JP2747532B2 - リップル成分を減少させた安定化電源装置 - Google Patents
リップル成分を減少させた安定化電源装置Info
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- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
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- H05G1/30—Controlling
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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、リップル成分を減少させた、医療用Ｘ線管
の電源として使用可能な安定化電源装置に関する。しか
しながら、本発明の安定化電源装置は、例えば100kW程
度の高い電力および100kV程度の高電圧を必要とする分
野にも応用可能である。本発明は、主に直流／交流コン
バータを備えた直流／直流昇圧型電源装置に関する。
の電源として使用可能な安定化電源装置に関する。しか
しながら、本発明の安定化電源装置は、例えば100kW程
度の高い電力および100kV程度の高電圧を必要とする分
野にも応用可能である。本発明は、主に直流／交流コン
バータを備えた直流／直流昇圧型電源装置に関する。
従来の技術 直流／直流型昇圧電源装置は、一般に電力主幹線に接
続可能な第１の整流器を具備する。この整流器によって
整流され、ろ波された電圧は、周波数可変型の直流／交
流コンバータに導かれる。その直流／交流コンバータか
ら出力された交流は、昇圧トランスに供給され、この昇
圧トランスは第２の整流器に接続され、第２の整流器は
整流した高電圧を発生する。この型の整流高電圧は、例
えば、Ｘ線管のカソードとアノードとの間に必要な電位
差を与えることでこのＸ線管の制御に使用できる。この
ように発生される高電圧は、一般に、直流／交流コンバ
ータのリップル周波数を変化させて、周波数に応じて直
流／交流コンバータの電力変換作用を変えることにより
制御される。あらゆる対策を講じても、特に、第２の整
流器に大容量のフィルタ回路を使用しても、または直流
／交流コンバータのリップル周波数を大きくしても、供
給される高電圧中にリップルが依然として残る。これら
のリップルの周波数は、直流／交流コンバータの周波数
に従う。さらに、Ｘ線管により消費可能なパワーが大き
いので、供給される高電圧中のこれらのリップルは、そ
れだけ大きくなる。従って、この問題は、特に高出力の
機器でより多く起こる。
続可能な第１の整流器を具備する。この整流器によって
整流され、ろ波された電圧は、周波数可変型の直流／交
流コンバータに導かれる。その直流／交流コンバータか
ら出力された交流は、昇圧トランスに供給され、この昇
圧トランスは第２の整流器に接続され、第２の整流器は
整流した高電圧を発生する。この型の整流高電圧は、例
えば、Ｘ線管のカソードとアノードとの間に必要な電位
差を与えることでこのＸ線管の制御に使用できる。この
ように発生される高電圧は、一般に、直流／交流コンバ
ータのリップル周波数を変化させて、周波数に応じて直
流／交流コンバータの電力変換作用を変えることにより
制御される。あらゆる対策を講じても、特に、第２の整
流器に大容量のフィルタ回路を使用しても、または直流
／交流コンバータのリップル周波数を大きくしても、供
給される高電圧中にリップルが依然として残る。これら
のリップルの周波数は、直流／交流コンバータの周波数
に従う。さらに、Ｘ線管により消費可能なパワーが大き
いので、供給される高電圧中のこれらのリップルは、そ
れだけ大きくなる。従って、この問題は、特に高出力の
機器でより多く起こる。
発明が解決しようとする課題 このような問題は、例えば50kWの出力で動作するこの
型の直流／交流電源装置で起こり、現在ある電源装置の
２〜３倍あるいはｎ倍の出力の新規な電源装置が実用化
されることが望まれている。全ての構成要素の特性を２
倍、３倍またはｎ倍にして新規な電源装置を開発する方
法が考えられるが、この方法は工業的には実際的ではな
い。というのは、使用されている電気的な構成要素の特
性のばらつきにより、システムを組み上げる際にさまざ
まな問題が起こるからである。従って、これらの問題
は、理論的には簡単なこの方法では解決することができ
ない。この方法のためには長時間で、高コストの調査と
設計作業とが、必要である。
型の直流／交流電源装置で起こり、現在ある電源装置の
２〜３倍あるいはｎ倍の出力の新規な電源装置が実用化
されることが望まれている。全ての構成要素の特性を２
倍、３倍またはｎ倍にして新規な電源装置を開発する方
法が考えられるが、この方法は工業的には実際的ではな
い。というのは、使用されている電気的な構成要素の特
性のばらつきにより、システムを組み上げる際にさまざ
まな問題が起こるからである。従って、これらの問題
は、理論的には簡単なこの方法では解決することができ
ない。この方法のためには長時間で、高コストの調査と
設計作業とが、必要である。
さらに、直流／直流式の昇圧電源装置に直流／交流コ
ンバータを使用すると、電源線に好ましくない影響を与
