JP3922524B2

JP3922524B2 - Electron tube equipment

Info

Publication number: JP3922524B2
Application number: JP2001288142A
Authority: JP
Inventors: 浩幸射越; 清美渡辺
Original assignee: Origin Electric Co Ltd
Current assignee: Origin Electric Co Ltd
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: JP2003100223A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィラメントとアノードとの間に制御グリドを有する３極電子管、あるいはその他に遮蔽グリッド、抑制グリッドを有する４極電子管、５極電子管などの電子管の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの出現以来、電子管の利用分野は大幅に狭まって来たが、大電力の高周波発振器や増幅器、あるいは比較的容量が大きくかつ高電圧の高周波発振器や増幅器の分野には未だかなり利用されている。図８により低い周波数で駆動される高電圧電子管の制御装置について説明すると、１は３極電子管の管球であり、その真空中にはアノード２、フィラメント３、制御グリッド４が封入されている。５は図示しない交流電源からフィラメント３に加熱用の電流を供給する第１の絶縁トランス、６はアノード２に数十ｋＶの加速電圧、即ち高電圧のアノード電圧を供給する直流高電圧電源であり、普通はコッククロフト・ウオルトン回路が使用される。図示のようにアノード２が接地され、フィラメント３に負の高電圧が印加される場合には、第１の絶縁トランス（フィラメントトランスという）５は負極性の高電圧に耐えられる絶縁構造を持つ。
【０００３】
さらに図８により従来例の説明を続けると、７は制御グリッド４に正のバイアス電圧を与える正バイアス電源であり、正バイアス電源７の正極はＦＥＴ８１を通して制御グリッド４に接続され、負極は直流高電圧電源６の負極と共通に接続される。それら負極にフィラメント３の一端が接続されている。８２は負のバイアス電圧を与える負バイアス電源であり、負バイアス電源８２は、抵抗８３を通して制御グリッド４に接続される。その負バイアス電圧は電子管のカットオフ電圧以上であり、ここでカットオフ電圧とは電子管のアノード電流を実質的にゼロにする負のグリッドバイアス電圧である。正バイアス電源７と負バイアス電源８２は交互に動作し、制御グリッド４に交互に正、負のバイアス電圧を出力する。ＦＥＴ８１は、接地電位側にある図示しない制御回路から、図示しない光ファイバ、又はパルストランスなどの信号絶縁手段を通して駆動信号を受けて制御され、オフ動作を行う。
【０００４】
次に、この電子管装置の動作について簡単に説明すると、ＦＥＴ８１がオフしているとき、制御グリッド４は負バイアス電源８２から抵抗８３を通して負極性のカットオフ電圧にバイアスされる。この結果、フィラメント３から放出された熱電子はアノード２に実質的に到達せず、電流が流れない。次に、ＦＥＴ８１がオンすることにより制御グリッド４はＦＥＴ８１を介して正バイアス電源７に接続され、正バイアスされる。この結果、フィラメント３から放出された熱電子は制御グリッド４を通過してアノード２に到達し、電流が流れる。その電流は正バイアス電源７の正バイアス電圧の大きさで制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子管装置はこのような構成のため、正バイアス電源７の他に負バイアス電源８２が必要であったので、コストダウンするのが非常に難しかった。特に、双方のバイアス電源ほかの回路が高電位側にある場合は電気絶縁上のコストがかかる。
本発明は、負バイアス電源を省略する回路構成として経済化を図ることを主目的としている。
【０００６】
この課題を解決するために、請求項１の発明では、アノード、フィラメント、制御グリッドを有する電子管と、前記制御グリッドに正のバイアス電圧を与える正バイアス電源と、前記アノードとフィラメント間に直流高電圧を印加する直流高電圧電源と、前記フィラメントに加熱電流を供給するフィラメントトランスとを備えた電子管装置において、前記直流高電圧電源の負極と前記正バイアス電源の負極とが共通に接続された基準電位点と前記フィラメントの一端又は前記フィラメントトランスの２次側中間電圧点との間に半導体スイッチを接続し、前記フィラメントトランスに交流電圧を与え、前記半導体スイッチをオンさせて、前記制御グリッドに正のバイアス電圧を印加して、前記電子管をオンさせ、前記半導体スイッチをオフさせて、前記半導体スイッチによる前記高インピーダンスを通して流れる漏れ電流により逆バイアスされて前記電子管をカットオフさせることを特徴とする電子管装置を提供する。
【０００７】
この課題を解決するために、請求項２では、請求項１において、前記正バイアス電源の正バイアス電圧を、前記フィラメントトランスの第３の巻線の電圧から生成する電子管装置を提案するものである。
【０００８】
この課題を解決するために、請求項３の発明では、請求項１又は請求項２において、前記半導体スイッチは、制御回路から光ファイバ又は信号絶縁トランスを通して得られる駆動信号によりオンして、前記電子管をオンさせることを特徴とする電子管装置を提供する。
【０００９】
この課題を解決するために、請求項４の発明では、請求項１において、前記制御グリッドと前記基準電位点との間の電圧を２以上の抵抗で分圧し、前記基準電位点と前記１又は２以上の抵抗のとの間に前記半導体スイッチを接続し、前記制御グリッドに接続された前記正バイアス電源に電圧を印加し、前記分圧した電圧を前記半導体スイッチの制御端子に印加して前記半導体スイッチをオンさせて、前記電子管をオンさせることを特徴とする電子管装置を提供する。
【００１０】
この課題を解決するために、請求項５では、請求項１において、前記直流高電圧電源はコッククロフト・ウォルトン回路であり、前記正バイアス電圧は前記コッククロフト・ウォルトン回路の最も電位の高いコンデンサの両端の電圧から生成される電子管装置を提案するものである。
【００１１】
この課題を解決するために、請求項６では、請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、前記半導体スイッチと並列に、前記正バイアス電源の正バイアス電圧と同等以上のゼナー電圧又はアバランシェ電圧のような定電圧を呈する電気特性を持つ定電圧素子を接続した電子管装置を提案するものである。
