JP2552163B2 - 高電圧浮動荷電回路を備えた直流高電圧発生装置 - Google Patents
高電圧浮動荷電回路を備えた直流高電圧発生装置Info
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- JP2552163B2 JP2552163B2 JP63030174A JP3017488A JP2552163B2 JP 2552163 B2 JP2552163 B2 JP 2552163B2 JP 63030174 A JP63030174 A JP 63030174A JP 3017488 A JP3017488 A JP 3017488A JP 2552163 B2 JP2552163 B2 JP 2552163B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高電圧浮動荷電回路を備えた直流高電圧発生
装置，特に電子顕微鏡，電子ビーム描画装置，イオン打
込み装置等に使用される接地電位より浮動荷電された制
御電源や制御回路を備えると共に出力高電圧を高安定
度，低雑音の直流高電圧出力を発生する，高電圧浮動荷
電回路を備えた直流高電圧発生装置に関する。
装置，特に電子顕微鏡，電子ビーム描画装置，イオン打
込み装置等に使用される接地電位より浮動荷電された制
御電源や制御回路を備えると共に出力高電圧を高安定
度，低雑音の直流高電圧出力を発生する，高電圧浮動荷
電回路を備えた直流高電圧発生装置に関する。
電子顕微鏡，電子ビーム描画装置，イオン打込み装置
等に使用される電源装置は第５図に示すように，加速電
源Vo上に浮動荷電されてフィラメント電源Vf,引出電源V
1,第２加速電源V2が設けられている。Vf,V1,V2電源は加
速電源Vo,例えばVo＝350kV,上に浮動荷電されているの
で，これらの電源を動作させ，またそれらを制御・計測
するために接地電位より絶縁された高電圧部に制御電源
や制御回路が必要となる。
等に使用される電源装置は第５図に示すように，加速電
源Vo上に浮動荷電されてフィラメント電源Vf,引出電源V
1,第２加速電源V2が設けられている。Vf,V1,V2電源は加
速電源Vo,例えばVo＝350kV,上に浮動荷電されているの
で，これらの電源を動作させ，またそれらを制御・計測
するために接地電位より絶縁された高電圧部に制御電源
や制御回路が必要となる。
高電圧部に制御電源を得る方法としては，従来より第
６図に示すように通常20kHz以上の高周波の交流電源１
を絶縁変圧器２を介して高電圧側に伝送し，高電圧側の
二次回路３で再び直流に変換して所要の電力を得てい
た。
６図に示すように通常20kHz以上の高周波の交流電源１
を絶縁変圧器２を介して高電圧側に伝送し，高電圧側の
二次回路３で再び直流に変換して所要の電力を得てい
た。
この方式を実施する上で従来より我々は非常に困難な
問題に直面していた。それはすなわち接地電位に対する
コモンモードノイズが出力端子Voはもちろんのこと,Vf,
V1,V2端子にも現れて各電源の出力ノイズあるいはリプ
ル電圧の測定値が非常に大きくなる点である。このよう
な出力ノイズは第７図に示すように絶縁変圧器２の一次
・二次間分布容量Coを通して負荷８にコモンモード電流
imが流れるために発生するものである。高周波方式の絶
縁変圧器２の一次・二次間分布容量Coは比較的小さな値
であるが試算してみると， 分布容量Ｃ＝1pFとして周波数20kHzでのインピーダンス
は,8MΩである。
問題に直面していた。それはすなわち接地電位に対する
コモンモードノイズが出力端子Voはもちろんのこと,Vf,
V1,V2端子にも現れて各電源の出力ノイズあるいはリプ
ル電圧の測定値が非常に大きくなる点である。このよう
な出力ノイズは第７図に示すように絶縁変圧器２の一次
・二次間分布容量Coを通して負荷８にコモンモード電流
imが流れるために発生するものである。高周波方式の絶
縁変圧器２の一次・二次間分布容量Coは比較的小さな値
であるが試算してみると， 分布容量Ｃ＝1pFとして周波数20kHzでのインピーダンス
は,8MΩである。