える。特に、直流／交流コンバータの整流による無効エ
ネルギーの主幹線システムに対する再注入は、発生させ
たエネルギがこのように、２倍、３倍またはｎ倍になる
と、単純に２倍、３倍またはｎ倍になる。この再注入を
防ぐため、非常に強力な、それゆえ非常に大きく且つ高
価なフィルタを、第１の整流器のフィルタ回路に備える
ことが必要となる。これらのフィルタのコストは、使用
する出力とともに増大する。
ンバータを使用すると、電源線に好ましくない影響を与
える。特に、直流／交流コンバータの整流による無効エ
ネルギーの主幹線システムに対する再注入は、発生させ
たエネルギがこのように、２倍、３倍またはｎ倍になる
と、単純に２倍、３倍またはｎ倍になる。この再注入を
防ぐため、非常に強力な、それゆえ非常に大きく且つ高
価なフィルタを、第１の整流器のフィルタ回路に備える
ことが必要となる。これらのフィルタのコストは、使用
する出力とともに増大する。
課題を解決するための手段 本発明の目的は、出力値を倍増した際に、負荷端子に
おける高電圧のリップル成分を減少させ、それにより主
幹線に再入力される無効エネルギをかなり減少させる既
に工業的に試された方法を提案してこれらの不都合に対
処することである。実際に、再入力される無効エネルギ
は1/4に減少する。本発明の原理は、第１の整流器の出
力に対して並列に接続された２台、３台またはｎ台の同
一の直流／交流コンバータを使用し、前記直流／交流コ
ンバータを、それぞれ互いに90度、２π/3または２π/n
位相をずらして制御するものである。各直流／交流コン
バータは、総出力ＰのうちのP/nを供給可能であること
がわかるであろう。
おける高電圧のリップル成分を減少させ、それにより主
幹線に再入力される無効エネルギをかなり減少させる既
に工業的に試された方法を提案してこれらの不都合に対
処することである。実際に、再入力される無効エネルギ
は1/4に減少する。本発明の原理は、第１の整流器の出
力に対して並列に接続された２台、３台またはｎ台の同
一の直流／交流コンバータを使用し、前記直流／交流コ
ンバータを、それぞれ互いに90度、２π/3または２π/n
位相をずらして制御するものである。各直流／交流コン
バータは、総出力ＰのうちのP/nを供給可能であること
がわかるであろう。
また、使用可能な受動および能動部品の特性値がわか
らない場合に、動作周波数を考慮した上で、これらの特
性値を制御することはより容易になる。特に、この型式
のより小さな部品を用いて、リップル周波数そのものを
より高くして動作させることができる。好ましい実施例
では、上記のように２台の二重交番直流／交流コンバー
タを、90度ずらした位相で使用し、４ピーク整流に等し
いリップル（負荷のリップル周波数は、直流／交流コン
バータの周波数の４倍である）が、Ｘ線管の電極で得ら
れる。このようにすると、直流／交流コンバータの商用
動作周波数で使用した場合、同じ商用周波数で動作する
１台の直流／交流コンバータを備える電源と比較して、
高電圧リップルを少なくとも半分に減少させる。さら
に、この型の操作では、第１の整流器のフィルタを流れ
る無効電流は、装置の定格出力に対して、1/4に減少す
る。さらに、フィルタ容量の大きさに関して、かなり有
利である。
らない場合に、動作周波数を考慮した上で、これらの特
性値を制御することはより容易になる。特に、この型式
のより小さな部品を用いて、リップル周波数そのものを
より高くして動作させることができる。好ましい実施例
では、上記のように２台の二重交番直流／交流コンバー
タを、90度ずらした位相で使用し、４ピーク整流に等し
いリップル（負荷のリップル周波数は、直流／交流コン
バータの周波数の４倍である）が、Ｘ線管の電極で得ら
れる。このようにすると、直流／交流コンバータの商用
動作周波数で使用した場合、同じ商用周波数で動作する
１台の直流／交流コンバータを備える電源と比較して、
高電圧リップルを少なくとも半分に減少させる。さら
に、この型の操作では、第１の整流器のフィルタを流れ
る無効電流は、装置の定格出力に対して、1/4に減少す
る。さらに、フィルタ容量の大きさに関して、かなり有
利である。
高電圧ユニットの構造は、正チャネルと負チャネルと
の間で完全にバランスがとれていなければならない。あ
らゆる対策を講じても、このように操作される全ての直
流／交流コンバータが等しい変換特性を有することはあ
り得ないので、改善策の１つとしては、いずれの直流／
交流コンバータも一方で正チャネル、他方で負チャネル
を分担するようにする。この改善策では、直流／交流コ
ンバータ回路の出力電圧の昇圧回路への接続が多少複雑
になるが、テスト済の昇圧トランスを使用すると、チャ
ネル間のバランスをとることができる。このバランス
は、直流／交流コンバータの特性に依存せず、また、そ
れらが二重交番直流／交流コンバータであるとき、交流
波が異なっても影響されない。
の間で完全にバランスがとれていなければならない。あ
らゆる対策を講じても、このように操作される全ての直
流／交流コンバータが等しい変換特性を有することはあ
り得ないので、改善策の１つとしては、いずれの直流／
交流コンバータも一方で正チャネル、他方で負チャネル
を分担するようにする。この改善策では、直流／交流コ