また、この課題を解決するために、請求項７の発明では、アノード、フィラメント、制御グリッドを有する電子管の前記フィラメントをフィラメントトランスによって加熱電流を供給し、前記フィラメントの一端に接続した半導体スイッチをオンすると、前記フィラメントは前記半導体スイッチを通じて、前記アノードと前記フィラメント間に直流高電圧を印加する直流高電圧電源の負極と前記制御グリッドに正のバイアス電圧を与える正バイアス電源の負極とが共通の電位である基準電位となり、前記制御グリッドと前記フィラメントとの間には前記正バイアス電圧に対応した電流が流れ、前記半導体スイッチをオフすると、前記半導体スイッチの両端は高インピーダンスとなり、前記直流高電圧電源の直流高電圧の一端に接続された前記アノードから前記フィラメント、前記半導体スイッチによる前記高インピーダンスを通して漏れ電流が流れ、前記電子管は前記漏れ電流による前記半導体スイッチの電圧降下とカットオフ電圧とがバランスした動作点で自己逆バイアスされてカットオフすることを特徴とする電子管装置の制御方法を提供する。
さらに、この課題を解決するために、請求項８は、アノード、フィラメント、制御グリッドを有する電子管の前記フィラメントをフィラメントトランスによって加熱電流を供給し、前記フィラメントの一端に接続した半導体スイッチをオンすると、前記フィラメントは前記半導体スイッチを通じて、前記アノードと前記フィラメント間に直流高電圧を印加する直流高電圧電源の負極と前記制御グリッドに正のバイアス電圧を与える正バイアス電源の負極とが共通の電位である基準電位となり、前記制御グリッドと前記フィラメントとの間には前記正バイアス電圧に対応した電流が流れ、前記半導体スイッチをオフすると、前記半導体スイッチの両端は高インピーダンスとなり、前記直流高電圧電源の直流高電圧の一端に接続された前記アノードから前記フィラメント、前記半導体スイッチに並列に接続した定電圧素子を通して漏れ電流が流れ、前記電子管は前記定電圧素子が呈する電圧で逆バイアスされてカットオフすることを特徴とする電子管装置の制御方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の基本的な構成を示す図である。この発明では、従来における制御グリッド４用の負バイアス電源を除去すると共に、正バイアス電源７と制御グリッド４との間に接続されていたＦＥＴを除去する代わりに、ＦＥＴ又はＩＧＢＴなどのような半導体スイッチ８をフィラメント３の一端又はフィラメントトランス５の２次側中間電圧点と正バイアス電源７の負極との間に接続し、かつ半導体スイッチ８のオン、オフにより、フィラメント３を直流高電圧電源６の負極と正バイアス電源７の負極とに接続したり、あるいはそれら負極から遮断できるようにしたところに特徴がある。なお、直流高電圧電源６の負極と正バイアス電源７の負極は一緒に共通の基準電位となり、通常、その基準電位は接地電位、あるいは所定の負の電位、例えば−数ｋＶから−１００数十ｋＶの範囲の電圧であり、本発明では直流高電圧電源６の正極は接地電位にあり、負極は所定の負の高電位にあるものとして説明する。
【００１３】
図１において、図６に示した記号と同一の記号は相当する部材を示すものとする。正バイアス電源７の負極は直流高電圧電源６の負極（基準電位）に接続されており、電子管電流を制御できるように正バイアス電源７の出力電圧は可変できるようになっている。半導体スイッチ８の主電流端子の一方は前記基準電位に接続され、他方はフィラメント３の一端に接続されているので、半導体スイッチ８がオフの状態では、半導体スイッチ８の両端は高インピーダンスであり、フィラメント３の一端はその高インピーダンスを通して前記基準電位に接続されていることになる。したがって、直流高電圧電源６の直流高電圧によってアノード２からフィラメント３、前記高インピーダンスを通して漏れ電流が流れ、通常、その高インピーダンスの両端に発生する電圧は正バイアス電圧Ｖｂとカットオフ電圧との和以上になる。これによって、フィラメント３の電位は制御グリッド４の電圧以上になり、フィラメント３と制御グリッド４との間はカットオフ電圧Ｖｃで逆バイアスとなる。つまり、電子管は漏れ電流による半導体スイッチ８の電圧降下とカットオフ電圧Ｖｃとがバランスした動作点で自己逆バイアスされてカットオフとなる。
【００１４】
次に、図示しない信号源からの駆動信号により半導体スイッチ８がターンオンすると、フィラメント３は直流高電圧電源６の負極と正バイアス電源７の負極の共通の電位である基準電位となる。これに伴い、制御グリッド４とフィラメント３との間には正バイアス電源７の正バイアス電圧Ｖｂにほぼ等しい電圧が印加され、正バイアス電圧Ｖｂに対応した電流が流れる。このように本発明では、半導体スイッチ８をオン、オフすることにより、電子管の電流を開閉制御できる。
【００１５】
次に、図２により本発明の一実施例について説明する。図２において、図１の記号と同じ記号については同一の部材を示すものとする。正バイアス電源７は、フィラメントトランス５の第３の巻線２１とその交流電圧を整流する整流回路２２と平滑用コンデンサ２３とから構成される。平滑用コンデンサ２３と並列に、互いに直列接続された抵抗２４、フォトトランジスタ２５及び抵抗２６が接続されている。半導体スイッチ８の制御端子は、フォトトランジスタ２５と抵抗２６との間に接続され、半導体スイッチ８の制御端子と主端子の一方との間には抵抗２６が存在することにより、フォトトランジスタ２５の漏れ電流で半導体スイッチ８が誤ってオンしないようになっている。フォトトランジスタ２５は接地電位側にある制御回路２８からの駆動信号を鎖線で示す光ファイバ２７を通して受けてオン、オフ制御される。半導体スイッチ８の主電流端子間には、電子管のカットオフ時、又はアノード２とフィラメント３の放電により半導体スイッチ８に過電圧がかかって破損するのを防止する定電圧素子２９が接続される。ゼナーダイオード、アバランシェダイード、あるいは酸化亜鉛を主成分とする定電圧素子からなる。
【００１６】
図２に示した実施例における定電圧素子２９は次のような電気特性をもつことが大切である。これら実施例では電子管のカットオフ時でも制御グリッド４に正バイアス電圧Ｖｂが印加されている。半導体スイッチ８がオフのときには制御グリッド４とフィラメント３間は逆バイアス状態にならなければ電子管をカットオフ状態にできないので、定電圧素子２９は正バイアス電源７の正バイアス電圧Ｖｂと電子管のカットオフ電圧Ｖｃとの和以上のゼナー電圧又はアバランシェ特性を呈する電気特性を持たなければならない。半導体スイッチ８として耐圧の低いものを用いるためには、他の実施例においても前記電気特性をもつ定電圧素子を備えることが必要である。
【００１７】
ここで、半導体スイッチ８がオフするとき、電子管のカットオフ時に発生する電圧と正バイアス電圧Ｖｂとの和の電圧が半導体スイッチ８にかかるので、ゼナーダイオード、あるいはアバランシェダイードなどからなる定電圧素子２９が無ければそれ以上の耐圧をもつ必要があるが、半導体スイッチ８の両端にかかる電圧は定電圧素子２９が呈する定電圧に制限される。なお、信号伝達回路として光ファイバ２７の代わりに絶縁トランスを用い、その絶縁トランスの２次巻線の電圧を整流してフォトトランジスタ２５の制御端子に駆動信号として与えても良い。
【００１８】
