JPH08168251A - シェンケル型直流高電圧電源装置 - Google Patents
シェンケル型直流高電圧電源装置Info
- Publication number
- JPH08168251A JPH08168251A JP6331392A JP33139294A JPH08168251A JP H08168251 A JPH08168251 A JP H08168251A JP 6331392 A JP6331392 A JP 6331392A JP 33139294 A JP33139294 A JP 33139294A JP H08168251 A JPH08168251 A JP H08168251A
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- JP
- Japan
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- oscillation
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Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 直流出力電圧の安定度を向上させること。
【構成】 高周波発振電源１は整流逓倍部５に給電し、
この逓倍部の直流出力電圧Ｖｏを静電容量結合型の発電
電圧計１０で検出する。ＰＩＤ機能をもつシーケンサ１
１は、直流出力電圧の設定信号Ｖｒと検出信号Ｖｄとの
偏差に応答し、高周波発振電源を制御し、直流出力電圧
を安定化する。高周波発振電源の発振出力は分圧器１
６、直流カット回路１７、整流平滑回路１８を介して同
電源の制御入力部にフィードバックされ、発振出力の変
動を抑え、安定化する。この発振出力のローカルのフィ
ードバック制御により、直流出力電圧の安定度を１桁近
く向上させることができた。
この逓倍部の直流出力電圧Ｖｏを静電容量結合型の発電
電圧計１０で検出する。ＰＩＤ機能をもつシーケンサ１
１は、直流出力電圧の設定信号Ｖｒと検出信号Ｖｄとの
偏差に応答し、高周波発振電源を制御し、直流出力電圧
を安定化する。高周波発振電源の発振出力は分圧器１
６、直流カット回路１７、整流平滑回路１８を介して同
電源の制御入力部にフィードバックされ、発振出力の変
動を抑え、安定化する。この発振出力のローカルのフィ
ードバック制御により、直流出力電圧の安定度を１桁近
く向上させることができた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電圧安定度を向上
させたシェンケル型直流高電圧電源装置に関する。
させたシェンケル型直流高電圧電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】シェンケル型直流高電圧電源装置はイオ
ン、電子等の荷電粒子の高エネルギー加速電圧源として
用いられており、図２は出力電圧を安定化させた不平衡
（半波整流逓倍）シェンケル型直流高電圧電源装置の一
例を示す構成図である。５０〜１００ｋＨｚの高周波発
振電源１における出力真空管２のプレート回路に昇圧コ
イル３の１次コイル３1が接続されており、中点を接地
した２次コイル３2，３2’は、高圧絶縁ガスを充填した
圧力タンク４内に構成されている整流逓倍部５の高周波
電極６，６’に接続する。これら二つの高周波電極は円
筒を二つ割した形状のものであり、両電極の内側に各電
極に対向して幅の狭いシールド電極７，７’が多数段に
亘って設けられている。
ン、電子等の荷電粒子の高エネルギー加速電圧源として
用いられており、図２は出力電圧を安定化させた不平衡
（半波整流逓倍）シェンケル型直流高電圧電源装置の一
例を示す構成図である。５０〜１００ｋＨｚの高周波発
振電源１における出力真空管２のプレート回路に昇圧コ
イル３の１次コイル３1が接続されており、中点を接地
した２次コイル３2，３2’は、高圧絶縁ガスを充填した
圧力タンク４内に構成されている整流逓倍部５の高周波
電極６，６’に接続する。これら二つの高周波電極は円
筒を二つ割した形状のものであり、両電極の内側に各電
極に対向して幅の狭いシールド電極７，７’が多数段に
亘って設けられている。
【０００３】２次コイル３2，３2’の中点と最低圧段の
シールド電極７’との間、各段のシールド電極間、そし
て最高圧段のシールド電極７と高電圧タ−ミナル電極８
との間には図示極性の整流器９が接続されている。各段
のシールド電極７，７’と高周波電極６，６’間の浮遊
静電容量には昇圧２次コイル３2，３2’の電圧を順次整
流逓倍した直流電圧が生じ、接地電位にある圧力タンク
