JPH01106210A - Emission controller - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、熱電子放出体から放出される電流(エミッシ
ョン電流)を制御するエミッションコントロール装置に
係わり、特にフィラメント通電電流のON・OFFを利
用してエミッション電流の安定化をはかったエミッショ
ンコントロール装置に関する。Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention relates to an emission control device that controls the current (emission current) emitted from a thermionic emitter, and particularly utilizes ON/OFF of a filament current. The present invention relates to an emission control device that stabilizes emission current.
(従来の技術)
従来、3極管式の電離真空計では、フィラメントから放
出された電子をグリッドの正電位で加速し、この加速電
子によりガスをイオン化し、イオンを負電位のコレクタ
に集める。そして、イオン化されたガス分子によって流
れるイオン電流が、真空中の残留ガス圧力に比例するこ
とを利用して、真空度をaPI定している。(Prior Art) Conventionally, in a triode type ionization vacuum gauge, electrons emitted from a filament are accelerated by the positive potential of a grid, gas is ionized by the accelerated electrons, and the ions are collected in a collector at a negative potential. The degree of vacuum is determined by aPI by utilizing the fact that the ion current flowing due to ionized gas molecules is proportional to the residual gas pressure in the vacuum.
このような電離真空計では、エミッション電流が変動す
ると、この変動によりイオン電流も変動するので正確な
真空度測定ができない。特に、フィラメントを加熱する
ための通電電流とエミッション電流との関係は指数関数
的となる。このため、フィラメント電流を安定化しない
と、電源電圧変動等の外乱によりエミッション電流が大
きく変動してしまい、測定器として使用できない。従っ
て、エミッション電流を安定に制御するエミッションコ
ントロール装置が必要となる。In such an ionization vacuum gauge, if the emission current fluctuates, the ion current also fluctuates due to this fluctuation, making it impossible to accurately measure the degree of vacuum. In particular, the relationship between the current flowing to heat the filament and the emission current is exponential. Therefore, unless the filament current is stabilized, the emission current will fluctuate greatly due to disturbances such as power supply voltage fluctuations, making it impossible to use it as a measuring device. Therefore, an emission control device that stably controls the emission current is required.
この種の装置としては、エミッション電流を抵抗の電圧
時下等により検出し、この検出値を演算増幅器等を介し
てフィラメント電流にフィードバックする方法が考えら
れるが、これはアナログの負帰還制御で外乱を平均化し
て制御するものである。この場合、外乱に対して平均で
応答するので応答が遅く、また大きな外乱によりオーバ
シュートが生じてしまう。さらに、比例制御であること
から、数%オーダで揺ぎが生じ゛る問題がある。A possible method for this type of device is to detect the emission current by detecting the voltage drop of a resistor, and feed this detected value back to the filament current via an operational amplifier, etc., but this method uses analog negative feedback control to prevent disturbances. It is controlled by averaging. In this case, the response is slow because the response to the disturbance is averaged, and overshoot occurs due to a large disturbance. Furthermore, since it is proportional control, there is a problem in that fluctuations occur on the order of several percent.
また、増幅器出力をスイッチングレギュレータに入力し
、フィラメントの通′¥h電流をON・OFF制御(増
幅器出力に応じてパルス幅を可変:PWM制御)するこ
とも考えられる。しかしながら、この方法では応答時間
の短縮をはかることはできるが、オーバシュートの問題
は依然として解決できない。さらに、PWM制御するた
めのスイッチングレギュレータ等の複雑な回路が必要と
なり、全体構成の複雑化を招く問題がある。It is also conceivable to input the amplifier output to a switching regulator to control the ON/OFF current flowing through the filament (variable pulse width according to the amplifier output: PWM control). However, although this method can reduce the response time, it still cannot solve the overshoot problem. Furthermore, a complicated circuit such as a switching regulator for PWM control is required, resulting in a problem that the overall configuration becomes complicated.
一方、フィラメント電流をON・OFF制御する場合、
フィラメントのショート、オープン或いはグリッド回路
のオープン等の異常を検出する必要がある。特に、フィ
ラメントのショートはフィラメント通電回路に接続され
たパワートランジスタ等の破壊を招き、グリッド回路の
オープンはフィラメントにそのままパワーを投入するこ
とになるのでフィラメントの寿命低下を招(。これらの
異常を検出するには各部に検出器を設ければよいが、検
出器の数が多くなり構成の複雑化を招く。On the other hand, when controlling the filament current ON/OFF,
It is necessary to detect abnormalities such as short-circuits or opens in the filament or grid circuits. In particular, a short circuit in the filament will lead to the destruction of the power transistor connected to the filament energizing circuit, and an open grid circuit will cause power to be directly input to the filament, resulting in a shortened filament life (these abnormalities can be detected). To do this, detectors may be provided in each part, but the number of detectors increases and the configuration becomes complicated.
