりも高いときはインバータ6側に電気信号を供給して昇圧トランスT1、整流平滑回路8を介して出力端子10に設定電圧に対応する電圧を出力し、設定電圧が帰還電圧よりも低いときはバイポーラトランジスタQ1にベース電流を流して作動させる。バイポーラトランジスタQ1が作動すると、整流平滑回路8の平滑コンデンサC1,C2に蓄積された電荷はバイポーラトランジスタQ1のコレクタ‐エミッタ間、電流検出抵抗R3を経てグランドに放電される。これにより、出力電圧の立下り時は、平滑コンデンサC1,C2に蓄積された電荷が素早く放電されるので出力電圧が素早く立ち下がる。
As a method for shortening the voltage fall time, it is conceivable to quickly discharge the charge accumulated in the capacitor provided in the rectifying and smoothing circuit of the power supply device. As a configuration for quickly discharging the electric charge accumulated in the capacitor of the rectifying and smoothing circuit, for example, as shown in FIG. 5, a method of providing a charge discharging circuit including a bipolar transistor Q1 connected in parallel to the voltage dividing resistors R1 and R2 There is. In this power supply device, the bipolar transistor Q1 is operated by a control signal from the
図6に示されるように、図5の電源装置をマイクロチップ型の電気泳動装置14の分離流路16の上流端Aと下流端Bに接続して、分離流路16に印加する電圧を制御するようにした場合について考える。電源装置には、分離流路16を流れる高圧の電流を測定したいという要求を満たすために、電源装置の分圧抵抗R1,R2と接地端子11との間に電流測定抵抗R3が設けられており、電流測定抵抗R3を流れる電流を電流測定部12で測定できるようになっている。これは、分離流路16を流れる電流をマイクロチップ14上では測定することができないためである。また、このことは分離流路16に試料を注入するための、分離流路16に直交した注入流路(図示は省略)においても同じである。
As shown in FIG. 6, the power supply device of FIG. 5 is connected to the upstream end A and the downstream end B of the
例えば分離流路16の上流端Aと下流端Bの間に1000Vの電圧を印加するには、上流端Aに接続されている電源装置(以下、上流側電源装置という。)から1000Vの電圧を出力し、下流端Bに接続されている電源装置(以下、下流側電源装置という。)から0Vの電圧を出力する。すなわち、下流側電源装置の設定電圧を0Vにしてインバータ6を停止させる。これにより、上流側電源装置から出力された電流は分離流路16を経て下流側電源装置に流入する。下流側電源装置に流入した電流は分圧抵抗R1,R2、電流測定抵抗R3を通過して接地端子11からグランドに流出するが、これらの抵抗を電流が流れることで電圧降下が生じ、比較回路4で検出される帰還電圧が上昇する。下流側電源装置の設定電圧は0Vであるので、帰還電圧が設定電圧よりも高くなってバイポーラトランジスタQ1にベース信号が供給され、バイポーラトランジスタQ1が作動する。これにより、下流側電源装置に流入した電流は分圧抵抗R1,R2に並列に接続されたバイポーラトランジスタQ1のコレクタ‐エミッタ間を通った後、電流測定抵抗R3を経て接地端子11からグランドに流出するようになり、分圧抵抗R1,R2による電圧降下がなくなって下流側電源装置の出力部10の電位が0に接近する。電流測定抵抗R3の抵抗値は抵抗R1,R2よりも極端に小さく設定されており、抵抗R3による電圧降下は無視することができる。
For example, in order to apply a voltage of 1000 V between the upstream end A and the downstream end B of the
しかし、図6に示された構成では、下流側電源装置の比較回路4からの電流は、バイポーラトランジスタQ1のベース‐エミッタ間を通った後、抵抗R3を経てグランドに流出するように構成されているため、電流測定部12で検出される電流値はバイポーラトランジスタQ1のベース電流を含んだものとなっており、この構成では分離流路16を流れた電流のみを正確に測定することができない。さらに、ベース電流は瞬間的にmA(ミリアンペア)オーダーの大きさになることがあり、特にμA(マイクロアンペア)以下のオーダーの電流を検出する場合に致命的な誤差となる。
However, in the configuration shown in FIG. 6, the current from the
そこで本発明は、電荷放電回路を備えた電源装置において、電荷放電回路のトランジスタを作動させるための電流による電流測定値への影響をなくすことを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to eliminate an influence on a current measurement value due to a current for operating a transistor of a charge discharge circuit in a power supply device including the charge discharge circuit.