一方，電子顕微鏡，電子ビーム描画装置，イオン打込
み装置等の等価負荷抵抗Ｒは一般に非常に高い抵抗値，
例えば350kV 200μＡの定格でＲ＝1750MΩである。し
たがって，ほとんど負荷８にコモンモードノイズとして
発生してしまう。このようにわずかのコモンモードノイ
ズ電流が流れても出力端子には大きなノイズ電圧として
現れて，出力リプル電圧が増大する結果となる。
み装置等の等価負荷抵抗Ｒは一般に非常に高い抵抗値，
例えば350kV 200μＡの定格でＲ＝1750MΩである。し
たがって，ほとんど負荷８にコモンモードノイズとして
発生してしまう。このようにわずかのコモンモードノイ
ズ電流が流れても出力端子には大きなノイズ電圧として
現れて，出力リプル電圧が増大する結果となる。
本発明ではこのような従来装置の問題点を解決するた
めに， 交流電源と，この交流電源に付勢される絶縁変圧器で
あって一次巻線と二次巻線との間を静電シールドする静
電シールド体を接地してなる絶縁変圧器と，一端を地し
た直流高電圧発生部と，この直流高電圧発生部の他端の
高電圧荷電端子に接続されるとともに前記絶縁変圧器の
二次巻線に接続された高電圧浮動荷電回路とから構成さ
れる直流高電圧発生装置において， 前記絶縁変圧器の一次巻線のほぼ中央電位点を接地
し，前記絶縁変圧器の二次巻線のほぼ中央電位点と前記
高電圧浮動荷電回路を包括する静電シールド体とを前記
直流高電圧発生部の高電圧荷電端子に接続することを特
徴とする高電圧浮動荷電回路を備えた直流高電圧発生装
置を提案する。
めに， 交流電源と，この交流電源に付勢される絶縁変圧器で
あって一次巻線と二次巻線との間を静電シールドする静
電シールド体を接地してなる絶縁変圧器と，一端を地し
た直流高電圧発生部と，この直流高電圧発生部の他端の
高電圧荷電端子に接続されるとともに前記絶縁変圧器の
二次巻線に接続された高電圧浮動荷電回路とから構成さ
れる直流高電圧発生装置において， 前記絶縁変圧器の一次巻線のほぼ中央電位点を接地
し，前記絶縁変圧器の二次巻線のほぼ中央電位点と前記
高電圧浮動荷電回路を包括する静電シールド体とを前記
直流高電圧発生部の高電圧荷電端子に接続することを特
徴とする高電圧浮動荷電回路を備えた直流高電圧発生装
置を提案する。
また前記絶縁変圧器の静電シールド体の外周に第２の
静電シールド体を備えて，この第２の静電気シールド体
を前記直流高電圧発生部の高電圧荷電端子に接続するこ
とも提案する。
静電シールド体を備えて，この第２の静電気シールド体
を前記直流高電圧発生部の高電圧荷電端子に接続するこ
とも提案する。
第１図は本発明の一実施例であって，交流電源１を受
けて，絶縁変圧器２の一次巻線に接続される。絶縁変圧
器２の一次巻線の中点タップ2aは接地点G1にて接地され
る。絶縁変圧器２の二次巻線は二次回路３に接続され
る。この二次回路３は整流回路と制御回路とからなる。
一方絶縁変圧器２の一次巻線と二次巻線との間の静電シ
ールド体2dは接地点G3にて接地され，二次巻線の中点タ
ップ2bは二次回路３を包括する静電シールド箱４に接続
される。直流高電圧発生部７のプラス極は接地され，そ
のマイナス極は出力端子6,絶縁変圧器２の二次巻線の中
点タップ2b及び静電シールド箱４にそれぞれ接続され
る。
けて，絶縁変圧器２の一次巻線に接続される。絶縁変圧
器２の一次巻線の中点タップ2aは接地点G1にて接地され
る。絶縁変圧器２の二次巻線は二次回路３に接続され
る。この二次回路３は整流回路と制御回路とからなる。
一方絶縁変圧器２の一次巻線と二次巻線との間の静電シ
ールド体2dは接地点G3にて接地され，二次巻線の中点タ
ップ2bは二次回路３を包括する静電シールド箱４に接続
される。直流高電圧発生部７のプラス極は接地され，そ
のマイナス極は出力端子6,絶縁変圧器２の二次巻線の中
点タップ2b及び静電シールド箱４にそれぞれ接続され
る。
第３図は絶縁変圧器２の一次巻線に関連するコモンモ
ード電流についての説明図である。一次巻線が中点タッ
プ2aで接地されるとともに，二次回路３が静電シールド
箱４で包括シールドされて二次巻線の中点タップ2bに接