また、フィラメントのショートを検出するために上記ト
ランジスタと直列に電流検出用低抵抗を接続する方法も
あるが、この場合は抵抗自体が損失源となり望ましくな
い。特に、フィラメント通電回路等の小電圧、大電流の
回路では、電流検出用抵抗を入れるのは大きな損失とな
る。There is also a method of connecting a low resistance for current detection in series with the above transistor in order to detect a short circuit of the filament, but in this case, the resistance itself becomes a source of loss, which is not desirable. Particularly in small voltage, large current circuits such as filament current-carrying circuits, inserting a current detection resistor results in a large loss.
(発明が解決しようとする問題点)
このように従来、電離真空計ではエミッション電流の安
定化が必要であるが、現状のエミッションコントロール
装置では、外乱に対する応答が遅い、オーバシュートが
生じる等の問題があった。(Problems to be solved by the invention) Conventionally, it is necessary to stabilize the emission current in ionization vacuum gauges, but current emission control devices have problems such as slow response to disturbances and overshoot. was there.
さらに、フィラメント回路やグリッド回路等の異常を検
出する必要があるが、それぞれの回路に異常センサを設
けるのでは全体構成が複雑化する等の問題があった。Furthermore, it is necessary to detect abnormalities in filament circuits, grid circuits, etc., but providing an abnormality sensor for each circuit poses problems such as complicating the overall configuration.
また、上記問題は電離真空計に限るものではなく、フィ
ラメントの加熱により電子を放出し、エミッション電流
の安定化を必要とするものにあっては、同様に言えるこ
とである。Furthermore, the above-mentioned problem is not limited to ionization vacuum gauges, but also applies to those that emit electrons by heating a filament and require stabilization of the emission current.
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、オーバシュートを招くことなく、外乱
に対して応答性良くエミッション電流を制御することが
でき、エミッション電流の安定化をはかり得、且つ単一
の異常検出回路で各部の異常を検出することのできるエ
ミッションコントロール装置を提供することにある。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to be able to control the emission current with good responsiveness to disturbances without causing overshoot, and to stabilize the emission current. It is an object of the present invention to provide an emission control device that can be measured and that can detect abnormalities in each part with a single abnormality detection circuit.
(問題点を解決するための手段)
本発明の骨子は、フィラメントの熱的な応答の後れを利
用してエミッション電流の安定化をはかることにある。(Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is to stabilize the emission current by utilizing the lag in the thermal response of the filament.
即ち本発明は、熱電子放出に供されるフィラメントの通
電電流を可変して、該フィラメント若しくは該フィラメ
ントで加熱されるカソードからのエミッション電流を所
望値に制御するエミッションコントロール装置において
、前記エミッション電流を検出する電流検出回路と、こ
の検出回路で検出された検出値と予め設定された基準値
とを比較して、検出値が基準値の上限を越える時に第1
レベルの信号を出力し、検出値が基準値の下限を越える
時に第2レベルの信号を出力する比較回路と、この比較
回路の出力に応じて比較出力が第1レベルの時に前記フ
ィラメントへの通電電流をオフし、比較出力が第2レベ
ルの時に前記フィラメントへの通電電流をオンするスイ
ッチング回路と、前記比較回路の比較出力が第1及び第
2レベルを繰返しているか第2レベルのままとなってい
るかを判定して異常を検出する異常検出回路とを設ける
ようにしたものである。That is, the present invention provides an emission control device that controls the emission current from the filament or the cathode heated by the filament to a desired value by varying the current flowing through the filament used for thermionic emission. The current detection circuit detects, and the detected value detected by this detection circuit is compared with a preset reference value, and when the detected value exceeds the upper limit of the reference value, the first
a comparator circuit that outputs a level signal and outputs a second level signal when the detected value exceeds the lower limit of the reference value, and energization of the filament when the comparison output is at the first level according to the output of this comparator circuit. a switching circuit that turns off the current and turns on the current flowing to the filament when the comparison output is at a second level; and a switching circuit that turns on the current flowing to the filament when the comparison output is at a second level, and a comparison output of the comparison circuit that repeats the first and second levels or remains at the second level. An abnormality detection circuit is provided for detecting an abnormality by determining whether the abnormality is present.