壁との間の浮遊静電容量が平滑コンデンサとして機能し
ている高電圧タ−ミナル電極８に高電圧の直流出力電圧
Ｖｏが得られる。
シールド電極７’との間、各段のシールド電極間、そし
て最高圧段のシールド電極７と高電圧タ−ミナル電極８
との間には図示極性の整流器９が接続されている。各段
のシールド電極７，７’と高周波電極６，６’間の浮遊
静電容量には昇圧２次コイル３2，３2’の電圧を順次整
流逓倍した直流電圧が生じ、接地電位にある圧力タンク
壁との間の浮遊静電容量が平滑コンデンサとして機能し
ている高電圧タ−ミナル電極８に高電圧の直流出力電圧
Ｖｏが得られる。
【０００４】直流出力電圧Ｖｏは、高電圧タ−ミナル電
極８と対向する圧力タンクの壁部に設けられた静電容量
結合型の発電電圧計(ＧＶＭ：Generating Volt-meter)
１０で検出される。この電圧計の検出信号Ｖｄはデジタ
ル処理によるＰＩＤ演算機能を持つシーケンサ１１に入
力され、同シーケンサは出力電圧設定器１２からの設定
信号Ｖｒと検出信号Ｖｄの偏差に応答する。シーケンサ
１１の出力は高周波発振電源１における乗算器１３に発
振器１４の出力と共に入力され、乗算器によって出力真
空管２のグリッドの電位を制御し、直流出力電圧Ｖｏを
安定化する。
極８と対向する圧力タンクの壁部に設けられた静電容量
結合型の発電電圧計(ＧＶＭ：Generating Volt-meter)
１０で検出される。この電圧計の検出信号Ｖｄはデジタ
ル処理によるＰＩＤ演算機能を持つシーケンサ１１に入
力され、同シーケンサは出力電圧設定器１２からの設定
信号Ｖｒと検出信号Ｖｄの偏差に応答する。シーケンサ
１１の出力は高周波発振電源１における乗算器１３に発
振器１４の出力と共に入力され、乗算器によって出力真
空管２のグリッドの電位を制御し、直流出力電圧Ｖｏを
安定化する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】高周波発振電源１の発
振出力である出力真空管２の出力はグリッドに入力され
る信号の大きさだけでなく、周波数の若干の揺らぎ、プ
レート電源電圧の変動によって変化する。これに伴う直
流出力電圧Ｖｏの変化は、発電電圧計１０の検出信号Ｖ
ｄをシーケンサ１１、高周波発振電源にフィードバック
することにより修正されるが、発電電圧計はその検出方
式から高速応答が望めないため、フィードバック制御系
のゲインを高めると検出遅れによりハンチング現象が発
生し、ゲインを抑えると、直流出力電圧Ｖｏの所要の安
定度を得ることができない。
振出力である出力真空管２の出力はグリッドに入力され
る信号の大きさだけでなく、周波数の若干の揺らぎ、プ
レート電源電圧の変動によって変化する。これに伴う直
流出力電圧Ｖｏの変化は、発電電圧計１０の検出信号Ｖ
ｄをシーケンサ１１、高周波発振電源にフィードバック
することにより修正されるが、発電電圧計はその検出方
式から高速応答が望めないため、フィードバック制御系
のゲインを高めると検出遅れによりハンチング現象が発
生し、ゲインを抑えると、直流出力電圧Ｖｏの所要の安
定度を得ることができない。
【０００６】上述の従来装置のように、不平衡型の整流
逓倍部５、直流出力電圧の検出手段として発電電圧計１
０、ＰＩＤ演算器としてシーケンサ１１を用いる場合、
直流出力電圧Ｖｏの安定度は最良でも１０-3に留まる。
直流出力電圧Ｖｏが１ＭＶの場合に、シーケンサ１１に
おける電圧の量子化範囲を最大４０００程度とすると、
良くても１ｋＶ程度の変動があり、例えばラザフォード
後方散乱分光（ＲＢＳ）装置のイオン加速電圧源として
は電圧安定度が不足する。
逓倍部５、直流出力電圧の検出手段として発電電圧計１
０、ＰＩＤ演算器としてシーケンサ１１を用いる場合、
直流出力電圧Ｖｏの安定度は最良でも１０-3に留まる。
直流出力電圧Ｖｏが１ＭＶの場合に、シーケンサ１１に
おける電圧の量子化範囲を最大４０００程度とすると、
良くても１ｋＶ程度の変動があり、例えばラザフォード
後方散乱分光（ＲＢＳ）装置のイオン加速電圧源として
は電圧安定度が不足する。
【０００７】整流逓倍部５の構成を平衡（全波整流逓
倍）型とすると共に、昇圧２次コイル３2，３2’の印加
電圧を調整コイルによってバランスさせることにより、
リップルを低減し、直流出力電圧の検出についても時定
数を調節したＣＲ型の分圧器を用い、さらに、ＰＩＤ演
算器を含め高精度、高安定度のアナログ式制御機器を用
いれば１０-5以上の安定度をもつものを得ることができ
るが、部品点数も多く、大がかりになり、極めて高価な
ものとなる。
倍）型とすると共に、昇圧２次コイル３2，３2’の印加
