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)
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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 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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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 |
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JPH08228433A JPH08228433A (ja) | 1996-09-03 |
JP3685212B2 true JP3685212B2 (ja) | 2005-08-17 |
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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 |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08228433A (ja) | 1996-09-03 |
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