(作 用)
本発明によれば、検出値を基準値と比較しこれらの大小
に応じてフィラメント通電電流をON・OFF制御して
いるので、外乱に対する応答特性を極めて速くすること
ができる。さらに、エミッション電流を比較回路による
比較レベルの上限から下限までの間に抑えることができ
るので、オーバシュートを確実に防止することが可能で
ある。(Function) According to the present invention, since the detected value is compared with the reference value and the filament current is controlled to be ON/OFF depending on the magnitude of the detected value, the response characteristics to disturbance can be made extremely fast. Furthermore, since the emission current can be suppressed between the upper limit and the lower limit of the comparison level by the comparison circuit, overshoot can be reliably prevented.
また、単一の異常検出回路を設けるのみで、各部の異常
を検出することができ、異常検出のために全体構成が複
雑化するのを抑えることが可能である。Further, by providing only a single abnormality detection circuit, abnormalities in each part can be detected, and it is possible to prevent the overall configuration from becoming complicated due to abnormality detection.
なお、フィラメントの熱的な遅れを測定すると数10I
Ilsecの時定数である。そこで、連続制御でなく、
直接フィラメント電流をスイッチングした場合を考える
と、エミッション電流のリップルを十分少なくするには
20KHz以上のスイッチングが必要となる。また、制
御の応答速度を最高にするには、リップルをそのまま判
断に使えば良い。In addition, when measuring the thermal delay of the filament, it is several tens of I
It is the time constant of Ilsec. Therefore, instead of continuous control,
Considering the case where the filament current is directly switched, switching at 20 KHz or higher is required to sufficiently reduce the ripple of the emission current. Additionally, to maximize control response speed, ripple can be used as is for judgment.
(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。(Example) Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to illustrated embodiments.
第1図は本発明の一実施例に係わるエミッションコント
ロール装置を示す概略構成図である。図中10は3極管
式の電離真空計であり、フィラメント11.グリッド1
2及びコレクタ13から構成されている。この真空計1
0のコレクタ13にはイオン電流測定回路14が接続さ
れ、グリッド12には正電圧を与えるためのグリッド定
電圧回路15が接続されている。真空計10のフィラメ
ント11には、フィラメント電源21からの電流がFE
T等からなるスイッチング用のパワートランジスタQ、
及びスイッチ22を介して供給されている。ここで、電
源21は、商用交流電圧を降圧・整流して低電圧v1の
直流出力を得るものである。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an emission control device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a triode type ionization vacuum gauge, and filament 11. grid 1
2 and a collector 13. This vacuum gauge 1
An ion current measuring circuit 14 is connected to the collector 13 of 0, and a grid constant voltage circuit 15 for applying a positive voltage is connected to the grid 12. The filament 11 of the vacuum gauge 10 receives a current from the filament power supply 21 as FE.
A switching power transistor Q consisting of T, etc.
and is supplied via switch 22. Here, the power supply 21 steps down and rectifies a commercial AC voltage to obtain a DC output at a low voltage v1.
フィラメント13には抵抗R1* R2が並列に接続さ
れており、これらの抵抗R1,R2の接続点が抵抗R3
r R4を直列に介して接地されている。そして、抵抗
R4にてエミッション電流が電圧に変換されて検出され
る。ここで、抵抗RInR2は正確に等しい抵抗値を持
つものであり、中点電圧をとる°ことによりトランジス
タQ1のスイッチングによる電圧ノイズをエミッション
電流の測定に影響しないようにする。抵抗R3は、フィ
ラメント11のバイアス用抵抗で、イオンゲージの動作
仕様により決める。Resistors R1*R2 are connected in parallel to the filament 13, and the connection point of these resistors R1 and R2 is the resistor R3.
r Grounded through R4 in series. The emission current is then converted into a voltage and detected by the resistor R4. Here, the resistors RInR2 have exactly the same resistance value, and by taking a midpoint voltage, voltage noise caused by switching of the transistor Q1 is prevented from affecting the measurement of the emission current. The resistor R3 is a bias resistor for the filament 11, and is determined based on the operating specifications of the ion gauge.
抵抗R3,R4の接続点は抵抗R5を介して演算増幅器
23の非反転入力端に接続されている。The connection point between the resistors R3 and R4 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 23 via the resistor R5.
