JPH07260863A - フィラメント断線検出回路 - Google Patents

フィラメント断線検出回路

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JPH07260863A
JPH07260863A JP6054295A JP5429594A JPH07260863A JP H07260863 A JPH07260863 A JP H07260863A JP 6054295 A JP6054295 A JP 6054295A JP 5429594 A JP5429594 A JP 5429594A JP H07260863 A JPH07260863 A JP H07260863A
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JP6054295A
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English (en)
Inventor
Seiji Mori
省二 森
Masaji Naito
正次 内藤
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Toshiba Corp
Toshiba System Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba System Technology Corp
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Publication date
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10—Nuclear fusion reactors

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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオン源内に設けられるフィラメントの直並
列接続に関係なく、一本のフィラメントの断線をも容易
且つ高速に検出する。 【構成】 変圧器を介して供給される交流を直流に変換
する整流器から直流電源を供給されるイオン源内に設け
られ並列接続されたｎ個のフィラメントの断線を検出す
るフィラメント断線検出回路において、各フィラメント
の電流をそれぞれ検出するｎ個の電流検出器と、該ｎ個
の電流検出器の出力信号が各々一方の入力端子に印加さ
れ、各々他方の入力端子には設定値が印加されている比
較器を具備したフィラメント断線検出回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、核融合装置の中性粒子
入射装置等に用いられるソースプラズマ生成装置内フィ
ラメント電源のフィラメント断線検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】核融合装置の中性粒子入射装置等に用い
られるソースプラズマ生成装置内フィラメント電源はイ
オンをプラズマ状態にするため、フィラメントには変圧
器及び整流器から成る直流電源により直流を与えてい
る。このフィラメンド電源は、一つの直流電源に一本の
フィラメントを接続した電源多段構成をし、フィラメン
トの断線検出はフィラメント断線時の直流無負荷電圧検
出を行っていた。
【０００３】図７は従来のフィラメント断線検出回路
で、（ａ）は主回路、（ｂ）は断線検出回路の構成図を
示す。図７において、１ａ．１ａ1 ．１ａ2 ．１ｂ〜１
ｎはフィラメント、２ａ，２ｂ〜２ｎ直流無負荷電圧を
検出する電圧検出器、３ａ，３ｂ〜３ｎは交流を直流に
変換する整流器及び変圧器４ａ，４ｂ〜４ｎによって構
成されるフィラメント電源である。又、２ａ´，２ｂ´
〜２ｎ´は電圧検出器２ａ，２ｂ〜２ｎの電圧検出接点
であり、２１は電圧検出接点２ａ´，２ｂ´〜２ｎ´に
より断線を検出する断線検出回路、３１は断線検出回路
２１より出力されるフィラメント故障検出信号である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図７に示す従来のフィ
ラメント断線検出回路において、例えば、変圧器４ａ、
整流器３ａから成る直流電源にフィラメント１ａ，１ａ
1 ，１ａ2 が並列に接続された場合において、フィラメ
ント１ａが断線しても直流電圧は僅かしか上昇せず、フ
ィラメント１ａのフィラメント断線は検出されない。
