JPS59194663A - 自励発振型高圧電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動復帰型保護回路を備えた自励発振型の高
圧電源に係り、特に大きな高圧出力を必要とするものに
適した高圧電源に関する。

従来のこの主の高圧電源は１、第１図のブロック回路図
に示すようにシュミット回路を用いて保護回路が構成さ
れている。この第１図の高圧電源はためその信号が比較
増幅回路で増幅されて制御回路の出力電圧ＶＢを上昇さ
せる。制御回路の出力電圧Ｖｓが上昇すると、この電圧
をシュミット回路が検知し・、発振トランジスタのベー
ス回路のベース電流を遮断して発振を停止させる。それ
と同時に、このシュミット回路によって比較増幅回路の
制御回路への供給電圧を遮断してその出力電圧Ｖｅを低
下させ、それによりシュミット回路をＯＦＦとし、自動
復帰動作をする。これにより発振トランジスタのベース
電流が流れ始めて発振を開始しようとするが、いまだ高
圧出力Ｖｏｕｔが短絡していると、−上述動作の繰り返
しによって制御回路の出力電圧Ｖｅが再び上昇してシュ
ミット回路をＯＮとＪるため発振できないことになる。

〜第２図は、この制御回路の出力電圧ＶＢが変化する状
態を□示しており、高圧出力ｖｏｕｔが短絡している限
り、出力電圧ＶＢはシュミット回路のＯＦＦレベルとＯ
Ｎレベルの間において上昇、下降を繰り返すことになる
のである。従来の保護回路を備えた高圧電源はこの」：
うな動作をするものであり、シュミット回路のＯＦＦレ
ベルからＯＮレベルまでの出力電圧Ｖｅの立上り期間α
は保護回路の非動作領域となるため、この期間に発振ト
ランジスタのベースには最大値の電流が流れることにな
る。

そのため、発振回路が異花発振を起して出力回路に流れ
る短絡電流が大きくなって安全上の問題が生じる恐れが
ある。また、上記従来のものは、シュミット回路の作動
レベルを設定しなければならないものであるため、正常
時の制御回路の出力電圧は、シュミット回路のＯＮレベ
ル以１・に設定しなければならず、そのため、制御回路
での電圧降下が大ぎくなって効率が悪くなり、大きな発
熱が生じるという問題がある。また、シュミット回路゛
　およびこれに付随する自動復帰回路を構成しな（すれ
ばならないことから回路構成が煩雑となり、さらには上
述のように大きな発熱が生じることから放熱器を大型化
しなければならない等の理由によりコスト的に不利にな
るとともに、装置が大型化する等の問題がある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたしので、保護
回路の動作特性を向上させるととしに、保護回路の構成
を簡素化せしめて発熱の低減および装置の小型化を図り
、さらには従来の制御回路を有しない構成とすることに
よってコスト的にも右利な高圧電源を提供することを目
的とするものである。

本発明は、このために、自励発振回路の発振トランジス
タのベース抵抗回路を、複数個の抵抗体を直列接続して
なる第１の抵抗回路と、ツェナダイオードと抵抗体とを
直列接続してなる第２の抵抗回路と、抵抗体のみからな
る第３の抵抗回路とを互いに並列接続し、これらの並列
回路の入力電圧側にツェナダイオードと抵抗体とを直列
接続した第４の抵抗回路を接続することにより構成し、
前記第１の抵抗回路の複数個の抵抗体の接続点の電圧に
より保護用トランジスタを動作ざＵて発振１〜ランジス
タのベース抵抗回路に流れるベース電流を制御覆るよう
にしたことを特徴としている。

つまり、第３図に示すものは従来の自励発振型高圧電源
のコレクタ同調発振回路部分であり、１は主巻線、２は
同調コンデンサ、３は発振Ｉ・ランジスタ、４はベース
抵抗、５は再生用コンデンサ、６は正帰還巻線、７は発
振安定化抵抗であって、このような発振回路においてｌ
ｃＬ正帰′）！巻線６により発振が持続されて再生用コ
ンデンサ５に充電々流か流れ、この再生用コンデンサ　
！）の電圧Ｖｈは負の値となる。そして、発振トランジ
スタ３か０［［になったときには、再生用］ンデン＋ｙ
５で充電された電荷がベース抵抗４を介して放電づる。

発振回路が発振状態にあるとさくこは、ｉ’Ｑ　ノｌ−
用＝１ンデンリ゛５は上記のような充１１１電を繰り返
し、その電圧ｖｂは第４図に示づような三角波形となる
。

そして、高圧出力が短絡したとき、自動発振回路スタ　
３にはベース抵抗４を介してベース電流が流れ、このト
ランジスタの電流増幅重信の異常電流が流れて発振トラ
ンジスタ３は熱破壊にいたる。