本発明の電源装置は、出力端子と接地端子の間に接続され、出力電圧を分圧して帰還電圧を作成する分圧抵抗及び電流測定抵抗からなる直列回路と、帰還電圧及び設定電圧を入力して比較する比較回路と、設定電圧が帰還電圧よりも高いときの比較回路の出力信号により作動する発振回路、発振回路の出力信号を1次側入力とする昇圧トランス、及び昇圧トランスの2次側に接続され出力端子に電源電圧を供給する整流平滑回路を備えた電源供給回路と、分圧抵抗に並列に接続されたトランジスタ、及び設定電圧が帰還電圧よりも低いときの比較回路の出力信号を入力してトランジスタを作動させる制御信号を発生する光起電力型ホトカプラを含み、制御信号が該ホトカプラに戻るように接続された電荷放電回路と、を備えているものである。 The power supply device of the present invention is connected between the output terminal and the ground terminal, and inputs a feedback voltage and a set voltage, a series circuit including a voltage dividing resistor and a current measuring resistor that divides the output voltage to create a feedback voltage. A comparison circuit, an oscillation circuit that operates according to an output signal of the comparison circuit when the set voltage is higher than the feedback voltage, a step-up transformer that uses the output signal of the oscillation circuit as a primary side input, and a secondary side of the step-up transformer A power supply circuit having a rectifying / smoothing circuit connected to the output terminal and supplying a power supply voltage to the output terminal, a transistor connected in parallel to the voltage dividing resistor, and an output signal of the comparison circuit when the set voltage is lower than the feedback voltage And a charge discharge circuit including a photovoltaic photocoupler that generates a control signal that is input to generate a control signal, and is connected so that the control signal returns to the photocoupler.
分圧抵抗に並列に接続されたトランジスタとしてバイポーラトランジスタを用いることができる。その場合は、ホトカプラからの制御信号がトランジスタのベース電極に供給され、そのベース電流がホトカプラに戻るように接続されている。 A bipolar transistor can be used as the transistor connected in parallel with the voltage dividing resistor. In that case, the control signal from the photocoupler is supplied to the base electrode of the transistor, and the base current is connected so as to return to the photocoupler.
また、分圧抵抗に並列に接続されたトランジスタとして電界効果型トランジスタを用いることもできる。その場合は、ホトカプラの起電力が電界効果型トランジスタのゲート‐ソース間に印加されるように接続されている。 Further, a field effect transistor can be used as a transistor connected in parallel to the voltage dividing resistor. In this case, the photocoupler is connected so that the electromotive force of the photocoupler is applied between the gate and the source of the field effect transistor.
電荷放電回路は複数個が直列に接続されているようにしてもよい。その場合は、それぞれの電荷放電回路において制御信号がホトカプラに戻るように接続されている。 A plurality of charge discharge circuits may be connected in series. In that case, the connection is made so that the control signal returns to the photocoupler in each charge discharge circuit.
本発明の電源装置の好ましい用途の一例は電気泳動装置である。その場合、本発明の電源装置が流路の一端から他端に向かって試料が電気泳動する電気泳動路を備えた電気泳動媒体の電気泳動路の両端にそれぞれ接続され、その電気泳動路に泳動電圧を印加するために使用される。 An example of a preferred application of the power supply device of the present invention is an electrophoresis device. In that case, the power supply device of the present invention is connected to both ends of the electrophoresis path of the electrophoresis medium provided with the electrophoresis path in which the sample is electrophoresed from one end of the flow path to the other end of the flow path. Used to apply voltage.
本発明の電源装置では、分圧抵抗に並列に接続されたトランジスタ、及び設定電圧が帰還電圧よりも低いときの比較回路の出力信号を入力してトランジスタを作動させる制御信号を発生する光起電力型ホトカプラを含み、制御信号が該ホトカプラに戻るように接続された電荷放電回路を備えているので、トランジスタを通る電流とトランジスタを作動させる制御信号とが一緒になって接地端子から放電されない。したがって、制御信号がトランジスタを経て電流測定抵抗で検出される電流と一緒に検出されないので、電流測定抵抗にて電流値を正確に検出することができる。 In the power supply device of the present invention, the photovoltaic power generating the control signal for operating the transistor by inputting the output signal of the comparison circuit when the set voltage is lower than the feedback voltage and the transistor connected in parallel to the voltage dividing resistor A charge discharging circuit including a type photocoupler and connected so that a control signal is returned to the photocoupler, the current through the transistor and the control signal for operating the transistor are not discharged together from the ground terminal. Therefore, since the control signal is not detected together with the current detected by the current measuring resistor through the transistor, the current value can be accurately detected by the current measuring resistor.