次にこの回路の動作について説明する。電子管のアノード２には直流高電圧電源６から所定の高電圧が印加され、フィラメント３には絶縁トランス５を通してフィラメント電圧が印加されることにより電流が流れ、同時に制御グリッド４には正バイアス電源７から正バイアス電圧Ｖｂが印加される。このとき、制御回路２８からの光信号が光ファイバ２８を通してフォトトランジスタ２５に供給されてフォトトランジスタ２５がオンし、半導体スイッチ８もオンすると、フィラメント３は基準電位になり、制御グリッド４とフィラメント３との間の電位差は正バイアス電圧Ｖｂに等しくなり、正バイアス電圧Ｖｂの値に応じた電流が電子管を流れる。なお、制御回路２８から駆動信号が供給されない区間では、フォトトランジスタ２５がオフであり、これに伴い半導体スイッチ８もオフであるので、前述のように基準電位に対するフィラメント３の電位は定電圧素子２９の定電圧Ｖｚとなり、Ｖｚ＞Ｖｂ＞＋Ｖｃであるから制御グリッド４は逆バイアス状態にあるので、制御グリッド４には整流回路２２を通して正バイアス電圧Ｖｂが供給されていても電子管はカットオフである。
【００１９】
図３に示す別の実施例では、正バイアス電源７がインバータ回路３１、１次巻線３２ｐと２次巻線３２ｓとを有する第２の絶縁トランス３２、その２次巻線３２ｓに接続された全波整流回路３３と平滑用コンデンサ３４とから構成され、正バイアス電圧Ｖｂを制御グリッド４に供給する。平滑用コンデンサ３４には、直列接続された抵抗３５と抵抗３６とが並列接続されており、正バイアス電圧Ｖｂを抵抗３５と抵抗３６とで分割した電圧が半導体スイッチ８の制御端子に印加される。なお、図１又は図２に示した記号と同じ記号は相当する部材を示す。
【００２０】
次に動作について説明する。図示しない電子管オン指令がないとき、インバータ回路３１は高周波動作を行わず、絶縁トランス３２の２次巻線３２ｓには高周波電圧が発生しない。基準電位（直流高電圧電源６の負極）に対する制御グリッド４の電位差はほぼ０である。したがって、半導体スイッチ８はそのゲート電位が０Ｖのため、オフであり、前述のように半導体スイッチ８の高インピーダンス状態と電子管の漏れ電流とにより、基準電位に対するフィラメント３の電位は定電圧Ｖｚとなり、バイアス電圧Ｖｂはゼロのため制御グリッド４とフィラメント３間は逆バイアス状態になる。このため、電子管のアノード２とフィラメント３との間に直流高電圧が印加されていても、電子管のアノード２とフィラメント３との間には電流が流れず、電子管はカットオフである。この実施例では電子管がカットオフの状態ではインバータ回路３１もオフで、制御グリッド４のバイアス電圧はほぼゼロであるので、定電圧素子２９の定電圧Ｖｚは電子管のカットオフ電圧Ｖｃ以上であれば良い。
【００２１】
次に、図示しない電子管オン指令によりインバータ回路３１が動作して高周波電圧を発生すると、絶縁トランス３２の２次巻線３２ｓに高周波電圧が発生し、整流されて数１０Ｖないし数１００Ｖの直流電圧が正バイアス電圧Ｖｂとして生成され、制御グリッド４に印加される。また、その正バイアス電圧Ｖｂは同時に抵抗３５と３６の分圧回路を通して分割され、適当な値の電圧が半導体スイッチ８の制御端子に印加され、半導体スイッチ８をオンさせる。この結果、フィラメント３は半導体スイッチ８を通して基準電位に接続されるので、制御グリッド４とフィラメント３との間には前記数１０Ｖないし数１００Ｖの直流電圧の範囲内の正バイアス電圧Ｖｂがかかり、電子管を電流が流れる。この実施例では、半導体スイッチ８を絶縁して駆動するための信号絶縁駆動回路を別途必要とせず、正バイアス電源の起動を利用して半導体スイッチ８をオンさせているので経済性に優れる。
【００２２】
図４は他の実施例であり、図１の前記実施例の高電圧電源６として、複数の平滑側コンデンサＣＤ１〜ＣＤｎと、交流側コンデンサＣＡ１〜ＣＡｎ、ダイオードＤ１〜Ｄｎ〜Ｄ２ｎで構成されたコッククロフト・ウォルトン（以下、ＣＷという）回路４１及び昇圧用トランス４２を用いている。このＣＷ回路４１は良く知られた回路構成のものであるので、詳しい説明は省略する。ＣＷ回路４１の最も電位の高い、つまり電子管のフィラメント側のコンデンサＣＤｎと次に電位の高いコンデンサＣＤｎ−１との接続点から抵抗４３を通して、ゼナーダイオードのような定電圧ダイオード４４の両端に数１００Ｖの正バイアス電圧Ｖｂが作られる。ＦＥＴ又はＩＧＢＴのような半導体スイッチ８の制御については図２に示した実施例と同様である。例えば、ＣＷ回路４１が−５０ｋＶを発生し、１０段であれば、最上段のコンデンサＣＤｎには５ｋＶの電圧が発生する。この電圧から抵抗４３を通して正バイアス電圧を作るが、制御グリッド４に流れる電流は通常数μＡと非常に小さく、ＣＷ回路４１への影響は小さい。正バイアス電圧Ｖｂは定電圧ダイオード４４により数１００Ｖの定電圧に制限されているので、ＣＷ回路４１への影響をより小さくし、最上段のコンデンサＣＤｎの電圧を必要なレベルに合わせる方法として、最上段の交流側のコンデンサＣＡｎの容量を他のコンデンサＣＡ１〜ＣＡｎ−１の数分の１ないし１／１０程度に小さくすることが考えられる。この実施例では、僅かな部品を用いるだけで、アノード２とフィラメント３間に直流高電圧を供給するための直流高電圧電源から正バイアス電圧Ｖｂを得ており、より経済性に優れている。
【００２３】
以上の実施例では、いずれも制御グリッド４の正バイアス電圧を利用して半導体スイッチ８を駆動したが、図５に示すように専用の駆動回路で駆動してももちろん良い。図５に従って簡単に説明すると、この駆動回路は高周波発振器５１、１次巻線５２ｐと２次巻線５２ｓ間の耐圧が大きい構造をもつ絶縁パルストランス５２、その２次巻線５２ｓ間に接続された整流回路５３、フィルタ用コンデンサ５４、コンデンサ放電用抵抗器５５からなる。この駆動回路によれば、２次巻線５２ｓに１０〜２０Ｖの高周波電圧が発生し、整流器５３とフィルタ用コンデンサ５４で直流・平滑化されて半導体スイッチ８のゲートに駆動信号として印加される。
【００２４】
また、以上の実施例では、いずれも半導体スイッチ８の主電流端子の一方を前記基準電位に接続し、他方をフィラメント３の一端に接続したが、図６に示すように、半導体スイッチ８の主電流端子の他方をフィラメントトランス３の２次巻線５ｓの中間タップ５ａ、つまり２次側中間電圧点に接続しても良い。さらに、図７に示すように、半導体スイッチ８の主電流端子の他方をフィラメントトランス３の２次巻線５ｓに並列接続した抵抗７１の中間電圧点、つまり２次巻線５ｓ間の電圧を抵抗で等しく２分割した２次側中間電圧点に接続しても良い。これら実施例では、半導体スイッチ８のオフ時、前述したように電子管の漏れ電流による半導体スイッチ８の両端間の高インピーダンスの電圧ドロップに、前記２次側中間電圧点の電圧、例えば１Ｖ弱の電圧が加えられた電圧がフィラメント３の電圧となる。
【００２５】