電圧を調整コイルによってバランスさせることにより、
リップルを低減し、直流出力電圧の検出についても時定
数を調節したＣＲ型の分圧器を用い、さらに、ＰＩＤ演
算器を含め高精度、高安定度のアナログ式制御機器を用
いれば１０-5以上の安定度をもつものを得ることができ
るが、部品点数も多く、大がかりになり、極めて高価な
ものとなる。
【０００８】本発明は、整流逓倍部に給電する高周波発
振電源にローカルのフィードバックループを設けること
により、直流出力電圧の安定度を向上させたシェンケル
型直流高電圧電源装置、安価な電源装置の提供を目的と
するものである。
振電源にローカルのフィードバックループを設けること
により、直流出力電圧の安定度を向上させたシェンケル
型直流高電圧電源装置、安価な電源装置の提供を目的と
するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、整流逓倍部の
直流出力電圧を検出する静電容量結合型の発電電圧計
と、前記直流出力電圧の設定信号と前記発電電圧計の検
出信号との差に応答するＰＩＤ機能を持つシーケンサ
と、このシーケンサの出力に応答し、前記整流逓倍部に
給電する高周波発振電源とを有するシェンケル型直流高
電圧電源装置において、前記高周波発振電源の発振出力
が同電源の制御入力部にフィードバックされていること
を特徴とするものである。
直流出力電圧を検出する静電容量結合型の発電電圧計
と、前記直流出力電圧の設定信号と前記発電電圧計の検
出信号との差に応答するＰＩＤ機能を持つシーケンサ
と、このシーケンサの出力に応答し、前記整流逓倍部に
給電する高周波発振電源とを有するシェンケル型直流高
電圧電源装置において、前記高周波発振電源の発振出力
が同電源の制御入力部にフィードバックされていること
を特徴とするものである。
【００１０】
【作用】高周波発振電源自体にローカルのフィードバッ
ク制御系が設けられていることにより、高周波発振電源
の発振出力が安定化され、直流出力電圧の安定度が向上
する。
ク制御系が設けられていることにより、高周波発振電源
の発振出力が安定化され、直流出力電圧の安定度が向上
する。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例について図１の構成図を参
照して説明する。なお、図２と同一符号は同等部分を示
す。デジタル処理によるＰＩＤ演算機能を持つシーケン
サ１１は、出力電圧設定器１１からの設定信号Ｖｓと、
直流出力電圧Ｖｏを検出する静電容量結合型の発電電圧
計(ＧＶＭ：Generating Volt-meter)１０の検出信号Ｖ
ｄとの偏差に応答する。シーケンサ１１の出力は、整流
逓倍部５に給電する高周波発振電源１の制御入力部に設
けられたアナログ式のＰＩＤ演算器１５に導入される。
照して説明する。なお、図２と同一符号は同等部分を示
す。デジタル処理によるＰＩＤ演算機能を持つシーケン
サ１１は、出力電圧設定器１１からの設定信号Ｖｓと、
直流出力電圧Ｖｏを検出する静電容量結合型の発電電圧
計(ＧＶＭ：Generating Volt-meter)１０の検出信号Ｖ
ｄとの偏差に応答する。シーケンサ１１の出力は、整流
逓倍部５に給電する高周波発振電源１の制御入力部に設
けられたアナログ式のＰＩＤ演算器１５に導入される。
【００１２】ＰＩＤ演算器１５は、シーケンサ１１の出
力及び高周波発振電源１の発振出力のフィードバック信
号に応答する。整流逓倍部５に給電する高周波発振電源
１における出力真空管２のプレート電圧を分圧器１６で
分圧し、分圧信号の直流分を直流カット回路１７で除去
することにより高周波発振電源１の発振出力の交流成分
信号を取り出し、整流平滑回路１８によって高周波発振
電源の発振出力の変動を示す直流信号、発振出力信号Ｖ
ｃが形成され、ＰＩＤ演算器１５に高周波発振電源の発
振出力をフィードバックする。
力及び高周波発振電源１の発振出力のフィードバック信
号に応答する。整流逓倍部５に給電する高周波発振電源
１における出力真空管２のプレート電圧を分圧器１６で
分圧し、分圧信号の直流分を直流カット回路１７で除去
することにより高周波発振電源１の発振出力の交流成分
信号を取り出し、整流平滑回路１８によって高周波発振
電源の発振出力の変動を示す直流信号、発振出力信号Ｖ
ｃが形成され、ＰＩＤ演算器１５に高周波発振電源の発
振出力をフィードバックする。
【００１３】ＰＩＤ演算器１５は直流出力電圧Ｖｏの設
定信号Ｖｒと検出信号Ｖｄとの偏差に応答するシーケン
サ１１の出力及び高周波発振電源の発振出力信号Ｖｃに
応答し、その応答出力は乗算器１３に導入される。高周
波発振電源における出力真空管２のグリッド電位は、発