図1は本発明の電源装置の一実施例を示す回路図である。
出力端子10と接地端子11の間に接続された分圧抵抗R1,R2及び電流測定抵抗R3からなる直列回路が構成されている。分圧抵抗R1,R2により出力端子10に出力される出力電圧に応じた帰還電圧及び設定電圧を入力して比較する比較回路4が設けられ、設定電圧が帰還電圧よりも高いときの比較回路の出力信号により作動する発振回路としてのインバータ6、インバータ6の出力信号を1次側入力とする昇圧トランスT1、及び昇圧トランスT1の2次側に接続され出力端子10に電源電圧を供給する整流平滑回路8を備えた電源供給回路が構成されている。また、分圧抵抗R1,R2に並列に接続されたバイポーラトランジスタQ1、及び設定電圧が帰還電圧よりも低いときの比較回路4の出力信号を入力してバイポーラトランジスタQ1を作動させる制御信号としてのベース電流を発生する光起電力型ホトカプラPC1を含み、制御信号がホトカプラPC1に戻るように接続された電荷放電回路が構成されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a power supply device of the present invention.
A series circuit including voltage dividing resistors R1 and R2 and a current measuring resistor R3 connected between the
整流平滑回路8は、平滑コンデンサC1,C2、ダイオードD1,D2により構成されている。電荷放電回路は出力電圧を電圧立ち下げる際に平滑コンデンサC1,C2に蓄積された電荷を接地端子からグランドに放電するための回路であり、放電時はバイポーラトランジスタQ1が作動してコレクタ‐エミッタ間を電流が流れるようになり、平滑コンデンサC1,C2に蓄積されていた電荷がバイポーラトランジスタQ1を通って接地端子11側に流れて放電されるようになっている。
The rectifying /
この実施例の電源装置の動作を説明する。
出力電圧立上り時は、比較回路4が分圧抵抗R1,R2による出力電圧に応じた帰還電圧よりも設定電圧の方が高いことを検出し、インバータ6側に電気信号を発生して交流電圧を発生させる。インバータ6によって発生された交流電圧は昇圧トランスT1で昇圧され、整流平滑回路8で平滑な直流電圧に変換され、出力部10から設定電圧に応じた直流電圧が出力される。
The operation of the power supply device of this embodiment will be described.
When the output voltage rises, the
出力電圧立下り時は、比較回路4が分圧抵抗R1,R2による出力電圧に応じた帰還電圧よりも設定電圧の方が低いことを検出し、ホトカプラPC1側に電気信号を発生する。ホトカプラPC1は比較回路4からの電気信号を1次側で受けて発光ダイオードを発光させ、2次側のフォトダイオードで発光ダイオードからの光を受光する。光を受光したフォトダイオードでは起電力が発生し、バイポーラトランジスタQ1のベースに電位を与えてベース電流を発生させ、バイポーラトランジスタQ1を作動させる。バイポーラトランジスタQ1の作動により、整流平滑回路8の平滑コンデンサC1,C2に蓄積されていた電荷はバイポーラトランジスタQ1のコレクタ‐エミッタ間を通って接地端子11よりグランドに放電される。バイポーラトランジスタQ1を作動させるベース電流はベース‐エミッタ間を経て再度ホトカプラPC1に戻る。
When the output voltage falls, the
図2はマイクロチップ型の電気泳動装置に接続された電源装置の構成の一例を示す回路図である。この図において試料を分離流路に注入するための注入流路の図示は省略している。
この実施例では、マイクロチップ14の分離流路16の上流端Aと下流端Bにそれぞれ図1に示した電源装置の出力端子10が接続されている。以下、上流端Aに接続されている電源装置を上流側電源装置、下流端Bに接続されている電源装置を下流側電源装置と呼ぶ。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a power supply device connected to a microchip type electrophoresis apparatus. In this figure, the illustration of the injection channel for injecting the sample into the separation channel is omitted.