又、全てのフィラメント１ａ，１ａ1 ，１ａ2 が断線し
て始めてフィラメント断線が検出される検出の遅い検出
回路である。その為、従来の直流無負荷電圧検出では、
一つの電源に数本のフィラメントが並列に接続された場
合においては、一本のフィラメントが断線しても直流電
圧の上昇値が小さく、フィラメントの断線検出ができ
ず、数本のフィラメントが断線して始めてフィラメント
が断線検出を行う検出精度が悪く且つ検出速度の遅い検
出回路であった。
【０００５】本発明はフィラメントの直並列接続に関係
なく、一本のフィラメントの断線をも容易に検出でき、
且つ高速にフィラメントの断線検出を行うことができる
フィラメントの断線検出回路を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、変圧器を介して供給される交流
を直流に変換する整流器から直流電源を供給されるイオ
ン源内に設けられ並列接続されたｎ個のフィラメントの
断線を検出するフィラメント断線検出回路において、各
フィラメントの電流をそれぞれ検出するｎ個の電流検出
器と、該ｎ個の電流検出器の出力信号が各々一方の入力
端子に印加され、各々他方の入力端子には設定値が印加
されている比較器を具備し、該比較器の出力信号によ
り、フィラメント断線を検出することを特徴とするもの
である。
【０００７】又、請求項２の発明は、変圧器を介して供
給される交流を直流に変換する整流器から直流電源を供
給されるイオン源内に設けられ並列接続されたｎ個のフ
ィラメントの断線を検出するフィラメント断線検出回路
において、前記ｎ個のフィラメントの内の少くとも１個
のフィラメントの電流を検出する第１の電流検出器と、
前記ｎ個のフィラメントに流れる総合電流を検出する第
２の電流検出器と、該第２の電流検出器の出力信号をｎ
で割算する割算器と、該割算器の出力信号と前記第１の
電流検出器の出力信号を比較する比較器を具備し、該比
較器の出力信号により、フィラメント断線を検出するこ
とを特徴とするものである。
【０００８】更に、請求項３の発明は、変圧器を介して
供給される交流を直流に変換する整流器から直流電源を
供給されるイオン源内に設けられ並列接続されたｎ個の
フィラメントの断線を検出するフィラメント断線検出回
路において、各フィラメントの電流をそれぞれ検出する
ｎ個の第１の電流検出器と、前記ｎ個のフィラメントに
流れる総合電流を検出する第２の電流検出器と、該第２
の電流検出器の出力信号をｎで割算する割算器と、前記
第１の電流検出器の出力信号が各々一方の入力端子に印
加され、各々他方の入力端子には前記割算器の出力信号
が印加されるｎ個の比較器を具備し、該比較器の出力信
号により、フィラメント断線を検出することを特徴とす
るものである。
【０００９】又、請求項４の発明は、変圧器を介して供
給される交流を直流に変換する整流器から直流電源を供
給されるイオン源内に設けられ並列接続されたｎ個のフ
ィラメントの断線を検出するフィラメント断線検出回路
において、各フィラメントの電流をそれぞれ検出するｎ
個の電流検出器と、前記整流器の直流出力電圧を検出す
る電圧検出器と、該電圧検出器の出力信号をそれぞれ前
記電流検出器の出力信号で割算するｎ個の割算器と、該
ｎ個の割算器の出力信号と設定値とを比較する比較器を
具備し、該比較器の出力信号により、フィラメント断線
を検出することを特徴とするものである。
【００１０】更に、請求項５の発明は、変圧器を介して
供給される交流を直流に変換する整流器から直流電源を
供給されるイオン源内に設けられ並列接続されたｎ個の
フィラメントの断線を検出するフィラメント断線検出回
路において、各フィラメントの電流をそれぞれ検出する
ｎ個の第１の電流検出器と、前記ｎ個のフィラメントに
流れる総合電流を検出する第２の電流検出器と、前記整
流器の直流出力電圧を検出する電圧検出器と、該電圧検
出器の出力信号を前記第２の電流検出器の出力信号で割
算する第１の割算器と、前記電圧検出器の出力信号をそ
れぞれ前記第１の電流検出器の出力信号で割算するｎ個
の第２の割算器と、該第２の割算器の出力信号を加算す
る加算器と、該加算器の出力信号と前記第１の割算器の
出力信号を比較する比較器を具備し、該比較器の出力信
号により、フィラメント断線を検出することを特徴とす
るものである。
【００１１】更に又、請求項６の発明は、変圧器を介し
て供給される交流を直流に変換する整流器から直流電源
を供給されるイオン源内に設けられ並列接続されたｎ個
のフィラメントの断線を検出するフィラメント断線検出
回路において、前記ｎ個のフィラメントに流れる総合電
