JPH0145272Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は中性粒子入射装置などに用いられる加
速電源装置の制御回路にかかり、特にその制御特
性の改善に関するものである。

加速電源装置は加速電極に直流高電圧を印加し
てイオンを加速するものであり、その従来の構成
の一例を第１図に示す。

第１図において、１は交流電源、１０はサイリ
スタスイツチ、１１は整流器用変圧器、１２は整
流器、１３は平滑コンデンサ、１４は平滑コンデ
ンサの電圧を検出する分圧器、１５は負荷電圧を
検出する分圧器、１６は電力管、１７は電力管１
６の駆動回路、１８は負荷である。

また２０は制御回路の全体を示し、２１は負荷
電圧の設定器、２２は電力管１６の陽極電圧降下
の設定器、２３は加算器、２４は誤差増幅器、２
５は増幅器、２６はサイリスタスイツチの位相制
御回路である。

上記従来構成の動作を説明すると、電力管１６
は、駆動回路１７により負荷１８へ電圧を印加ま
たはしや断するとともに、負荷電圧を一定に保つ
ように制御される。

負荷電圧は分圧器１５によつて検出され駆動回
路１７により、負荷電圧の設定器２１の指令値ａ
と等しくなるよう制御される。

ここで電力管１６は負荷電圧を安定且つ高速に
制御するためのシリーズレギユレータとして動作
し、その陽極損失は陽極電流（負荷電流に等し
い）と陽極電圧降下の積となる。

許容される陽極損失には制限があり負荷電圧の
値に拘らず、陽極電圧を規定値以下にするため
に、平滑コンデンサ１３の電圧は、交流電源１の
電圧変動、整流器用変圧器１１の電圧変動率を考
慮して、負荷電圧よりも一定値だけ高めに設定す
る必要がある。

加算器２３はこの演算を行なうもので、負荷電
圧の設定器２１の指令値ａと電力管１６の陽極電
圧降下の設定器２２の指令値ｂとを加算し、その
加算出力は、平滑コンデンサ電圧の指令値ｃとな
り、誤差増幅器２４の一方の端子へ入力される。

誤差増幅器２４の他方の端子には、平滑コンデ
ンサ１３の電圧を検出する分圧器１４の信号ｄが
入力され、誤差増幅器２４の出力は増幅器２５、
位相制御回路２６を介して、サイリスタスイツチ
１０の点弧位相を制御し、これによつて平滑コン
デンサ１３の電圧は負荷電圧の指令値ａと電力管
１６の陽極電圧降下の指令値ｂとの和になるよう
自動制御される。

従つて、陽極電圧降下の指令値ｂを一定とすれ
ば、負荷電圧の設定値ａを可変とした場合、ある
いは負荷率が変動した場合でも、電力管１６の陽
極電圧降下は一定な値に制御されることになる。

しかしながら電力管１６の運転を開始した瞬間
の過渡状態では負荷１８への給電は、整流器用変
圧器１１にインピーダンスが存在するため、交流
電源１からではなく平滑コンデンサ１３から行な
われる。

この場合の主回路定数に起因する平滑コンデン
サ１３の電圧の落込みは、制御回路で補償するこ
とはできないが、第１図の従来構成では、さらに
制御回路に起因する電圧の落込みが加わる。

すなわち第１図の誤差増幅器２４は平滑コンデ
ンサの電圧の検出値と指令値との誤差を増幅し、
サイリスタスイツチ１０の点弧位相を制御する閉
ループ制御で、安定化のために遅れ要素を有して
おり、応答が遅い。

従つて第３図に示すように、電力管１６の運転
と同時に、平滑コンデンサ１３の電圧が低下し始
めても位相制御信号ｅはステツプ状に変化せずに
緩やかな変化をすることになり、それだけ平滑コ
ンデンサの落込量ΔVも大きくなる。

従つて、平滑コンデンサの落込量ΔVだけ高め
に設定すると電力管１６の陽極損失も大きくなる
ため、定格の大きな電力管を採用するか、あるい
は制御回路の応答を補償するに充分な値を有する
平滑コンデンサを採用する必要が生ずる。

本考案の目的は前述の欠点を除去し制御遅れに
起因する平滑コンデンサの電圧の落込のない合理
的な加速電源装置の制御回路を提供することにな
る。

以下本考案を第２図に示す一実施例について説
明する。第２図において、第１図と同一記号を符
してあるものは同一の機能を有する。第１図と異
なる所は、負荷電流を分流器１９にて検出し、増
幅器２５の入力信号として附加している点にあ
る。すなわち第２図において増幅器２５は加算器
として動作する。

この場合の回路動作を第４図を参照して説明す
ると、電力管１６の運転と同時に分流器１９によ
る負荷電流の検出信号ｇが、誤差増幅２４の出力
に対して、負荷電流に比例して瞬時に加算される
ので、第４図に示すように位相制御信号は急変す
る。これによりサイリスタスイツチ１０の点弧位
相は負荷電流に比例して瞬時に補償され、制御回
路に起因する遅れを除去することができる。

従つて本考案によれば安価な分流器により制御
特性を著しく改善することによつて、装置の小形
化、低廉化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の加速電源装置一例を示す回路
図、第２図は本考案の一実施例を示す回路図、第
３図および第４図はそれぞれ第１図および第２図
の動作例を示すタイムチヤートである。 １……交流電源、１０……サイリスタスイツ
チ、１１……整流器用変圧器、１２……整流器、
１３……平滑コンデンサ、１４，１５……分圧
器、１６……電力管、１７……駆動回路、１８…
…負荷、１９……分流器、２１，２２……設定
器、２３……加算器、２４……誤差増幅器、２５
……増幅器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流電源を受電して直流電圧に変換する位相制
   御サイリスタ装置と、この位相制御サイリスタ装
   置の直流出力端に並列に接続された平滑コンデン
   サと、この平滑コンデンサ４の出力端と負荷との
   間に接続された電力管と、この電力管を負荷電圧
   が負荷電圧設定値と等しくなるように制御する駆
   動回路とを備えた加速電源装置の制御回路におい
   て、前記負荷電流を検出する電流検出手段と、前
   記平滑コンデンサの出力電圧が負荷電圧設定値と
   前記電力管の陽極電圧降下設定値および前記電流
   検出手段により検出された負荷電流検出信号の加
   算信号と等しくなるように前記位相制御サイリス
   タ装置の位相を制御する制御手段とを設けたこと
   を特徴とする加速電源装置の制御回路。