図６の実施例の場合、半導体スイッチ８がオフのときには半導体スイッチ８の両端間は高インピーダンスであり、漏れ電流は直流高電圧電源６の正極からアノード２、制御グリッド４、フィラメント３、トランス５の２次巻線５ｓの中点５ａ、及び半導体スイッチ８による高インピーダンスを通して直流高電圧電源６の負極に流れる。この結果、前記高インピーダンスの電圧ドロップは正バイアス電源７の正バイアス電圧以上になり、制御グリッド４とフィラメント３間は逆バイアス、つまり自己逆バイアスされ、カットオフである。また、半導体スイッチ８がオンのときには半導体スイッチ８を通してトランス５の２次巻線５ｓの中点５ａは前記基準電位に接続されるので、フィラメント３はほぼ基準電位となり、制御グリッド４とフィラメント３間は順バイアスされ、電子管はオンする。
【００２６】
図７の実施例の場合も図６の実施例とほぼ同じであり、半導体スイッチ８がオフのときには半導体スイッチ８の両端間は高インピーダンスであり、漏れ電流は直流高電圧電源６の正極からアノード２、制御グリッド４、フィラメント３、抵抗７１の中間電圧点７１ａ、及び前記高インピーダンスを通して直流高電圧電源６の負極に流れる。この結果、前記高インピーダンスの電圧ドロップは正バイアス電源７の正バイアス電圧以上になり、制御グリッド４とフィラメント３間は逆バイアス、つまり自己逆バイアスされ、カットオフである。また、半導体スイッチ８がオンのときには、半導体スイッチ８を通して抵抗７１の中間電圧点７１ａは前記基準電位に接続されるので、フィラメント３はほぼ基準電位となり、制御グリッド４とフィラメント３間は順バイアスされ、電子管はオンする。
【００２７】
なお、以上の実施例では、いずれも制御グリッド４だけを持つ３極電子管について述べたが、更に遮蔽グリッドを有する４極電子管、４極電子管に更に抑制グリッドを備えた５極電子管などの制御グリッドにも同様に本発明を適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明では、別途負バイアス電源を用いることなく電子管をオンからオフにし、そのオフ状態を維持できるので回路構成を簡単にできると同時に経済性に優れる。また、請求項２ないし５によれば、半導体スイッチの駆動電源を用いることなく、半導体スイッチのオンにより制御グリッドとフィラメント間に電圧を印加し、電子管をオンさせることができるので、さらに経済性に優れる。さらに、請求項６によれば電子管のカットオフ電圧の影響を除去できるので耐圧の低い半導体スイッチを用いることが可能になり、より一層経済性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子管装置の実施の態様を示す図である。
【図２】本発明に係る電子管装置の一実施例を示す図である。
【図３】本発明に係る電子管装置の他の実施例を示す図である。
【図４】本発明に係る電子管装置の他の実施例を示す図である。
【図５】本発明に係る電子管装置に用いられる駆動回路の例を示す図である。
【図６】本発明に係る電子管装置の他の実施例を示す図である。
【図７】本発明に係る電子管装置の他の実施例を示す図である。
【図８】従来の電子管装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【符号の説明】
１・・・電子管の管球２・・・アノード
３・・・フィラメント４・・・制御グリッド
５・・・フィラメントトランス
５ｓ・・フィラメントトランスの２次巻線５ａ・・２次巻線５ｓの中点５
６・・・直流高電圧電源
７・・・正バイアス電源８・・・半導体スイッチ
２１・・フィラメントトランス５の第３の巻線
２２・・整流回路２３・・コンデンサ
２４、２６・・抵抗器２５・・フォトトランジスタ
２７・・光ファイバ２８・・制御回路
２９・・定電圧ダイオード
３１・・高周波インバータ回路３２・・パルストランス
３３・・整流回路３４・・コンデンサ
３５、３６・・・抵抗器
４１・・コッククロフト・ウォルトン回路
４２・・昇圧用トランス４３・・抵抗器
４４・・定電圧ダイオード
５１・・高周波発振器５２・・絶縁パルストランス
７１・・抵抗器７１７１ａ・・中間電圧点[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an electron tube such as a triode having a control grid between a filament and an anode, or a quadrupole or pentode having a shielding grid or suppression grid.
[0002]
[Prior art]
Since the advent of semiconductor devices, the field of use of electron tubes has narrowed significantly, but they are still being used in the fields of high-power high-frequency oscillators and amplifiers, or relatively large and high-voltage high-frequency oscillators and amplifiers. Yes. Referring to FIG. 8, a high voltage electron tube controller driven at a low frequency will be described. Reference numeral 1 denotes a triode tube, in which an anode 2, a filament 3, and a control grid 4 are enclosed. Reference numeral 5 denotes a first insulating transformer for supplying a heating current to the filament 3 from an AC power source (not shown), and 6 is a DC high voltage power source for supplying an acceleration voltage of several tens of kV to the anode 2, that is, a high voltage anode voltage. Normally, a Cockcroft-Walton circuit is used. As shown in the figure, when the anode 2 is grounded and a negative high voltage is applied to the filament 3, the first insulating transformer (referred to as a filament transformer) 5 has an insulating structure that can withstand a negative high voltage.