続され平衡している。したがって分布容量Coを介して流
れるコモンモード電流imは負荷８において方向が逆で大
きさがほぼ同じであるため，互いに打ち消し合い，ほと
んど出力電圧ノイズはなくなる。
ード電流についての説明図である。一次巻線が中点タッ
プ2aで接地されるとともに，二次回路３が静電シールド
箱４で包括シールドされて二次巻線の中点タップ2bに接
続され平衡している。したがって分布容量Coを介して流
れるコモンモード電流imは負荷８において方向が逆で大
きさがほぼ同じであるため，互いに打ち消し合い，ほと
んど出力電圧ノイズはなくなる。
第４図は絶縁変圧器２の二次巻線に関連するコモンモ
ード電流についての図解である。二次巻線についても同
様に，分布容量Coを介して流れるコモンモード電流imは
負荷８において互いに打ち消し合い，ほとんど出力電圧
ノイズとしてはなくなる。そして一次，二次巻線間の静
電シールド2d及び静電シールド箱４は分布容量Coをさら
に小さくする作用をする。以上の各作用の総合効果によ
って，出力電圧ノイズは極めて小さくなる。
ード電流についての図解である。二次巻線についても同
様に，分布容量Coを介して流れるコモンモード電流imは
負荷８において互いに打ち消し合い，ほとんど出力電圧
ノイズとしてはなくなる。そして一次，二次巻線間の静
電シールド2d及び静電シールド箱４は分布容量Coをさら
に小さくする作用をする。以上の各作用の総合効果によ
って，出力電圧ノイズは極めて小さくなる。
第２図は本発明の他の実施例であって，交流電源１の
片方の端子は接地点G6にて接地されて，変圧器７を介し
て，絶縁変圧器２の一次巻線に接続される。変圧器７は
片線を接地された不平衡回路の交流電源１を平衡回路に
結合する作用をする。絶縁変圧器２の一次巻線の中点タ
ップ2aは接地点G1にて接地され，二次巻線は二次回路３
に接続される。この二次回路３は整流回路と制御回路と
からなる。一方絶縁変圧器２の一次巻線と二次巻線との
間には二重の静電シールドが設けられる。一次巻線シー
ルド体2dは接地点G3にて接地され，二次巻線シールド体
2eは出力端子６に接続される。二次巻線にはインダクタ
９が並列接続され，その中点9aも出力端子６に接続され
る。そしてインダクタ９と二次回路３は静電シールド箱
４によって周囲を包括静電シールドされて，静電シール
ド箱４も出力端子６に接続される。直流高電圧発生部７
のプラス極は接地され，そのマイナス極は出力端子６に
それぞれ接続される。
片方の端子は接地点G6にて接地されて，変圧器７を介し
て，絶縁変圧器２の一次巻線に接続される。変圧器７は
片線を接地された不平衡回路の交流電源１を平衡回路に
結合する作用をする。絶縁変圧器２の一次巻線の中点タ
ップ2aは接地点G1にて接地され，二次巻線は二次回路３
に接続される。この二次回路３は整流回路と制御回路と
からなる。一方絶縁変圧器２の一次巻線と二次巻線との
間には二重の静電シールドが設けられる。一次巻線シー
ルド体2dは接地点G3にて接地され，二次巻線シールド体
2eは出力端子６に接続される。二次巻線にはインダクタ
９が並列接続され，その中点9aも出力端子６に接続され
る。そしてインダクタ９と二次回路３は静電シールド箱
４によって周囲を包括静電シールドされて，静電シール
ド箱４も出力端子６に接続される。直流高電圧発生部７
のプラス極は接地され，そのマイナス極は出力端子６に
それぞれ接続される。
以上のように構成された第２図に示す装置は第１図に
示す装置と同様に作用してコモンモード電流による出力
電圧ノイズが小さくなる。インダクタ９の中点9aは第１
図における二次巻線中点2bと同様に動作するものである
が，製作後の微調整をする場合に都合がよいことがあ
る。静電シールドを二重にしたことにより，さらに分布
容量Coが小さくなり，出力電圧ノイズが小さくなる。
示す装置と同様に作用してコモンモード電流による出力
電圧ノイズが小さくなる。インダクタ９の中点9aは第１
図における二次巻線中点2bと同様に動作するものである
が，製作後の微調整をする場合に都合がよいことがあ
る。静電シールドを二重にしたことにより，さらに分布
容量Coが小さくなり，出力電圧ノイズが小さくなる。
