JPH0993927A - 直流高電圧発生装置の運転方法および多出力直流高電圧発生装置 - Google Patents
直流高電圧発生装置の運転方法および多出力直流高電圧発生装置Info
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- JPH0993927A JPH0993927A JP26496495A JP26496495A JPH0993927A JP H0993927 A JPH0993927 A JP H0993927A JP 26496495 A JP26496495 A JP 26496495A JP 26496495 A JP26496495 A JP 26496495A JP H0993927 A JPH0993927 A JP H0993927A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多出力直流高電圧発生装置において，各単位
直流高電圧発生装置を構成する高電圧トランスの巻線の
インダクタンス値と静電容量などが温度上昇などにより
変化するときでも，安定な高電圧出力を発生させる。 【構成】 高電圧トランスの一次巻線と二次巻線とこれ
らに接続される静電容量とで形成される等価的共振回路
の固有周波数に同期してスイッチング素子を駆動する構
成の単位直流高電圧発生装置を複数（Ａ回路，Ｇ３回
路，Ｇ２回路）備え，これらの各単位直流高電圧発生装
置の固有周波数（fo1,fo2,fo3 ）を互いに隔離した値に
設定して，ヘテロダイイン現象を避けて，安定性を保
つ。
直流高電圧発生装置を構成する高電圧トランスの巻線の
インダクタンス値と静電容量などが温度上昇などにより
変化するときでも，安定な高電圧出力を発生させる。 【構成】 高電圧トランスの一次巻線と二次巻線とこれ
らに接続される静電容量とで形成される等価的共振回路
の固有周波数に同期してスイッチング素子を駆動する構
成の単位直流高電圧発生装置を複数（Ａ回路，Ｇ３回
路，Ｇ２回路）備え，これらの各単位直流高電圧発生装
置の固有周波数（fo1,fo2,fo3 ）を互いに隔離した値に
設定して，ヘテロダイイン現象を避けて，安定性を保
つ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は直流高電圧発生装置の
運転方法および多出力直流高電圧発生装置に関する。
運転方法および多出力直流高電圧発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】 画像に関連する電子管，例えばＣＲ
Ｔ，あるいはイメージ・インテンシファイア等ではその
解像度を向上するため，高安定度でリプルの少ない直流
高電圧を必要とする。例えば，イメージ・インテンシフ
ァイアの視野切り換えのためには直流高電圧の値を広い
範囲にわたって切り換える必要がある。また，電子管に
直接取り付けられるよう小型にする必要もある。
Ｔ，あるいはイメージ・インテンシファイア等ではその
解像度を向上するため，高安定度でリプルの少ない直流
高電圧を必要とする。例えば，イメージ・インテンシフ
ァイアの視野切り換えのためには直流高電圧の値を広い
範囲にわたって切り換える必要がある。また，電子管に
直接取り付けられるよう小型にする必要もある。
【０００３】 従来この種の直流高電圧発生装置として
は，本件出願人と同一人により出願されて特開昭64-147
5 号公報に開示されている。すなわち，一個の基準周波
数発振器と，変圧器と，この変圧器の一次巻線にスイッ
チング素子を直列接続すると共に，この変圧器の二次巻
線に整流器を介して直流高電圧出力を得る。この直流高
電圧発生装置において，変圧器の巻線と静電容量等によ
り形成される回路の固有周波数にほぼ等しい周波数の基
準周波数発振器のオフ信号をスイッチング素子の制御電
極に印加し, 直流高電圧出力の検出電圧と基準電圧との
誤差信号をスイッチング素子の制御電極に導通信号とし
て印加して直流高電圧発生装置を構成することが開示さ
れている。また, この直流高電圧発生装置において，変
圧器に結合して同期信号を得て，これを基準周波数発振
器に注入することも開示されている。
は，本件出願人と同一人により出願されて特開昭64-147
5 号公報に開示されている。すなわち，一個の基準周波
数発振器と，変圧器と，この変圧器の一次巻線にスイッ
チング素子を直列接続すると共に，この変圧器の二次巻
線に整流器を介して直流高電圧出力を得る。この直流高
電圧発生装置において，変圧器の巻線と静電容量等によ
り形成される回路の固有周波数にほぼ等しい周波数の基
準周波数発振器のオフ信号をスイッチング素子の制御電
極に印加し, 直流高電圧出力の検出電圧と基準電圧との
誤差信号をスイッチング素子の制御電極に導通信号とし
て印加して直流高電圧発生装置を構成することが開示さ
れている。また, この直流高電圧発生装置において，変
圧器に結合して同期信号を得て，これを基準周波数発振
器に注入することも開示されている。
【０００４】 作用については，スイッチング素子は電
導度変調されて，その端子電圧は最大出力電力を供給す
るときには飽和電圧近くまで低下して最大スイッチング
損失を可能な限り抑え，それより少ない出力電力のとき
はスイッチング素子の端子電圧は飽和電圧より上昇し,