振器１４の出力とＰＩＤ演算器１５の出力が導入される
乗算器１３の出力によって制御される。これにより、高
周波発振電源１は、直流出力電圧Ｖｏの設定信号Ｖｒと
検出信号Ｖｄとの偏差が零になるように、すなわち直流
出力電圧が所定の値になるように制御されると共に、制
御入力部への発振出力のローカルのフィードバックによ
り、発振出力の変動を抑え、発振出力を安定化する。
定信号Ｖｒと検出信号Ｖｄとの偏差に応答するシーケン
サ１１の出力及び高周波発振電源の発振出力信号Ｖｃに
応答し、その応答出力は乗算器１３に導入される。高周
波発振電源における出力真空管２のグリッド電位は、発
振器１４の出力とＰＩＤ演算器１５の出力が導入される
乗算器１３の出力によって制御される。これにより、高
周波発振電源１は、直流出力電圧Ｖｏの設定信号Ｖｒと
検出信号Ｖｄとの偏差が零になるように、すなわち直流
出力電圧が所定の値になるように制御されると共に、制
御入力部への発振出力のローカルのフィードバックによ
り、発振出力の変動を抑え、発振出力を安定化する。
【００１４】発振器１４に基づく高周波発振電源１の発
振出力周波数は５０〜１００ｋＨｚであるため、整流平
滑回路１８におけるローパスフィルタ部のフィルタ周波
数は１ｋＨｚ程度でよく、高電圧タ−ミナル電極８との
静電容量結合部が５００Ｈｚ程度で充放電する発電電圧
計１０の出力を平滑するローパスフィルタのフィルタ周
波数１０Ｈｚより、かなり速い応答が実現でき、これに
より高周波発振電源１自体のローカルフィードバック系
のゲインを高く設定することが可能であるから、高安定
な高周波発振電源を実現できる。通常、二重ループのフ
ィードバックシステムを構成した場合、２個のフィード
バックループの応答速度が接近していると、互いに干渉
し、悪影響が生ずるが、高周波発振電源部分のローカル
フィードバック系の応答は直流出力電圧Ｖｏのフィード
バック系のそれより２桁ほど速くすることができ、相互
干渉による悪影響は発生しない。
振出力周波数は５０〜１００ｋＨｚであるため、整流平
滑回路１８におけるローパスフィルタ部のフィルタ周波
数は１ｋＨｚ程度でよく、高電圧タ−ミナル電極８との
静電容量結合部が５００Ｈｚ程度で充放電する発電電圧
計１０の出力を平滑するローパスフィルタのフィルタ周
波数１０Ｈｚより、かなり速い応答が実現でき、これに
より高周波発振電源１自体のローカルフィードバック系
のゲインを高く設定することが可能であるから、高安定
な高周波発振電源を実現できる。通常、二重ループのフ
ィードバックシステムを構成した場合、２個のフィード
バックループの応答速度が接近していると、互いに干渉
し、悪影響が生ずるが、高周波発振電源部分のローカル
フィードバック系の応答は直流出力電圧Ｖｏのフィード
バック系のそれより２桁ほど速くすることができ、相互
干渉による悪影響は発生しない。
【００１５】このように、整流逓倍部５に給電する高周
波発振電源１に発振出力のローカルのフィードバック系
を設けたことにより、発振出力の変動が抑えられ、直流
出力電圧Ｖｏの安定度を１０-3〜１０-4にまで上げるこ
とができた。具体的に、直流出力電圧Ｖｏが２ＭＶの不
平衡シェンケル型直流高電圧電源装置において、シーケ
ンサ１０として、３台のシーケンサを並列動作させるこ
とにより、最大１２，０００の電圧の量子化範囲をもつ
ものとし、高周波発振電源１に発振出力のローカルフィ
ードバックをかけたとき、直流出力電圧Ｖｏの変動は
０．５ｋＶ以内に抑えられた。整流逓倍部を平衡型とす
ることにより、さらに安定度を上げることができる。
波発振電源１に発振出力のローカルのフィードバック系
を設けたことにより、発振出力の変動が抑えられ、直流
出力電圧Ｖｏの安定度を１０-3〜１０-4にまで上げるこ
とができた。具体的に、直流出力電圧Ｖｏが２ＭＶの不
平衡シェンケル型直流高電圧電源装置において、シーケ
ンサ１０として、３台のシーケンサを並列動作させるこ
とにより、最大１２，０００の電圧の量子化範囲をもつ
ものとし、高周波発振電源１に発振出力のローカルフィ
ードバックをかけたとき、直流出力電圧Ｖｏの変動は
０．５ｋＶ以内に抑えられた。整流逓倍部を平衡型とす
ることにより、さらに安定度を上げることができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、整流逓
倍部に給電する高周波発振電源の発振出力を同電源の制
御入力部にフィードバックし、高周波発振電源自体にロ
ーカルのフィードバック制御系が設けたことにより、高
周波発振電源の発振出力が安定化され、直流出力電圧の
安定度を従来装置に比べて、１桁近く向上させることが