演算増幅器14の反転入力端は基準電圧電源24に接続
され、非反転入力端と出力端との間には抵抗Rb及びコ
ンデンサC1がそれぞれ接続され、これによりシュミッ
ト回路(比較回路)を構成している。そして、前記抵抗
R4により検出される電圧Veは比較回路により基準電
圧v2と比較され、検出電圧Veが基準電圧(基準電圧
■2の上限)よりも大きい場合に比較回路から“H”レ
ベルの信号が出力され、検出電圧veが基準電圧(基準
電圧V2の下限)よりも小さい場合に“L″レベル信号
が出力されるものとなっている。ここで、抵抗R5+
R6は比較回路の正帰還抵抗であり、エミッション電流
の上限と下限を決定するものである。コンデンサC1は
比較回路における動作速度のスピードアップをはかるも
のである。The inverting input terminal of the operational amplifier 14 is connected to the reference voltage power supply 24, and a resistor Rb and a capacitor C1 are respectively connected between the non-inverting input terminal and the output terminal, thereby forming a Schmitt circuit (comparison circuit). There is. The voltage Ve detected by the resistor R4 is compared with the reference voltage v2 by the comparison circuit, and when the detected voltage Ve is larger than the reference voltage (the upper limit of the reference voltage 2), the comparison circuit sends an "H" level signal. is output, and when the detected voltage ve is smaller than the reference voltage (lower limit of the reference voltage V2), an "L" level signal is output. Here, resistance R5+
R6 is a positive feedback resistor of the comparator circuit, which determines the upper and lower limits of the emission current. Capacitor C1 is intended to speed up the operation speed of the comparator circuit.
比較回路の出力端には、抵抗R7及びフォトカプラ25
の発光素子(例えば発光ダイオード)Dlを介して電源
電圧vccが供給されると共に、後述する異常検出回路
26が接続されている。フォトカプラ25の受光素子(
例えばフォトトランジスタ)D2は前記パワートランジ
スタQ1のゲートとフィラメント電源21の子端゛子と
の間に接続され、Qlのソースとゲートとの間には抵抗
R8が接続されている。そして、前記比較回路の比較出
力に応じて、トランジスタQlがON・OFF駆動され
るものとなっている。A resistor R7 and a photocoupler 25 are connected to the output end of the comparison circuit.
A power supply voltage vcc is supplied through a light emitting element (for example, a light emitting diode) Dl, and an abnormality detection circuit 26, which will be described later, is connected. The light receiving element of the photocoupler 25 (
For example, a phototransistor (phototransistor) D2 is connected between the gate of the power transistor Q1 and the terminal terminal of the filament power supply 21, and a resistor R8 is connected between the source and gate of Ql. The transistor Ql is turned on and off depending on the comparison output of the comparison circuit.
一方、前記異常検出回路26は、第2図に示す如く構成
されている。即ち、前記演算増幅器23の出力端32は
抵抗R1、を介して演算増幅器31の反転入力端に接続
され、抵抗R11には抵抗R1□及びダイオードD1、
の直列回路が並列に接続されている。さらに、演算増幅
器31の反転入力端はコンデンサC11を介して電源V
ccに接続され、非反転入力端は抵抗R13を介して電
源Vccに接続されると共に抵抗R14を介して接地端
に接続されている。そして、演算増幅器31の出力端3
3が図示しないリレー等に接続され、前記スイッチ22
をON・OFF駆動するものとなっている。On the other hand, the abnormality detection circuit 26 is constructed as shown in FIG. That is, the output terminal 32 of the operational amplifier 23 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 31 via the resistor R1, and the resistor R11 is connected to the resistor R1□ and the diode D1.
series circuits are connected in parallel. Furthermore, the inverting input terminal of the operational amplifier 31 is connected to the power supply V via a capacitor C11.
cc, and its non-inverting input terminal is connected to the power supply Vcc via a resistor R13 and to a ground terminal via a resistor R14. Then, the output terminal 3 of the operational amplifier 31
3 is connected to a relay (not shown), etc., and the switch 22
It is designed to turn on and off.
次に、このように構成された本装置の作用にっいて説明
する。Next, the operation of this apparatus configured as described above will be explained.
まず、エミッション電流が小さく抵抗R4の両端電圧(
検出電圧)Veが基準電圧v2よりも低い場合、即ち第
3図中■の期間では、比較回路の出力は“L“レベルで
あり、このときフォトカプラ25のトランジスタD2は
ONl トランジスタQ1もONとなる。つまり、フィ
ラメント11に電流が供給され、フィラメント温度は徐
々に高くなる。First, the emission current is small and the voltage across resistor R4 (
When the detection voltage (detection voltage) Ve is lower than the reference voltage v2, that is, during the period (■) in FIG. Become. That is, current is supplied to the filament 11, and the filament temperature gradually increases.
