JPH05159734A - 高電圧電源 - Google Patents

高電圧電源

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JPH05159734A
JPH05159734A JP32450691A JP32450691A JPH05159734A JP H05159734 A JPH05159734 A JP H05159734A JP 32450691 A JP32450691 A JP 32450691A JP 32450691 A JP32450691 A JP 32450691A JP H05159734 A JPH05159734 A JP H05159734A
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JP
Japan
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circuit
high voltage
power transmission
cockcroft
power supply
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Withdrawn
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JP32450691A
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Inventor
Mikiaki Kai
幹朗 甲斐
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した高電圧を発生させる。 【構成】 直流部4は、基準抵抗R0 とフィルタ回路を
構成するコンデンサC0 で構成され、シールドケース1
の一方の空間S2 に組み込まれている。シールドケース
1の他方の空間S1 内には交流部3とパワー伝送回路5
とが組み込まれている。交流部3はCWCで構成され、
各コンデンサにはコロナシールド7が施されている。パ
ワー伝送回路5は3個の高電圧絶縁トランスT1 ,T
2 ,T3及び整流器6を備えており、高電圧絶縁トラン
スT2 及びT3 はコロナシールドの箱80 ,81 に収容
されている。そして、高電圧絶縁トランスT2 及びT3
のコアにはそれぞれメインポール側のコンデンサのコロ
ナシールド70 ,71 の電位が与えられている。高電圧
絶縁トランスT1 ,T2 ,T3 により伝送されたパワー
は整流器6で整流され、専用のラインを介してシールド
板2を隔てた直流部に伝送され、そこから電子銃部等に
供給される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高電圧電源の構成に係
り、特に電子顕微鏡等に用いて好適な高電圧電源に関す
る。
【0002】
【従来の技術】電子顕微鏡等の荷電粒子を加速させる装
置においては、非常に高い加速電圧を得るために高電圧
電源が用いられている。高電圧電源は、交流を直流の高
電圧に変換する整流回路と、この整流回路の出力である
直流高電圧に残留しているリップル成分を除去して高電
圧を安定化させるためのフィルタ回路及び帰還回路を構
成する基準抵抗を備えている。そして、整流回路は一般
に交流部と称され、フィルタ回路と基準抵抗はこれらを
纏めて直流部と称されている。
【0003】また、電子顕微鏡においては、熱電子放出
型電子銃を搭載しているものにあってはフィラメントを
点灯させるために、また電界放出型電子銃(FEG)を
搭載しているものにあってはFEGにパワーを伝送する
ために、パワー伝送回路が設けられる。
【0004】その構成例を図4、図5に示す。図4にお
いては、接地電位になされたシールドケース1の内部空
間はシールド板2によって二つの空間S1,S2 に仕切
られており、一方の空間S1 には交流部3が収容され、
他方の空間S2 には直流部4及びパワー伝送回路5が収
容されている。交流部3はコッククロフト・ウォルトン
回路(Cockcroft-Walton circuit:以下、CWCと称
す)で構成されいる。CWCは出力電圧を取り出すため
のメインポールと、これをチャージアップさせるための
サブポールを備えている。図の点Pで示す側がメインポ
ールであり、いま、入力トランスT0 の2次側に得られ
る電圧をEとすると、メインポールには8Eの直流電圧
が得られる。メインポールに得られる電位はシールド板
2を隔ててフィルタ用の抵抗R1 により直流部4に電位
が伝送され、出力端子OUT1からウェネルト電極に印加さ
れる。またバランス型CWCの各コンデンサはコロナシ
ールド7により囲まれ放電対策が施されている。
【0005】直流部4は基準抵抗R0 と、フィルタ回路
を構成するコンデンサC1 ,C2 の直列回路とで構成さ
れている。フィルタ回路の一方の端部は出力端子OUT
