JP3642567B2 - 高周波開閉器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気制御信号によって高周波信号の開閉操作を行う高周波開閉器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図9は従来の装置を示す回路図であり、図において、1は高周波信号の入力端子、2は高周波信号の出力端子、3は入力側変圧器、4は出力側変圧器、5は入力側変圧器の中間端子、6は出力側変圧器の中間端子、7、8は整流器、9は整流器7を流れる電流、10は整流器8を流れる電流である。
【0003】
次に動作について説明する。高周波信号は入力端子1に入力し、出力端子2に出力する。
入力側変圧器の中間端子5にHレベルの電圧を印加し出力側変圧器の中間端子6にLレベルの信号を入力すると、整流器7、8は導通状態となり入力側変圧器3の二次巻線と出力側変圧器4の一次巻線とは接続状態になるから、入力端子1と出力端子2とは高周波的に閉状態になる。
【0004】
これとは逆に、入力側変圧器の中間端子5にLレベルの電圧を印加し出力側変圧器の中間端子6にHレベルの信号を入力すると、整流器7、8は非導通状態となり入力側変圧器3の二次巻線と出力側変圧器4の一次巻線とは開放状態になるから、入力端子1と出力端子2とは高周波的に開状態になる。
すなわち、この回路は全体として高周波開閉器として動作し、その開閉状態は入力側変圧器の中間端子5と出力側変圧器の中間端子6に印加する電圧によって制御することができる。
【0005】
次にこの高周波開閉器を閉状態から開状態に変化させる場合の動作を説明する。閉状態では入力側変圧器の中間端子5にHレベルの電圧を出力側変圧器の中間端子6にLレベルの電圧を各々印加している。
整流器7、8にはこの二つの電圧の差に相当する順方向電流が流れる。二つの整流器7、8の順方向特性が等しければ整流器7を流れる電流9と整流器8を流れる電流10とは等しくなる。
【0006】
入力側変圧器の中間端子5に印加する電圧をHレベルからLレベルに、出力側変圧器の中間端子6に印加する電圧をLレベルからHレベルに各々変化させると、二つの整流器7、8は導通状態から非導通状態に変化し、整流器7、8の逆電流を無視すると、二つの整流器7、8を流れる電流9、10は零になる。この電流変化は出力側変圧器4の一次巻線に生ずるから、その影響が出力端子2に現れ、高周波開閉器の状態遷移時の雑音となる可能性がある。
【0007】
しかし、既に述べたように二つの整流器7、8を流れる電流が等しく、かつ、出力側変圧器の中間端子6で分けられた一次巻線の上半分と下半分の寄与が等しければ、二つの整流器7、8を流れる電流9、10は相互に相殺して出力端子2には雑音が現れない。
なお、開状態から閉状態に変化させた場合も同様である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波開閉器は以上のように構成されているから、二つの整流器の順方向特性が等しく、出力側変圧器の一次巻線の上半分と下半分の寄与が等しい限り、その状態を閉状態と開状態との間で変化させても出力端子に雑音が現れることはない。
しかし、実際には特性の揃った整流器を入手するのは困難であり多数の中から選別する必要があり、選別しても十分に特性が揃ったものが得られるとは限らない。また、たとえ特性の揃った整流器を入手することができても、出力用変圧器の一次巻線の上半分と下半分の寄与が等しくなければ、雑音が発生する。
【0009】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、整流器の順方向特性が揃っておらず出力側変圧器の一次巻線の上半分と下半分の寄与が必ずしも等しくなくとも雑音が最小になるように調整することができる高周波開閉器を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
(1)この発明の請求項1に係る高周波開閉器は、入力側変圧器の一次側を高周波入力端とし、その二次側両端から各々第1の整流器を介して出力変圧器の一次側両端に入力し、この出力変圧器の二次側から高周波出力を送出すると共に、上記入力変圧器二次側の中間タップと上記出力変圧器の一次側の中間タップとを開閉制御信号入力端とする高周波開閉器、または、上記高周波開閉器に第3の整流器を上記出力変圧器の一次側各端部と上記入力変圧器二次側の中間タップとの間にそれぞれ挿入して、上記開閉器の開状態で上記出力変圧器の一次側を短絡するようにした高周波開閉器において、
第2の整流器と調整用抵抗器との直列体を、上記第1の整流器の少なくともいずれか一方の整流器に並列に、且つその整流器と上記第2の整流器との整流方向が同一方向になるよう接続し、上記調整用抵抗器の抵抗値を調整して上記開閉器の開閉により生じるノイズを抑制するようにしたものである。
【0011】