[0003]
Further, the description of the conventional example will be continued with reference to FIG. 8. Reference numeral 7 denotes a positive bias power source for applying a positive bias voltage to the control grid 4. The positive electrode of the positive bias power source 7 is connected to the control grid 4 through the FET 81, and the negative electrode is Commonly connected to the negative electrode of the voltage power source 6. One end of the filament 3 is connected to these negative electrodes. Reference numeral 82 denotes a negative bias power supply that provides a negative bias voltage, and the negative bias power supply 82 is connected to the control grid 4 through a resistor 83. The negative bias voltage is equal to or higher than the cut-off voltage of the electron tube, where the cut-off voltage is a negative grid bias voltage that makes the anode current of the electron tube substantially zero. The positive bias power supply 7 and the negative bias power supply 82 operate alternately and output positive and negative bias voltages to the control grid 4 alternately. The FET 81 is controlled by receiving a drive signal from a control circuit (not shown) on the ground potential side through a signal insulating means such as an optical fiber (not shown) or a pulse transformer, and performs an off operation.
[0004]
Next, the operation of this electron tube apparatus will be briefly described. When the FET 81 is turned off, the control grid 4 is biased from the negative bias power source 82 through the resistor 83 to a negative cutoff voltage. As a result, the thermoelectrons emitted from the filament 3 do not substantially reach the anode 2 and no current flows. Next, when the FET 81 is turned on, the control grid 4 is connected to the positive bias power source 7 via the FET 81 and is positively biased. As a result, the thermoelectrons emitted from the filament 3 pass through the control grid 4 and reach the anode 2, and a current flows. The current is controlled by the magnitude of the positive bias voltage of the positive bias power supply 7.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional electron tube apparatus has such a configuration, a negative bias power source 82 is required in addition to the positive bias power source 7, so it is very difficult to reduce the cost. In particular, when both bias power supplies and other circuits are on the high potential side, the cost for electrical insulation is high.
The main object of the present invention is to make the circuit economical by omitting the negative bias power supply.
[0006]
In order to solve this problem, according to the first aspect of the present invention, an electron tube having an anode, a filament, and a control grid, a positive bias power source for applying a positive bias voltage to the control grid, and a DC high voltage between the anode and the filament A reference potential in which a negative electrode of the DC high-voltage power supply and a negative electrode of the positive bias power supply are connected in common in an electron tube device including a DC high-voltage power supply for applying a heating current and a filament transformer for supplying a heating current to the filament. A semiconductor switch is connected between the point and one end of the filament or a secondary intermediate voltage point of the filament transformer, an AC voltage is applied to the filament transformer, the semiconductor switch is turned on, and a positive voltage is applied to the control grid. Apply a bias voltage to turn on the electron tube and turn off the semiconductor switch. The electron tube apparatus is characterized in that the electron tube is reverse-biased by a leakage current flowing through the high impedance by the semiconductor switch to cut off the electron tube.
[0007]
In order to solve this problem, claim 2 proposes an electron tube device according to claim 1, wherein the positive bias voltage of the positive bias power source is generated from the voltage of the third winding of the filament transformer. .
[0008]
In order to solve this problem, in the invention of claim 3, in claim 1 or claim 2, the semiconductor switch is turned on by a drive signal obtained from a control circuit through an optical fiber or a signal isolation transformer, and the electron tube is turned on. An electron tube device is provided that is turned on.
[0009]
In order to solve this problem, in the invention of claim 4, in claim 1, the voltage between the control grid and the reference potential point is divided by two or more resistors, and the reference potential point and the 1 or 1 Connecting the semiconductor switch between two or more resistors, applying a voltage to the positive bias power supply connected to the control grid, applying the divided voltage to a control terminal of the semiconductor switch, and the semiconductor switches are turned on, to provide an electron tube apparatus characterized by turning on the electron tube.
[0010]
In order to solve this problem, in claim 5, in claim 1, the DC high-voltage power supply is a Cockcroft-Walton circuit, and the positive bias voltage is applied to both ends of a capacitor having the highest potential in the Cockcroft-Walton circuit. An electron tube device generated from a voltage is proposed.
[0011]
In order to solve this problem, in claim 6, in any one of claims 1 to 5, a zener voltage or avalanche voltage equal to or higher than a positive bias voltage of the positive bias power supply is provided in parallel with the semiconductor switch. The present invention proposes an electron tube apparatus in which constant voltage elements having electrical characteristics exhibiting such a constant voltage are connected.
In order to solve this problem, in the invention of claim 7, a heating current is supplied to the filament of an electron tube having an anode, a filament, and a control grid by a filament transformer, and a semiconductor switch connected to one end of the filament is turned on. Then, through the semiconductor switch, the filament has a common potential between a negative electrode of a DC high voltage power source that applies a DC high voltage between the anode and the filament and a negative electrode of a positive bias power source that applies a positive bias voltage to the control grid. The current corresponding to the positive bias voltage flows between the control grid and the filament. When the semiconductor switch is turned off, both ends of the semiconductor switch become high impedance, and the DC high-voltage power supply Connected to one end of the DC high voltage of A leakage current flows from the node through the filament and the high impedance of the semiconductor switch, and the electron tube is self-reversely biased and cut off at an operating point in which the voltage drop of the semiconductor switch and the cutoff voltage due to the leakage current are balanced. An electron tube apparatus control method is provided.
Furthermore, in order to solve this problem, claim 8 provides a heating current to the filament of an electron tube having an anode, a filament, and a control grid by a filament transformer, and turns on a semiconductor switch connected to one end of the filament. Through the semiconductor switch, the filament has a common potential between a negative electrode of a DC high voltage power source that applies a DC high voltage between the anode and the filament and a negative electrode of a positive bias power source that applies a positive bias voltage to the control grid. A current corresponding to the positive bias voltage flows between the control grid and the filament when it becomes a reference potential. When the semiconductor switch is turned off, both ends of the semiconductor switch become high impedance, and the direct current of the direct current high voltage power supply The anode connected to one end of the high voltage A leakage current flows through a constant voltage element connected in parallel to the filament and the semiconductor switch, and the electron tube is reverse-biased by the voltage exhibited by the constant voltage element and cut off. provide.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the present invention. In the present invention, instead of removing the conventional negative bias power supply for the control grid 4 and removing the FET connected between the positive bias power supply 7 and the control grid 4, a semiconductor such as an FET or IGBT is used. The switch 8 is connected between one end of the filament 3 or the secondary intermediate voltage point of the filament transformer 5 and the negative electrode of the positive bias power supply 7, and the filament 3 is connected to the DC high voltage power supply 6 by turning on and off the semiconductor switch 8. It is characterized in that it can be connected to or disconnected from the negative electrode of the positive bias power source 7 and the negative electrode of the positive bias power source 7. Note that the negative electrode of the DC high voltage power supply 6 and the negative electrode of the positive bias power supply 7 together have a common reference potential. Usually, the reference potential is a ground potential or a predetermined negative potential, for example, from −several kV to −100 to several tens. In the present invention, it is assumed that the positive electrode of the DC high-voltage power supply 6 is at the ground potential and the negative electrode is at a predetermined negative high potential.