1に、他端部はシールドケース1に接続されている。ま
た、基準抵抗R0 の一方の端部は出力端子OUT1に、他端
部は図示しない帰還回路に接続されている。
【0006】パワー伝送回路5は、複数個、図では3個
の高電圧絶縁トランスT1 ,T2 ,T3 を縦続接続した
回路と、最終段の高電圧絶縁トランス、図ではT3 の2
次側コイルに接続された整流器6とで構成されている。
整流器6の出力である直流電圧は、例えば電子銃のフィ
ラメント(図示せず)の両端に出力端子OUT2から印加さ
れる。また、各高電圧絶縁トランスT1 ,T2 ,T3
コアにはそれぞれ所定の電位が与えられる。図において
は高電圧絶縁トランスT1 のコアは接地され、高電圧絶
縁トランスT2 のコアはコンデンサC1 ,C2 の接続中
点の電位が与えられ、高電圧絶縁トランスT3 のコアは
交流部3の出力電圧の電位が与えられている。
【0007】図5は従来使用されている高電圧電源の他
の構成例を示す図である。なお、以下図4と同一のも
の、同等なものに対しては図4と同一の符号を付す。図
5は、交流部3としてバランス型CWCを用いる以外は
図4と同じである。バランス型CWCは、電圧を取り出
すためのメインポールは存在せず、充放電を繰り返すC
WCでいうサブポールしか存在しない。このため頂部に
は各ポールから発生した高電圧電位の中点を取り出すた
めのバランス抵抗RB1,RB2が設けられており、このバ
ランス抵抗RB1,RB2の接続中点からシールド板2を隔
ててフィルタ用の抵抗R1 により直流部4に電位が伝送
される。また、バランス型CWCの各コンデンサはコロ
ナシールド7により囲まれ放電対策が施されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
高電圧電源においては、パワー伝送回路5は直流部4が
収容される空間と同じ空間S2 内に収容されているの
で、パワー伝送回路5で生じる交流磁場によって直流部
4が影響され、安定した高電圧が得られないという問題
があった。即ち、パワー伝送回路5は交流を伝送するも
のであるから、その伝送路の近傍には交流磁場が生じ
る。そして、直流部4の基準抵抗R0 はパワー伝送回路
5の近傍に配置されるから、基準抵抗R0 には当該交流
磁場によって電流が誘導されることになり、その結果出
力端子OUT1から出力される高電圧が変動して装置として
の性能が劣化してしまうのである。本発明は、上記の課
題を解決するものであって、安定した高電圧を発生する
ことができる高電圧電源を提供することを目的とするも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の高電圧電源は、コッククロフト・ウォル
トン回路またはバランス型コッククロフト・ウォルトン
回路からなる交流部と、前記交流部で発生された高電圧
を安定させるためのフィルタ回路及び基準抵抗を含む直
流部と、交流を伝送する複数の絶縁トランスと、前記絶
縁トランスの最終段絶縁トランスの所定の出力タップに
得られる交流を整流する整流器とを含むパワー伝送回路
とを備える高電圧電源において、前記交流部と直流部と
はシールド部材で隔離されてなり、且つ前記パワー伝送
回路は前記交流部側に配置されてなることを特徴とす
る。
【0010】
【作用】本発明においてはパワー伝送回路は交流部側に
組み込まれる。そして、非常に高い電圧が要求される場
合には高電圧絶縁トランス1段のみで高電圧絶縁を持た
せることは不可能であるため、パワー伝送回路には複数
の高電圧絶縁トランスを用いることになるが、このと
き、これらの絶縁トランスのコアにはある電位を与えな
ければならず、パワー伝送回路を交流部と共に組み込む
際には、その電位の与え方が問題となる。そこで、交流
部としてバランス型CWCを用いる場合には、パワー伝
送回路に用いる絶縁トランスのコアをバランス型CWC
の適当な位置における二つのポールの中点電位にした
り、あるいは絶縁トランスのコアをバランス型CWCの
コンデンサに施されているシールド部材に接続し、所定
の電位を与えることによって解決している。また、交流
部としてCWCを用いる場合には、パワー伝送回路に用
いる絶縁トランスのコアをCWCのメインポール側の所
定の位置のコンデンサに施されているシールド部材に接
続し、所定の電位を与えることによって解決している。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図1は本発明に係る高電圧電源の一実施例の構成を示す
図である。図1において、直流部4は、基準抵抗R0
フィルタ回路を構成するコンデンサC0 で構成され、シ
ールドケース1の一方の空間S2 に組み込まれている。
シールドケース1の他方の空間S1 内には交流部3とパ
ワー伝送回路5とが組み込まれている。交流部3はバラ
ンス型CWCで構成され、各コンデンサにはコロナシー
ルド7が施されている。パワー伝送回路5は3個の高電
圧絶縁トランスT1,T2 ,T3 及び整流器6を備えて