■の期間において上限のレベルは、演算増幅器23の非
反転入力端の電圧V′が基準電圧v2よりも高くなった
ときで、比較回路の出力が“L”であるから、
V’ mVe 串R6/ (R5+R6)が基準電圧v
2を越えるときである。従って、抵抗R4の両端電圧で
ある検出電圧VeがV2・(Rs +R6)/R6より
高くなった時、つまり基準電圧V2よりもv2・(R5
/R6)だけ高くなった時に比較回路の出力は“H”レ
ベルとなる。そして、比較出力が“H#となった■の期
間ではトランジスタD2はOFF、 トランジスタQ
1もOFFとなり、フィラメント11への通電が停止さ
れることになる。During the period (2), the upper limit level is when the voltage V' at the non-inverting input terminal of the operational amplifier 23 becomes higher than the reference voltage v2, and the output of the comparator circuit is "L", so V' mVe Skewer R6 / (R5+R6) is the reference voltage v
It is time to exceed 2. Therefore, when the detection voltage Ve, which is the voltage across resistor R4, becomes higher than V2・(Rs +R6)/R6, that is, when the detection voltage Ve is higher than the reference voltage V2, v2・(R5
/R6), the output of the comparison circuit becomes "H" level. Then, during the period ■ when the comparison output becomes “H#”, transistor D2 is OFF, and transistor Q
1 is also turned off, and the current supply to the filament 11 is stopped.
■の期間において下限のレベルは、演算増幅器23の非
反転入力端の電圧V′が基準電圧v2よりも低くなった
ときで、比較回路の出力が“H”であるから、
V’ −Vcc−(Vcc−Ve)・R6/(R5+R
6)が基準電圧v2を一側に越えるときである。従って
、抵抗R4の両端電圧である検出電圧VeがV2− (
Vcc V2 ) ・(R5/R6)より小さくな
った時、つまり基準電圧v2よりも(Vcc−V2)
・ (R5/R6)だけ低くなった時に比較回路の出力
は“L”レベルとなる。そして、比較出力が“L”とな
った■の期間では、トランジスタD2がON、)ランジ
スタQ1がONとなり、再びフィラメント11が通電加
熱される。この操作の繰返しでフィラメント電流はON
・OFF制御され、エミッション電流は基準値の上限と
下限の間で変化することになる。In the period (2), the lower limit level is when the voltage V' at the non-inverting input terminal of the operational amplifier 23 becomes lower than the reference voltage v2, and the output of the comparator circuit is "H", so V' -Vcc- (Vcc-Ve)・R6/(R5+R
6) exceeds the reference voltage v2 to one side. Therefore, the detection voltage Ve, which is the voltage across the resistor R4, is V2- (
Vcc V2 ) ・When it becomes smaller than (R5/R6), that is, when it becomes smaller than the reference voltage v2 (Vcc - V2)
- When the voltage decreases by (R5/R6), the output of the comparator circuit becomes "L" level. Then, during the period (2) in which the comparison output becomes "L", the transistor D2 is turned on, the transistor Q1 is turned on, and the filament 11 is heated by electricity again. By repeating this operation, the filament current turns ON.
- OFF control is performed, and the emission current changes between the upper and lower limits of the reference value.
従って、R6)R5とすれば、上限、下限共に基桑電圧
v2に極めて近くなり、上下限の幅が基準電圧に比べて
十分に小さくなり、エミッション電流は極めて微小な範
囲内で安定に保持されることになる。そしてこの場合、
エミッション電流が基準値の上限と下限との間の微小範
囲で常に安定するから、第4図中Aに示す如くオーバシ
ュートが発生することはない。これに対し比例制御では
、第4図中Bに示す如くオーバシュートが発生するので
ある。さらに、比例制御ではなく比較回路の2値出力に
よるON・OFF制御であるので、電源電圧変動等に対
して応答性良く制御することができる。Therefore, if R6) and R5 are set, both the upper and lower limits will be extremely close to the reference voltage v2, the width of the upper and lower limits will be sufficiently small compared to the reference voltage, and the emission current will be stably maintained within an extremely small range. That will happen. And in this case,
Since the emission current is always stable within a very small range between the upper and lower limits of the reference value, overshoot as shown at A in FIG. 4 does not occur. On the other hand, in proportional control, overshoot occurs as shown at B in FIG. Further, since the ON/OFF control is performed not by proportional control but by the binary output of the comparator circuit, control can be performed with good responsiveness to power supply voltage fluctuations, etc.
ところで、上記装置においてフィラメント回路のオーブ
ン、ショート或いはグリッド回路のオーブン等の異常が
生じると、トランジスタQ1の破壊やフィラメントの寿
命低下を招き望ましくない。By the way, if an abnormality occurs in the oven of the filament circuit, a short circuit, or an oven of the grid circuit in the above-mentioned device, it is undesirable because it may destroy the transistor Q1 or shorten the life of the filament.