[0013]
In FIG. 1, the same symbols as those shown in FIG. 6 indicate corresponding members. The negative electrode of the positive bias power supply 7 is connected to the negative electrode (reference potential) of the direct current high voltage power supply 6, and the output voltage of the positive bias power supply 7 can be varied so that the electron tube current can be controlled. Since one of the main current terminals of the semiconductor switch 8 is connected to the reference potential and the other is connected to one end of the filament 3, both ends of the semiconductor switch 8 have high impedance when the semiconductor switch 8 is in an off state. One end of the filament 3 is connected to the reference potential through its high impedance. Therefore, a leakage current flows from the anode 2 to the filament 3 through the high impedance by the DC high voltage of the DC high voltage power supply 6, and the voltage generated at both ends of the high impedance is usually the sum of the positive bias voltage Vb and the cutoff voltage. That's it. As a result, the potential of the filament 3 becomes equal to or higher than the voltage of the control grid 4, and a reverse bias is applied between the filament 3 and the control grid 4 with the cut-off voltage Vc. In other words, the electron tube is self-reversely biased at the operating point where the voltage drop of the semiconductor switch 8 due to the leakage current and the cut-off voltage Vc are balanced to be cut off.
[0014]
Next, when the semiconductor switch 8 is turned on by a drive signal from a signal source (not shown), the filament 3 becomes a reference potential that is a common potential between the negative electrode of the DC high-voltage power supply 6 and the negative electrode of the positive bias power supply 7. Accordingly, a voltage substantially equal to the positive bias voltage Vb of the positive bias power supply 7 is applied between the control grid 4 and the filament 3, and a current corresponding to the positive bias voltage Vb flows. As described above, in the present invention, the current of the electron tube can be controlled to be opened and closed by turning on and off the semiconductor switch 8.
[0015]
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2, the same symbols as those in FIG. 1 indicate the same members. The positive bias power source 7 includes a third winding 21 of the filament transformer 5, a rectifier circuit 22 that rectifies the AC voltage, and a smoothing capacitor 23. In parallel with the smoothing capacitor 23, a resistor 24, a phototransistor 25, and a resistor 26 connected in series with each other are connected. The control terminal of the semiconductor switch 8 is connected between the phototransistor 25 and the resistor 26. Since the resistor 26 exists between the control terminal of the semiconductor switch 8 and one of the main terminals, the phototransistor 25 leaks. The semiconductor switch 8 is not accidentally turned on by the current. The phototransistor 25 is ON / OFF controlled by receiving a drive signal from the control circuit 28 on the ground potential side through an optical fiber 27 indicated by a chain line. A constant voltage element 29 is connected between the main current terminals of the semiconductor switch 8 to prevent the semiconductor switch 8 from being damaged due to overvoltage when the electron tube is cut off or due to the discharge of the anode 2 and the filament 3. It consists of a Zener diode, an avalanche diode, or a constant voltage element mainly composed of zinc oxide.
[0016]
It is important that the constant voltage element 29 in the embodiment shown in FIG. 2 has the following electrical characteristics. In these embodiments, the positive bias voltage Vb is applied to the control grid 4 even when the electron tube is cut off. When the semiconductor switch 8 is OFF, the electron tube cannot be cut off unless the control grid 4 and the filament 3 are in a reverse bias state. Therefore, the constant voltage element 29 is connected to the positive bias voltage Vb of the positive bias power supply 7 and the electron tube cutoff. It must have an electric characteristic exhibiting a Zener voltage or an avalanche characteristic equal to or higher than the sum of the voltage Vc. In order to use a semiconductor switch 8 having a low withstand voltage, it is necessary to provide a constant voltage element having the above-mentioned electrical characteristics also in other embodiments.
[0017]
Here, when the semiconductor switch 8 is turned off, the sum of the voltage generated when the electron tube is cut off and the positive bias voltage Vb is applied to the semiconductor switch 8, so that a constant voltage composed of a Zener diode or an avalanche diode is used. If the element 29 is not provided, it is necessary to have a higher breakdown voltage. However, the voltage applied to both ends of the semiconductor switch 8 is limited to the constant voltage exhibited by the constant voltage element 29. Note that an insulating transformer may be used as the signal transmission circuit instead of the optical fiber 27, and the voltage of the secondary winding of the insulating transformer may be rectified and applied to the control terminal of the phototransistor 25 as a drive signal.
[0018]
Next, the operation of this circuit will be described. A predetermined high voltage is applied to the anode 2 of the electron tube from a DC high voltage power source 6, and a current flows by applying a filament voltage to the filament 3 through the insulating transformer 5. At the same time, a positive bias power source 7 is applied to the control grid 4. To a positive bias voltage Vb is applied. At this time, when the optical signal from the control circuit 28 is supplied to the phototransistor 25 through the optical fiber 28 and the phototransistor 25 is turned on and the semiconductor switch 8 is also turned on, the filament 3 becomes the reference potential, and the control grid 4 and the filament 3 are turned on. Is equal to the positive bias voltage Vb, and a current corresponding to the value of the positive bias voltage Vb flows through the electron tube. Since the phototransistor 25 is turned off and the semiconductor switch 8 is also turned off in a section where the drive signal is not supplied from the control circuit 28, the potential of the filament 3 with respect to the reference potential is the constant voltage element 29 as described above. Since the control grid 4 is in a reverse bias state because Vz>Vb> + Vc, the electron tube is cut off even if the positive bias voltage Vb is supplied to the control grid 4 through the rectifier circuit 22. .
[0019]
In another embodiment shown in FIG. 3, the positive bias power source 7 is connected to the inverter circuit 31, the second insulation transformer 32 having the primary winding 32p and the secondary winding 32s, and the secondary winding 32s. The full-wave rectifier circuit 33 and the smoothing capacitor 34 are configured to supply a positive bias voltage Vb to the control grid 4. A resistor 35 and a resistor 36 connected in series are connected in parallel to the smoothing capacitor 34, and a voltage obtained by dividing the positive bias voltage Vb by the resistor 35 and the resistor 36 is applied to the control terminal of the semiconductor switch 8. . Note that the same symbols as those shown in FIG. 1 or FIG. 2 indicate corresponding members.