おり、高電圧絶縁トランスT2 及びT3 はコロナシール
ドの箱8に収容されている。パワー伝送回路5の伝送線
路はバランス型CWCの2本のポールに沿って配置さ
れ、各高電圧絶縁トランスのところで巻線としてつなが
っている。
【0012】そして各高電圧絶縁トランスのコアは、各
ポールの適当な位置のコロナシールド7の電位を昇圧用
ダイオードと同方向のダイオードに接続されており、こ
れにより各高電圧絶縁トランスのコアの電位は二つのポ
ールの中点電位となされている。即ち、高電圧絶縁トラ
ンスT2 のコアはコロナシールドの箱8に接続され、当
該箱8はダイオードD1 ,D2 の接続中点に接続されて
いるので、結局高電圧絶縁トランスT2 のコアはコロナ
シールド70 の電位となされている。また、頂部の高電
圧絶縁トランスT3 のコアに関しては、既にバランス抵
抗RB1,RB2により二つのポールの中点電位が存在する
のでこれをコアの電位としている。
【0013】高電圧絶縁トランスT3 の2次側コイルに
は整流器6が配置されており、当該整流器6で整流され
た直流のパワーは専用のラインを介して直流部4側に伝
送され、そこから電子銃部等に供給される。なお、図1
の構成においては図中C′で示すような浮遊容量が生じ
るが、この浮遊容量C′はCWCのメインポールに相当
するものである。
【0014】また、高電圧絶縁トランスT2 のコアの電
位の取り方としては図1に示すようにダイオードを介し
てコロナシールド7と接続するのではなく、高抵抗を用
いることも考えられるが、その場合には昇圧時の電流リ
ークによって効率が低下することが考えられるので好ま
しいものではないものである。
【0015】次に、本発明の第2の実施例について図2
を参照して説明する。図2においても、図1に示すと同
様にパワー伝送回路は交流部3側に組み込まれている
が、パワー伝送回路が、高電圧絶縁トランスT1 ,T
2 ,T3 及び整流器6を備える第1の系統と、高電圧絶
縁トランスT1′ ,T2′ ,T3′ 及び整流器6′を備
える第2の系統の2系統を備える点で図1に示す構成と
異なっている。バランス型CWCの各コンデンサはコロ
ナシールド7に囲まれており、また高電圧絶縁トランス
2 ,T2′ はそれぞれコロナシールド箱80 ,81
収容され、高電圧絶縁トランスT3 及びT3′ は共にコ
ロナシールド箱82 に収容されている。
【0016】そして、高電圧絶縁トランスT2 のコアは
コロナシールド箱80 に接続されており、コロナシール
ド箱80 はコロナシールド70 に接続されているので、
高電圧絶縁トランスT2 のコアはコロナシールド70
電位になされている。同様に、高電圧絶縁トランス
2′ のコアはコロナシールド71 の電位になされてい
る。頂部の高電圧絶縁トランスT3 ,T3′ のコアは、
バランス抵抗RB1,RB2により二つのポールの中点電位
が与えられている。
【0017】各整流器6,6′の基準点はバランス抵抗
B1,RB2によりバランスされた高電圧電位になされ、
これらの整流器6,6′で整流された直流のパワーは専
用のラインを通してシールド板2を隔てた直流部4に伝
送されそこから電子銃部等に供給される。
【0018】次に、本発明の第3の実施例について図3
を参照して説明する。図3において、直流部4は、基準
抵抗R0 とフィルタ回路を構成するコンデンサC0 で構
成され、シールドケース1の一方の空間S2に組み込ま
れている。シールドケース1の他方の空間S1 内には交
流部3とパワー伝送回路5とが組み込まれている。交流
部3はCWCで構成され、各コンデンサにはコロナシー
ルド7が施されている。パワー伝送回路5は3個の高電
圧絶縁トランスT1 ,T2 ,T3 及び整流器6を備えて
おり、高電圧絶縁トランスT2 及びT3 はコロナシール
ドの箱80 ,81 に収容されている。そして、コロナシ
ールドの箱80 ,81 はそれぞれメインポール側のコン
デンサのコロナシールド70 ,71 に接続されおり、高
電圧絶縁トランスT2 及びT3 のコアはそれぞれコロナ
シールドの箱80,81 に接続されているから、結局高
電圧絶縁トランスT2 及びT3 のコアにはそれぞれメイ
ンポール側のコンデンサのコロナシールド70 ,71
電位が与えられている。
【0019】高電圧絶縁トランスT1 ,T2 ,T3によ
り伝送されたパワーは整流器6で整流され、専用のライ
ンを介してシールド板2を隔てた直流部に伝送され、そ
こから電子銃部等に供給される。
【0020】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば、上記実施例ではパワー伝
送回路には3個の高電圧絶縁トランスを用いるものとし
たが、必要に応じて2個で構成してもよく、あるいは4
個以上で構成してもよいものである。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、パワー伝送回路を交流部側に配置したので、