流を検出する電流検出器と、前記整流器の直流電圧に対
応する電圧基準信号が印加され該電圧基準信号を前記並
列接続されたｎ個のフィラメントの合成抵抗で割算する
割算器と、該割算器の出力信号と設定値とを比較する比
較器を具備し、該比較器の出力信号により、フィラメン
ト断線を検出することを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】請求項１の発明によれば、フィラメントが正常
であれば、各比較器において、設定値と電流検出値とが
ほぼひ等しいため比較記は出力を発生しないが、いずれ
かのフィラメントが断線すれば、電流検出値が「０」と
なるため比較器が出力を発生し、断線を検出できる。
【００１３】又、請求項２の発明によれば、フィラメン
トが正常であれば、第１の電流検出器の出力と、割算器
の出力がほぼ等しいため比較器が出力を発生しないが、
いずれかのフィラメントが断線すれば、第１の電流検出
器の検出値は変らないが、割算器の出力値は正常時より
低下するため比較器が出力を発生し、断線を検出でき
る。 更に、請求項３の発明によれば、フィラメントが
正常であれば、各第１の電流検出器の出力信号と、割算
器の出力信号はほぼ等しいため各々の比較器は出力を発
生しないが、いずれかのフィラメントが断線すれば、断
線したフィラメントの電流信号が印加されている比較器
が出力を発生し、断線を検出できる。
【００１４】又、請求項４の発明によれば、フィラメン
トが正常であれば、各割算器はフィラメントの抵抗に相
当する信号を出力し、これと設定値とを比較しているた
め、比較器は出力を発生しない。しかしながら、いずれ
かのフィラメントが断線すれば、断線したフィラメント
の出力電流信号が印加されている割算器の出力信号は無
限大に相当する信号を発生するため、比較器が出力を発
生し、断線を検出できる。
【００１５】更に、請求項５の発明によれば、フィラメ
ントが正常であれば、第１の割算器の出力信号と、加算
器の出力信号はほぼ等しいため比較器は出力信号を発生
しない。いずれかのフィラメントが断線すれば、断線し
たフィラメントの出力電流信号が印加されている割算器
の出力信号は無限大に相当する信号を発生するため、加
算器もそれに相当する信号を発生することにより、比較
器が出力を発生し、断線を検出できる。
【００１６】更に又、請求項６の発明によれば、フィラ
メントが正常であれば、電流検出器の出力信号と、割算
器の出力信号がほぼ等しいため、比較器は出力信号を発
生しない。しかし、いずれかのフィラメントが断線すれ
ば、電流検出器の出力信号は低下するが、割算器の出力
信号は変化したいため、比較器が出力を発生し、断線を
検出できる。
【００１７】
【実施例】以下、請求項１の発明に係る第１の実施例を
図７と同一部に同一記号を付して示す図１の構成図を参
照して説明する。図１において、１１ａ，１１ｂ〜１１
ｎは設定器１２ａ，１２ｂ〜１２ｎにより設定された値
と電流検出器、例えば変流器５ａ，５ｂ〜５ｎにより検
出した電流値ｉ1 ，ｉ2 〜ｉn を各々比較する比較器で
ある。通常、フィラメント正常時、変流器５ａ，５ｂ〜
５ｎにより検出された電流値は、設定器１２ａ，１２ｂ
〜１２ｎの値より大ききいとき比較器１１ａ，１１ｂ〜
１１ｎより検出信号“０”が出力される。又、フィラメ
ント異常時、検出信号“１”が出力される。１３ａ，１
３ｂ〜１３ｎは比較器１１ａ，１１ｂ〜１１ｎからの信
号“１”を保持する保持回路である。２１は保持回路１
３ａ，１３ｂ〜１３ｎからの信号によって断線検出を行
う断線検出器、この断線検出器２１から出力される信号
３１はフィラメント故障信号（正常時“０”、故障時
“１”）である。
【００１８】次に、図１を用いて請求項１の発明の作用
を説明する。通常フィラネメント電源は、変圧器４及び
整流器３を介してｎ本並列接続されたフィラメント１
ａ，１ｂ〜１ｎに直流電源を供給している。並列接続さ
れたｎ本のフィラメント１ａ，１ｂ〜１ｎには各々フィ
ラメントに流れる電流ｉ1 ，ｉ2 〜ｉn を検出する変流
器５ａ，５ｂ〜５ｎが取付けられている。
【００１９】例えば、フィラメント１ａが断線した場
合、変流器５ａに流れる電流ｉ1 は０Ａになってしま
う。この電流ｉ1 と設定器１２ａにて設定した値を比較
器１１ａによって比較し、設定器１２ａの値より小さい
とき検出信号“１”を保持回路１３ａに出力する。保持
回路１３ａにて保持された信号を断線検出器２１によっ
てフィラメント１ａが断線したことを検出し、フィラメ
ント故障信号３１が“１”となり、フィラメント断線検
出を行う。また、ここではフィラメント１ａが断線した