In this embodiment, the
例えば分離流路16に1000Vの電圧を印加する場合には、上流側電源装置から1000Vの電圧を出力し、下流側電源装置から0Vの電圧を出力する。すなわち、下流側電源装置の設定電圧を0Vにしてインバータ6を停止させる。この場合、上流側電源装置から出力された電流は分離流路16を通って下流側電源装置に流入する。下流側電源装置に流入した電流は分圧抵抗R1,R2及び電流測定抵抗R3を経由して接地端子よりグランドに流れるが、このままだとこれらの抵抗R1,R2(10MΩのような高抵抗を使用)及びR3の電圧降下により出力部10の電位が0Vにならない。しかし、下流側電源装置の比較回路4への帰還電圧はこれらの抵抗による電圧降下によって設定電圧よりも高くなるため、出力部の電位が設定電圧よりも高いことを検出してホトカプラPC1に電気信号を供給し、バイポーラトランジスタQ1を作動させる。バイポーラトランジスタQ1が作動すると、下流側電源装置に流入した電流は、バイポーラトランジスタQ1のコレクタ‐エミッタ間を通過した後、電流測定抵抗R3を経て接地端子よりグランドに流れるので、抵抗R1,R2による電圧降下がなくなり、出力部10の電位が降下して0Vに接近する。ただし、電流測定抵抗R3による電圧降下分は誤差になるが、電流測定抵抗R3の抵抗値を他の抵抗よりも極端に小さく設定することで無視することができる。
For example, when a voltage of 1000 V is applied to the
ここで用いられている電源装置は、バイポーラトランジスタQ1を作動させるベース電流がバイポーラトランジスタQ1のベース‐エミッタ間を通過後、またホトカプラPC1に戻るように構成されているので、分離流路16からの電流と一緒に電流測定抵抗R3を通過することはない。したがって、電流測定部12ではベース電流は検出されないので、電流測定部12において分離流路16を流れた電流を正確に測定することができる。
The power supply device used here is configured so that the base current for operating the bipolar transistor Q1 passes between the base and the emitter of the bipolar transistor Q1 and then returns to the photocoupler PC1. The current does not pass through the current measuring resistor R3 together with the current. Therefore, since the base current is not detected by the
次に、電荷放電回路の開閉を制御するトランジスタの耐圧を超える電圧を出力する場合について考える。例えば、チップ型電気泳動装置の分離流路に3000Vもの電圧を出力する必要がある場合がある。しかし、市販のバイポーラトランジスタのコレクタ‐エミッタ間の耐電圧は高いもので1800V程度であり、このようなトランジスタを1つだけ用いた電荷放電回路は、3000Vもの電圧を出力する電源装置において電荷放電回路の機能を果たすことはできない。 Next, consider the case of outputting a voltage exceeding the withstand voltage of the transistor that controls the opening and closing of the charge discharge circuit. For example, it may be necessary to output a voltage of 3000 V to the separation channel of the chip type electrophoresis apparatus. However, the withstand voltage between the collector and the emitter of a commercially available bipolar transistor is as high as about 1800V, and a charge discharge circuit using only one such transistor is a charge discharge circuit in a power supply device that outputs a voltage of 3000V. Can not fulfill the function.