[0020]
Next, the operation will be described. When there is no electron tube on command (not shown), the inverter circuit 31 does not perform a high frequency operation, and no high frequency voltage is generated in the secondary winding 32 s of the insulating transformer 32. The potential difference of the control grid 4 with respect to the reference potential (the negative electrode of the DC high voltage power supply 6) is almost zero. Therefore, the semiconductor switch 8 is off because its gate potential is 0V, and the potential of the filament 3 with respect to the reference potential becomes the constant voltage Vz due to the high impedance state of the semiconductor switch 8 and the leakage current of the electron tube as described above, Since the bias voltage Vb is zero, the control grid 4 and the filament 3 are in a reverse bias state. For this reason, even if a DC high voltage is applied between the anode 2 and the filament 3 of the electron tube, no current flows between the anode 2 and the filament 3 of the electron tube, and the electron tube is cut off. In this embodiment, when the electron tube is cut off, the inverter circuit 31 is also off and the bias voltage of the control grid 4 is almost zero. Therefore, if the constant voltage Vz of the constant voltage element 29 is equal to or higher than the cut-off voltage Vc of the electron tube. good.
[0021]
Next, when the inverter circuit 31 is operated by an electron tube ON command (not shown) to generate a high-frequency voltage, a high-frequency voltage is generated in the secondary winding 32 s of the insulating transformer 32 and rectified to generate a DC voltage of several tens to several hundreds V A positive bias voltage Vb is generated and applied to the control grid 4. Further, the positive bias voltage Vb is simultaneously divided through the voltage dividing circuit of the resistors 35 and 36, and an appropriate value voltage is applied to the control terminal of the semiconductor switch 8 to turn on the semiconductor switch 8. As a result, since the filament 3 is connected to the reference potential through the semiconductor switch 8, the positive bias voltage Vb within the range of the DC voltage of several tens to several hundreds V is applied between the control grid 4 and the filament 3, and the electron tube The current flows. In this embodiment, a separate signal insulation drive circuit for insulating and driving the semiconductor switch 8 is not required, and since the semiconductor switch 8 is turned on using the activation of the positive bias power supply, it is excellent in economy.
[0022]
FIG. 4 shows another embodiment, and the high-voltage power supply 6 of the embodiment shown in FIG. 1 includes a plurality of smoothing capacitors CD1 to CDn, AC capacitors CA1 to CAn, and diodes D1 to Dn to D2n. A Cockcroft-Walton (hereinafter referred to as CW) circuit 41 and a step-up transformer 42 are used. Since the CW circuit 41 has a well-known circuit configuration, detailed description thereof is omitted. The CW circuit 41 has the highest potential, that is, a number across the end of a constant voltage diode 44 such as a Zener diode through a resistor 43 from the connection point between the capacitor CDn on the filament side of the electron tube and the capacitor CDn-1 having the next highest potential. A positive bias voltage Vb of 100V is created. The control of the semiconductor switch 8 such as FET or IGBT is the same as in the embodiment shown in FIG. For example, if the CW circuit 41 generates −50 kV and has 10 stages, a voltage of 5 kV is generated in the uppermost capacitor CDn. Although a positive bias voltage is generated from this voltage through the resistor 43, the current flowing through the control grid 4 is usually very small, such as several μA, and the influence on the CW circuit 41 is small. Since the positive bias voltage Vb is limited to a constant voltage of several hundred volts by the constant voltage diode 44, the influence on the CW circuit 41 is further reduced and the voltage of the uppermost capacitor CDn is adjusted to a required level as It is conceivable to reduce the capacitance of the upper-stage AC capacitor CAn to a fraction of 1 to 1/10 of the other capacitors CA1 to CAn-1. In this embodiment, the positive bias voltage Vb is obtained from a direct current high voltage power source for supplying a direct current high voltage between the anode 2 and the filament 3 with only a few parts, which is more economical.
[0023]
In any of the above-described embodiments, the semiconductor switch 8 is driven using the positive bias voltage of the control grid 4. However, as shown in FIG. Briefly described with reference to FIG. 5, this drive circuit is connected between the high-frequency oscillator 51, the insulated pulse transformer 52 having a large breakdown voltage between the primary winding 52p and the secondary winding 52s, and the secondary winding 52s. A rectifier circuit 53, a filter capacitor 54, and a capacitor discharge resistor 55. According to this drive circuit, a high-frequency voltage of 10 to 20 V is generated in the secondary winding 52s, and is DC / smoothed by the rectifier 53 and the filter capacitor 54 and applied to the gate of the semiconductor switch 8 as a drive signal.
[0024]
In each of the above embodiments, one of the main current terminals of the semiconductor switch 8 is connected to the reference potential, and the other is connected to one end of the filament 3. However, as shown in FIG. The other of the current terminals may be connected to the intermediate tap 5a of the secondary winding 5s of the filament transformer 3, that is, the secondary intermediate voltage point. Further, as shown in FIG. 7, the intermediate voltage point of the resistor 71 in which the other main current terminal of the semiconductor switch 8 is connected in parallel to the secondary winding 5s of the filament transformer 3, that is, the voltage between the secondary windings 5s May be connected to the secondary intermediate voltage point equally divided into two. In these embodiments, when the semiconductor switch 8 is turned off, the voltage at the secondary intermediate voltage point, for example, a voltage of less than 1V, is applied to the high impedance voltage drop across the semiconductor switch 8 due to the leakage current of the electron tube as described above. Is the voltage of the filament 3.
[0025]
In the case of the embodiment of FIG. 6, when the semiconductor switch 8 is off, both ends of the semiconductor switch 8 have a high impedance, and the leakage current is from the positive electrode of the DC high voltage power source 6 to the anode 2, the control grid 4, the filament 3, and the transformer 5. Flows through the middle point 5a of the secondary winding 5s and the negative impedance of the DC high-voltage power supply 6 through the high impedance of the semiconductor switch 8. As a result, the high-impedance voltage drop becomes equal to or higher than the positive bias voltage of the positive bias power supply 7, and the control grid 4 and the filament 3 are reverse-biased, that is, self-reversely biased and cut off. Further, when the semiconductor switch 8 is on, the midpoint 5a of the secondary winding 5s of the transformer 5 is connected to the reference potential through the semiconductor switch 8, so that the filament 3 is substantially at the reference potential, and between the control grid 4 and the filament 3 Are forward biased and the electron tube is turned on.