ンバータ回路の出力電圧の昇圧回路への接続が多少複雑
になるが、テスト済の昇圧トランスを使用すると、チャ
ネル間のバランスをとることができる。このバランス
は、直流／交流コンバータの特性に依存せず、また、そ
れらが二重交番直流／交流コンバータであるとき、交流
波が異なっても影響されない。
本発明によれば、従って、リップル成分を減少させ
た、特にＸ線管用の安定化電源装置であって、 −電力主幹線に接続可能な第１の整流器、 −一定且つ等しい周波数で動作し、互いにほぼ２π/n
だけ位相がずれるようにトリガされるｎ台の直流／交流
コンバータユニットを有する、第１の整流器から供給さ
れる直流を交流に変換する直流／交流コンバータ回路、 −前記直流／交流コンバータ回路が出力する交流の電
圧を昇圧する昇圧回路、 −およびこのように昇圧された交流信号を整流する第
２の整流器を具備し、 −前記昇圧回路は、それぞれｎ台ずつ第１および第２
のグループに分けられた2n台のトンラスを具備し、第１
のグループの各トランスの１次捲線は、それぞれ第２の
グループの対応するトランスの１次捲線と並列に直流／
交流コンバータユニットの出力に接続され、それぞれの
グループの全てのトランスの２次捲線は、互いに直列に
接続されている２台の第２の整流器の１方の入力に直列
に接続されている。
た、特にＸ線管用の安定化電源装置であって、 −電力主幹線に接続可能な第１の整流器、 −一定且つ等しい周波数で動作し、互いにほぼ２π/n
だけ位相がずれるようにトリガされるｎ台の直流／交流
コンバータユニットを有する、第１の整流器から供給さ
れる直流を交流に変換する直流／交流コンバータ回路、 −前記直流／交流コンバータ回路が出力する交流の電
圧を昇圧する昇圧回路、 −およびこのように昇圧された交流信号を整流する第
２の整流器を具備し、 −前記昇圧回路は、それぞれｎ台ずつ第１および第２
のグループに分けられた2n台のトンラスを具備し、第１
のグループの各トランスの１次捲線は、それぞれ第２の
グループの対応するトランスの１次捲線と並列に直流／
交流コンバータユニットの出力に接続され、それぞれの
グループの全てのトランスの２次捲線は、互いに直列に
接続されている２台の第２の整流器の１方の入力に直列
に接続されている。
好ましい実施例においては、直流／交流コンバータは
二重交番型で、その結果位相のずれはπ/nに等しくな
る。
二重交番型で、その結果位相のずれはπ/nに等しくな
る。
実施例 以下の説明および添付図面により、本発明はさらに理
解されるであろう。これらの図面は、単に図示したもの
に過ぎず、決して本発明の範囲を限定するものではな
い。
解されるであろう。これらの図面は、単に図示したもの
に過ぎず、決して本発明の範囲を限定するものではな
い。
第１図は、本発明によるリップル成分を減少させた安
定化電源装置を示す。この電源装置は、特に医療機器で
使用されるＸ線管１に電力を供給するように設計されて
いる。この電源装置は、電力主幹線系３に接続された第
１の整流器２を基本的に具備する。直流／交流コンバー
タ回路４は、第１の整流器２で整流され、ろ波された直
流電圧を交流電圧に変換する。昇圧回路５は、直流／交
流コンバータ回路からの供給電圧を昇圧する。昇圧回路
５は、第２の整流器６に接続され、整流器６は、昇圧回
路５が出力する交流高電圧から直流高電圧を発生するよ
う構成されている。本発明の必須の特徴は、実際のとこ
ろ、第１の整流器から昇圧される直流信号を交流信号に
変換する回路が、ｎ台の複数コンバータを具備すること
である（ここではｎ＝２である）。このように、回路４
は、二重交番型直流／交流コンバータ７および８を具備
する。本実施例では、これら直流／交流コンバータ７お
よび８は二重交番型であり、それぞれのコンバータは、
共振回路で電流を交互にある方向から他の方向にする２
セットのスイッチを具備する。
定化電源装置を示す。この電源装置は、特に医療機器で
使用されるＸ線管１に電力を供給するように設計されて
いる。この電源装置は、電力主幹線系３に接続された第
１の整流器２を基本的に具備する。直流／交流コンバー
タ回路４は、第１の整流器２で整流され、ろ波された直
流電圧を交流電圧に変換する。昇圧回路５は、直流／交
流コンバータ回路からの供給電圧を昇圧する。昇圧回路
５は、第２の整流器６に接続され、整流器６は、昇圧回
路５が出力する交流高電圧から直流高電圧を発生するよ
う構成されている。本発明の必須の特徴は、実際のとこ
ろ、第１の整流器から昇圧される直流信号を交流信号に
変換する回路が、ｎ台の複数コンバータを具備すること
である（ここではｎ＝２である）。このように、回路４
は、二重交番型直流／交流コンバータ７および８を具備
する。本実施例では、これら直流／交流コンバータ７お
よび８は二重交番型であり、それぞれのコンバータは、
共振回路で電流を交互にある方向から他の方向にする２
セットのスイッチを具備する。
本発明による電源装置は、以下のように動作する。装
置に電力が供給される瞬間には、一連のスイッチ９〜11
が、それぞれ直列に接続された抵抗12〜14を介して整流
器２を電力主幹線３に接続する。抵抗12〜14は、高い電
力の供給が要求されることおよびシステムが主幹線にお
いて始動するとき、立ち上がりサージ電流を制限するた
めにある。抵抗12〜14は、下流のフィルタコンデンサを