このような熱破壊にいたるまでの状態を発振１−ランジ
スタ３の直流動作と呼ぶ。本発明は、上記のように発振
回路の発振時には再生用コンデンサの電圧ｖｂが負電位
領域に存在し、高圧出力の短絡前の発振停止による発振
トランジスタの直流動作でＶｂ　＝ＶＢＥ　＋　Ｉｂ　
−Ｒｈ　（ここで、ｖＢＥは発振トランジスタ　３のベ
ース・■ミッタ間電圧値、Ｒｂは発振安定化抵抗７の抵
抗値、Ｉｂはそこを流れる電流１１Ｃ１を表わす）の電
位となることを利用して保護回路を構成したものである
。

以下に本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第５図において、１は高圧トランスＴの主巻線、２は同
調コンデンサ、３は発振トランジスタ、５は再生用コン
デンナ、６は正帰還巻線、７は発振安定イヒ抵抗で、こ
れらの構成は上記従来のものと同様である。８，９は互
いに直列接続してなる発振トランジスタ３のベース抵抗
の一部を構成する抵抗体で、第１の抵抗回路を形成する
ものである。

この第１の抵抗回路は、発振トランジスタ３のベース電
流を流すことが主目的ではなく高圧出力の短絡の有無を
検出するための短絡検出回路を構成するｂのであるため
、特に抵抗体８が高抵抗値に設定されて高゛抵抗回路を
構成している。１０はこの第１の抵抗回路に接続された
保護用トランジスタで前記第１の抵抗回路を形成してい
る抵抗体８，９の接続点の電圧ＶＣによって動作し、発
振１−ランジスタ３のベース電流を制御するものである
。１１はカソード側が入力電圧側に接続されたツェナダ
イオ−１・、１２は発振トランジスタ　３のベース抵抗
の一部を構成する抵抗体で、前記ツェナタイオード１１
に直列接続されてツェナダイオード１１とともに第２の
抵抗回路を形成し、前記第　１の抵抗回路に並列接続さ
れたものである。この第２の抵抗回路は、発振トランジ
スタ３のベース電流を主に流す主ベース電流回路を構成
するものであるため、抵抗体１２は低い値に設定されて
いる。１３は発振トランジスタ３のベース抵抗の一部を
構成する抵抗体で、第３の抵抗回路を形成し、前記第１
．第２の抵抗回路に並列接続されたものである。この第
３の抵抗回路は、高圧出力が短絡状態から解除されたと
きに発振回路の発振を正常状態に復帰させるだめの発振
起動用と、正常動作状態の起動時における第２の抵抗回
路のツェナダイオード１１のツェナー電圧値以上に上昇
するまでの立上り期間に、発振トランジスタ３のベース
電流を流す発振起動用のものであるため、抵抗体１３は
比較的高抵抗値に設定されている。上記の説明から明ら
かなように、第１．第２および第３の抵抗回路はそれぞ
れ異なった目的を有しているか、それらは互いに並列接
続されて発振トランジスタ３のベース抵抗回路の一部を
構成している。１４は抵抗体、１５はそのカソード側が
入力電圧側に向くようなツェナタイオードで、互いに直
列接続されて第４の抵抗回路を形成している。この第４
の抵抗回路は、前記第１゜第２および第３の抵抗回路か
らなる並列回路の入゛力電圧側に接続されてそれらの第
１．第２および第３の抵抗回路とともに発振１〜ランジ
スタ３のベース抵抗回路を構成している。１６は高圧ト
ランスＴの出力側巻線、１７はこの巻線に接続された整
流回路である。高圧出力が交流を必要とする場合には、
この整流回路１７は不要である。

このような回路構成において、発振回路が正常な発振状
態にあるとぎには、ベース抵抗回路の電圧＼／ｄは、前
記ツェナダイオード１１のツェナー電圧よりも高くなる
ように設定されており、そのため前記第１．第２および
第３の抵抗回路にそれぞれ発振トランジスタ３のベース
電流が流れている。

ただし、ベース電流の分流割合は、抵抗値の低い第２の
抵抗回路が最も人さいことはいうまでもない。第１の抵
抗回路を形成している抵抗体８．９の接続点の電圧Ｖｃ
は、第６図【こ小りように再生用コンデンサ５の電圧ｖ
ｂに抵抗体９の値により決まる直流バイアスをかけた状
態でＪｆｔ移する。いま、発振回路が正常な発振状態に
あるときには、この電圧Ｖｃば保護用１〜ランジスタ１
０のＯＮ電圧よりも低い値になるように設定されている
ため、保護用トランジスタ１１はＯＦＦ状態に維持され
ている。