そこで本実施例では、異常検出回路26により上記異常
を検出している。Therefore, in this embodiment, the abnormality is detected by the abnormality detection circuit 26.
即ち、上記の異常に対して比較回路の出力は“L”レベ
ルのままとなる。この場合、第2図の異常検出回路にお
いて、入力端32が“L”のままであるからコンデンサ
C11が充電されて、演算増幅器31の反転入力端の電
圧が非反転入力端よりも低くなる。そして、演算増幅器
31の出力は“L”から“H”レベルに変化する。上記
の異常がない場合、比較回路が“L”、“H”を繰返し
ているので、入力端32も同様に“L″、“H”を繰返
しコンデンサC1□が完全に充電されることはなく、演
算増幅器31の出力は“L”のままである。従って、前
記出力端33に現われる出力に応じて前記スイッチ22
をON・OFF駆動(■力端33が“H”となるときス
イッチ22を0FF)すれば、異常が生じた場合にフィ
ラメントの通電を速やかに停止することができる。That is, the output of the comparator circuit remains at the "L" level in response to the above abnormality. In this case, in the abnormality detection circuit of FIG. 2, since the input terminal 32 remains "L", the capacitor C11 is charged, and the voltage at the inverting input terminal of the operational amplifier 31 becomes lower than that at the non-inverting input terminal. Then, the output of the operational amplifier 31 changes from "L" to "H" level. If there is no abnormality mentioned above, the comparator circuit repeats "L" and "H", so the input terminal 32 also repeats "L" and "H", and the capacitor C1□ will not be completely charged. , the output of the operational amplifier 31 remains at "L". Therefore, depending on the output appearing at the output terminal 33, the switch 22
By driving the filament ON and OFF (i. turning the switch 22 OFF when the force end 33 becomes "H"), it is possible to quickly stop the energization of the filament in the event that an abnormality occurs.
これにより、フィラメント回路のショートに伴うトラン
ジスタQ1の破埠を未然に防止することができ、さらに
グリッド回路のオーブンに伴うフィラメント11の寿命
低下を防止することができる。また、異常センサを複数
箇所に設けるものと異なり、1箇所に異常検出回路を設
ければよいので、構成の複雑化を最小限に止どめること
が可能となる。Thereby, it is possible to prevent the failure of the transistor Q1 due to a short circuit in the filament circuit, and it is also possible to prevent the life of the filament 11 from being shortened due to the oven of the grid circuit. Further, unlike the case where abnormality sensors are provided at multiple locations, it is sufficient to provide an abnormality detection circuit at one location, so it is possible to minimize the complexity of the configuration.
かくして本実施例によれば、電源電圧変動等の外乱に対
して応答性良くフィラメント電流を制御することができ
、しかもオーバシュートの発生を未然に防止することが
できる。また、回路構成が簡単であり、スイッチングに
よるON・OFF制御であることから回路ロスが少ない
。スイッチングの周波数がシュミットの幅とフィラメン
トの応答速度で決り、フィラメントを変えても回路の応
答に影響ない(自動的にマツチングがとれる)。Thus, according to this embodiment, it is possible to control the filament current with good responsiveness to disturbances such as fluctuations in the power supply voltage, and moreover, it is possible to prevent the occurrence of overshoot. In addition, the circuit configuration is simple, and since ON/OFF control is performed by switching, there is little circuit loss. The switching frequency is determined by the Schmitt width and the response speed of the filament, so changing the filament does not affect the response of the circuit (matching is automatically achieved).
このため、電離真空計におけるエミッション電流の安定
化に極めて有効であり、真空度の測定精度の向上に寄与
することができる。Therefore, it is extremely effective in stabilizing the emission current in the ionization vacuum gauge, and can contribute to improving the accuracy of measuring the degree of vacuum.
また、フィラメント回路やグリッド回路の異常を単一の
異常検出回路26により検出することができ、これらの
異常が発生した場合にフィラメントの通電を停止するこ
とができる。従って、フィラメント11の寿命低下やト
ランジスタQ1の破壊を未然に防止することができる。Further, abnormalities in the filament circuit or grid circuit can be detected by the single abnormality detection circuit 26, and when such an abnormality occurs, the energization of the filament can be stopped. Therefore, it is possible to prevent the life of the filament 11 from decreasing and the transistor Q1 from being destroyed.