(2)この発明の請求項2に係る高周波開閉器は、入力側変圧器の一次側を高周波入力端とし、その二次側両端から各々第1の整流器を介して出力変圧器の一次側両端に入力し、この出力変圧器の二次側から高周波出力を送出すると共に、上記入力変圧器二次側の中間タップと上記出力変圧器の一次側の中間タップとを開閉制御信号入力端とし、且つ、第3の整流器を上記出力変圧器の一次側各端部と上記入力変圧器二次側の中間タップとの間にそれぞれ挿入して、上記開閉器の開状態で上記出力変圧器の一次側を短絡するようにした高周波開閉器において、
第2の整流器と調整用抵抗器との直列体を、上記第1の整流器の少なくともいずれか一方の整流器に並列に、且つその整流器と上記第2の整流器の整流方向が同一方向になるよう接続すると共に、上記直列体とは別の第4の整流器と第2の調整用抵抗器との第2の直列体を、上記第3の整流器の少なくともいずれか一方の整流器に並列に、且つその整流器と上記第4の整流器の整流方向が同一方向になるよう接続し、上記調整用抵抗器および/または第2の調整用抵抗器の抵抗値を調整して上記開閉器の開閉により生じるノイズを抑制するようにしたものである。
【0012】
(3)この発明の請求項3に係る高周波開閉器は、入力側変圧器の一次側を高周波入力端とし、その二次側両端から各々第1の整流器を介して出力変圧器の一次側両端に入力し、この出力変圧器の二次側から高周波出力を送出すると共に、上記入力変圧器二次側の中間タップと上記出力変圧器の一次側の中間タップとを開閉制御信号入力端とし、且つ、第3の整流器を上記出力変圧器の一次側各端部と上記入力変圧器二次側の中間タップとの間にそれぞれ挿入して、上記開閉器の開状態で上記出力変圧器の一次側を短絡するようにした高周波開閉器において、
第4の整流器と第2の調整用抵抗器との第2の直列体を、上記第3の整流器の少なくともいずれか一方の整流器に並列に、且つその整流器と上記第4の整流器の整流方向が同一方向になるよう接続し、上記第2の調整用抵抗器の抵抗値を調整して上記開閉器の開閉により生じるノイズを抑制するようにしたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図について説明する。図1において、11は整流器7と並列に接続した整流器、12は整流器11に直列に接続した抵抗器である。
【0014】
次に動作について説明する。
(1)あらかじめ整流器7には整流器8と比べて所定の順方向電圧に対してより低い順方向電流が流れる特性のものを選択しておく。
(2)出力変圧器の一次巻線の上半分を流れる電流は整流器7の順方向電流と整流器11の順方向電流の和である。そこで上半分を流れる電流と下半分を流れる電流とが等しくなるように、すなわち整流器8を流れる電流と整流器7を流れる電流との差に相当する電流が整流器11を流れるように抵抗器12の抵抗値を調整すれば、高周波開閉器の状態遷移時の雑音を小さくすることができる。
(3)また、雑音の大きさを測定しながら抵抗器12の抵抗値を調整すれば、整流器の特性の差のみならず、出力側変圧器4の一次巻線の上半分と下半分の寄与の差をもあわせて相殺することができる。
【0015】
雑音を低下するには、上記(2)の出力変圧器の一次巻線の上半分と下半分を流れる電流とが等しくなるように調整する手段と、上記(3)の出力側変圧器4の一次巻線の上半分と下半分の寄与の差をもあわせて相殺するよう調整する手段とがあり、いずれの調整手段を用いてもよいが、それぞれ次のような特徴を持っている。
【0016】
上記(2)の特徴
(a)整流器を流れる直流電流の測定は、オシロスコープ等による波形観測よりも人手がかからず自動化に適している。
(b)あらかじめ3 つの整流器の特性を測定しそれに合わせた抵抗値を持つ抵抗器を選定すれば、それらを組み合わせるだけで雑音を一定値以下に抑えることができる。(これに対し上記(3)では、実際に高周波開閉器を組み立てて雑音を測定しながら抵抗値を調整する( 可変抵抗を使用するか固定抵抗器を取り替える) 必要がある。)
【0017】
上記(3)の特徴
(a)雑音を観測しながら調整するから雑音を最小に抑えることができる。
従って、コストを低減するには上記(2)の手段、雑音を最小化するには上記(3)の手段を採用する。
【0018】
実施の形態2.
なお、上記実施の形態1では、整流器7にのみ整流器11と抵抗器12を並列に接続したものを示したが、これに加えて整流器8にも整流器と抵抗器を接続してもよい。
この実施の形態2を図について説明する。図2において、13は整流器8と並列に接続する整流器、14は整流器13に直列に接続した抵抗器である。 この構成では部品数は増加するが、抵抗器12と抵抗器14のいずれか1つまたは双方を調整することができるから、整流器7と整流器8の順方向電流の内いずれが大きくとも雑音が小さくなるように調整することができ、実施の形態1のように整流器7には整流器8と比べて所定の順方向電圧に対してより低い順方向電流が流れる特性のものを選択しておく必要がない。
【0019】
実施の形態3.