予め充電するためにのみ使用される。これらは、コンバ
ータが起動されるときのみ用いられ、高電圧に昇圧され
るのに備える。抵抗12〜14は、整流器２のフィルタコン
デンサとともにローパスフィルタ回路として機能する。
立ち上がり電流は、過度に速くは上昇しない。この立ち
上がり電流が十分になったとき、それぞれスイッチ９〜
11に直列である抵抗12〜14に並列な第２の一連のスイッ
チ15〜17が、抵抗12〜14におけるエネルギのロスをなく
すために閉じられる。この立ち上がり時間または昇圧時
間は、だいたい数ミリ秒である。
置に電力が供給される瞬間には、一連のスイッチ９〜11
が、それぞれ直列に接続された抵抗12〜14を介して整流
器２を電力主幹線３に接続する。抵抗12〜14は、高い電
力の供給が要求されることおよびシステムが主幹線にお
いて始動するとき、立ち上がりサージ電流を制限するた
めにある。抵抗12〜14は、下流のフィルタコンデンサを
予め充電するためにのみ使用される。これらは、コンバ
ータが起動されるときのみ用いられ、高電圧に昇圧され
るのに備える。抵抗12〜14は、整流器２のフィルタコン
デンサとともにローパスフィルタ回路として機能する。
立ち上がり電流は、過度に速くは上昇しない。この立ち
上がり電流が十分になったとき、それぞれスイッチ９〜
11に直列である抵抗12〜14に並列な第２の一連のスイッ
チ15〜17が、抵抗12〜14におけるエネルギのロスをなく
すために閉じられる。この立ち上がり時間または昇圧時
間は、だいたい数ミリ秒である。
電力主幹線３から供給される交流信号は、このように
して、ダイオード18〜23を備える通常の整流器２の入力
に供給される。ダイオードを備える整流器は、フィルタ
コンデンサ24と２個のチョークコイル25および26とを基
本的に備えるフィルタ回路に整流電圧を供給する。コン
デンサ24は、チョークコイル25と26との間に直列に接続
され、全体としてはダイオードを備える整流器に並列に
接続されている。これで上記のように整流され、ろ波さ
れた電圧が、コンデンサ24の電極から供給可能になる。
スイッチ28と直列な抵抗27も、コンデンサ24と並列に配
置される。装置から電力が断たれる瞬間には、（スイッ
チ９〜11および15〜17を開いた後）スイッチ28を閉じ、
ダイオード19〜22を流れる漏れ電流によるコンデンサ24
の長時間の放電を待つことなく、素早く抵抗27にコンデ
ンサ24を放電させる。
して、ダイオード18〜23を備える通常の整流器２の入力
に供給される。ダイオードを備える整流器は、フィルタ
コンデンサ24と２個のチョークコイル25および26とを基
本的に備えるフィルタ回路に整流電圧を供給する。コン
デンサ24は、チョークコイル25と26との間に直列に接続
され、全体としてはダイオードを備える整流器に並列に
接続されている。これで上記のように整流され、ろ波さ
れた電圧が、コンデンサ24の電極から供給可能になる。
スイッチ28と直列な抵抗27も、コンデンサ24と並列に配
置される。装置から電力が断たれる瞬間には、（スイッ
チ９〜11および15〜17を開いた後）スイッチ28を閉じ、
ダイオード19〜22を流れる漏れ電流によるコンデンサ24
の長時間の放電を待つことなく、素早く抵抗27にコンデ
ンサ24を放電させる。
本発明に従うと、直流／交流コンバータ回路はｎ台の
複数の直流／交流コンバータを具備するが、本実施例で
は、２台の直流／交流コンバータ７および８を備える好
ましい例を述べる。各直流／交流コンバータは、その入
力が第１の整流器２の出力に並列に接続されている。こ
の２台の直流／交流コンバータは同一である。例えば、
直流／交流コンバータ７は、２セットのサイリスタ、そ
れぞれT1、T4およびT2、T3を具備する。サイリスタの各
セットは、チョークコイル29、コンデンサ30およびトラ
ンス32の１次捲線31を含む共振回路のいずれかの側に直
列に接続されている。
複数の直流／交流コンバータを具備するが、本実施例で
は、２台の直流／交流コンバータ７および８を備える好
ましい例を述べる。各直流／交流コンバータは、その入
力が第１の整流器２の出力に並列に接続されている。こ
の２台の直流／交流コンバータは同一である。例えば、
直流／交流コンバータ７は、２セットのサイリスタ、そ
れぞれT1、T4およびT2、T3を具備する。サイリスタの各
セットは、チョークコイル29、コンデンサ30およびトラ
ンス32の１次捲線31を含む共振回路のいずれかの側に直
列に接続されている。
第2a〜2c図を参照して、この直流／交流コンバータの
動作を以下説明する。ｔ＝０の瞬間には、サイリスタT1
およびT4が、駆動回路33から出力されるコマンドにより
トリガされる。このとき電流は、サイリスタT1、チョー
クコイル29、コンデンサ30およびトランスの１次捲線31
を流れ、サイリスタT4により整流器２の出力端子にルー
プバックする。このとき共振回路29〜31には、交流の正
成分34が発生する。共振により、この交流成分は、負の
無効交流35を発生させる。無効交流電流35は、サイリス
タT4およびT1にそれぞれ並列に接続されているダイオー
ドD4およびD1により、整流器２中に再流入する。ダイオ
ードD1およびD4には、無効交流電流が通過可能で、サイ