直流部はパワー伝送回路から発生される交流磁場の影響
を受けることがなく、その結果高電圧の変動を抑えるこ
とができるので、装置としての性能の劣化を防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図2】 本発明の第2の実施例の構成を示す図であ
る。
【図3】 本発明の第3の実施例の構成を示す図であ
る。
【図4】 従来の高電圧電源の構成例を示す図である。
【図5】 従来の高電圧電源の他の構成例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1…シールドケース、2…シールド板、3…交流部、4
…直流部、5…パワー伝送回路、6…整流器、7…コロ
ナシールド。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コッククロフト・ウォルトン回路または
    バランス型コッククロフト・ウォルトン回路からなる交
    流部と、 前記交流部で発生された高電圧を安定させるためのフィ
    ルタ回路及び基準抵抗を含む直流部と、 交流を伝送する複数の絶縁トランスと、前記絶縁トラン
    スの最終段絶縁トランスの所定の出力タップに得られる
    交流を整流する整流器とを含むパワー伝送回路とを備え
    る高電圧電源において、 前記交流部と直流部とはシールド部材で隔離されてな
    り、且つ前記パワー伝送回路は前記交流部側に配置され
    てなることを特徴とする高電圧電源。
  2. 【請求項2】 前記交流部はバランス型コッククロフト
    ・ウォルトン回路で構成され、且つ前記パワー伝送回路
    に用いられる各絶縁トランスのコアは前記バランス型コ
    ッククロフト・ウォルトン回路の所定の位置の二つのポ
    ールの中点の電位が与えられることを特徴とする請求項
    1記載の高電圧電源。
  3. 【請求項3】 前記整流回路はバランス型コッククロフ
    ト・ウォルトン回路で構成され、 前記パワー伝送回路は、交流を伝送する複数の絶縁トラ
    ンスと、前記絶縁トランスの最終段絶縁トランスの所定
    の出力タップに得られる交流を整流する整流器とからな
    る回路を2系統備えてなり、 一方のパワー伝送回路に用いられる各絶縁トランスのコ
    アは前記バランス型コッククロフト・ウォルトン回路の
    一方のポールの所定の位置のコンデンサに施されている
    シールド部材に接続され、他方のパワー伝送回路に用い
    られる各絶縁トランスのコアは前記バランス型コックク
    ロフト・ウォルトン回路の他方のポールの所定の位置の
    コンデンサに施されているシールド部材に接続されてな
    ることを特徴とする請求項1記載の高電圧電源。
  4. 【請求項4】 前記整流回路はコッククロフト・ウォル
    トン回路で構成され、且つ前記パワー伝送回路に用いら
    れる各絶縁トランスのコアは前記コッククロフト・ウォ
    ルトン回路のメインポール側の所定の位置のコンデンサ
    に施されているシールド部材に接続されてなることを特
    徴とする請求項1記載の高電圧電源。
JP32450691A 1991-12-09 1991-12-09 高電圧電源 Withdrawn JPH05159734A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010010987A (ko) * 1999-07-24 2001-02-15 김영환 모니터의 전원 입력 회로
JP2006156155A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Jeol Ltd 荷電粒子ビーム装置の高電圧発生装置
JP2007236099A (ja) * 2006-03-01 2007-09-13 Jeol Ltd 直流高電圧発生装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010010987A (ko) * 1999-07-24 2001-02-15 김영환 모니터의 전원 입력 회로
JP2006156155A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Jeol Ltd 荷電粒子ビーム装置の高電圧発生装置
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Legal Events

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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

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Effective date: 19990311