JPH10333757A - 安定化電源回路 - Google Patents

安定化電源回路

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JPH10333757A
JPH10333757A JP14133597A JP14133597A JPH10333757A JP H10333757 A JPH10333757 A JP H10333757A JP 14133597 A JP14133597 A JP 14133597A JP 14133597 A JP14133597 A JP 14133597A JP H10333757 A JPH10333757 A JP H10333757A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロ波管の電源回路で高圧トランスの一
次巻き線に複数の電圧調整タップを設け、サイリスタ等
によりこの電圧調整タップを切り替える方法において、
従来技術では出力電圧にオーバシュート、振動が生じて
しまい、伝送特性が劣化していた。 【解決手段】 入力交流電圧を検出するトランス8、整
流器9、電圧比較器10から成る電圧検出手段と、この
検出手段の出力を2値化する2進コード化回路11と、
この回路11の出力を遷移状態で処理するシフトレジス
タ12、12’と、ゼロクロス点検出回路16と、状態
変化検出回路13、13’から成る処理手段と、この処
理手段の出力をデコードしてサイリスタ15、15’、
15”に出力する2進デコード回路14を有している。
本発明では、従来タップ切り替えをステップ状に行って
いたものを、遷移領域をもたせることにより、漸増また
は漸減状に出力電圧を切り替えることが実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、安定化電源回路に関
し、特に、安定化電源回路の出力過渡特性の改善に関す
る。
【0002】
【従来の技術】クライストロンや進行波管等マイクロ波
管を用いた電力増幅装置では、商用電源の変動に対して
管球のコレクタ電圧等を一定電圧に維持するために、一
次供給側に誘導形電圧調整器(IVR)や定電圧定周波
数電源装置(CVCF)等を設置する場合が多くある。
【0003】しかしながら、これら電源機器の故障時に
は通常、商用電源にバイパスされるために、電力増幅装
置自身でもコレクタ電圧を安定化することが望まれる。
【0004】従来、電力増幅装置の安定化電源回路とし
ては、コレクタ等を発生させる高圧トランスの一次巻き
線に複数の電圧調整タップを設け、入力電圧にしたがっ
てサイリスタ等によりこの電圧調整タップを切り替える
方法が実用化されている。
【0005】図7はこのような従来例を示すブロック図
である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術の問題は、タップの切り替えが起こった場合
に、タップの切り替えをステップ状に行っているので、
図3のaに示すように出力電圧はオーバシュートを生
じ、振動してしまう。この振動はクライストロン等マイ
クロ波管の電極電圧を変動させてしまうので、マイクロ
波管の動作に影響を与え、位相廻りを起こしたり、位相
雑音を増加させるので伝送特性が劣化してしまうことで
あった。
【0007】このオーバシュートや電圧振動が生ずる理
由は、一般に変圧器の二次側の整流・平滑回路にチョー
クコイルと平滑コンデンサを使用するが、これらの素子
にタップ切り替えによってステップ状の電圧変化を与え
ると二次系のステップ応答をするためである。すなわ
ち、チョークコイルのインダクタンスをL、平滑コンデ
ンサの容量をC、クライストロン等負荷の等価抵抗をR
とすれば、
【0008】
【0009】として、伝達関数G(s)は
【0010】
【0011】また、この系のステップ応答Y(s)は
【0012】
【0013】であり、図4に示す応答特性が知られてい
る。
【0014】この伝達関数等から、タップ切り替え時に
電圧振動を起こさないようにするチョークコイル、平滑
コンデンサの組み合わせを選択することも可能である
が、通常は非常に大きなチョークコイルが必要となり、
装置の形状が大型化するために、実用的ではない。
【0015】本発明は従来の上記実情に鑑み、従来の技
術に内在する上記欠点を解消する為になされたものであ
り、従って本発明の目的は、タップ切り替え時のオーバ
シュート、電圧振動の低減を行い、伝送特性の大幅な改
善を可能とした新規な安定化電源回路を提供することに
ある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明に係る電源回路は、サイリスタの切り替えの
遷移領域を有し、この遷移領域は、出力電圧を、ステッ
プ状態に変化させるのではなく、現在の状態とつぎに選
択される状態を交互に繰り返しながら、漸増または漸減
する状態の領域である。
【0017】更に詳しくは、本発明に係る安定化電源回
路は、交流入力電圧の高低状態を検出する入力電圧検出
手段と、該入力電圧検出手段の検出電圧を2進コード化
する2進コード化手段と、該2進コード化手段から出力
される2値データをの入力する第1及び第2のシフトレ
ジスタと、前記交流入力電圧のゼロクロス点を検出して
前記第1及び第2のシフトレジスタの出力を読み出すク
ロックを発生するゼロクロス点検出手段と、前記2進コ