リスタT1およびT4を次のトリガまでオフにすることを可
能にする。無効交流35の流れ始めた直後の時間ｔπ（第
2c図）の瞬間には、駆動回路33は、充電電流を共振回路
29〜31に（逆方向）、流す機能を分担しているサイリス
タT3およびT2のセットを起動する。サイリスタT3および
T2は、交流35と合成される負の交流成分36を発生させ
る。交流36は、交流34と同様に、無効交流37を発生させ
る。この結果、振動回路29〜31を流れる電流は、ほぼサ
インカーブを描き、そしてこの電流は、トランス32にお
いて昇圧され、トランス32の２次捲線38から出力され
る。時間ｔ２π（第2b図）の最初からは、前述の現象が
回路33の制御のもとで繰り返される。
動作を以下説明する。ｔ＝０の瞬間には、サイリスタT1
およびT4が、駆動回路33から出力されるコマンドにより
トリガされる。このとき電流は、サイリスタT1、チョー
クコイル29、コンデンサ30およびトランスの１次捲線31
を流れ、サイリスタT4により整流器２の出力端子にルー
プバックする。このとき共振回路29〜31には、交流の正
成分34が発生する。共振により、この交流成分は、負の
無効交流35を発生させる。無効交流電流35は、サイリス
タT4およびT1にそれぞれ並列に接続されているダイオー
ドD4およびD1により、整流器２中に再流入する。ダイオ
ードD1およびD4には、無効交流電流が通過可能で、サイ
リスタT1およびT4を次のトリガまでオフにすることを可
能にする。無効交流35の流れ始めた直後の時間ｔπ（第
2c図）の瞬間には、駆動回路33は、充電電流を共振回路
29〜31に（逆方向）、流す機能を分担しているサイリス
タT3およびT2のセットを起動する。サイリスタT3および
T2は、交流35と合成される負の交流成分36を発生させ
る。交流36は、交流34と同様に、無効交流37を発生させ
る。この結果、振動回路29〜31を流れる電流は、ほぼサ
インカーブを描き、そしてこの電流は、トランス32にお
いて昇圧され、トランス32の２次捲線38から出力され
る。時間ｔ２π（第2b図）の最初からは、前述の現象が
回路33の制御のもとで繰り返される。
直流／交流コンバータ８は、すべての点で直流／交流
コンバータ７と一致しているが、サイリスタT5、T8また
はT7、T6のトリガは、サイリスタT1、T4およびT3、T2の
トリガがかかる瞬間と比較すると、直角位相ｔπ/2また
はｔ３π/2の瞬間にかかるところが異なる。この結果、
直流／交流コンバータ８の共振回路のトランス40の２次
捲線39は、２次捲線38が発生する信号に関して、90度位
相がずれたサイン信号を発生する。この特徴は、簡単に
ｎ台の複数の直流／交流コンバータがある場合に一般化
できる。この場合、これらの直流／交流コンバータが発
生する信号は、２π/nだけ位相がずれ、さらに正確に
は、二重交番型直流／交流コンバータをこの場合に用い
るならばπ/nだけ位相がずれる。
コンバータ７と一致しているが、サイリスタT5、T8また
はT7、T6のトリガは、サイリスタT1、T4およびT3、T2の
トリガがかかる瞬間と比較すると、直角位相ｔπ/2また
はｔ３π/2の瞬間にかかるところが異なる。この結果、
直流／交流コンバータ８の共振回路のトランス40の２次
捲線39は、２次捲線38が発生する信号に関して、90度位
相がずれたサイン信号を発生する。この特徴は、簡単に
ｎ台の複数の直流／交流コンバータがある場合に一般化
できる。この場合、これらの直流／交流コンバータが発
生する信号は、２π/nだけ位相がずれ、さらに正確に
は、二重交番型直流／交流コンバータをこの場合に用い
るならばπ/nだけ位相がずれる。
２次捲線38および39で得られる信号は、選択された実
施例によれば２個のトランス41および42を備える昇圧回
路５へ送られる。こられのトランス41および42の１次捲
線43および44は、それぞれ２次捲線38および39に接続さ
れている。トランス41および42のそれぞれ２次捲線45お
よび46は、互いに直列に接続され、第１の整流器２と同
じ型のダイオード47〜50を備える第２の整流器に信号を
供給する。この第２の整流器は、２個の直列に接続され
たコンデンサ51および52に並列い接続されている。バラ
ンスをとるために、コンデンサ51および52の間の点は、
さらに２次捲線45および46の間の点に接続されている。
他の選択も可能である。
施例によれば２個のトランス41および42を備える昇圧回
路５へ送られる。こられのトランス41および42の１次捲
線43および44は、それぞれ２次捲線38および39に接続さ
れている。トランス41および42のそれぞれ２次捲線45お
よび46は、互いに直列に接続され、第１の整流器２と同
じ型のダイオード47〜50を備える第２の整流器に信号を
供給する。この第２の整流器は、２個の直列に接続され
たコンデンサ51および52に並列い接続されている。バラ
ンスをとるために、コンデンサ51および52の間の点は、
さらに２次捲線45および46の間の点に接続されている。
他の選択も可能である。
後述する改善策とは別に、２次捲線が直列に接続され
ている２個のトランス41、42またはｎ個の１次捲線を有
する１個のトランスが90度ずれた信号を合成すること
は、１台の直流／交流コンバータしかない場合と較べ