場合を説明したが、他のフィラメント１ｂ〜１ｎが断線
した場合においても同様の効果が得られることは言うま
でもない。また、図示していないがフィラメント１ａ，
１ｂ〜１ｎの各々が複数本並列に接続されているフィラ
メントの場合にも同様の効果が得られことは言うまでも
ない。
【００２０】以上、説明したように、第１の実施例によ
れば、フィラメントの並列接続に関係なく、一つのフィ
ラメント断線をも容易に検出でき、且つ高速にフィラメ
ント断線検出を行うフィラメント断線検出回路を提供す
ることができる。また、一度に複数個のフィラメントに
断線が生じた場合も、１つのフィラメントに複数個直列
接続されてた場合においても同様の効果が得られること
は言うまでもない。
【００２１】次に、請求項２の発明に係る第２の実施例
を図１と同一部に同一記号を付して示す図２の構成図を
参照して説明する。図２において、ｎ本並列接続された
フィラメント１ａ，１ｂ〜１ｎの内フィラメント１ａに
変流器５ａを取付けている。また、直流回路電流Ｉを測
定するために変流器５を取付けている。
【００２２】通常、フィラメント電源は変圧器４及び整
流器３を介してｎ本並列接続されたフィラメント１ａ，
１ｂ〜１ｎに直流電源を供給してる。又、フィラメント
１ａ，１ｂ〜１ｎは同一抵抗値を持つたものを使用して
いるので、各フィラメント１ａ，１ｂ〜１ｎに流れる電
流は、変流器５ａにて検出する電流ｉ1 と同じである。
また、変流器５ａに流れる電流Ｉは、各フィラメント１
ａ，１ｂ〜１ｎに流れる直流電流の総和の電流が流れて
いる。変流器５にて検出した電流Ｉは、割算器１５にて
並列接続されたフィラメント本数ｎ本で除算され、それ
を掛算器１４でＫ倍され判定条件として比較器１１に入
力される。変流器５ａにて検出される電流ｉ1 は直接比
較器１１に入力される。比較器１１においては、入力さ
れるこれらの信号を比較演算している。比較条件は次の
通りである。
【００２３】
【数１】 ｉ1 ≦Ｋ（Ｉ／ｎ） ……（１）：断線なし ｉ1 ＞Ｋ（Ｉ／ｎ） ……（２）：断線あり ｉ1 ＝０ ……（３）：断線あり 例えば、並列接続したフィラメントｎ本の内フィラメン
ト１ｂが断線した場合、フィラメント１ｂが断線のた
め、フィラメントの抵抗の総和がフィラメント断線前よ
り大きくなる。そのため変流器５に流れる電流Ｉは小さ
くなる。変流器５にて検出した電流Ｉは割算器１５に
て、フィラメント並列本数ｎ本で除算されるため、断線
前より小さな値となる。ここで、フィラメント電源をＤ
Ｃ１５Ｖ，９６００Ａ，フィラメント並列接続数４８本
のフィラメント電源とすると、フィラメント１本断線す
ると、直流電流は９６００Ａから９４００Ａになってし
まう。この直流電流を割算器１５にてフィラメント並列
本数４８本で除算し、１９６Ａとなる。掛算器１４の係
数Ｋを１とした場合、比較器１１に入力する値は１９６
Ａとなる。また、変流器５ａの検出値２００Ａも、比較
器１１に入力される。ここで比較器１１にて式（１），
（２），（３）の条件を判別し、断線検出器２１に信号
が送られ、フィラメント故障信号３１が“１”となる。
また、変流器５ａが取付けられているフィラメント１ａ
が断線した場合は、式（３）の条件で、断線が検出され
る。また、ここでは、フィラメント１ｂが断線した場合
を説明したが、他のフィラメントが断線した場合におい
ても、又、変流器５ａが他のフィラメント１ｂ〜１ｎに
取付けた場合にも同様の効果が得らることは言うまでも
ない。更に、図示していないがフィラメント１ａ，１ｂ
〜１ｎの各々が複数本並列に接続されている場合にも同
様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２４】以上、説明したように第２の実施例によれ
ば、フィラメントの直並列接続に関係なく、一つのフィ
ラメント断線も容易に検出でき、且つ高速にフィラメン
ト断線検出を行うフィラメント断線検出回路を提供する
ことができる。
【００２５】又、一度に複数個のフィラメント断線が生
じた場合も同様の効果が得らることは言うまでもない。
更に、請求項３の発明に係る第３の実施例を図１、図２
と同一部に同一記号を付して示す図３の構成図を参照し
て説明する。
【００２６】図３において、ｎ本並列接続されたフィラ
メント１ａ，１ｂ〜１ｎの各々のフィラメントに変流器
５ａ，５ｂ〜５ｎを取付けている。また、直流回路電流
Ｉを検出するために変流器５を取付けている。
【００２７】通常、フィラメント電源は変圧器４及び変
換器３を介してｎ本並列接続されたフィラメント１ａ，