この上昇分が出力直流高電圧の安定化に寄与する。すな
わち出力電圧の制御安定化はスイッチング素子の電導度
の変調によってなされ，ゼロから最大出力まで線型特性
の範囲で制御される。そして多出力回路の場合, 基準周
波数発振器に同期したオフ信号により各スイッチング素
子は同時にオフするのでオフ時の相互干渉が起こらな
い。また，変圧器に結合して一個の基準周波数発振器に
同期信号を注入する場合は, その変圧器に関連した固有
周波数が変化しても自動的に追随して動作モードを保つ
作用をする。
導度変調されて，その端子電圧は最大出力電力を供給す
るときには飽和電圧近くまで低下して最大スイッチング
損失を可能な限り抑え，それより少ない出力電力のとき
はスイッチング素子の端子電圧は飽和電圧より上昇し,
この上昇分が出力直流高電圧の安定化に寄与する。すな
わち出力電圧の制御安定化はスイッチング素子の電導度
の変調によってなされ，ゼロから最大出力まで線型特性
の範囲で制御される。そして多出力回路の場合, 基準周
波数発振器に同期したオフ信号により各スイッチング素
子は同時にオフするのでオフ時の相互干渉が起こらな
い。また，変圧器に結合して一個の基準周波数発振器に
同期信号を注入する場合は, その変圧器に関連した固有
周波数が変化しても自動的に追随して動作モードを保つ
作用をする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 ところが，この直流
高電圧発生装置においては，温度上昇等により，個々の
直流高電圧発生装置の固有周波数が別の方向に変化する
と，同期がとれないで，入力電流が増大する問題があ
り，ときには熱暴走してスイッチング素子等が破損に至
ることもある。本発明では，温度上昇等により個々の直
流高電圧発生装置の固有周波数が別の方向に変化すると
きでも，それぞれ追随して安定な高電圧出力を発生させ
ることを目的とするものである。
高電圧発生装置においては，温度上昇等により，個々の
直流高電圧発生装置の固有周波数が別の方向に変化する
と，同期がとれないで，入力電流が増大する問題があ
り，ときには熱暴走してスイッチング素子等が破損に至
ることもある。本発明では，温度上昇等により個々の直
流高電圧発生装置の固有周波数が別の方向に変化すると
きでも，それぞれ追随して安定な高電圧出力を発生させ
ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 本発明は以上のべた問
題点を解決するため，以下の手段を提案する。すなわ
ち，一次巻線と二次巻線とを有する高電圧トランスを備
え，この高電圧トランスの一次巻線にスイッチング素子
を直列接続し，高電圧トランスの二次巻線に接続された
整流器を介して直流高電圧出力を得て，この高電圧トラ
ンスの一次巻線と二次巻線とこれらに接続される静電容
量とで形成される等価的共振回路の固有周波数に同期し
て前記スイッチング素子を駆動する構成の単位直流高電
圧発生装置を複数備え，これらの各単位直流高電圧発生
装置の固有周波数を互いに隔離した値に設定し，ヘテロ
ダイン現象を避けて，安定性を保つことを特徴とする多
出力直流高電圧発生装置を提案する。
題点を解決するため，以下の手段を提案する。すなわ
ち，一次巻線と二次巻線とを有する高電圧トランスを備
え，この高電圧トランスの一次巻線にスイッチング素子
を直列接続し，高電圧トランスの二次巻線に接続された
整流器を介して直流高電圧出力を得て，この高電圧トラ
ンスの一次巻線と二次巻線とこれらに接続される静電容
量とで形成される等価的共振回路の固有周波数に同期し
て前記スイッチング素子を駆動する構成の単位直流高電
圧発生装置を複数備え，これらの各単位直流高電圧発生
装置の固有周波数を互いに隔離した値に設定し，ヘテロ
ダイン現象を避けて，安定性を保つことを特徴とする多
出力直流高電圧発生装置を提案する。
【０００７】 また，前記の単位直流高電圧発生装置の
構成については，前記等価的共振回路の固有周波数とほ
ぼ等しい周波数の基準周波数発振器を備えて，この基準
周波数発振器に前記高電圧トランスに結合して得た信号
を同期信号として注入し，この基準周波数発振器による
オフ信号を前記スイッチング素子の制御電極に印加する
と共に, 前記直流高電圧出力の検出電圧と基準電圧との
誤差信号を前記スイッチング素子の制御電極に導通信号
として印加することも提案する。
構成については，前記等価的共振回路の固有周波数とほ
ぼ等しい周波数の基準周波数発振器を備えて，この基準
周波数発振器に前記高電圧トランスに結合して得た信号
を同期信号として注入し，この基準周波数発振器による
オフ信号を前記スイッチング素子の制御電極に印加する
と共に, 前記直流高電圧出力の検出電圧と基準電圧との
誤差信号を前記スイッチング素子の制御電極に導通信号
として印加することも提案する。
【０００８】 さらに，上記の各単位直流高電圧発生装
置の固有周波数を互いに隔離した値に設定する運転方法
についても提案する。
置の固有周波数を互いに隔離した値に設定する運転方法
についても提案する。
【０００９】
【作用】 本発明は以上のように構成されているので，
温度変化に起因する各高電圧トランスの関連する固有周
波数の変動に対しても基準発振器の周波数が常にそれぞ
れ追随するので，各単位直流高電圧発生装置の変換効率
をほぼ最良点に維持することができる。また各基準発振