て、ｎ倍多いピークを有する整流信号を与える効果があ
る。第2f図は、本発明の装置による信号を整流後に得ら
れるリップル53と、直流／交流コンバータが１台しかな
いときの低周波数でかなり大きいリップル54とを比較し
たものである。
ている２個のトランス41、42またはｎ個の１次捲線を有
する１個のトランスが90度ずれた信号を合成すること
は、１台の直流／交流コンバータしかない場合と較べ
て、ｎ倍多いピークを有する整流信号を与える効果があ
る。第2f図は、本発明の装置による信号を整流後に得ら
れるリップル53と、直流／交流コンバータが１台しかな
いときの低周波数でかなり大きいリップル54とを比較し
たものである。
ルップルの振幅の減少には、２つの要因が関係してい
る。第１には、90度ずれたリップルの合成は、小さい共
通のリップルを生じる。第２には、２倍高い割合で第２
の整流器を人為的に動作させるため、同じフィルタコン
デンサを用いると与えられた信号がろ波される効果は２
倍になる。同様な現象は、給電系３への転流無効電流の
再注入に関しても起こる。
る。第１には、90度ずれたリップルの合成は、小さい共
通のリップルを生じる。第２には、２倍高い割合で第２
の整流器を人為的に動作させるため、同じフィルタコン
デンサを用いると与えられた信号がろ波される効果は２
倍になる。同様な現象は、給電系３への転流無効電流の
再注入に関しても起こる。
これらの整流の周波数は明らかに２倍高いので、再注
入は、工業的には出力値に適用されているチョークコイ
ルのインピーダンス25および26により、さらに有効に弱
められる。逆説的に言えば、本発明では、２倍の出力ま
たはｎ倍の出力とともに、基本的な単一直流／交流コン
バータよりもよい結果が得られる。さらには、無効電流
は、互いに補償しあい、これによってそれらの性能はさ
らに改善される。上記のように、本発明はもちろん同様
の直流／交流コンバータを２倍使用する。言い換えれば
工業的なスケールで行われるテストに成功した直流／交
流コンバータよりも有利である。要するに、低リップル
成分で極めて高出力な安定化電源装置を設計することが
簡単になる。
入は、工業的には出力値に適用されているチョークコイ
ルのインピーダンス25および26により、さらに有効に弱
められる。逆説的に言えば、本発明では、２倍の出力ま
たはｎ倍の出力とともに、基本的な単一直流／交流コン
バータよりもよい結果が得られる。さらには、無効電流
は、互いに補償しあい、これによってそれらの性能はさ
らに改善される。上記のように、本発明はもちろん同様
の直流／交流コンバータを２倍使用する。言い換えれば
工業的なスケールで行われるテストに成功した直流／交
流コンバータよりも有利である。要するに、低リップル
成分で極めて高出力な安定化電源装置を設計することが
簡単になる。
実際には、工業的スケールで直流／交流コンバータを
製作するときにあらゆる対策を講じても、直流／交流コ
ンバータ７および８は厳密には同一にはならない。この
欠点に対処するために、41および42のような昇圧回路の
トランスを重複させることが推奨される。従って、もう
２台（もうｎ台）のトランス55および56が配置されてい
る。これらのトランス55および56の１次捲線は、トラン
ス41および42の１次捲線に並列に接続され、それらの２
次捲線57および58は、互いに直列に接続されている。こ
れらの２次捲線57および58は、回路48〜52と同一の別の
第２の整流器にも接続されている。この同一の第２の整
流器は、特に２個の直列に接続されたコンデンサ59およ
び60を出力端子の部分に具備している。コンデンサ51お
よび52と並列に正チャネルを設け、コンデンサ59および
60と並列に負チャネルを設けることが可能である。ここ
でコンデンサ52および59を直列接続することにより、接
地可能な中間点を設けることができる。このようにする
と、困難な高電圧の電気絶縁を減少させることができ
る。実際には、これで絶縁が強要される部分は半減す
る。
製作するときにあらゆる対策を講じても、直流／交流コ
ンバータ７および８は厳密には同一にはならない。この
欠点に対処するために、41および42のような昇圧回路の
トランスを重複させることが推奨される。従って、もう
２台（もうｎ台）のトランス55および56が配置されてい
る。これらのトランス55および56の１次捲線は、トラン
ス41および42の１次捲線に並列に接続され、それらの２
次捲線57および58は、互いに直列に接続されている。こ
れらの２次捲線57および58は、回路48〜52と同一の別の
第２の整流器にも接続されている。この同一の第２の整
流器は、特に２個の直列に接続されたコンデンサ59およ
び60を出力端子の部分に具備している。コンデンサ51お
よび52と並列に正チャネルを設け、コンデンサ59および
60と並列に負チャネルを設けることが可能である。ここ
でコンデンサ52および59を直列接続することにより、接
地可能な中間点を設けることができる。このようにする
と、困難な高電圧の電気絶縁を減少させることができ
る。実際には、これで絶縁が強要される部分は半減す
る。
標準的な方法では、抵抗分割ブリッジ61および62がＸ
線管１の電極に接続されている。このブリッジの中間点
は、比較器63に接続されている。比較器63は、比較入力