できる。
倍部に給電する高周波発振電源の発振出力を同電源の制
御入力部にフィードバックし、高周波発振電源自体にロ
ーカルのフィードバック制御系が設けたことにより、高
周波発振電源の発振出力が安定化され、直流出力電圧の
安定度を従来装置に比べて、１桁近く向上させることが
できる。
【００１７】不平衡型の整流逓倍部、直流出力電圧検出
手段として静電容量結合型の発電電圧計、直流出力電圧
の偏差応答演算手段としてシーケンサを用い、電源装置
全体を簡略化し、安価に構成した場合にあっても、従来
装置に比べて直流出力電圧の安定度を１０-3〜１０-4に
することができる。
手段として静電容量結合型の発電電圧計、直流出力電圧
の偏差応答演算手段としてシーケンサを用い、電源装置
全体を簡略化し、安価に構成した場合にあっても、従来
装置に比べて直流出力電圧の安定度を１０-3〜１０-4に
することができる。
【図１】不平衡シェンケル型直流高電圧電源装置につい
ての本発明の実施例の構成図である。
ての本発明の実施例の構成図である。
【図２】従来の不平衡シェンケル型直流高電圧電源装置
の一例を示す構成図である。
の一例を示す構成図である。
１ 高周波発振電源 ３ 昇圧コイル ５ 整流逓倍部 ８ 高電圧タ−ミナル電極 １０ 静電容量結合型の発電電圧計 １１ ＰＩＤ演算機能をもつシーケンサ １３ 乗算器 １４ 発振器 １５ ＰＩＤ演算器 １６ 分圧器 １７ 直流カット回路 １８ 整流平滑回路
Claims (1)
- 【請求項１】 整流逓倍部の直流出力電圧を検出する静
電容量結合型の発電電圧計と、前記直流出力電圧の設定
信号と前記発電電圧計の検出信号との差に応答するＰＩ
Ｄ機能を持つシーケンサと、このシーケンサの出力に応
答し、前記整流逓倍部に給電する高周波発振電源とを有
するシェンケル型直流高電圧電源装置において、前記高
周波発振電源の発振出力が同電源の制御入力部にフィー
ドバックされていることを特徴とするシェンケル型直流
高電圧電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6331392A JPH08168251A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | シェンケル型直流高電圧電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6331392A JPH08168251A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | シェンケル型直流高電圧電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08168251A true JPH08168251A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=18243187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6331392A Pending JPH08168251A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | シェンケル型直流高電圧電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08168251A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2016039395A1 (ja) * | 2014-09-09 | 2017-06-22 | 宇部興産株式会社 | 水性ポリウレタン樹脂分散体、及びこれを用いて得られるポリウレタン樹脂フィルム、合成皮革 |
-
1994
- 1994-12-12 JP JP6331392A patent/JPH08168251A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2016039395A1 (ja) * | 2014-09-09 | 2017-06-22 | 宇部興産株式会社 | 水性ポリウレタン樹脂分散体、及びこれを用いて得られるポリウレタン樹脂フィルム、合成皮革 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080209 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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