器の周波数は互いに離隔しているので，ヘテロダイン現
象を生ぜず，安定した動作をする。
温度変化に起因する各高電圧トランスの関連する固有周
波数の変動に対しても基準発振器の周波数が常にそれぞ
れ追随するので，各単位直流高電圧発生装置の変換効率
をほぼ最良点に維持することができる。また各基準発振
器の周波数は互いに離隔しているので，ヘテロダイン現
象を生ぜず，安定した動作をする。
【００１０】
【実施例】 図１は本発明の一実施例であるイメージイ
ンテンシファイア管のための直流高電圧発生装置のブロ
ック図である。図１のアノード電圧回路Ａにおいて，直
流低電圧が入力端子１，２に印加され, 高電圧トランス
11の一次巻線11a,スイッチング素子として働くトランジ
スタ12のコレクタに接続される。トランジスタ12のエミ
ッタは抵抗器13を介して0V側の入力端子２に接続され
る。トランジスタ12のベースは制御変調回路14によって
駆動され, 所定の高周波電圧が高電圧トランス11の一次
巻線11a に発生するよう作動する。高電圧トランス11の
二次巻線11b に発生した高周波高電圧は多段倍電圧整流
回路15に接続され，アノード電圧出力端子16に目的の30
kV, 10μA の直流高電圧出力が得られる。
ンテンシファイア管のための直流高電圧発生装置のブロ
ック図である。図１のアノード電圧回路Ａにおいて，直
流低電圧が入力端子１，２に印加され, 高電圧トランス
11の一次巻線11a,スイッチング素子として働くトランジ
スタ12のコレクタに接続される。トランジスタ12のエミ
ッタは抵抗器13を介して0V側の入力端子２に接続され
る。トランジスタ12のベースは制御変調回路14によって
駆動され, 所定の高周波電圧が高電圧トランス11の一次
巻線11a に発生するよう作動する。高電圧トランス11の
二次巻線11b に発生した高周波高電圧は多段倍電圧整流
回路15に接続され，アノード電圧出力端子16に目的の30
kV, 10μA の直流高電圧出力が得られる。
【００１１】 一方, 前記の制御変調回路14は基準入力
端子14a,負帰還端子14b,同期入力端子14c,過電流制御端
子14d,変調出力端子14e とを備えている。制御変調回路
14の負帰還端子14b には高電圧出力端子16,17 間に接続
された出力電圧検出器18によって分圧検出された信号が
接続される。制御変調回路14の基準入力端子14a には基
準電圧源19が接続される。これらによって出力電圧を安
定化する帰還ループが形成される。また，基準周波数発
振器301 より発生する基準周波数のインパルスが制御変
調回路14の同期入力端子14c に接続される。そして制御
変調回路14の過電流制御端子14d には抵抗器13の両端の
電圧が接続される。
端子14a,負帰還端子14b,同期入力端子14c,過電流制御端
子14d,変調出力端子14e とを備えている。制御変調回路
14の負帰還端子14b には高電圧出力端子16,17 間に接続
された出力電圧検出器18によって分圧検出された信号が
接続される。制御変調回路14の基準入力端子14a には基
準電圧源19が接続される。これらによって出力電圧を安
定化する帰還ループが形成される。また，基準周波数発
振器301 より発生する基準周波数のインパルスが制御変
調回路14の同期入力端子14c に接続される。そして制御
変調回路14の過電流制御端子14d には抵抗器13の両端の
電圧が接続される。
【００１２】 トランジスタ12のコレクタに接続された
抵抗器41は基準周波数発振器301 の同期吸い込み端子30
1rに結合されて自動的に高電圧トランス11に関連する固
有周波数fo1 にほぼ等しい周波数(f1 ≒fo1)で基準周波
数発振器301が動作する。同期吸い込み端子301rへの結
合方法は，この方式以外に例えば高電圧トランス11に別
巻線を設けたり, コンデンサを介するなどして, 同期電
圧レベルを任意設定することもできる。
抵抗器41は基準周波数発振器301 の同期吸い込み端子30
1rに結合されて自動的に高電圧トランス11に関連する固
有周波数fo1 にほぼ等しい周波数(f1 ≒fo1)で基準周波
数発振器301が動作する。同期吸い込み端子301rへの結
合方法は，この方式以外に例えば高電圧トランス11に別
巻線を設けたり, コンデンサを介するなどして, 同期電
圧レベルを任意設定することもできる。
【００１３】 制御変調回路14の内部を説明すると,14a
は演算増幅器141 の非反転端子,14bは演算増幅器141 の
反転端子に接続され，演算増幅器141 の出力端子より抵
抗器143 を介し，出力端子14e を経由してトランジスタ
12のベースに接続される。これでトランジスタ12に必要
なベース電流が供給される。同期入力端子14c に接続さ
れた基準周波数発振器301 よりのインパルスはトランジ
スタ142 のベースに接続され，インパルスが高レベルの
とき，トランジスタ142 はオンし，インパルスが低レベ
ルのとき，トランジスタ142 はオフとなり，トランジス
タ12のベース電流はトランジスタ142 によって, 基準周
波数で断続される。このようにしてトランジスタ12は制
御変調回路14で駆動される。
は演算増幅器141 の非反転端子,14bは演算増幅器141 の
反転端子に接続され，演算増幅器141 の出力端子より抵