に基準電圧Vrefを入力される。比較器63から発せられる
エラー信号は、反転レシオ１の矩形波信号を駆動回路33
へ出力する電圧制御発振器64（VCO）へ公知の方法で導
入される。そして、電圧制御発振器64の周波数が調整す
べき電圧の関数として変化するとき、矩形波信号（第2a
図）は、直流／交流コンバータ７および８を駆動する位
相のずれが90度を保つように変化する。反転レシオ１
は、パルスが持続している時間が、パルスが休止してい
る時間に等しいパルス信号に相当する。改善策の１つと
して、直流／交流コンバータの異なるセットのサイリス
タに交互にトリガをかけるために、電圧制御発振器64の
周波数を直流／交流コンバータの共振周波数の２倍（ま
たはｎ倍）にする。これにより、ある直流／交流コンバ
ータのサイリスタのトリガをパルスの立ち上がりのエッ
ジでかけ、他の直流／交流コンバータのサイリスタのト
リガをパルスの立ち下がりでかけることができる。パル
スごとに周波数が２倍になるので、それぞれの直流／交
流コンバータでトリガがかかるのは、あるセットのサイ
リスタかまたは別のセットのサイリスタであり、同時に
両方のセットのサイリスタにトリガはかからない。この
操作を実行するために駆動回路33に論理回路が含まれる
ことは、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
線管１の電極に接続されている。このブリッジの中間点
は、比較器63に接続されている。比較器63は、比較入力
に基準電圧Vrefを入力される。比較器63から発せられる
エラー信号は、反転レシオ１の矩形波信号を駆動回路33
へ出力する電圧制御発振器64（VCO）へ公知の方法で導
入される。そして、電圧制御発振器64の周波数が調整す
べき電圧の関数として変化するとき、矩形波信号（第2a
図）は、直流／交流コンバータ７および８を駆動する位
相のずれが90度を保つように変化する。反転レシオ１
は、パルスが持続している時間が、パルスが休止してい
る時間に等しいパルス信号に相当する。改善策の１つと
して、直流／交流コンバータの異なるセットのサイリス
タに交互にトリガをかけるために、電圧制御発振器64の
周波数を直流／交流コンバータの共振周波数の２倍（ま
たはｎ倍）にする。これにより、ある直流／交流コンバ
ータのサイリスタのトリガをパルスの立ち上がりのエッ
ジでかけ、他の直流／交流コンバータのサイリスタのト
リガをパルスの立ち下がりでかけることができる。パル
スごとに周波数が２倍になるので、それぞれの直流／交
流コンバータでトリガがかかるのは、あるセットのサイ
リスタかまたは別のセットのサイリスタであり、同時に
両方のセットのサイリスタにトリガはかからない。この
操作を実行するために駆動回路33に論理回路が含まれる
ことは、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
第１図は、本発明に従う安定化電源装置のブロック図で
ある。 第2a〜2f図は、本発明による安定化電源装置中で動作す
る制御信号のタイミング図である。 〔主な参照番号〕 １……Ｘ線管、２、６……整流器、３……電力主幹線
系、４……直流／交流コンバータ回路、５……昇圧回
路、７、８……直流／交流コンバータ、９〜11、15〜1
7、28……スイッチ、12〜14、27……抵抗、18〜23……
ダイオード、24……フィルタコンデンサ、25、26、29…
…チョークコイル、30、51、52……コンデンサ、31、4
3、44……１次捲線、32、40、41、42、55、56……トラ
ンス、33……駆動回路、38、39、45、46、57、58……２
次捲線、63……比較器
ある。 第2a〜2f図は、本発明による安定化電源装置中で動作す
る制御信号のタイミング図である。 〔主な参照番号〕 １……Ｘ線管、２、６……整流器、３……電力主幹線
系、４……直流／交流コンバータ回路、５……昇圧回
路、７、８……直流／交流コンバータ、９〜11、15〜1
7、28……スイッチ、12〜14、27……抵抗、18〜23……
ダイオード、24……フィルタコンデンサ、25、26、29…
…チョークコイル、30、51、52……コンデンサ、31、4
3、44……１次捲線、32、40、41、42、55、56……トラ
ンス、33……駆動回路、38、39、45、46、57、58……２
次捲線、63……比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−13672（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−151866（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−63975（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−152959（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】−電力主幹線に接続可能な第１の整流器、 −一定且つ等しい周波数で動作し、互いにほぼ２π/nだ
け位相がずれるようにトリガされるｎ台の直流／交流コ
ンバータユニットを有する、第１の整流器から供給され