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、エミッション電流検出回路は抵抗R4の電
圧降下を利用したものに限らず、エミッション電流を直
接比較回路に入力するようにしてもよい。また、比較回
路は演算増幅器、抵抗R5,R6,コンデンサ01等か
らなるものに限らず、検出値と基準値とを比較し、検出
値が基準値の上限を+側に越えるとき及び下限を一側に
越えるときにその出力が反転するものであればよい。さ
らに、スイッチング回路はFETに限るものではなく、
仕様に応じて適宜変更可能である。Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, the emission current detection circuit is not limited to one that utilizes the voltage drop across the resistor R4, and may also directly input the emission current to the comparison circuit. In addition, the comparison circuit is not limited to one consisting of an operational amplifier, resistors R5, R6, capacitor 01, etc., and also compares the detected value with a reference value, and when the detected value exceeds the upper limit of the reference value to the + side, and when the lower limit is It is sufficient as long as the output is inverted when it crosses over to the side. Furthermore, switching circuits are not limited to FETs,
It can be changed as appropriate depending on the specifications.
また、フォトカプラは必ずしも必要なく、比較回路の出
力で直接スイッチング回路を制御するようにしてもよい
。Further, the photocoupler is not necessarily necessary, and the switching circuit may be directly controlled by the output of the comparison circuit.
また、実施例では電離真空計について説明したが、本発
明はフィラメントの加熱により電子を放出し、エミッシ
ョン電流の安定化を必要とするもの、例えば電子ビーム
?Lvi 着や電子ビーム溶接等における電子放出源に
適用すること、′:< ET能である。Furthermore, in the embodiment, an ionization vacuum gauge has been described, but the present invention is applicable to devices that emit electrons by heating a filament and require stabilization of the emission current, such as an electron beam. It can be applied to an electron emission source in Lvi welding, electron beam welding, etc., and has an ET function.
さらに、フィラメントから直接電子を放出するものに限
らず、フィラメントで加熱されたカソードから電子を放
出するものにも適用可能である。その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。Furthermore, the present invention is not limited to one in which electrons are directly emitted from a filament, but can also be applied to one in which electrons are emitted from a cathode heated by a filament. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
(発明の効果)
以上詳述したように本発明によれば、エミッション電流
の検出値と基準値とを比較し、その比較出力(2値信号
)に基づいてフィラメント電流を0N−OFF制御して
いるので、オーバシュートを招くことなく、外乱に対し
て応答性良くエミッション電流を制御することができる
。しかも、比較回路の出力に基づいて異常を検出してい
るので、単一の異常検出回路で各部の異常を検出するこ
とができ、異常検出のために全体構成が複雑化するのを
抑えることができる。従って、フィラメントの加熱によ
り電子を放出し、エミッション電流の安定化を必要とす
るものに適用して絶大な効果が得られる。(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, the detected value of the emission current is compared with the reference value, and the filament current is controlled 0N-OFF based on the comparison output (binary signal). Therefore, the emission current can be controlled with good responsiveness to disturbances without causing overshoot. Moreover, since abnormalities are detected based on the output of the comparison circuit, abnormalities in each part can be detected with a single abnormality detection circuit, and the overall configuration can be prevented from becoming complicated due to abnormality detection. can. Therefore, it can be applied to devices that require stabilization of emission current by emitting electrons by heating the filament, and a great effect can be obtained.
第1図は本発明の一実施例に係わるエミッションコント
ロール装置を示す概略構成図、第2図は上記装置に用い
た異常検出回路の具体的構成を示す回路構成図、第3図
及び第4図はそれぞれ上記装置の作用を説明するための
模式図である。
10・・・電離真空計、11・・・フィラメント、12
・・・グリッド、13・・・コレクタ、14・・・イオ
ン電流測定回路、15・・・グリッド定電圧回路、21
・・・フィラメント電源、22・・・スイッチ、23.
31・・・演算増幅器、24・・・基準電圧電源、25
・・・フォトカプラ、26・・・異常検出回路、Q・・
・トランジスタ、R・・・抵抗、C・・・コンデンサ。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an emission control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a specific configuration of an abnormality detection circuit used in the above device, and FIGS. 3 and 4 are schematic diagrams for explaining the operation of the above-mentioned device. 10... Ionization vacuum gauge, 11... Filament, 12
...Grid, 13...Collector, 14...Ion current measurement circuit, 15...Grid constant voltage circuit, 21
... filament power supply, 22... switch, 23.
31... operational amplifier, 24... reference voltage power supply, 25
...Photocoupler, 26...Abnormality detection circuit, Q...