抗器143 を介し，出力端子14e を経由してトランジスタ
12のベースに接続される。これでトランジスタ12に必要
なベース電流が供給される。同期入力端子14c に接続さ
れた基準周波数発振器301 よりのインパルスはトランジ
スタ142 のベースに接続され，インパルスが高レベルの
とき，トランジスタ142 はオンし，インパルスが低レベ
ルのとき，トランジスタ142 はオフとなり，トランジス
タ12のベース電流はトランジスタ142 によって, 基準周
波数で断続される。このようにしてトランジスタ12は制
御変調回路14で駆動される。
【００１４】 なお，抵抗器146 はトランジスタ142 の
ベース・エミッタ間に接続されて,Icbo を流す作用をす
る。そして過電流制御端子14d には抵抗器13の両端の電
圧をトランジスタ12のエミッタ電流に比例した電圧とし
て受けて, トランジスタ12のエミッタ電流が所定電流範
囲より過電流となったとき, 抵抗器145,ダイオード144
を介してトランジスタ142 をオンさせて, トランジスタ
12の電流制限を行う。以上のようにアノード電圧回路Ａ
は構成されて, 目的の高電圧を得ることができる。
ベース・エミッタ間に接続されて,Icbo を流す作用をす
る。そして過電流制御端子14d には抵抗器13の両端の電
圧をトランジスタ12のエミッタ電流に比例した電圧とし
て受けて, トランジスタ12のエミッタ電流が所定電流範
囲より過電流となったとき, 抵抗器145,ダイオード144
を介してトランジスタ142 をオンさせて, トランジスタ
12の電流制限を行う。以上のようにアノード電圧回路Ａ
は構成されて, 目的の高電圧を得ることができる。
【００１５】 次に第３グリッド電圧回路G3については
アノード電圧回路Ａとほぼ同様に構成されて, 高電圧ト
ランス21の一次巻線21a に直列接続されたトランジスタ
22とエミッタ抵抗器23, 及び制御変調回路24がトランジ
スタ22を駆動する。基準周波数発振器302 より発生する
基準周波数のインパルスが制御変調回路24に送られ, ト
ランジスタ22は基準周波数f2で駆動される。この基準周
波数f2は，高電圧トランス21の巻線に関連する共振回路
の固有周波数fo2 に同期吸い込まれて，f2≒fo2 とな
る。この周波数fo2 はアノード回路Ａにおける周波数fo
1とは異なる周波数である。そして高電圧トランス21の
二次巻線21b に高周波高電圧を発生させ, 多段倍電圧整
流回路25によって整流されて，第３グリッド電圧出力端
子26,27 間に目的の10kV 10 μA の直流高電圧出力を発
生させる。
アノード電圧回路Ａとほぼ同様に構成されて, 高電圧ト
ランス21の一次巻線21a に直列接続されたトランジスタ
22とエミッタ抵抗器23, 及び制御変調回路24がトランジ
スタ22を駆動する。基準周波数発振器302 より発生する
基準周波数のインパルスが制御変調回路24に送られ, ト
ランジスタ22は基準周波数f2で駆動される。この基準周
波数f2は，高電圧トランス21の巻線に関連する共振回路
の固有周波数fo2 に同期吸い込まれて，f2≒fo2 とな
る。この周波数fo2 はアノード回路Ａにおける周波数fo
1とは異なる周波数である。そして高電圧トランス21の
二次巻線21b に高周波高電圧を発生させ, 多段倍電圧整
流回路25によって整流されて，第３グリッド電圧出力端
子26,27 間に目的の10kV 10 μA の直流高電圧出力を発
生させる。
【００１６】 次に第２グリッド電圧回路G2について
も，同様に構成されて, 高電圧トランス31の一次巻線31
a に直列接続されたトランジスタ32とエミッタ抵抗器3
3, 及び制御変調回路34がトランジスタ32を駆動する。
基準周波数発振器303 より発生する基準周波数のインパ
ルスが制御変調回路34に送られ, トランジスタ32は基準
周波数f3で駆動される。この基準周波数f3は，高電圧ト
ランス31の巻線に関連する共振回路の固有周波数fo3 に
同期吸い込まれて，f3≒fo3 となる。この周波数fo3 は
アノード回路Ａにおける周波数fo1 とは異なり，第３グ
リッド回路G3における周波数fo2 とも異なる周波数であ
る。そして高電圧トランス31の二次巻線31b に高周波高
電圧を発生させて．多段倍電圧整流回路35によって整流
させて，第２グリッド電圧出力端子36に目的の高電圧約
1kV 100 μA を発生させる。
も，同様に構成されて, 高電圧トランス31の一次巻線31
a に直列接続されたトランジスタ32とエミッタ抵抗器3
3, 及び制御変調回路34がトランジスタ32を駆動する。
基準周波数発振器303 より発生する基準周波数のインパ
ルスが制御変調回路34に送られ, トランジスタ32は基準
周波数f3で駆動される。この基準周波数f3は，高電圧ト
ランス31の巻線に関連する共振回路の固有周波数fo3 に
同期吸い込まれて，f3≒fo3 となる。この周波数fo3 は
アノード回路Ａにおける周波数fo1 とは異なり，第３グ
リッド回路G3における周波数fo2 とも異なる周波数であ
る。そして高電圧トランス31の二次巻線31b に高周波高
電圧を発生させて．多段倍電圧整流回路35によって整流
させて，第２グリッド電圧出力端子36に目的の高電圧約
1kV 100 μA を発生させる。