なお，各巻線の中点は出力電圧のコモンモードノイズ
が正負の両方向で打ち消し合うような点として定めるも
のであり，絶縁変圧器の構造によっては中点より僅かに
ずれた点に最小出力ノイズが対応することもある。
が正負の両方向で打ち消し合うような点として定めるも
のであり，絶縁変圧器の構造によっては中点より僅かに
ずれた点に最小出力ノイズが対応することもある。
以上述べたように本発明は，絶縁変圧器の一次巻線の
ほぼ中央電位点を接地し，一次巻線と二次巻線との間の
静電シールド体を接地し，二次巻線のほぼ中央電位点と
高電圧浮動荷電回路を包括する静電シールド体とを直流
高電圧発生部の高電圧荷電端子に接続することを特徴と
する，言わば二重平衡回路を形成するものであり，中央
電位点を接地された一次巻線の作用により，一次・二次
間の静電容量を経由して流れるノイズ電流が互いに打ち
消され，二次巻線の中央電位点を直流高電圧発生部の高
電圧荷電端子に接続することにより，二次巻線と接地さ
れた静電シールド体との間の静電容量を経由して流れる
ノイズ電流が互いに打ち消される。
ほぼ中央電位点を接地し，一次巻線と二次巻線との間の
静電シールド体を接地し，二次巻線のほぼ中央電位点と
高電圧浮動荷電回路を包括する静電シールド体とを直流
高電圧発生部の高電圧荷電端子に接続することを特徴と
する，言わば二重平衡回路を形成するものであり，中央
電位点を接地された一次巻線の作用により，一次・二次
間の静電容量を経由して流れるノイズ電流が互いに打ち
消され，二次巻線の中央電位点を直流高電圧発生部の高
電圧荷電端子に接続することにより，二次巻線と接地さ
れた静電シールド体との間の静電容量を経由して流れる
ノイズ電流が互いに打ち消される。
以上の作用の総合効果により，高電圧出力中のコモン
モードノイズを極めて低く抑えることができ，したがっ
て電子顕微鏡，電子ビーム描画装置，イオン打込み装置
等に使用される高電圧浮動荷電回路を備えた直流高電圧
発生装置として優れた特性を発揮する。
モードノイズを極めて低く抑えることができ，したがっ
て電子顕微鏡，電子ビーム描画装置，イオン打込み装置
等に使用される高電圧浮動荷電回路を備えた直流高電圧
発生装置として優れた特性を発揮する。
第１図は本発明に係る高電圧浮動荷電回路を備えた電子
顕微鏡用の直流高電圧発生装置への実施例を示す図であ
り，第２図は本発明に係る高電圧浮動荷電回路を備えた
電子顕微鏡用の直流高電圧発生装置の他の実施例を示す
図であり，第３図及び第４図は本発明に係る高電圧浮動
荷電回路を備えた直流高電圧発生装置の動作を説明する
ための等価回路図である。第５図は高電圧浮動荷電回路
を備えた直流高電圧発生装置の一般的な構成図を示し，
第６図は従来の高電圧浮動荷電回路を備えた直流高電圧
発生装置を示し，第７図は第６図に示す装置のコモンモ
ードノイズに関する等価回路を示す。 １……交流電源,2……絶縁変圧器 2a……一次巻線中点,2b……二次巻線中点 2c……鉄芯,2d……一次巻線シールド体 2e……二次巻線シールド体 ３……二次回路,4……静電シールド箱 ５……直流高電圧発生部,6……出力端子 ７……変圧器,8……負荷 ９……インダクタ,9a……インダクタ９の巻線中点 G1〜G6……接地点
顕微鏡用の直流高電圧発生装置への実施例を示す図であ
り，第２図は本発明に係る高電圧浮動荷電回路を備えた
電子顕微鏡用の直流高電圧発生装置の他の実施例を示す
図であり，第３図及び第４図は本発明に係る高電圧浮動
荷電回路を備えた直流高電圧発生装置の動作を説明する
ための等価回路図である。第５図は高電圧浮動荷電回路
を備えた直流高電圧発生装置の一般的な構成図を示し，
第６図は従来の高電圧浮動荷電回路を備えた直流高電圧
発生装置を示し，第７図は第６図に示す装置のコモンモ
ードノイズに関する等価回路を示す。 １……交流電源,2……絶縁変圧器 2a……一次巻線中点,2b……二次巻線中点 2c……鉄芯,2d……一次巻線シールド体 2e……二次巻線シールド体 ３……二次回路,4……静電シールド箱 ５……直流高電圧発生部,6……出力端子 ７……変圧器,8……負荷 ９……インダクタ,9a……インダクタ９の巻線中点 G1〜G6……接地点