ところが、高圧出力が短絡すると、発振が減衰覆ること
によって再生用コンデン１ｆ５の電圧ｖｂが上昇し、こ
れによって抵抗体８，９の接続点の電圧Ｖｃも上昇して
、ついには保護用トランジスタ１１のＯＮレベルの電位
に達し、その結果、保護用トランジスタ１０がＯＮ状態
となってベース抵抗回路（ここで、ＶＢＥＴは保護用１
〜ランジスタ１０のベース・エミッタ間電圧値、ＶＢ［
２は発振トランジスタ　３のベース・エミッタ間電圧舶
、Ｒ１は抵抗体８の抵抗値、Ｒ２は抵抗体９の抵抗値を
それぞれ表わす。）で示され、ツェナタイオード１１の
ツェナー電圧よりも低くなるように設定されている。そ
のため、ツェナタイオード１１と抵抗体１２とで形成さ
れている発振トランジスタ３の主ベース電流回路である
第２の抵抗回路は遮断されてしまい、ベース電流は高抵
抗回路である第１および第３の抵抗回路にしか流れない
ことになって発振１−１Ｊ ランジスタ　３の発振はきわめて微妙な状態どなり、高
圧出力の短絡から電源を保護する。

そして、高圧出力の短絡が解除されたときには、発振ト
ランジスタ　３は小さなベース電流で発振するにうにな
るため、短絡時には微弱な発振状態にあったものが、土
に第３の抵抗回路に流れるベース電流によって発振が成
長し始め、その結果、再生用コンデンサ゛５が急速に負
に充電されてｖｂの値が急速に負電位になる。すると、
第１の抵抗回路の抵抗体８．９の接続点の電圧Ｖｃか急
速に小さくなって、保護用トランジスター０の（ｌ　ｌ
’、　ｌ　　レベルの電位となり、ベース抵抗回路の電
圧Ｖｄは正常値にもどることになる。これにより、ツェ
ナーダイオード１１が導通状態となって１ベ一ス電流回
路である第２の抵抗回路に所要のベース電流が流れるよ
うになり、発振１〜ランジスタ３の発掘が急激に正常状
態に復帰することになる。

本発明の高圧電源は以上説明したように構成されている
ので、保護動作および復帰特性に極めて寸ぐれたものと
なるとともに、保護回路の構成が簡素化されて小型化が
促進され、制御回路も有していないためコスト的にも極
めて有利になる等の種々のすぐれた効果を奏する。

なお、近年、スイッチング電源等の発達によって、きわ
めて安定した入力電圧ｖｉｎを得ることかできるので、
そのような電源を用いることによって従来のような制御
回路を有していないことによる不都合は解消される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の保護回路を備えた高圧電源のブロック回
路図、第２図はその制御回路の高圧出力短絡０）の出力
電圧波形図、第３図は従来の自励発振回路図、第４図は
その再生用コンデンサの電圧波形図、第５図は本発明の
一実施例の高圧電源の回路構成図、第６図はその第１の
抵抗回路および　−再生用コンデンサの電圧波形図であ
る。 １・・・・・・高圧トランスの主巻線、２・・・・・・
同調コンデンサ゛、３・・・・・・発振トランジスタ、
５・・・・・・再生用コンデン勺、６・・・・・・正帰
還巻線、７・・・・・・発振安定　、−化抵抗−１８，
９，１２，１３，１４・・・・・・抵抗体、１０・・・
・・・保護用トランジスタ、１１．１５・・・・・・ツ
ェナーダイオード、１６・・・・・・高圧トランスの出
力側巻線、１７・・・・・・整流回路。 特　　許　　出　　顎　　人 株式会社村田製作所 図面の浄ｉ′！！−（内容に変更なし）第１図 Ｔ苓 第２図 ｍ−ｅ 第５図 第４図 ’１１’ｉ）フ’−；Ｘ７　ｏＦＰ４−手　　続　　補
　　正　　書　く方式）特許庁長官　殿 （特許庁審査官　　　　　　　殿） １、事件の表示 昭和５８年特　許　願第６８１５９号 ２、発明の名称 自励発振型高圧電源 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号名称　（
６２３）株式会社　村　１）製　作　ハロ３和５８年　
７月２６日（ざも送日）６、補正の対象 （１）願書の各欄 （２）明細占の各欄 （３）図面 ７、補正の内容 願書、明細用および図面の浄書（内容に変更なし）。 【

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御回路を有しない自励発振型高圧電源において、発振
   トランジスタのベース抵抗回路を、複数個の抵抗体を直
   列接続して短絡検出回路を構成した第１の抵抗回路、ツ
   ェナーダイオードと抵抗体とを直列接続するとともに、
   そのツェナーダイオードのカソード側を入力電圧側に接
   続するようにして発振トランジスタの主ベース電流回路
   を構成した第２の抵抗回路、および発振起動用回路を構
   成した第３の抵抗回路を互いに並列接続し、これらの並
   列回路の入力電圧側にツェナーダイオードと抵抗体とを
   直列接続した第４の抵抗回路を接続することにより構成
   し、前記第１の抵抗回路を形成する複数個の抵抗体の接
   続点の電圧により動作する保護用トランジスタ１を前記
   第４の抵抗回路のツェナーダイオードと抵抗体との接続
   点に接続したことを特徴とする自励発振型高圧電源。