なお、上記実施の形態1および2では、整流器を入出力変圧器に直列に接続したものを示したが、これに加えて出力変圧器に並列に整流器を接続したものでもよい。
この発明の実施の形態3を図について説明する。図3において、15は出力側変圧器4の一次巻線の一方の端子と入力側変圧器の中間端子5とを接続する整流器、16は出力側変圧器4の一次巻線の他方の端子と入力側変圧器の中間端子5とを接続する整流器である。
【0020】
次に動作について説明する。入力側変圧器の中間端子5にHレベルの電圧を出力側変圧器の中間端子6にLレベルの電圧を印加すると、整流器7,8,11は導通状態になり、整流器15、16は非導通状態になるから、この高周波開閉器は閉状態になる。
逆に、入力側変圧器の中間端子5にLレベルの電圧を出力側変圧器の中間端子6にHレベルの電圧を印加すると、整流器7,8,11は非導通状態になり、整流器15、16は導通状態になるから、この高周波開閉器は開状態になる。
【0021】
実施の形態1および実施の形態2と異なり、閉状態において出力側変圧器4の一次側巻線の二つの端子を整流器15、16を介して短絡するから入力信号の出力信号への漏れ込みが小さくなり、絶縁特性の良い高周波開閉器が得られる。出力側変圧器4の一次巻線の上半分を流れる電流は閉状態では整流器7および11の順方向電流の和であり、開状態では整流器15の順方向電流である。
この場合も、抵抗器12の抵抗値を調整することによって、閉状態での出力側変圧器4の一次巻線の上半分を流れる電流を下半分に流れる電流に一致させてもよく、また雑音の大きさを測定しながら雑音が最小になるよう調整してもよい。
【0022】
実施の形態4.
なお、上記実施の形態3では、整流器7にのみ整流器11と抵抗器12を並列に接続したものを示したが、これに加えて整流器8にも整流器と抵抗器を接続してもよい。図4において、13は整流器8と並列に接続する整流器、14は整流器13に直列に接続した抵抗器である。これは実施の形態2と同様の効果を有する。
【0023】
実施の形態5.
なお、上記実施の形態1、2、3、4では入出力変圧器3,4に直列に接続した整流器7,8の一方または双方に整流器11、13と抵抗器12、14を並列に接続したものを示したが、これに加えて整流器15にも整流器と抵抗器を接続してもよい。
図5において、17は整流器15と並列に接続する整流器、18は整流器17に直列に接続した抵抗器である。この実施の形態5では、閉状態での出力変圧器4の一次巻線の上半分を流れる電流を下半分を流れる電流に一致させることができるのみならず、開状態での電流もまた一致させることができる。
また、閉状態と開状態とそれぞれの状態で、雑音の大きさを測定しながら抵抗器12、14,17を調整し雑音を最小にすることもできる。
【0024】
実施の形態6.
なお、上記実施の形態5では、整流器7、8、15に各々整流器と抵抗器を並列に接続したものを示したが、これに加えて整流器16にも整流器と抵抗器を接続してもよい。
図6において、19は整流器16と並列に接続する整流器、20は整流器19に直列に接続した抵抗器である。この実施の形態6では、閉状態と開状態でいずれでも出力変圧器4の一時巻線の上半分を流れる電流と下半分を流れる電流を一致させることができると共に、整流器7、8、15、16の順方向特性のあらゆる組み合わせについて調整することができる。
【0025】
実施の形態7.
上記実施の形態5、実施の形態6では、図5,図6のように高周波開閉器の開閉時の雑音を低減するようにしたが、この実施の形態7では次のようにしてもよい。
図5において、整流器11と抵抗器12の直列体および整流器13と抵抗器14の直列体を省いて、整流器17と抵抗器18の直列体のみ接続した回路にしても開閉時の雑音が低減される場合はその回路を用いる。
また、図6において、整流器11と抵抗器12の直列体および整流器13と抵抗器14の直列体を省いて、整流器17と抵抗器18の直列体および整流器19と抵抗器20の直列体とを接続した回路にしても開閉時の雑音が低減される場合はその回路を用いる。
【0026】
実施の形態8.