【００１７】 基準周波数発振器301,302,303 より発生
する基準周波数のインパルスが制御変調回路14, 制御変
調回路24, 制御変調回路34にそれぞれ送られ, トランジ
スタ12,22,32はそれぞれ異なる基準周波数f1,f2,f3で駆
動される。従ってアノード電圧回路Ａ, 第３グリッド電
圧回路G3と第２グリッド電圧回路G2との間では駆動周波
数が十分離隔しており，ヘテロダイン現象がない。
する基準周波数のインパルスが制御変調回路14, 制御変
調回路24, 制御変調回路34にそれぞれ送られ, トランジ
スタ12,22,32はそれぞれ異なる基準周波数f1,f2,f3で駆
動される。従ってアノード電圧回路Ａ, 第３グリッド電
圧回路G3と第２グリッド電圧回路G2との間では駆動周波
数が十分離隔しており，ヘテロダイン現象がない。
【００１８】 ここでヘテロダイン現象について説明す
る。一般にはヘテロダイン現象とは異なる周波数の高周
波がその差分の周波数を利用するものである。本発明で
は，ヘテロダイン現象として問題にするのは，異なる周
波数の高周波がその差分の周波数により，安定化のため
の帰還ループ（アノード回路Ａについて言えば，出力電
圧検出器18と制御変調回路14等からなるループ）が揺さ
ぶられることを問題にしている。ここで揺さぶられると
言うのは，上記の差分の周波数の信号がコモンモード雑
音などとして帰還ループの高利得の演算増幅器に乱調を
惹起し相互干渉することを言う。直流を出力として安定
化するための帰還ループについては，その応答速度は外
乱の周波数成分を十分対応できるように選定される。あ
まり高い周波数成分まで応答できるループでは，乱調の
おそれがある。通常は帰還ループの応答周波数の上限は
数キロヘルツ程度である。したがって本発明を実施する
には，各高電圧トランスに関連する等価的共振回路の固
有周波数fo1,fo2,fo3 は互いに異なる値にする。そして
温度変化によっても，これら各々の固有周波数はかなり
変化するので，それらの変動を最悪の条件で見積もっ
て，それぞれの周波数が互いに，帰還ループの応答周波
数の上限分以上よりは，隔離していることが必要であ
る。各高電圧トランスの二次巻線にはそれぞれ高電圧，
高周波が発生しているで，上記のように相互干渉をより
発生しやすいので，各周波数の隔離については，注意が
必要である。
る。一般にはヘテロダイン現象とは異なる周波数の高周
波がその差分の周波数を利用するものである。本発明で
は，ヘテロダイン現象として問題にするのは，異なる周
波数の高周波がその差分の周波数により，安定化のため
の帰還ループ（アノード回路Ａについて言えば，出力電
圧検出器18と制御変調回路14等からなるループ）が揺さ
ぶられることを問題にしている。ここで揺さぶられると
言うのは，上記の差分の周波数の信号がコモンモード雑
音などとして帰還ループの高利得の演算増幅器に乱調を
惹起し相互干渉することを言う。直流を出力として安定
化するための帰還ループについては，その応答速度は外
乱の周波数成分を十分対応できるように選定される。あ
まり高い周波数成分まで応答できるループでは，乱調の
おそれがある。通常は帰還ループの応答周波数の上限は
数キロヘルツ程度である。したがって本発明を実施する
には，各高電圧トランスに関連する等価的共振回路の固
有周波数fo1,fo2,fo3 は互いに異なる値にする。そして
温度変化によっても，これら各々の固有周波数はかなり
変化するので，それらの変動を最悪の条件で見積もっ
て，それぞれの周波数が互いに，帰還ループの応答周波
数の上限分以上よりは，隔離していることが必要であ
る。各高電圧トランスの二次巻線にはそれぞれ高電圧，
高周波が発生しているで，上記のように相互干渉をより
発生しやすいので，各周波数の隔離については，注意が
必要である。
【００１９】 各電圧出力の制御安定化方法をさらに詳
しく説明する。アノード電圧出力について説明すれば,
図２の波形図(c) に示す基準周波数インパルスが高レベ
ルのときはトランジスタ12はオフし，基準周波数インパ
ルスが低レベルのときはトランジスタ12はオンする。ト
ランジスタ12のコレクタ電圧波形は図２(a) に示すよう
にオフの期間中は, 高電圧トランス11の二次巻線11b の
インダクタンスと多段倍電圧整流回路15の静電容量など
とで形成される固有周波数fo1で自由振動するので, こ
の固有振動周波数fo1 の周期と基準周波数f1による周期
が合致すれば, 図２(b) に示すエミッタ電流波形のよう
にほぼ電流ゼロから立ち上がり連続的に増加して, 基準
周波数インパルスが高レベルになると電流ゼロになる。
このように固有周波数fo1 と基準周波数f1とが一致すれ
ばトランジスタ12のオン時の損失が極小となる。また同
時に高電圧トランス11の二次巻線11b のインダクタンス
と多段倍電圧整流回路15の静電容量などとで形成される
共振回路に蓄えられたエネルギーの損失がほとんどな
い。
しく説明する。アノード電圧出力について説明すれば,
図２の波形図(c) に示す基準周波数インパルスが高レベ
ルのときはトランジスタ12はオフし，基準周波数インパ
ルスが低レベルのときはトランジスタ12はオンする。ト
ランジスタ12のコレクタ電圧波形は図２(a) に示すよう
にオフの期間中は, 高電圧トランス11の二次巻線11b の