１ｂ〜１ｎに直流電源を供給している。また、フィラメ
ント１ａ，１ｂ〜１ｎは同一の抵抗値を持ったものを使
用しているので、各フィイラメントに流れる電流は、各
変流器５ａ，５ｂ〜５ｎにて検出する電流ｉ1 ，ｉ2〜
ｉn に、それぞ等しく、ｉ1 ＝ｉ2 ＝…＝ｉn となる。
変流器５にて検出した電流Ｉは、割算器１５にて並列接
続されたフィラメント本数ｎ本で除算され、それを掛算
器１４でＫ倍され判定条件として各比較器１１ａ，１１
ｂ〜１１ｎに入力される。各変流器５ａ，５ｂ〜５ｎに
て検出される各電流ｉ1 ，ｉ2 〜ｉn は直接比較器１１
ａ，１１ｂ〜１１ｎに入力される。各比較器１１ａ，１
１ｂ〜１１ｎにおいては、入力されるこれらの信号を比
較演算している。比較条件は次の通りである。
【００２８】
【数２】 Ｋ（Ｉ／ｎ）＜ｉΣ ……（４）：断線なし Ｋ（Ｉ／ｎ）≧ｉΣ ……（５）：断線あり 但し、Σは１，２〜ｎ 例えば、並列接続したフィラメントｎ本の内フィラメン
ト１ａが断線した場合、変流器５ａに流れる電流ｉ1
は、フィラメント１ａが断線のため電流は０Ａとなる。
ここでフィラメント電源をＤＣ１５Ｖ，９６００Ａ，フ
ィラメント並列接続数４８本のフィラメント電源とする
と、フィラメント１ａが断線すると、直流電流Ｉは９６
００Ａから９４００Ａになってしまう。この直流電流を
割算器１５にてフィラメント並列接続本数４８本で演算
すると１９６Ａとなる。掛算器１４の係数Ｋを１とした
場合、比較器１１ａに入力する値は、１９６Ａとなる。
又、変流器５ａの値はフィラメント１ａが断線のため０
Ａとなり、比較器１１ａに入力される。ここで比較器１
１ａにて式（４），（５）の条件を判別し、断線検出器
２１に信号が送られ、フィラメント故障信号３１が
“１”となる。又、ここでは、フィラメント１ａが断線
した場合を説明したが、他のフィラメント１ｂ〜１ｎが
断線した場合も同様の効果が得られることは言うまでも
ない。又、図示していないがフィラメント１ａ，１ｂ〜
１ｎが各々フイラメントが複数本並列に接続されている
場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２９】以上、説明したように、第３の実施例によ
れば、フィラメントの直並列接続に関係なく、一つのフ
ィラメント断線をも容易に検出でき、且つ高速にフィラ
メント断線検出を行うフィラメント断線検出回路を提供
することができる。
【００３０】また、一度に複数個のフィラメントに断線
が生じた場合も同様の効果が得られることは言うまでも
ない。更に、請求項４の発明に係る第４の実施例を図１
乃至図３と同一部に同一記号を付して示す図４の構成図
を参照して説明する。
【００３１】図４において、ｎ本並列接続されたフィラ
メント１ａ，１ｂ〜１ｎの各々のフィラメント１ａ，１
ｂ〜１ｎに変流器５ａ、５ｂ〜５ｎを取付けている。通
常、、フィラメント電源は変圧器４及び変換器３を介し
てｎ本並列接続されたフィラメント１ａ，１ｂ〜１ｎに
直流電源を供給している。また、フィラメント１ａ，１
ｂ〜１ｎは同一の抵抗値を持ったものを使用しているの
で、各フィイラメント１ａ，１ｂ〜１ｎに流れる電流
は、各変流器５ａ，５ｂ〜５ｎにて検出する電流ｉ1 ，
ｉ2 〜ｉn に、それぞれ等しく、ｉ1 ＝ｉ2 ＝…＝ｉn
となる。各電流ｉ1 ，ｉ2 〜ｉn は各割算器１７ａ，１
７ｂ〜１７ｎに入力される。
【００３２】又、分圧器６は直流電圧を測定する電圧検
出器で、その出力信号は各割算器１７ａ，１７ｂ〜１７
ｎに入力される。各割算器１７ａ，１７ｂ〜１７ｎにて
各フィラメント１ａ，１ｂ〜１ｎの抵抗値が演算され
る。比較器１１では、設定器１２にて設定した設定値と
各抵抗値の比較を行い、比較結果を比較器１１より出力
し、断線検出器２１を介してフィラメント故障信号３１
が出力される。比較器１１の比較条件は、次の通りであ
る。
【００３３】
【数３】 設定値≧Ｋ（Ｖ／ｉΣ） ……（６）：断線なし 設定値＜Ｋ（Ｖ／ｉΣ） ……（７）：断線あり 但し、Σは１，２〜ｎ 例えば、並列接続したフィラメントｎ本の内フィラメン
ト１ａが断線した場合、変流器５ａに流れる電流ｉ1
は、０Ａとなる。ここでフィラメント電源をＤＣ１５
Ｖ，９６００Ａ，フィラメント並列接続数４８本のフィ
ラメント電源とすると、通常、分圧器６にて直流電圧１
５Ｖ、変流器５ａにて電流ｉ1 ＝２００Ａを検出し、割
算器１７ａに入力され、抵抗値０．０７５Ωが演算され
る。フィラメント１ａの断線によりフィラメントの抵抗
値は無限大となる。その結果が比較器１１に入力され
る。ここで設定器１２の設定値と比較され式（６），