そこで、1つのトランジスタにかかる電圧を低くするために、例えば図7に示すように、電荷放電回路を開閉させるトランジスタとして2つのバイポーラトランジスタQ1,Q2を段階的に配置することが考えられる。このような電源装置では、バイポーラトランジスタQ1,Q2に印加されるコレクタ電圧が均等になるように、等しい抵抗値をもつブリーダ抵抗R6,R7が設けられている。しかし、バイポーラトランジスタQ1,Q2を段階的に配置した場合、バイポーラトランジスタQ2のエミッタ電位はほぼ0に近いため、比較回路4から低い電圧をベースに印加するだけでバイポーラトランジスタQ2を作動させることができるが、バイポーラトランジスタQ1のエミッタ電位はバイポーラトランジスタQ2のコレクタ電位と同じ電位であり、バイポーラトランジスタQ1を作動させるためにはベースに高い電圧を印加する必要があり、そのために別途高電圧電源を設けるなどの措置が必要である。
Therefore, in order to reduce the voltage applied to one transistor, for example, as shown in FIG. 7, it is conceivable to arrange two bipolar transistors Q1 and Q2 in stages as transistors for opening and closing the charge discharge circuit. In such a power supply device, bleeder resistors R6 and R7 having equal resistance values are provided so that collector voltages applied to the bipolar transistors Q1 and Q2 are equal. However, when the bipolar transistors Q1 and Q2 are arranged in stages, the emitter potential of the bipolar transistor Q2 is close to 0, so that the bipolar transistor Q2 can be operated only by applying a low voltage from the
また、図7に示された電源装置の構成では、バイポーラトランジスタQ1,Q2が作動したときのベース電流が電流測定抵抗R3を通って接地端子11に流れるようになっているため、マイクロチップの下流側電源装置として用いて設定電圧を0Vに設定した場合に、出力部10から流入する電流を電流測定部12で正確に測定することはできない。
Further, in the configuration of the power supply device shown in FIG. 7, since the base current when the bipolar transistors Q1 and Q2 are operated flows to the
図3は高電圧を出力できるように構成された電源装置の一実施例を示す回路図である。
出力端子10と接地端子11の間に接続された分圧抵抗R1,R2及び電流測定抵抗R3からなる直列回路が構成されている。分圧抵抗R1,R2により出力端子10に出力される出力電圧に応じた帰還電圧及び設定電圧を入力して比較する比較回路4が設けられ、設定電圧が帰還電圧よりも高いときの比較回路の出力信号により作動する発振回路としてのインバータ6、インバータ6の出力信号を1次側入力とする昇圧トランスT1、及び昇圧トランスT1の2次側に接続され出力端子10に電源電圧を供給する整流平滑回路8を備えた電源供給回路が構成されている。また、分圧抵抗に並列に接続されたバイポーラトランジスタQ1,Q2、設定電圧が帰還電圧よりも低いときの比較回路4の出力信号を入力してバイポーラトランジスタQ1を作動させる制御信号としてのベース電流を発生する光起電力型ホトカプラPC1及びホトカプラPC1と同じく設定電圧が帰還電圧よりも低いときの比較回路4の出力信号を入力してバイポーラトランジスタQ2を作動させる制御信号としてのベース電流を発生する光起電力型ホトカプラPC2を含み、ホトカプラPC1で発生された制御信号がホトカプラPC1に戻り、ホトカプラPC2で発生された制御信号がホトカプラPC2に戻るように接続された電荷放電回路が構成されている。比較回路4の出力信号をホトカプラPC1,PC2に適当な電流で供給するために電流制限抵抗R8,R9が比較回路4とホトカプラPC1,PC2の間に設けられている。また、バイポーラトランジスタQ1,Q2に印加されるコレクタ電圧が均等になるように等しい抵抗値をもつブリーダ抵抗R6,R7が設けられている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of a power supply device configured to output a high voltage.
A series circuit including voltage dividing resistors R1 and R2 and a current measuring resistor R3 connected between the
この実施例の電源装置の動作を説明する。
出力電圧立上り時は、比較回路4が分圧抵抗R1,R2による出力電圧に応じた帰還電圧よりも設定電圧の方が高いことを検出し、インバータ6側に電気信号を発生して交流電圧を発生させる。インバータ6によって発生された交流電圧は昇圧トランスT1で昇圧され、整流平滑回路8で平滑な直流電圧に変換され、出力部10から設定電圧に応じた直流電圧が出力される。
The operation of the power supply device of this embodiment will be described.