インダクタンスと多段倍電圧整流回路15の静電容量など
とで形成される固有周波数fo1で自由振動するので, こ
の固有振動周波数fo1 の周期と基準周波数f1による周期
が合致すれば, 図２(b) に示すエミッタ電流波形のよう
にほぼ電流ゼロから立ち上がり連続的に増加して, 基準
周波数インパルスが高レベルになると電流ゼロになる。
このように固有周波数fo1 と基準周波数f1とが一致すれ
ばトランジスタ12のオン時の損失が極小となる。また同
時に高電圧トランス11の二次巻線11b のインダクタンス
と多段倍電圧整流回路15の静電容量などとで形成される
共振回路に蓄えられたエネルギーの損失がほとんどな
い。
【００２０】 図２(a) に示すようにトランジスタ12の
コレクタ電圧は直流入力電圧Vin を中心にほぼ正弦波振
動する。電圧振動の谷点の電圧Vh1 が入力電圧Vin の変
動に対応して増減し, 高電圧トランス11の一次巻線11a
の両端の電圧Vo1 の電圧安定化の作用を行う。最大電力
供給条件，すなわち直流入力電圧がその変動範囲の下限
で，出力電圧，電流が上限のときに図２ａに示す電圧振
動の谷点Vh1 をトランジスタ12のコレクタ・エミッタ飽
和電圧あるいは若干それより大きい値に選定することに
より, 変換効率を最大電力供給条件において大きい値に
保ちつつ, それより低い電力供給条件ではトランジスタ
12は少ないベース電流が制御変調回路14の中の演算増幅
器141 より抵抗器143 を介して供給され，線型増幅素子
として作用する。
コレクタ電圧は直流入力電圧Vin を中心にほぼ正弦波振
動する。電圧振動の谷点の電圧Vh1 が入力電圧Vin の変
動に対応して増減し, 高電圧トランス11の一次巻線11a
の両端の電圧Vo1 の電圧安定化の作用を行う。最大電力
供給条件，すなわち直流入力電圧がその変動範囲の下限
で，出力電圧，電流が上限のときに図２ａに示す電圧振
動の谷点Vh1 をトランジスタ12のコレクタ・エミッタ飽
和電圧あるいは若干それより大きい値に選定することに
より, 変換効率を最大電力供給条件において大きい値に
保ちつつ, それより低い電力供給条件ではトランジスタ
12は少ないベース電流が制御変調回路14の中の演算増幅
器141 より抵抗器143 を介して供給され，線型増幅素子
として作用する。
【００２１】 第３グリッド電圧回路G3については, 図
２(d),(e),(f) にトランジスタ22のコレクタ電圧とエミ
ッタ電流の波形図を示したようにアノード電圧回路Ａと
同様に動作する。
２(d),(e),(f) にトランジスタ22のコレクタ電圧とエミ
ッタ電流の波形図を示したようにアノード電圧回路Ａと
同様に動作する。
【００２２】 第２グリッド電圧回路G2についても, 図
２(g),(h),(j) にトランジスタ32のコレクタ電圧とエミ
ッタ電流の波形図を示したようにアノード電圧回路Ａと
同様に動作する。ただし, 図２(g) に示したようにトラ
ンジスタ32もこの場合飽和せず，コレクタ電圧Vh3 は図
２(a) の場合より高くなっている。
２(g),(h),(j) にトランジスタ32のコレクタ電圧とエミ
ッタ電流の波形図を示したようにアノード電圧回路Ａと
同様に動作する。ただし, 図２(g) に示したようにトラ
ンジスタ32もこの場合飽和せず，コレクタ電圧Vh3 は図
２(a) の場合より高くなっている。
【００２３】 アノード回路Ａについては，出力電圧設
定が固定されているので，特に有用な回路を構成するこ
とができる。図３に示すように，基準周波数発振器を省
いて，トランジスタ12と高電圧トランス11とを，巻線11
c と抵抗器149 とコンデンサ147 とダイオード148 とに
より直接的に結合することにより，高電圧トランス11の
巻線に関連する固有周波数fo1 に同期した周波数でスイ
ッチング作動するよう構成することができる。なお，こ
の図３に示す回路は部品点数が少ない利点はあるが，出
力電圧を広く変化させる必要がある用途では，低い出力
電圧設定で動作不能となる点には注意しなければならな
い。
定が固定されているので，特に有用な回路を構成するこ
とができる。図３に示すように，基準周波数発振器を省
いて，トランジスタ12と高電圧トランス11とを，巻線11
c と抵抗器149 とコンデンサ147 とダイオード148 とに
より直接的に結合することにより，高電圧トランス11の
巻線に関連する固有周波数fo1 に同期した周波数でスイ
ッチング作動するよう構成することができる。なお，こ
の図３に示す回路は部品点数が少ない利点はあるが，出
力電圧を広く変化させる必要がある用途では，低い出力
電圧設定で動作不能となる点には注意しなければならな
い。
【００２４】 本発明においては，高電圧トランスの一
次巻線と二次巻線のインダクタンス値と静電容量とで形
成される等価的共振回路を利用するものであり，これら
の値を調整特定する必要がある。まずインダクタンス値
について，巻線の巻回数は，制限を受けることがあるの
で，磁芯の空隙を調整することにより容易に調整可能と
なる。また静電容量の値については，二次巻線の巻線間
静電容量と二次側の整流器についてはほぼ調整不可能で
あるで，一次巻線に並列にコンデンサを接続して調整す
ることができる。ただしこれらの静電容量を充電する電
気エネルギーは帰還はされるものの，無効電力となり，