[0026]
The embodiment of FIG. 7 is almost the same as the embodiment of FIG. 6. When the semiconductor switch 8 is off, both ends of the semiconductor switch 8 have high impedance, and the leakage current is from the positive electrode of the DC high voltage power supply 6 to the anode. 2, the control grid 4, the filament 3, the intermediate voltage point 71a of the resistor 71, and the high impedance, flow to the negative electrode of the DC high voltage power source 6. As a result, the high-impedance voltage drop becomes equal to or higher than the positive bias voltage of the positive bias power supply 7, and the control grid 4 and the filament 3 are reverse-biased, that is, self-reversely biased and cut off. Further, when the semiconductor switch 8 is on, the intermediate voltage point 71a of the resistor 71 is connected to the reference potential through the semiconductor switch 8, so that the filament 3 is almost at the reference potential, and the control grid 4 and the filament 3 are forward-biased. The electron tube is turned on.
[0027]
In the above-described embodiments, triode tubes each having only the control grid 4 have been described. However, a control grid such as a pentode having a shielding grid and a suppression grid in a quaternary electron tube and a quaternary electron tube. Similarly, the present invention can be applied to.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the electron tube can be turned off and maintained in the off state without using a separate negative bias power source, the circuit configuration can be simplified and the economy is excellent. Further, according to the second to fifth aspects, since the voltage can be applied between the control grid and the filament by turning on the semiconductor switch and the electron tube can be turned on without using the driving power source of the semiconductor switch, the economy can be further improved. Excellent. Further, according to the sixth aspect, since the influence of the cutoff voltage of the electron tube can be eliminated, it becomes possible to use a semiconductor switch having a low withstand voltage, which is further excellent in economic efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an electron tube apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of an electron tube apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a view showing another embodiment of the electron tube apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing another embodiment of the electron tube apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a drive circuit used in the electron tube apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a view showing another embodiment of the electron tube apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a view showing another embodiment of the electron tube apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a conventional electron tube apparatus.
[Explanation of symbols]
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron tube 2 ... Anode 3 ... Filament 4 ... Control grid 5 ... Filament transformer 5s ... Secondary winding 5a of filament transformer 5 ... Inside secondary winding 5s Point 5
6 ... DC high voltage power supply 7 ... Positive bias power supply 8 ... Semiconductor switch 21..Third winding 22 of filament transformer 5..Rectifier circuit 23..Capacitors 24, 26..Resistor 25. · · Phototransistor 27 · · Optical fiber 28 · · Control circuit 29 · · Constant voltage diode 31 · · High frequency inverter circuit 32 · · Pulse transformer 33 · · Rectifier circuit 34 · · Capacitors 35 and 36 · · · resistor 41 · · Cockcroft · Walton circuit 42 · · Booster transformer 43 · · Resistor 44 · · Constant voltage diode 51 · · High-frequency oscillator 52 · · Insulation pulse transformer 71 · · Resistor 71 71a · · Intermediate voltage point

Claims

Anode, filament, an electron tube having a control grid, a positive bias power source for supplying a positive bias voltage to the control grid, and a DC high voltage power supply for applying high DC voltage between the anode and the filament, the heating current to the filament In an electron tube apparatus provided with a filament transformer to supply,
Connecting a semiconductor switch between a reference potential point where the negative electrode of the DC high-voltage power supply and the negative electrode of the positive bias power supply are commonly connected and one end of the filament or the secondary intermediate voltage point of the filament transformer;
An AC voltage is applied to the filament transformer,
Turn on the semiconductor switch, apply a positive bias voltage to the control grid, turn on the electron tube,
An electron tube apparatus comprising: turning off the semiconductor switch; and being reverse-biased by a leakage current flowing through the high impedance by the semiconductor switch to cut off the electron tube.

In claim 1,
An electron tube apparatus, wherein a positive bias voltage of the positive bias power supply is generated from a voltage of a third winding of the filament transformer.

In claim 1 or claim 2,
The semiconductor tube is turned on by a drive signal obtained from a control circuit through an optical fiber or a signal insulation transformer to turn on the electron tube.

In claim 1,
Dividing the voltage between the control grid and the reference potential point by two or more resistors, and connecting the semiconductor switch between the reference potential point and the one or more resistors,
A voltage is applied to the positive bias power source connected to the control grid, the divided voltage is applied to a control terminal of the semiconductor switch, the semiconductor switch is turned on, and the electron tube is turned on. Electron tube device to do.

In claim 1,
2. The electron tube apparatus according to claim 1, wherein the DC high-voltage power supply is a Cockcroft-Walton circuit, and the positive bias voltage is generated from a voltage across a capacitor on the filament side of the electron tube in the Cockcroft-Walton circuit.

In any one of Claims 1-5 ,
In parallel with the semiconductor switch, a constant voltage element having an electrical characteristic exhibiting a constant voltage such as a Zener voltage or an avalanche voltage equal to or higher than the sum of the positive bias voltage of the positive bias power supply and the cutoff voltage of the electron tube is provided. Electron tube device characterized.

A heating current is supplied to the filament of the electron tube having an anode, a filament and a control grid by a filament transformer,
When a semiconductor switch connected to one end of the filament is turned on, the filament applies a positive bias voltage to the negative pole of the DC high-voltage power source that applies a DC high voltage between the anode and the filament and the control grid through the semiconductor switch. The negative potential of the positive bias power supply to be applied is a reference potential that is a common potential, and a current corresponding to the positive bias voltage flows between the control grid and the filament,
When the semiconductor switch is turned off, both ends of the semiconductor switch become high impedance, and the filament is connected from the anode connected to one end of the DC high voltage of the DC high voltage power source. A leakage current flows through the high impedance of the semiconductor switch, and the electron tube is self-reversely biased and cut off at an operating point in which a voltage drop and a cutoff voltage of the semiconductor switch are balanced by the leakage current. A method for controlling the electron tube apparatus.

A heating current is supplied to the filament of the electron tube having an anode, a filament and a control grid by a filament transformer,
When a semiconductor switch connected to one end of the filament is turned on, the filament applies a positive bias voltage to the negative pole of the DC high-voltage power source that applies a DC high voltage between the anode and the filament and the control grid through the semiconductor switch. The negative potential of the positive bias power supply to be applied is a reference potential that is a common potential, and a current corresponding to the positive bias voltage flows between the control grid and the filament,
When the semiconductor switch is turned off, both ends of the semiconductor switch become high impedance, and through the constant voltage element connected in parallel to the filament and the semiconductor switch from the anode connected to one end of the DC high voltage of the DC high voltage power source. A control method for an electron tube apparatus, wherein a leakage current flows and the electron tube is reverse-biased by a voltage exhibited by the constant voltage element and cut off.