（７）の条件が判別され、フィラメント１ａの抵抗値が
無限大Ωと設定値より大きいため信号“１”が断線検出
器２１に入力され、フィラメント故障信号３１が“１”
となる。ここでは、フィラメント１ａが断線した場合を
説明したが、他のフィラメント１ｂ〜１ｎが断線した場
合も同様の効果が得られることは言うまでもない。ま
た、図示していないがフィラメント１ａ，１ｂ〜１ｎの
各が複数本並列に接続されている場合にも同様の効果が
得られることは言うまでもない。
【００３４】以上、説明したように、第４の実施例によ
れば、フィラメントの直並列接続に関係なく、一つのフ
ィラメント断線をも容易に検出でき、且つ高速にフィラ
メント断線検出を行うフィラメント断線検出回路を提供
することができる。
【００３５】また、一度に複数個のフィラメントに断線
が生じた場合も同様の効果が得られることは言うまでも
ない。更に、請求項５の発明に係る第５の実施例を図１
乃至図４と同一部に同一記号を付して示す図５の構成図
を参照して説明する。
【００３６】図５において、ｎ本並列接続されたフィラ
メント１ａ，１ｂ〜１ｎの各々のフィラメントに変流器
５ａ、５ｂ〜５ｎ及び直流電流測定用に変流器５を取り
つけている。又、直流回路電圧Ｖを測定するために分圧
器６を取付けている。
【００３７】通常、フィラメント電源は変圧器４おおよ
び変換器３を介してｎ本並列接続されたフィラメント１
ａ，１ｂ〜１ｎに直流電源を供給している。また、フィ
ラメント１ａ，１ｂ〜１ｎは同一の抵抗値を持ったもの
を使用しているので、各フィイラメント１ａ，１ｂ〜１
ｎに流れる電流は、各変流器５ａ，５ｂ〜５ｎにて検出
する電流ｉ1 ，ｉ2 〜ｉn に、それぞ等しく、ｉ1 ＝ｉ
2 ＝…＝ｉn となる。各電流ｉ1 ，ｉ2 〜ｉn は各割算
器１７ａ，１７ｂ〜１７ｎに入力される。又、分圧器６
は直流電圧を測定し、各割算器１７ａ，１７ｂ〜１７ｎ
に入力される。各割算器１７ａ，１７ｂ〜１７ｎにて各
フィラメント１ａ，１ｂ〜１ｎの抵抗値が演算される。
割算器１７は直流分圧器６にて検出された直流電圧Ｖと
変流器５にて検出した直流電流Ｉが入力される。ここ
で、直流回路の抵抗値が算出される。その値を掛算器１
４にてＫ倍し比較器１１に入力する。又、加算器１６の
結果も比較器１１に入力される。この比較器１１によっ
て両者が比較され断線検出器２１を介して断線時、断線
検出器２１からフィラメント断線信号３１が出力され
る。比較器１１の比較条件は、次の通りである。
【００３８】
【数４】 Ｋ（Ｖ／Ｉ）≧（Ｖ／ｉ1)＋（Ｖ／ｉ2)＋…＋（Ｖ／ｉn)…（８）：断線なし Ｋ（Ｖ／Ｉ）＜（Ｖ／ｉ1)＋（Ｖ／ｉ2)＋…＋（Ｖ／ｉn)…（９）：断線あり 例えば、並列接続したフィラメントｎ本の内フィラメン
ト１ａが断線した場合、変流器５ａに流れる電流ｉ1 は
０Ａとなる。ここでフィラメント電源をＤＣ１５Ｖ，９
６００Ａ，フィラメント並列接続数４８本のフィラメン
ト電源とすると、通常、分圧器６にて直流電圧１５Ｖ、
変流器５ａにて電流ｉ1 ＝２００Ａを検出し、割算器１
７ａに入力され、抵抗値０．０７５Ωが演算される。フ
ィラメント１ａの断線によりフィラメントの抵抗値は無
限大となる。また、割算器１７で演算される抵抗値は
１．６×１０-3Ω，割算器１７１７ｂ〜１７n で演算さ
れる抵抗値はそれぞ０．０７５Ωとなる。加算器１６の
出力はフィラメント１ａの抵抗値無限大Ωが支配的の数
字となり比較器１１に入力される。又、掛算器１４にて
Ｋ倍し、比較器１１にて式（８），（９）の条件を判別
し、比較器１１より信号“１”が断線検出器２１に入力
され、断線検出器２１からフィラメント故障信号３１が
出力される。ここでは、フィラメント１ａが断線した場
合を説明したが、他のフィラメント１ｂ〜１ｎが断線し
た場合も同様の効果が得られることは言うまでもない。
また、図示していないがフィラメント１ａ，１ｂ〜１ｎ
の各々が複数本並列に接続されている場合にも同様の効
果が得られることは言うまでもない。
【００３９】以上、説明したように、第５の実施例によ
れば、フィラメントの直並列接続に関係なく、一つのフ
ィラメント断線をも容易に検出でき、且つ高速にフィラ
メント断線検出を行うフィラメント断線検出回路を提供
することができる。
【００４０】また、一度に複数個のフィラメントに断線
が生じた場合も同様の効果が得られ和ことは言うまでも
ない。更に、請求項６の発明に係る第６の実施例を図１
乃至図５と同一部に同一記号を付して示す図６の構成図
を参照して説明する。
【００４１】図６において、直流電流測定用に変流器５
を取付けている。また、外部より電圧基準信号Ｖref が