When the output voltage rises, the
出力電圧立下り時は、比較回路4が帰還電圧よりも設定電圧の方が低いことを検出し、ホトカプラPC1及びPC2側に電気信号を発生する。ホトカプラPC1及びPC2はそれぞれ比較回路4からの電気信号を1次側で受けて発光ダイオードを発光させ、2次側のフォトダイオードで発光ダイオードからの光を受光する。光を受光したフォトダイオードでは起電力が発生し、バイポーラトランジスタQ1,Q2にベース電流を発生させ、バイポーラトランジスタQ1,Q2を作動させる。バイポーラトランジスタQ1,Q2の作動により、整流平滑回路8の平滑コンデンサC1,C2に蓄積されていた電荷はバイポーラトランジスタQ1及びQ2のコレクタ‐エミッタ間を通って接地端子11よりグランドに放電される。バイポーラトランジスタQ1を作動させるベース電流はベース‐エミッタ間を経て再度ホトカプラPC1に戻り、バイポーラトランジスタQ2を作動させるベース電流はベース‐エミッタ間を経て再度ホトカプラPC2に戻る。
When the output voltage falls, the
バイポーラトランジスタQ1のエミッタ電位はバイポーラトランジスタQ2のコレクタ電位と同電位であるために、バイポーラトランジスタQ1を作動させるのにベースにバイポーラトランジスタQ2のコレクタ電位よりも高い電位を与える必要がある。しかし、この実施例の電源装置では、ホトカプラPC1の起電力側がバイポーラトランジスタQ2のコレクタ電位と同電位となるように接続され、2次側のフォトダイオードが光りを受光することで、バイポーラトランジスタQ2のコレクタ電位と同じ電位を基にしてさらに起電力を発生させるようになっているので、バイポーラトランジスタQ1のベースに高電位を与えるための電源を別途設けることなく、比較回路4からの電気信号によってバイポーラトランジスタQ1及びQ2を作動させることができる。
Since the emitter potential of the bipolar transistor Q1 is the same as the collector potential of the bipolar transistor Q2, it is necessary to apply a higher potential to the base than the collector potential of the bipolar transistor Q2 in order to operate the bipolar transistor Q1. However, in the power supply device of this embodiment, the electromotive force side of the photocoupler PC1 is connected so as to have the same potential as the collector potential of the bipolar transistor Q2, and the secondary side photodiode receives light so that the bipolar transistor Q2 Since an electromotive force is further generated based on the same potential as the collector potential, bipolar is generated by an electric signal from the
そして、出力電圧立下り時に整流平滑回路8の平滑コンデンサC1,C2に蓄積された電荷を素早くグランドに放電するための電荷放電回路を、2つのバイポーラトランジスタQ1,Q2をスイッチ素子として用いて構成しており、これらのバイポーラトランジスタQ1,Q2にかかる電圧をブリーダ抵抗R6,R7によって分配するようにしているので、電荷放電時にバイポーラトランジスタQ1,Q2にかかる電圧は、電荷放電をしないときに出力部から出力される電圧よりも小さくなるため、バイポーラトランジスタQ1,Q2の耐圧を超える電圧を出力することができる。
A charge discharge circuit for quickly discharging the charges accumulated in the smoothing capacitors C1 and C2 of the rectifying and smoothing
この実施例の電源装置では、バイポーラトランジスタQ1及びQ2を作動させるベース電流はそれぞれホトカプラPC1,PC2に戻るように構成されているので、ベース電流が電流測定抵抗R3を流れることがなく、出力部10からこの電源装置に流入した電流を測定する際に、ベース電流による影響を受けることなく正確な測定を行なうことができる。
In the power supply device of this embodiment, the base currents for operating the bipolar transistors Q1 and Q2 are configured to return to the photocouplers PC1 and PC2, respectively. Therefore, the base current does not flow through the current measurement resistor R3, and the
本発明の電源装置においては、放電回路のスイッチ素子としてバイポーラトランジスタQ1,Q2に代えて、例えば図4に示されるように、電界効果型(MOS型)トランジスタQ3,Q4を用いることもできる。この場合、MOS型トランジスタQ3,Q4のゲート電極からソース側に電流が流れることはないため、ホトカプラPC1及びPC2で発生した電流を消費し、OFFする時間を短縮するため抵抗R4,R5がホトカプラPC1及びQ2の2次側のフォトダイオードにそれぞれ並列に接続されている。ホトカプラPC1のフォトダイオードから出た電流は抵抗R4を経て再度ホトカプラPC1に戻るようになっており、ホトカプラPC2のフォトダイオードから出た電流は抵抗R5を経て再度ホトカプラPC2に戻るように接続されている。 In the power supply device of the present invention, field effect type (MOS type) transistors Q3 and Q4 can be used as switching elements of the discharge circuit, instead of the bipolar transistors Q1 and Q2, for example, as shown in FIG. In this case, since no current flows from the gate electrodes of the MOS transistors Q3 and Q4 to the source side, the currents generated in the photocouplers PC1 and PC2 are consumed, and the resistors R4 and R5 are connected to the photocoupler PC1 in order to shorten the OFF time. And Q2 are connected in parallel to the photodiodes on the secondary side. The current output from the photodiode of the photocoupler PC1 is returned to the photocoupler PC1 again through the resistor R4, and the current output from the photodiode of the photocoupler PC2 is connected to return to the photocoupler PC2 again through the resistor R5. .