変換効率を低下させるので，なるべく小さく抑えること
が望ましい。
次巻線と二次巻線のインダクタンス値と静電容量とで形
成される等価的共振回路を利用するものであり，これら
の値を調整特定する必要がある。まずインダクタンス値
について，巻線の巻回数は，制限を受けることがあるの
で，磁芯の空隙を調整することにより容易に調整可能と
なる。また静電容量の値については，二次巻線の巻線間
静電容量と二次側の整流器についてはほぼ調整不可能で
あるで，一次巻線に並列にコンデンサを接続して調整す
ることができる。ただしこれらの静電容量を充電する電
気エネルギーは帰還はされるものの，無効電力となり，
変換効率を低下させるので，なるべく小さく抑えること
が望ましい。
【００２５】 なお基準周波数発振器301 等の波形につ
いて，その低レベル期間と高レベル期間との比は，ほぼ
１：１または１以下の値で各回路の特性に応じて高効率
が得られるよう適当な値に選ばれる。
いて，その低レベル期間と高レベル期間との比は，ほぼ
１：１または１以下の値で各回路の特性に応じて高効率
が得られるよう適当な値に選ばれる。
【００２６】
【発明の効果】 本発明は以上のべたように構成されて
いて，各単位直流高電圧発生装置は基準周波数発振器で
駆動され，各単位直流高電圧発生装置のスイッチング素
子のスイッチング周波数は互いに十分離隔しているの
で，ヘテロダイン現象が発生せず相互干渉しない。そし
て広い出力電圧変化に対しても駆動周波数と動作モード
が一定なので，制御安定化に誤動作がなく，急速な出力
電圧切り換えに対してもハンチングが起こらない。特に
高安定度出力を得る場合は，動作モードが一定である
と，安定化のための誤差増幅器の位相調整が極めて容易
となる効果がある。
いて，各単位直流高電圧発生装置は基準周波数発振器で
駆動され，各単位直流高電圧発生装置のスイッチング素
子のスイッチング周波数は互いに十分離隔しているの
で，ヘテロダイン現象が発生せず相互干渉しない。そし
て広い出力電圧変化に対しても駆動周波数と動作モード
が一定なので，制御安定化に誤動作がなく，急速な出力
電圧切り換えに対してもハンチングが起こらない。特に
高安定度出力を得る場合は，動作モードが一定である
と，安定化のための誤差増幅器の位相調整が極めて容易
となる効果がある。
【００２７】 さらにまた, 温度変化に起因する高電圧
トランスの関連する固有周波数の変動に対しても基準発
振器の周波数がつねにそれぞれ追随するので, 変換効率
をほぼ最良点に維持することができ，装置を高密度に実
装した場合など自己発熱による温度上昇に対しても安定
動作を確保できる効果がある。
トランスの関連する固有周波数の変動に対しても基準発
振器の周波数がつねにそれぞれ追随するので, 変換効率
をほぼ最良点に維持することができ，装置を高密度に実
装した場合など自己発熱による温度上昇に対しても安定
動作を確保できる効果がある。
【図１】本発明による多出力直流高電圧発生装置の一実
施例のブロック図を示す。
施例のブロック図を示す。
【図２】動作を説明するための各部の波形図を示す。
【図３】本発明による多出力直流高電圧発生装置の他の
実施例の部分図を示す。
実施例の部分図を示す。
１，２…入力端子， 301,302,303 …基準周波数発振
器 Ａ…アノード電圧回路 G3…第３グリッド電圧回路 G2…第２グリッド電圧回路 11,21,31…高電圧トラン
ス,14,24,34…制御変調回路 21,22,23…トランジ
スタ，15,25,35…多段倍電圧整流回路 16…アノード
電圧出力端子 26…第３グリッド電圧出力端子 36…第２グリッド電
圧出力端子 18,28,38…出力電圧検出器 17,27,37…出力0V端
子 19,29,39…基準電圧源 141 …演算増幅器
器 Ａ…アノード電圧回路 G3…第３グリッド電圧回路 G2…第２グリッド電圧回路 11,21,31…高電圧トラン
ス,14,24,34…制御変調回路 21,22,23…トランジ
スタ，15,25,35…多段倍電圧整流回路 16…アノード
電圧出力端子 26…第３グリッド電圧出力端子 36…第２グリッド電
圧出力端子 18,28,38…出力電圧検出器 17,27,37…出力0V端
子 19,29,39…基準電圧源 141 …演算増幅器
Claims (4)
- 【請求項１】一次巻線と二次巻線とを有する高電圧トラ
ンスを備え，この高電圧トランスの一次巻線にスイッチ
ング素子を直列接続し，前記高電圧トランスの二次巻線
に接続された整流器を介して直流高電圧出力を得て，こ
の高電圧トランスの一次巻線と二次巻線とこれらに接続
される静電容量とで形成される等価的共振回路の固有周
波数に同期して前記スイッチング素子を駆動する構成の
単位直流高電圧発生装置を複数備え，これらの各単位直
流高電圧発生装置の前記固有周波数を互いに隔離した値
に設定して運転することを特徴とする直流高電圧発生装
置の運転方法。 - 【請求項２】前記単位直流高電圧発生装置の構成につい
ては，前記等価的共振回路の固有周波数とほぼ等しい周
波数の基準周波数発振器を備えて，この基準周波数発振
器に前記高電圧トランスに結合して得た信号を同期信号
として注入し，この基準周波数発振器によるオフ信号を
前記スイッチング素子の制御電極に印加すると共に,前
記直流高電圧出力の検出電圧と基準電圧との誤差信号を