入力されている。通常、フィラメント電源は変圧器４お
および変換器３を介してｎ本並列接続されたフィラメン
ト１ａ，１ｂ〜１ｎに直流電源を供給している。変流器
５には、各フィラメント１ａ，１ｂ〜１ｎに流れる直流
電流の総和の電流Ｉが流れている。変流器５にて検出し
た電流は比較器１１に入力される。又、外部より与えら
れる電圧基準信号Ｖref は、割算器１８にて１／Ｘ倍さ
れる。ここでＸはフィラメントより決定される値であ
る。割算器１８より出力される信号が電流基準信号Ｉre
f となり、比較器１１に入力される。比較器１１におい
て、入力されたこれらの信号により比較演算される。比
較条件は、次の通りである。
【００４２】
【数５】 Ｉref ≦Ｉ ……（１０）：断線なし Ｉref ＞Ｉ ……（１１）：断線あり 例えば、並列接続したフィラメントｎ本の内フィラメン
ト１ａが断線した場合、フィラメント１ａが断線のた
め、フィラメントの抵抗の総和がフィラメント断線前よ
り大きくなる。そのため変流器５に流れる電流Ｉは小さ
くなる。外部から電圧基準信号Ｖref が入力されてい
る。
【００４３】ここでフィラメント電源をＤＣ１５Ｖ，９
６００Ａ，フィラメント並列接続数４８本のフィラメン
ト電源とすると或る時間後、外部からの電圧基準信号Ｖ
refＶref が１５Ｖの時、フィラメント１本断線する
と、直流電流Ｉは９６００Ａから９４００Ａになってし
まう。割算器１８にて電圧基準信号Ｖref を１／Ｘ倍す
る。ここでＸはフィラメントより決定される値である。
例えばＸをフィラメントの総和の抵抗値０．００１５６
Ωとすると割算器１８より出力される電流基準Ｉref は
９６１５Ａ（１５Ｖ／０．００１５６Ω）となる。この
電流基準信号Ｉref は変流器５にて検出された電流値Ｉ
（９４００Ａ）と比較器１１にて比較され式（１０），
（１１）の条件を判別し、比較器１１より信号“１”が
断線検出器２１に入力され、断線検出器２１からフィラ
メント断線信号３１が出力される。ここではフィラメン
ト１ａが断線した場合を説明したが、他のフィラメント
１ｂ〜１ｎが断線した場合も同様の効果が得られること
は言うまでもない。また、図示していないがフィラメン
ト１ａ，１ｂ〜１ｎが各々フイラメントが複数本並列に
接続されている場合にも同様の効果が得られることは言
うまでもない。
【００４４】以上、説明したように、本実施例によれ
ば、フィラメントの直並列接続に関係なく、一つのフィ
ラメント断線をも容易に検出でき、且つ高速にフィラメ
ント断線検出を行うフィラメント断線検出回路を提供す
ることができる。また、一度に複数個のフィラメントに
断線が生じた場合も同様の効果が得られることは言うま
でもない。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至請求
項６に記載の発明によれば、フィラメントの直並列接続
に関係なく、一つのフィラメントの断線をも容易に検出
でき、且つ高速に検出精度の良いフィラメント断線検出
を行い得るフィラメント断線検出回路を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す構成図。
【図３】本発明の第３の実施例を示す構成図。
【図４】本発明の第４の実施例を示す構成図。
【図５】本発明の第５の実施例を示す構成図。
【図６】本発明の第６の実施例を示す構成図。
【図７】和来の断線検出回路の構成図を示し、（ａ）は
主回路、（ｂ）は検出回路の構成図。
【符号の説明】
１ａ，１ａ1 ，１ａ2 ，１ｂ〜１ｎ ……フィラメン
ト ２ａ，２ｂ〜２ｎ ……電圧検出器 ２ａ´，２ｂ´〜２ｎ´ ……電圧検出点 ３，３ａ，３ｂ〜３ｎ ……整流器 ４，４ａ，４ｂ〜４ｎ ……変圧器 ５，５ａ，５ｂ〜５ｎ ……変流器 ６ ……分圧器 １１，１１ａ，１１ｂ〜１１ｎ ……比較器 １２，１２ａ，１２ｂ〜１２ｎ ……設定器 １３ａ，１３ｂ〜１３ｎ ……保持回路 １４ ……掛算器 １５，１５ａ，１５ｂ〜１５ｎ ……割算器 １６ ……加算器 １７，１７ａ，１７ｂ〜１７ｎ ……割算器 １８ ……割算器 ２１ ……断線検出器 ３１ ……フィラメン
ト故障信号

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 変圧器を介して供給される交流を
    直流に変換する整流器から直流電源を供給されるイオン
    源内に設けられ並列接続されたｎ個のフィラメントの断
    線を検出するフィラメント断線検出回路において、各フ
    ィラメントの電流をそれぞれ検出するｎ個の電流検出器