上記各実施の形態1〜7において、整流器の極性を全て逆にしてもよい。
例えば、図2の整流器の極性を逆にすると、図7のようになり、図6の整流器の極性を逆にすると、図8のようになる。
この場合、中間端子間に印加する開閉の制御信号の極性も逆になり、中間端子6にHレベル、中間端子5にLレベルを加えると閉状態となり、中間端子6にLレベル、中間端子5にHレベルを加えると開状態となる。
【0027】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば整流器と抵抗器を直列接続した直列体を既存の高周波開閉器の整流器に並列に接続し、抵抗器の抵抗値を調整するようにしたので、高周波開閉器の状態遷移時の雑音を小さくすることができ、また、整流器を選別する必要がなく比較的安価に低雑音の高周波開閉器を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による高周波開閉器を示す回路図である。
【図2】 この発明の実施の形態2による高周波開閉器を示す回路図である。
【図3】 この発明の実施の形態3による高周波開閉器を示す回路図である。
【図4】 この発明の実施の形態4による高周波開閉器を示す回路図である。
【図5】 この発明の実施の形態5による高周波開閉器を示す回路図である。
【図6】 この発明の実施の形態6による高周波開閉器を示す回路図である。
【図7】 この発明の実施の形態8による高周波開閉器を示す回路図である。
【図8】 この発明の実施の形態8による高周波開閉器を示す回路図である。
【図9】 従来の高周波開閉器を示す回路図である。
【符号の説明】
1 高周波信号の入力端子 2 高周波信号の出力端子
3 入力側変圧器 4 出力側変圧器
5 入力側変圧器の中間端子 6 出力側変圧器の中間端子
7,8 整流器(第1の整流器)
11,13 整流器(第2の整流器)
12,14 抵抗器(第1の調整用抵抗器)
15,16 整流器(第3の整流器)
17,19 整流器(第4の整流器)
18,20 抵抗器(第2の調整用抵抗器)
Claims (3)
- 入力側変圧器の一次側両端部を高周波入力端とし、その二次側両端部から各々第1の整流器を介して出力変圧器の一次側両端部に入力し、この出力変圧器の二次側から高周波出力を送出すると共に、上記入力変圧器二次側の中間タップと上記出力変圧器の一次側の中間タップとを開閉制御信号入力端とする高周波開閉器、または、上記高周波開閉器に第3の整流器を上記出力変圧器の一次側各端部と上記入力変圧器二次側の中間タップとの間にそれぞれ挿入して、上記開閉器の開状態で上記出力変圧器の一次側を短絡するようにした高周波開閉器において、
第2の整流器と第1の調整用抵抗器との直列体を、上記第1の整流器の少なくともいずれか一方の整流器に並列に、且つその第1の整流器と上記第2の整流器との整流方向が同一方向になるよう接続し、上記第1の調整用抵抗器の抵抗値を調整して上記開閉器の開閉により生じるノイズを抑制するようにしたことを特徴とする高周波開閉器。 - 入力側変圧器の一次側両端部を高周波入力端とし、その二次側両端部から各々第1の整流器を介して出力変圧器の一次側両端部に入力し、この出力変圧器の二次側から高周波出力を送出すると共に、上記入力変圧器二次側の中間タップと上記出力変圧器の一次側の中間タップとを開閉制御信号入力端とし、且つ、第3の整流器を上記出力変圧器の一次側各端部と上記入力変圧器二次側の中間タップとの間にそれぞれ挿入して、上記開閉器の開状態で上記出力変圧器の一次側を短絡するようにした高周波開閉器において、
第2の整流器と第1の調整用抵抗器との直列体を、上記第1の整流器の少なくともいずれか一方の整流器に並列に、且つその第1の整流器と上記第2の整流器の整流方向が同一方向になるよう接続すると共に、上記直列体とは別の第4の整流器と第2の調整用抵抗器との第2の直列体を、上記第3の整流器の少なくともいずれか一方の整流器に並列に、且つその第3の整流器と上記第4の整流器の整流方向が同一方向になるよう接続し、上記第1または第2の調整用抵抗器の内の少なくともいずれか1つの調整用抵抗器の抵抗値を調整して上記開閉器の開閉により生じるノイズを抑制するようにしたことを特徴とする高周波開閉器。 - 入力側変圧器の一次側両端部を高周波入力端とし、その二次側両端部から各々第1の整流器を介して出力変圧器の一次側両端部に入力し、この出力変圧器の二次側から高周波出力を送出すると共に、上記入力変圧器二次側の中間タップと上記出力変圧器の一次側の中間タップとを開閉制御信号入力端とし、且つ、第3の整流器を上記出力変圧器の一次側各端部と上記入力変圧器二次側の中間タップとの間にそれぞれ挿入して、上記開閉器の開状態で上記出力変圧器の一次側を短絡するようにした高周波開閉器において、
第4の整流器と第2の調整用抵抗器との第2の直列体を、上記第3の整流器の少なくともいずれか一方の整流器に並列に、且つその第3の整流器と上記第4の整流器の整流方向が同一方向になるよう接続し、上記第2の調整用抵抗器の抵抗値を調整して上記開閉器の開閉により生じるノイズを抑制するようにしたことを特徴とする高周波開閉器。
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