ード化手段の出力から前記入力電圧の状態変化を検出し
て前記第1または第2のシフトレジスタにプリセット値
をロードする状態変化検出手段と、前記第1及び第2の
シフトレジスタの出力をデコードする2進デコード手段
と、該2進デコード手段の出力によりサイリスタスイッ
チを駆動制御するサイリスタとを具備して構成される。
【0018】
【作用】本発明において、サイリスタの切り替えを行う
場合には、遷移領域を設けることにより、現在の状態と
次に選択された状態を交互に繰り返しながら切り替えが
行われるために、整流出力電圧がステップ状ではなく、
漸増または漸減状に変化していき、切り替え点における
オーバシュート、電圧振動を抑える効果が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】次に、本発明をその好ましい一実
施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0020】図1は本発明による一実施の形態を示すブ
ロック構成図である。
【0021】図1を参照するに、一対の入力端子1、
1’から入力された交流電圧は、電源トランス3に供給
される。電源トランス3は一次巻き線に複数の調整タッ
プを有しており、各々にサイリスタスイッチ2、2’、
2”が接続され、入力電圧に対応したサイリスタ15、
15’、15”が点弧される。
【0022】なお、本実施の形態では、説明の便宜上、
調整タップを例えば3個として説明するが、3個以上と
してもよいことは勿論である。整流器4、チョークコイ
ル5並びにコンデンサ6は整流平滑回路を構成し、マイ
クロ波管7に直流電圧を与える。
【0023】一方、交流入力電圧は、検出トランス8、
整流器9並びに電圧比較器10により入力電圧に対応し
た状態、例えば、入力電圧の高低により図2に示すよう
にH(+3.3%以上)、M(−3.3〜+3.3
%)、L(−3.3%以下)の3状態を検出する。即
ち、入力電圧を検出する検出トランス8、整流器9及び
電圧比較器10は入力電圧状態を検出する入力電圧検出
手段を構成している。
【0024】ここで、状態Mは入力された交流電圧が許
容範囲内にある場合を、状態Lは状態Mより低い場合
を、状態Hは状態Mより高い場合をそれぞれ示してい
る。
【0025】2進化コーダ(2進コード化回路)11で
は検出された3状態を、例えば図5に示すように、2桁
の2進数化する。この2進コードをシフトレジスタ1
2、12’に入力し、交流ゼロクロス点検出回路16か
ら送出される交流のゼロクロス点毎に発生するクロック
により読み出す。
【0026】ここで状態変化検出回路13、13’で
は、交流入力電圧が変動して状態H、M、Lの変化が発
生した場合に、シフトレジスタ12、12’に対し、プ
リセット値を強制的にロードする。このプリセット値の
入力は、図6に示すように、例えば16段のシフトレジ
スタを使用する時には、1、5、7、9、10、13、
14、15段に次の状態(ここでは交流入力電圧が高く
なって高電圧のH状態から許容範囲内の電圧、M状態に
降下させるときの遷移でシフトレジスタ12’が1→0
となる例を示す)をロードする。
【0027】図6に示された本実施の形態では、シフト
レジスタ12または12’のパラレル入力PI1、PI
5、PI7、PI9、PI10、PI13、PI14、
PI15が選択された場合が示されているが、これは任
意でよく、例えば、偶数または奇数番の各入力端子でも
よい。このような任意のパラレル入力端子をプリセット
して任意の選択組み合わせを作る方式のシフトレジスタ
は容易に構成可能である。
【0028】この結果、シフトレジスタ12、12’の
出力は現在の状態と次に選択された状態を交互に繰り返
しながら切り替えが行われる。
【0029】このように、入力交流電圧が高い値(状態
H)または低い値(状態L)として検出された場合に、
高い値(状態H)から低い値(状態M)に変化させる
(図6に示された例)かまたは低い値(状態L)から高
い値(状態M)に変化させるときに、現在の状態と次に
選択された状態を交互に繰り返しながら切り替えを実行
し、整流出力電圧がステップ状ではなく、漸増または漸
減状に切り替える状態を本発明では遷移状態といい、そ
の切替変化領域を遷移領域と定義している。
【0030】図6においては状態Hから状態Mに変化す
る場合について説明されているが、逆に状態Lから状態
Mに変化する場合についてもほぼ同様に説明できるが、
ここではその説明は省略されている。
【0031】2進デコーダ14は、シフトレジスタ1
2、12’の2進を元のH、M、Lの選択にもどし、サ
イリスタ駆動回路15、15’、15”に選択すべきサ
イリスタスイッチを連絡する。サイリスタ駆動回路1
5、15’、15”はゼロクロス点でサイリスタスイッ
チ2、2’、2”を駆動する。
【0032】
【実施例】次に、本発明をその好ましい一実施例につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。
【0033】図1に示すブロック構成図において、平滑
回路の一般的な定数はチョークコイルのインダクタンス
をL、平滑コンデンサの容量をCとすれば、その共振周
波数波は全波整流の脈流周波数が100Hzであるの
で、その1/10程度となり、
【0034】
【0035】
【0036】が選定されている場合には、従来技術の例