・Transistor, R...resistance, C...capacitor. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue
Claims (6)
可変して、該フィラメント若しくは該フィラメントで加
熱されるカソードからのエミッション電流を所望値に制
御するエミッションコントロール装置において、前記エ
ミッション電流を検出する電流検出回路と、この検出回
路で検出された検出値と予め設定された基準値とを比較
して、検出値が基準値の上限を越える時に第1レベルの
信号を出力し、検出値が基準値の下限を越える時に第2
レベルの信号を出力する比較回路と、この比較回路の比
較出力が第1レベルの時に前記フィラメントへの通電電
流をオフし、比較出力が第2レベルの時に前記フィラメ
ントへの通電電流をオンするスイッチング回路と、前記
比較回路の比較出力が第1及び第2レベルを繰返してい
るか第2レベルのままとなっているかを判定して異常を
検出する異常検出回路とを具備してなることを特徴とす
るエミッションコントロール装置。(1) In an emission control device that controls the emission current from the filament or the cathode heated by the filament to a desired value by varying the current flowing through the filament used for thermionic emission, the emission current is detected. A current detection circuit compares the detected value detected by this detection circuit with a preset reference value, and outputs a first level signal when the detected value exceeds the upper limit of the reference value, and outputs a first level signal when the detected value exceeds the upper limit of the reference value. When the lower limit of the value is exceeded, the second
A comparison circuit that outputs a level signal, and switching that turns off the current flowing to the filament when the comparison output of the comparison circuit is at a first level, and turns on the current flowing to the filament when the comparison output is at a second level. and an abnormality detection circuit that detects an abnormality by determining whether the comparison output of the comparison circuit repeats the first and second levels or remains at the second level. Emission control device.
回路に直列に接続された抵抗からなり、エミッション電
流の大きさに応じた電圧を出力するものであることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のエミッションコン
トロール装置。(2) The current detection circuit is comprised of a resistor connected in series to a circuit through which an emission current flows, and outputs a voltage according to the magnitude of the emission current. Emission control device as described in section.
続した演算増幅器、この演算増幅器の非反転入力端と前
記電流検出回路の出力端との間に接続された第1の抵抗
、演算増幅器の非反転入力端と出力端との間に接続され
た第2の抵抗からなるものであることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のエミッションコントロール装置
。(3) The comparison circuit includes an operational amplifier whose inverting input terminal is connected to a reference voltage power supply, a first resistor connected between the non-inverting input terminal of the operational amplifier and the output terminal of the current detection circuit, and an operational amplifier. 2. The emission control device according to claim 1, further comprising a second resistor connected between a non-inverting input terminal and an output terminal of the amplifier.
に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載
のエミッションコントロール装置。(4) The emission control device according to claim 3, characterized in that a capacitor is connected in parallel to the second resistor of the comparison circuit.
電回路に挿入されたパワーFETと、このFETのゲー
トと前記比較回路の出力端との間に接続されたフォトカ
プラからなるものであることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のエミッションコントロール装置。(5) The switching circuit is characterized by comprising a power FET inserted into the current-carrying circuit of the filament, and a photocoupler connected between the gate of this FET and the output end of the comparison circuit. An emission control device according to claim 1.
積分する積分器と、この積分器の積分出力と所定のレベ
ルを比較する比較器とで構成され、比較出力が第1及び
第2レベルを繰返すときと第2レベルのままのときとで
異なるレベルを出力するものであることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のエミッションコントロール装
置。(6) The abnormality detection circuit includes an integrator that integrates the comparison output of the comparison circuit, and a comparator that compares the integrated output of this integrator with a predetermined level, and the comparison output is connected to the first and second 2. The emission control device according to claim 1, wherein the emission control device outputs different levels when repeating the level and when remaining at the second level.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62264198A JP2672949B2 (en) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | Emission control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62264198A JP2672949B2 (en) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | Emission control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01106210A true JPH01106210A (en) | 1989-04-24 |
JP2672949B2 JP2672949B2 (en) | 1997-11-05 |
Family
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JP (1) | JP2672949B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8097640B2 (en) | 2004-01-30 | 2012-01-17 | Sanwa Kagaku Kenkyusho Co., Ltd. | Prophylactic or therapeutic agent for diabetic maculopathy |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP62264198A patent/JP2672949B2/en not_active Expired - Fee Related
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US8097640B2 (en) | 2004-01-30 | 2012-01-17 | Sanwa Kagaku Kenkyusho Co., Ltd. | Prophylactic or therapeutic agent for diabetic maculopathy |
Also Published As
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JP2672949B2 (en) | 1997-11-05 |
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