Claims (2)
- 【請求項１】交流電源と，この交流電源に付勢される絶
縁変圧器であって一次巻線と二次巻線との間を静電シー
ルドする静電シールド体を接地してなる絶縁変圧器と，
一端を接地した直流高電圧発生部と，この直流高電圧発
生部の他端の高電圧荷電端子に接続されるとともに前記
絶縁変圧器の二次巻線に接続された高電圧浮動荷電回路
とから構成される直流高電圧発生装置において， 前記絶縁変圧器の一次巻線のほぼ中央電位点を接地し，
前記絶縁変圧器の二次巻線のほぼ中央電位点と前記高電
圧浮動荷電回路を包括する静電シールド体とを前記直流
高電圧発生部の高電圧荷電端子に接続することを特徴と
する高電圧浮動荷電回路を備えた直流高電圧発生装置。 - 【請求項２】前記絶縁変圧器の静電シールド体の外周に
第２の静電シールド体を備えて，この第２の静電気シー
ルド体を前記直流高電圧発生部の高電圧荷電端子に接続
することを特徴とする請求項１に記載の高電圧浮動荷電
回路を備えた直流高電圧発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63030174A JP2552163B2 (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 高電圧浮動荷電回路を備えた直流高電圧発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63030174A JP2552163B2 (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 高電圧浮動荷電回路を備えた直流高電圧発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01206876A JPH01206876A (ja) | 1989-08-21 |
| JP2552163B2 true JP2552163B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=12296388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63030174A Expired - Fee Related JP2552163B2 (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 高電圧浮動荷電回路を備えた直流高電圧発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552163B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0734659B2 (ja) * | 1989-10-30 | 1995-04-12 | オリジン電気株式会社 | 高電圧パルス電源 |
| GB2365304A (en) * | 2000-07-22 | 2002-02-13 | X Tek Systems Ltd | A compact X-ray source |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5911262B2 (ja) * | 1978-03-31 | 1984-03-14 | オリジン電気株式会社 | 高電圧発生装置 |
| JPS58140447A (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-20 | Imakou Seisakusho:Kk | エンジン出力及び出力取出し系の遠隔制御装置 |
-
1988
- 1988-02-12 JP JP63030174A patent/JP2552163B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01206876A (ja) | 1989-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |