JP3685212B2 - 高圧電源およびシールド電位検出回路 - Google Patents
高圧電源およびシールド電位検出回路 Download PDFInfo
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、二次電子増倍器等に接続して使用される高圧電源に係り、安全性を向上した高圧電源に関する。またこの種の高圧電源の回路に好適なシールド電位検出回路にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、二次電子増倍器等に接続して使用される高圧電源は図４のように構成されていた。
【０００３】
図において、１は高電圧発生器、２は誤差増幅器、３は設定値入力端子、４は出力電圧検出回路、５は高電圧発生器１の出力電圧を検出する為の抵抗器、６はフィードバック用の抵抗器、７は演算増幅器、１０は出力コネクタでシールド１０ａで回りがカバーされている。
【０００４】
高電圧発生器１の出力電圧（０〜−３ＫＶ）は、出力電圧検出回路４の演算増幅器７によって０〜１０Ｖの電圧として検出される。検出された電圧は誤差増幅器２で、設定値入力端子３に与えられた設定電圧（０〜１０Ｖ）と比較され、検出電圧と設定電圧が等しくなるように、高電圧発生器１が制御され、設定電圧を介して指示された高電圧が発生するようになっている。
【０００５】
高電圧発生器１の出力は、出力コネクタ１０を通して、直接または同軸ケーブル等を介して二次電子増倍器等の高電圧印加機器に与えられる。
【０００６】
前記出力コネクタ１０が解放状態におかれると、高電圧に触れて感電する危険があるので、これを避ける為に、解放された出力コネクタ１０に人体が触れられないようにするか、或いは出力コネクタが解放された時には、高電圧を出力しないようにする等の安全対策が必要である。
【０００７】
従来採用されている安全対策には次のようなものがあった。
▲１▼ 出力コネクタにスイッチを設け、このスイッチを介してケーブル或いは二次電子増倍器の接続の有無を検出し、接続が無いのを検出した時には高電圧が出力コネクタに出力しないようにする。
▲２▼ 高電圧の出力電流を直接または間接的に検出し、予め定めた規定値以下の電流値の時は、出力コネクタが解放されているとみなして、高電圧が出力しないようにする。
▲３▼ 出力コネクタに、カバーをネジ等で固定する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、前記の安全対策は、構造上或いはコスト上、次の様な問題点があった。
【０００９】
前記▲１▼の安全対策では、出力コネクタを特別の構造にしなければならない。出力コネクタとしては一般に、高電圧用ＢＮＣコネクタ等の小さなコネクタが使用されており、このコネクタに接続検出用のスイッチを設けることは、機構上、困難があった。
【００１０】
▲２▼の安全対策も、電流検出回路に問題があった。この種の高電圧電源の出力電流は微少電流（１０μＡ〜１ｍＡ程度）であり、また高電圧である為、この電流を直接検出するには回路が複雑になり、コストとスペースで不利であった。また出力電流を間接的に検出する手段として、高電圧発生器の入力電流を検出して出力電流に換算する方法があるが、この方法は高電圧発生器自身の消費電流も一緒に検出するため、精度的に問題があった。
【００１１】
▲３▼の安全対策は、カバーを取付けたり、取り外したりする面倒な作業を必要とし、接続、メインテナンス等の作業に時間がかかる問題点があった。
【００１２】
この発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、高電圧の出力コネクタが解放されて、二次電子増倍器等の機器に接続されていないことを簡単な回路構成で、確実に検出し、高電圧が出力されないようにできる高圧電源を提供することを目的としている。またこのような高圧電源に使用するシールド電位検出回路を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するこの発明は次の通りである。
【００１４】
請求項１の発明は、出力電圧が制御される高電圧発生器と、この高電圧発生器の出力に接続されたシールド付出力コネクタとを備えた高圧電源において、前記出力コネクタのシールドが接地電位から電気的に浮かしてあり、保護電圧が印加してあると共に、シールド電位検出回路と、このシールド電位検出回路が前記保護電圧を検出したときに、前記高電圧発生器の出力を０ボルトに制御する為の回路とが設けてあることを特徴とする高圧電源である。
【００１５】
請求項２の発明は、誤差増幅器で出力電圧が制御される高電圧発生器と、この高電圧発生器の出力に接続されたシールド付出力コネクタを備えた高圧電源において、前記高電圧発生器の出力が、演算増幅器の反転入力に入力用抵抗器を介して接続してあり、前記出力コネクタのシールドが接地電位から電気的に浮かして、前記演算増幅器の非反転入力に直接接続してあると共に、前記非反転入力に保護電圧形成回路が接続してあり、演算増幅器の出力が前記誤差増幅器の反転入力に接続してあることを特徴とする高圧電源である。
【００１６】
請求項３の発明は、誤差増幅器で出力電圧が制御される高電圧発生器と、この高電圧発生器の出力に接続されたシールド付出力コネクタを備えた高圧電源において、前記出力コネクタのシールドが接地電位から電気的に浮かしてあり、保護電圧形成回路が接続してあると共に、シールド電位検出回路と、前記高電圧発生器の出力を０ボルトに制御する為の回路とで構成した保護回路が接続してあり、保護回路の制御出力が前記誤差増幅器の入力側若しくは出力側又は前記高電圧発生器の制御入力側に接続してあることを特徴とする高圧電源である。
【００１７】
請求項４の発明は、シールド付出力コネクタのシールド電位を検出するための回路であって、前記シールドが接地電位から電気的に浮かしてあり、このシールドに保護電圧形成回路が接続してあり、この接続点をシールド電位の検出点としてあることを特徴とするシールド電位検出回路である。
【００１８】
【作用】
請求項１の発明では、出力コネクタが解放されると、出力コネクタのシールドの電位が保護電圧となり、これがシールド電位検出回路で検出され、高電圧発生器の出力を０ボルトに制御する為の回路が動作して、出力コネクタに高電圧が印加されないようにする。
【００１９】
出力コネクタに二次電子増倍器等の機器が接続された場合は、シールドは前記機器側のアースを介して接地電位となり、高電圧発生器の出力を０ボルトに制御する為の回路は動作しないので、出力コネクタを通して高電圧が得られる。
【００２０】
請求項２の発明では、出力コネクタが解放されると、演算増幅器の非反転入力に保護電圧形成回路の電圧Ｖｓが印加され、演算増幅器の出力がＶｏに上昇する。出力Ｖｏを受けた誤差増幅器は設定電圧Ｖｃによらず、高電圧発生器の出力が０ボルトになるように動作する。但し、前記保護電圧形成回路の電圧Ｖｓは、演算増幅器の出力Ｖｏが設定電圧Ｖｃの最大値よりも高くなるように定める必要がある。
【００２１】
出力コネクタに二次電子増倍器等の機器が接続された場合は、演算増幅器の非反転入力は接地電位となって、保護電圧形成回路の電圧Ｖｓが印加されなくなる。従って高電圧発生器は誤差増幅器で制御され、出力コネクタを通して高電圧が得られる。
【００２２】
請求項３の発明では、出力コネクタが解放されると、保護回路を構成したシールド電位検出回路が、保護電圧形成回路の出力電圧を検出し、この検出に従って保護回路が動作し、その制御出力が、誤差増幅器の入力若しくは出力側又は高電圧発生器に与えられて、高電圧発生器の出力が０ボルトになるように動作する。
【００２３】
出力コネクタに機器が接続された場合は、シールド電位検出回路は接地電位を検出することになり、高電圧発生器は誤差増幅器で制御され、出力コネクタを通して高電圧が得られる。
【００２４】
請求項４の発明では、シールドが解放状態の時にはシールド電位の検出点に保護電圧形成回路で印加した電圧があらわれる。一方、シールドが接地電位に接続された状態になると、シールド電位の検出点に接地電位があらわれる。
【００２５】
【実施例】
図１は第１実施例の高圧電源の回路図を示したもので、図中１は高電圧発生器、２は誤差増幅器、３は設定電圧Ｖｃの入力端子、４は出力電圧検出回路、５は入力用抵抗器、６はフィードバック抵抗器、７は演算増幅器、８、９は分圧用抵抗器、１０は出力コネクタ、１０ａはシールドである。
【００２６】
出力コネクタ１０は、同軸ケーブル１１を介して二次電子増倍器１２に接続できるようになっており、接続時には、出力コネクタ１０のシールド１０ａは同軸ケーブル１１のシールド１１ａを通して、二次電子増倍器１２の接地電位に導通するようになっている。前記分圧用抵抗器８、９は、保護電圧形成回路を構成しているもので、直流電源電圧（Ｖｃｃ、＋１５Ｖ）を分圧して１１Ｖの保護電圧（Ｖｓ）が演算増幅器７の非反転入力側にあらわれるようにしてある。
【００２７】
出力電圧検出回路４において、演算増幅器７は、入力用抵抗器５とフィードバック抵抗器６によって反転増幅器として動作し、高電圧発生器１の高電圧出力（０〜−３ＫＶ）を０〜１０Ｖの出力電圧（Ｖｏ）として検出する。
【００２８】
誤差増幅器２は、設定電圧Ｖｃの入力端子３の０〜１０Ｖの設定電圧と前記電圧検出回路４の演算増幅器７の出力電圧Ｖｏを比較し、両者の値が等しくなるように高電圧発生器１を制御する。尚、保護電圧形成回路によって印加する保護電圧（Ｖｓ）は回路の電源となる直流電源電圧（Ｖｃｃ）の範囲で設定され、実施例の場合最大１５Ｖまでの範囲で設定可能である。
【００２９】
二次電子増倍器１２が接続されず出力コネクタ１０が解放された場合には、出力電圧検出回路４の演算増幅器７の非反転入力には保護電圧形成回路の１１Ｖの保護電圧が印加される。この時演算増幅器７は、非反転入力に対して増幅率約１倍の非反転増幅器として動作し、約１１Ｖの電圧を出力する。この結果誤差増幅器２は入力端子３の電圧（０〜１０Ｖ）に拘らず、高電圧発生器１の出力が０Ｖになるように動作する。
【００３０】
前記演算増幅器７の非反転入力に接続した回路が、出力コネクタ１０のシールド１０ａの電位を検出する回路を構成し、また演算増幅器７と誤差増幅器２が、シールド１０ａの電位の検出回路が保護電圧（１１Ｖ）を検出したときに高電圧発生器１の出力を０Ｖに制御する為の回路を構成している。
【００３１】
図２は第２実施例の高圧電源の回路図を示したものである。第１実施例と同一の要素には同一の符号を付して説明は省略する。出力コネクタ１０のシールド１０ａには、第１実施例と同様に、分圧用抵抗器８、９で構成した保護電圧形成回路が接続してあると共に、保護回路２０が接続してある。
【００３２】
保護回路２０は、シールド１０ａの電位を検出する回路の信号を受けて、高電圧発生器１の出力を制御する為の回路で構成されているもので、シールド１０ａの電位を検出する回路が、保護電圧形成回路の１１Ｖの電圧を検出した時に制御出力２１を出すように構成されている。
【００３３】
保護回路２０の制御出力２１は、図のＡで示した高電圧発生器１を直接制御する出力としたり、Ｂで示した誤差増幅器２の反転入力に１１Ｖの電圧を与える出力としたり、Ｃに示した設定電圧Ｖｃの入力端子３に０Ｖの電圧を与える出力としたり、或いはＤに示した誤差増幅器２の出力電圧を０Ｖにする出力としたりするもので、接続構成に従って制御出力２１の態様を決定するものである。前記出力Ａを受ける場合は、例えば図３に示したように、高電圧発生回路２２の電源入力ライン２３にリレー接点２４を介設し、出力Ａを受けた際にはリレー接点２４がＯＦＦとなるように回路を構成するものである。
【００３４】
この実施例においても出力コネクタ１０が解放状態になると、保護回路２０が、シールド１０ａの電位として保護電圧形成回路からの電圧を検出して動作し、高電圧発生器１又は誤差増幅器２に制御出力を与えて、高電圧発生器１の出力が０Ｖとなるように制御し、安全性を確保する。
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明した通り、この発明の高圧電源によれば、簡単な回路構成に拘らず出力コネクタが解放された時には高電圧が出力しないようにでき、安全性を向上できる効果がある。またこの発明のシールド電位検出回路によれば、簡単な回路で、出力の解放または接続状態を検出し、安全を確保できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例の回路図である。
【図２】この発明の第２実施例の回路図である。
【図３】同じく第２実施例の一部の具体的回路図である。
【図４】従来の高圧電源の回路図である。
【符号の説明】
１ 高電圧発生器
２ 誤差増幅器
３ 入力端子
４ 出力電圧検出回路
５ 入力用抵抗器
６ フィードバック抵抗器
７ 演算増幅器
８、９ 分圧用抵抗器
１０ 出力コネクタ
１０ａ シールド
１１ 同軸ケーブル
１１ａ シールド
１２ 二次電子増倍器
２０ 保護回路
２１ 制御出力
２２ 高電圧発生回路
２３ 電源入力ライン
２４ リレー接点
Claims (4)
- 出力電圧が制御される高電圧発生器と、この高電圧発生器の出力に接続されたシールド付出力コネクタとを備えた高圧電源において、前記出力コネクタのシールドが接地電位から電気的に浮かしてあり、保護電圧が印加してあると共に、シールド電位検出回路と、このシールド電位検出回路が前記保護電圧を検出したときに、前記高電圧発生器の出力を０ボルトに制御する為の回路とが設けてあることを特徴とする高圧電源。
- 誤差増幅器で出力電圧が制御される高電圧発生器と、この高電圧発生器の出力に接続されたシールド付出力コネクタを備えた高圧電源において、前記高電圧発生器の出力が、演算増幅器の反転入力に入力用抵抗器を介して接続してあり、前記出力コネクタのシールドが接地電位から電気的に浮かして、前記演算増幅器の非反転入力に直接接続してあると共に、前記非反転入力に保護電圧形成回路が接続してあり、演算増幅器の出力が前記誤差増幅器の反転入力に接続してあることを特徴とする高圧電源。
- 誤差増幅器で出力電圧が制御される高電圧発生器と、この高電圧発生器の出力に接続されたシールド付出力コネクタを備えた高圧電源において、前記出力コネクタのシールドが接地電位から電気的に浮かしてあり、保護電圧形成回路が接続してあると共に、シールド電位検出回路と、前記高電圧発生器の出力を０ボルトに制御する為の回路とで構成した保護回路が接続してあり、保護回路の制御出力が前記誤差増幅器の入力側若しくは出力側又は前記高電圧発生器の制御入力側に接続してあることを特徴とする高圧電源。
- シールド付出力コネクタのシールド電位を検出するための回路であって、前記シールドが接地電位から電気的に浮かしてあり、このシールドに保護電圧形成回路が接続してあり、この接続点をシールド電位の検出点としてあることを特徴とするシールド電位検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03391695A JP3685212B2 (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | 高圧電源およびシールド電位検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03391695A JP3685212B2 (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | 高圧電源およびシールド電位検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08228433A JPH08228433A (ja) | 1996-09-03 |
| JP3685212B2 true JP3685212B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
ID=12399852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03391695A Expired - Lifetime JP3685212B2 (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | 高圧電源およびシールド電位検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3685212B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5231740B2 (ja) * | 2007-02-09 | 2013-07-10 | 本田技研工業株式会社 | 発電機の並列運転接続装置 |
-
1995
- 1995-02-22 JP JP03391695A patent/JP3685212B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08228433A (ja) | 1996-09-03 |
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