では図3のaの振動周波数は10Hzとなる。これに対
して本発明における前述の16段シフトレジスタを使用
する場合には、クロック周波数は100Hz(周期10
mS)となるので、16×10=160mSの遷移状態
を有することになり、電圧振動がはるかに低減される。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源トランスタップ切り替え時のオーバシュート、電圧
振動を容易に低減できるために、マイクロ波管への安定
した電圧供給が期待され、伝送特性の改善が廉価に、か
つ装置の形状を大きくすることなく実施することができ
る。
【0038】その理由は、従来タップ切り替えをステッ
プ状に行っていたものを、遷移領域をもたせることによ
り、漸増または漸減状に出力電圧を切り替えることが実
現できるからである。また、本発明の構成部品類は汎用
のものでよく、廉価に実現できるからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すブロック構成図で
ある。
【図2】入力電圧に対する電源トランスタップ切り替え
による出力電圧を示す図である。
【図3】タップ切り替え点後の電圧振動波形を、本発明
と従来例を比較して示した図である。
【図4】二次系の過渡応答波形図である。
【図5】本発明による入力電圧に対する2進コード化の
例を示す図である。
【図6】本発明による切り替えの遷移状態を示す図であ
る。
【図7】従来技術の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1、1’…交流入力端子 2、2’、2”…サイリスタスイッチ 3…電源トランス 4…整流器 5…平滑チョークコイル 6…平滑コンデンサ 7…マイクロ波管(クライストロンまたは進行波管) 8…入力電圧検出用トランス 9…整流器 10…電圧比較器 11…2進コード化回路 12、12’…シフトレジスタ 13、13’…状態変化検出回路 14…2進デコード回路 15、15’、15”…サイリスタ駆動回路 16…交流ゼロクロス点検出回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力交流電圧の変動を検出して変圧器の
    一次券線に設けた複数のタップの切り替えによって出力
    電圧を安定化する電源回路において、タップの切り替え
    に、出力電圧をステップ状に変化させるのではなく、現
    在の状態と次に選択される状態を交互に繰り返しなが
    ら、漸増または漸減する状態の遷移領域を持たせたこと
    を特徴とする安定化電源回路。
  2. 【請求項2】 前記遷移領域の生成回路としてシフトレ
    ジスタおよびゼロクロス点検出回路を有することを更に
    特徴とする請求項1に記載の安定化電源回路。
  3. 【請求項3】 交流入力電圧の高低状態を検出する入力
    電圧検出手段と、該入力電圧検出手段の検出電圧を2進
    化する2進コード化手段と、該2進コード化手段から出
    力される2値データを入力する第1及び第2のシフトレ
    ジスタと、前記交流入力電圧のゼロクロス点を検出して
    前記第1及び第2のシフトレジスタの出力を読み出すク
    ロックを発生するゼロクロス点検出手段と、前記2進コ
    ード化手段の出力から前記入力電圧の状態変化を検出し
    て前記第1または第2のシフトレジスタにプリセット値
    をロードする状態変化検出手段と、前記第1及び第2の
    シフトレジスタの出力をデコードする2進デコード手段
    と、該2進デコード手段の出力によりサイリスタスイッ
    チを駆動制御するサイリスタとを具備することを特徴と
    した安定化電源回路。
  4. 【請求項4】 前記入力電圧検出手段を、交流入力電圧
    を検出する検出トランスと、該検出トランスの出力を整
    流する整流器と、該整流器の出力と基準電圧とを比較し
    検出された電圧が許容値内にある第1の状態と許容値よ
    り高い第2の状態と許容値より低い第3の状態を出力す
    る電圧比較器とを有することを更に特徴とする請求項3
    に記載の安定化電源回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002315192A (ja) * 2001-04-05 2002-10-25 Nec Eng Ltd 電圧調整器
WO2008044374A1 (fr) * 2006-10-13 2008-04-17 Aikoh Epoch Corporation Procédé pour détecter la mise hors fonction de thyristor

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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WO2008044374A1 (fr) * 2006-10-13 2008-04-17 Aikoh Epoch Corporation Procédé pour détecter la mise hors fonction de thyristor

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