る直流を交流に変換する直流／交流コンバータ回路、 −前記直流／交流コンバータ回路が出力する交流の電圧
を昇圧する昇圧回路、 −およびこのように昇圧された交流を整流する第２の整
流器を具備し、 −前記昇圧回路は、それぞれｎ台ずつの第１および第２
のグループに分けれらた2n台のトンラスを具備し、第１
のグループの各トランスの１次捲線は、それぞれ第２の
グループの対応するトランスの１次捲線と並列に直流／
交流コンバータユニットの出力に接続され、それぞれの
グループの全てのトランスの２次捲線は、互いに直列に
接続されている２台の第２の整流器の１つの入力に直列
に接続されていることを特徴とする、リップル成分を減
少させた特にＸ線管用の安定化電源装置。 - 【請求項２】−電力主幹線に接続可能な第１の整流器、 −一定且つ等しい周波数で動作し、互いにほぼ２π/nだ
け位相がずれるようにトリガされるｎ台の直流／交流コ
ンバータユニットを有する、第１の整流器から供給され
る直流を交流に変換する直流／交流コンバータ回路、 −前記直流／交流コンバータ回路が出力する交流の電圧
を昇圧する昇圧回路、 −およびこのように昇圧された交流を整流する第２の整
流器を具備し、 −前記昇圧回路は、少なくともｎ台の複数のトランスを
具備し、それぞれのトランスの１次捲線は１台の直流／
交流コンバータユニットに接続され、２次捲線は他のト
ランスの２次捲線と直列に第２の整流器の入力端子に接
続されていることを特徴とする、リップル成分を減少さ
せた特にＸ線管用の安定化電源装置。 - 【請求項３】請求項（１）に記載の電源装置において、
前記直流／交流コンバータが、二重交番型であり、位相
のずれがπ/nに等しいことを特徴とする安定化電源装
置。 - 【請求項４】請求項（３）に記載の電源装置において、
前記昇圧回路が2n台のトランスを具備し、該2n台のトラ
ンスの１次捲線がｎ台の直流／交流コンバータの各出力
にそれぞれ２台ずつ並列に接続されていることを特徴と
する安定化電源装置。 - 【請求項５】請求項（４）に記載の電源装置において、
昇圧回路がｎ本の１次捲線を有する２台のトランスを具
備することを特徴とする安定化電源装置。 - 【請求項６】請求項（１）または（２）に記載の電源装
置において、電圧／周波数コンバータを具備する制御回
路を更に具備し、該電圧／周波数コンバータは、反転レ
シオ１の矩形波信号を供給することを特徴する安定化電
源装置。 - 【請求項７】請求項（１）または（２）に記載の電源装
置において、前記ｎが２であることを特徴とする安定化
電源装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8808112A FR2633115B1 (fr) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | Alimentation stabilisee a taux d'ondulation reduit |
| FR888112 | 1988-06-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0246170A JPH0246170A (ja) | 1990-02-15 |
| JP2747532B2 true JP2747532B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=9367393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1154405A Expired - Fee Related JP2747532B2 (ja) | 1988-06-17 | 1989-06-16 | リップル成分を減少させた安定化電源装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4967333A (ja) |
| EP (1) | EP0347322B1 (ja) |
| JP (1) | JP2747532B2 (ja) |
| DE (1) | DE68900202D1 (ja) |
| ES (1) | ES2024719B3 (ja) |
| FR (1) | FR2633115B1 (ja) |
Families Citing this family (28)
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| NL9101453A (nl) * | 1990-09-10 | 1992-04-01 | Barmag Barmer Maschf | Frequentie-omvormer. |
| FR2672166B1 (fr) * | 1991-01-25 | 1995-04-28 | Gen Electric Cgr | Dispositif pour obtenir une tension continue a faible ondulation residuelle. |
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1989
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