    と、該ｎ個の電流検出器の出力信号が各々一方の入力端
    子に印加され、各々他方の入力端子には設定値が印加さ
    れている比較器を具備したフィラメント断線検出回路。
  2. 【請求項２】 変圧器を介して供給される交流を
    直流に変換する整流器から直流電源を供給されるイオン
    源内に設けられ並列接続されたｎ個のフィラメントの断
    線を検出するフィラメント断線検出回路において、前記
    ｎ個のフィラメントの内の少くとも１個のフィラメント
    の電流を検出する第１の電流検出器と、前記ｎ個のフィ
    ラメントに流れる総合電流を検出する第２の電流検出器
    と、該第２の電流検出器の出力信号をｎで割算する割算
    器と、該割算器の出力信号と前記第１の電流検出器の出
    力信号を比較する比較器を具備したフィラメント断線検
    出回路。
  3. 【請求項３】 変圧器を介して供給される交流を
    直流に変換する整流器から直流電源を供給されるイオン
    源内に設けられ並列接続されたｎ個のフィラメントの断
    線を検出するフィラメント断線検出回路において、各フ
    ィラメントの電流をそれぞれ検出するｎ個の第１の電流
    検出器と、前記ｎ個のフィラメントに流れる総合電流を
    検出する第２の電流検出器と、該第２の電流検出器の出
    力信号をｎで割算する割算器と、前記第１の電流検出器
    の出力信号が各々一方の入力端子に印加され、各々他方
    の入力端子には前記割算器の出力信号が印加されるｎ個
    の比較器を具備したフィラメント断線検出回路。
  4. 【請求項４】 変圧器を介して供給される交流を
    直流に変換する整流器から直流電源を供給されるイオン
    源内に設けられ並列接続されたｎ個のフィラメントの断
    線を検出するフィラメント断線検出回路において、各フ
    ィラメントの電流をそれぞれ検出するｎ個の電流検出器
    と、前記整流器の直流出力電圧を検出する電圧検出器
    と、該電圧検出器の出力信号をそれぞれ前記電流検出器
    の出力信号で割算するｎ個の割算器と、該ｎ個の割算器
    の出力信号と設定値とを比較する比較器を具備したフィ
    ラメント断線検出回路。
  5. 【請求項５】 変圧器を介して供給される交流を
    直流に変換する整流器から直流電源を供給されるイオン
    源内に設けられ並列接続されたｎ個のフィラメントの断
    線を検出するフィラメント断線検出回路において、各フ
    ィラメントの電流をそれぞれ検出するｎ個の第１の電流
    検出器と、前記ｎ個のフィラメントに流れる総合電流を
    検出する第２の電流検出器と、前記整流器の直流出力電
    圧を検出する電圧検出器と、該電圧検出器の出力信号を
    前記第２の電流検出器の出力信号で割算する第１の割算
    器と、前記電圧検出器の出力信号をそれぞれ前記第１の
    電流検出器の出力信号で割算するｎ個の第２の割算器
    と、該第２の割算器の出力信号を加算する加算器と、該
    加算器の出力信号と前記第１の割算器の出力信号を比較
    する比較器を具備したフィラメント断線検出回路。
  6. 【請求項６】 変圧器を介して供給される交流を
    直流に変換する整流器から直流電源を供給されるイオン
    源内に設けられ並列接続されたｎ個のフィラメントの断
    線を検出するフィラメント断線検出回路において、前記
    ｎ個のフィラメントに流れる総合電流を検出する電流検
    出器と、前記整流器の直流電圧に対応する電圧基準信号
    が印加され該電圧基準信号を前記並列接続されたｎ個の
    フィラメントの合成抵抗で割算する割算器と、該割算器
    の出力信号と設定値とを比較する比較器を具備したフィ
    ラメント断線検出回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100877825B1 (ko) * 2007-05-30 2009-01-08 한국원자력연구원 병렬 필라멘트 회로에서의 필라멘트 단선 검출회로
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WO2018225188A1 (ja) * 2017-06-07 2018-12-13 新電元工業株式会社 断線判定装置及びパワーモジュール

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