図4に示した電源装置においても、ホトカプラPC1,PC2が発生した電流は再度ホトカプラPC1,PC2にそれぞれ戻るように構成されておりホトカプラPC1,PC2が発生した電流が電流測定抵抗R3を流れることがないので、出力部10からこの電源装置に流入した電流を測定する際に、ホトカプラPC1,PC2が発生した電流による影響を受けることなく正確な測定を行なうことができる。
Also in the power supply device shown in FIG. 4, the current generated by the photocouplers PC1 and PC2 is configured to return again to the photocouplers PC1 and PC2, respectively, and the current generated by the photocouplers PC1 and PC2 may flow through the current measurement resistor R3. Therefore, when measuring the current flowing from the
2 設定部
4 比較回路
6 コンバータ
8 整流平滑回路
10 出力部
11 接地部
12 電流測定部
T1 昇圧トランス
C1,C2 平滑コンデンサ
D1,D2 ダイオード
PC1,PC2 ホトカプラ
Q1,Q2,Q3,Q4 トランジスタ
R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9 抵抗
2 Setting
Claims (5)
前記帰還電圧及び設定電圧を入力して比較する比較回路と、
設定電圧が帰還電圧よりも高いときの前記比較回路の出力信号により作動する発振回路、前記発振回路の出力信号を1次側入力とする昇圧トランス、及び前記昇圧トランスの2次側に接続され前記出力端子に電源電圧を供給する整流平滑回路を備えた電源供給回路と、
前記分圧抵抗に並列に接続されたトランジスタ、及び設定電圧が帰還電圧よりも低いときの前記比較回路の出力信号を入力して前記トランジスタを作動させる制御信号を発生する光起電力型ホトカプラを含み、前記制御信号が該ホトカプラに戻るように接続された電荷放電回路と、
を備えた電源装置。 A series circuit consisting of a voltage dividing resistor and a current measuring resistor connected between the output terminal and the ground terminal and dividing the output voltage to create a feedback voltage;
A comparison circuit for inputting and comparing the feedback voltage and the set voltage;
An oscillation circuit that operates according to an output signal of the comparison circuit when a set voltage is higher than a feedback voltage, a step-up transformer that uses the output signal of the oscillation circuit as a primary side input, and a secondary side of the step-up transformer that is connected to the secondary circuit A power supply circuit including a rectifying and smoothing circuit for supplying a power supply voltage to the output terminal;
A transistor connected in parallel to the voltage dividing resistor, and a photovoltaic photocoupler for generating a control signal for operating the transistor by inputting an output signal of the comparison circuit when a set voltage is lower than a feedback voltage A charge discharge circuit connected to return the control signal to the photocoupler;
Power supply unit with
前記ホトカプラからの制御信号が前記トランジスタのベース電極に供給され、そのベース電流が前記ホトカプラに戻るように接続されている請求項1に記載の電源装置。 The transistor is a bipolar transistor,
The power supply device according to claim 1, wherein a control signal from the photocoupler is supplied to a base electrode of the transistor, and the base current is connected so as to return to the photocoupler.
前記ホトカプラの起電力が前記トランジスタのゲート‐ソース間に印加されるように接続されている請求項1に記載の電源装置。 The transistor is a field effect transistor,
The power supply device according to claim 1, wherein the photocoupler is connected so that an electromotive force of the photocoupler is applied between a gate and a source of the transistor.
それぞれの電荷放電回路において制御信号がホトカプラに戻るように接続されている請求項1から3のいずれかに記載の電源装置。 A plurality of the charge discharge circuits are connected in series,
4. The power supply apparatus according to claim 1, wherein the control signal is connected so as to return to the photocoupler in each charge discharge circuit.
前記電気泳動路の両端にそれぞれ接続され、その電気泳動路に泳動電圧を印加するための請求項1から4のいずれかに記載の電源装置と、
を備えた電気泳動装置。
An electrophoresis medium provided with an electrophoresis path through which a sample is electrophoresed from one end of the flow path to the other end;
The power supply device according to any one of claims 1 to 4, which is connected to both ends of the electrophoresis path, and applies an electrophoresis voltage to the electrophoresis path.
An electrophoretic apparatus comprising:
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