前記スイッチング素子の制御電極に導通信号として印加
するものであることを特徴とする請求項１に記載の直流
高電圧発生装置の運転方法。 - 【請求項３】一次巻線と二次巻線とを有する高電圧トラ
ンスを備え，この高電圧トランスの一次巻線にスイッチ
ング素子を直列接続し，前記高電圧トランスの二次巻線
に接続された整流器を介して直流高電圧出力を得て，こ
の高電圧トランスの一次巻線と二次巻線とこれらに接続
される静電容量とで形成される等価的共振回路の固有周
波数に同期して前記スイッチング素子を駆動する構成の
単位直流高電圧発生装置を複数備え，これらの各単位直
流高電圧発生装置の前記固有周波数を互いに隔離した値
に設定し，ヘテロダイン現象を避けて，安定性を保つこ
とを特徴とする多出力直流高電圧発生装置。 - 【請求項４】前記単位直流高電圧発生装置の構成につい
ては，前記等価的共振回路の固有周波数とほぼ等しい周
波数の基準周波数発振器を備えて，この基準周波数発振
器に前記高電圧トランスに結合して得た信号を同期信号
として注入し，この基準周波数発振器によるオフ信号を
前記スイッチング素子の制御電極に印加すると共に,前
記直流高電圧出力の検出電圧と基準電圧との誤差信号を
前記スイッチング素子の制御電極に導通信号として印加
するものであることを特徴とする請求項３に記載の多出
力直流高電圧発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26496495A JPH0993927A (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 直流高電圧発生装置の運転方法および多出力直流高電圧発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26496495A JPH0993927A (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 直流高電圧発生装置の運転方法および多出力直流高電圧発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0993927A true JPH0993927A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17410655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26496495A Pending JPH0993927A (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 直流高電圧発生装置の運転方法および多出力直流高電圧発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0993927A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100581288B1 (ko) * | 2004-07-20 | 2006-05-17 | 현대자동차주식회사 | 출력전원 안정화를 위한 전원공급장치 |
| WO2007123099A1 (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Oki Power Tech Co., Ltd. | スイッチング電源回路 |
| JP2007288907A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Origin Electric Co Ltd | 高安定度電源装置及びそれを用いた高電圧電子管装置 |
| KR101527171B1 (ko) * | 2014-06-24 | 2015-06-09 | 이상록 | 유량계측형 체크밸브 |
-
1995
- 1995-09-19 JP JP26496495A patent/JPH0993927A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100581288B1 (ko) * | 2004-07-20 | 2006-05-17 | 현대자동차주식회사 | 출력전원 안정화를 위한 전원공급장치 |
| JP2007288907A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Origin Electric Co Ltd | 高安定度電源装置及びそれを用いた高電圧電子管装置 |
| WO2007123099A1 (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Oki Power Tech Co., Ltd. | スイッチング電源回路 |
| JP2007288951A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Oki Power Tech Co Ltd | スイッチング電源回路 |
| KR101527171B1 (ko) * | 2014-06-24 | 2015-06-09 | 이상록 | 유량계측형 체크밸브 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010718 |