JPS6030965B2 - DC stabilized power supply - Google Patents

DC stabilized power supply

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JPS6030965B2
JPS6030965B2 JP9964978A JP9964978A JPS6030965B2 JP S6030965 B2 JPS6030965 B2 JP S6030965B2 JP 9964978 A JP9964978 A JP 9964978A JP 9964978 A JP9964978 A JP 9964978A JP S6030965 B2 JPS6030965 B2 JP S6030965B2
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power supply
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circuit
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capacitor
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照明 尾硲
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えばX線管のフィラメント加熱用電源として
用られる直流安定化電源に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a DC stabilized power source used, for example, as a power source for heating a filament of an X-ray tube.

従来、X線管加熱用として用いられているスイッチング
形の直流安定化電源は第1図に示す如く構成されている
A switching type DC stabilized power supply conventionally used for heating an X-ray tube is constructed as shown in FIG.

即ち、図において、1は交流電源Eを全波整流するブリ
ッジ回路、2はこのブリッジ回路1にて得られた直流出
力をチョッピングするチョッピング用トランジスタ、3
はこのチョッピング後の直流出力に含まれる断続的なェ
ネルギを平滑化するダイオードD及びコイルL並びにコ
ンデンサCより成る平滑回路、4はこの平滑回路3によ
り平滑された直流出力を分圧する分圧回路、5は基準電
源、6はこの基準電源5の電圧を基準として前記分圧回
路4の出力を比較し、その差電圧を発生する誤差増幅器
、7は基準電源5の断続用スイッチ、8は所定周波数の
パルス信号を発生する発振器、9はこの交流信号を基準
として前記誤差増幅器6の出力に応じたパルス幅の信号
を発生するパルス幅変調器、10はこのパルス幅変調器
9の出力パルスにより駆動されそのパルス幅分のドライ
ブ信号を発生して前記チョッピング用トランジスタ2に
与え、これを動作させるドライブ回路であり、以上が直
流安定化電源部分である。11は一次側中間タップに前
記平滑回路3にて平滑された直流出力が与えられるィン
バータ・トランスであり、12,13はこのインバータ
・トランス11の一次側巻線の端部にそれぞれ接続され
たスイッチング用のトランジスタである。
That is, in the figure, 1 is a bridge circuit that full-wave rectifies the AC power supply E, 2 is a chopping transistor that chops the DC output obtained by this bridge circuit 1, and 3
4 is a smoothing circuit consisting of a diode D, a coil L, and a capacitor C that smooths the intermittent energy contained in the DC output after the chopping; 4 is a voltage dividing circuit that divides the voltage of the DC output smoothed by the smoothing circuit 3; 5 is a reference power supply, 6 is an error amplifier that compares the output of the voltage dividing circuit 4 with reference to the voltage of this reference power supply 5 and generates a difference voltage, 7 is a switch for connecting and disconnecting the reference power supply 5, and 8 is a predetermined frequency. 9 is a pulse width modulator that generates a signal with a pulse width corresponding to the output of the error amplifier 6 using this AC signal as a reference; 10 is driven by the output pulse of this pulse width modulator 9; This is a drive circuit that generates a drive signal corresponding to the pulse width and applies it to the chopping transistor 2 to operate it, and the above is the DC stabilized power supply section. Reference numeral 11 denotes an inverter transformer whose primary intermediate tap is provided with a DC output smoothed by the smoothing circuit 3, and 12 and 13 are switching devices connected to the ends of the primary winding of the inverter transformer 11, respectively. It is a transistor for

また、14はX線管でその陰極側にィンバータ・トラン
ス11の二次側出力を供給してこれを加熱する。次に動
作について説明すると、先ず予めトランジスタ12,1
3のベースに互いに逆相のパルスを印加しておき、イン
バータ・トランス11の一次側中間タップに直流電圧が
印加されればィンバータ動作する状態にしておく。
Further, 14 is an X-ray tube, and the secondary side output of the inverter transformer 11 is supplied to the cathode side of the X-ray tube to heat it. Next, to explain the operation, first, the transistors 12, 1
Pulses of mutually opposite phases are applied to the bases of the inverter transformer 11, and when a DC voltage is applied to the intermediate tap on the primary side of the inverter transformer 11, the inverter operates.

次に図示しない×線制御装置のレディ(READY)ス
イッチを押すとスイッチ7が投入され誤差増幅器6に基
準電源5が印加されて、その基準電源5の電位に応じた
出力がこの誤差増幅器6よりパルス幅変調器9に与えら
れる。パルス幅変調器9には発振器8より基準パルス信
号が印加されているので、このパルス信号を誤差増幅器
6の出力でパルス幅変調し、誤差増幅器6出力に応じた
パルス幅の信号をドライブ回路101こ与える。すると
、ドライブ回路1川まこのパルス幅に相当する時間、ド
ライブ信号を発生し、チョツピング用トランジスタ2に
与える。これによりチヨツピング用トランジスタ2は動
作し、ブリッジ回路1の直流出力をチョッピングする。
このチョツピングされた直流出力は平滑回路3により平
滑された後、インバータ・トランス11の中間タップに
入力され、また、その電位は分圧回路4を通して誤差増
幅器6に入力される。従って、以後は分圧回路4からの
電位と基準電源5の電位の差分のパルス幅で前記チョツ
ピング用トランジスタ2は動作され、基準電源5にて設
定された電位となるよう直流安定化電源は制御動作され
ることになる。平滑後の直流出力を印加されたィンバー
夕・トランス11は交互にスイッチングされるトランジ
スタ12,13によってその一次側巻線の切換えが成さ
れ、これによって発生した二次側出力がX線管14に与
えられX線管14のフィラメントは加熱される。このと
き、ィンバータ・トランス11の残留磁気の状態とスイ
ッチ7が閉じるタイミングによってはチョツピング用ト
ランジスタ2、平滑回路3、ィンバータ・トランス11
の一次側を含めた回路に大きな突入電流が流れることが
いよいよある。
Next, when the READY switch of the X-ray control device (not shown) is pressed, the switch 7 is turned on and the reference power supply 5 is applied to the error amplifier 6, and an output corresponding to the potential of the reference power supply 5 is output from the error amplifier 6. A pulse width modulator 9 is provided. Since the reference pulse signal is applied to the pulse width modulator 9 from the oscillator 8, this pulse signal is pulse width modulated by the output of the error amplifier 6, and a signal with a pulse width corresponding to the output of the error amplifier 6 is sent to the drive circuit 101. I'll give you this. Then, a drive signal is generated for a time corresponding to the pulse width of the drive circuit 1 and is applied to the chopping transistor 2. As a result, the chopping transistor 2 operates and chops the DC output of the bridge circuit 1.
After this chopped DC output is smoothed by a smoothing circuit 3, it is input to the intermediate tap of an inverter transformer 11, and its potential is input to an error amplifier 6 through a voltage dividing circuit 4. Therefore, from now on, the chopping transistor 2 is operated with the pulse width of the difference between the potential from the voltage dividing circuit 4 and the potential of the reference power supply 5, and the DC stabilized power supply is controlled so that the potential is set by the reference power supply 5. It will be operated. The inverter transformer 11 to which the smoothed DC output is applied has its primary winding switched by alternately switched transistors 12 and 13, and the secondary output generated thereby is sent to the X-ray tube 14. The filament of the x-ray tube 14 is heated. At this time, depending on the residual magnetism state of the inverter transformer 11 and the timing at which the switch 7 closes, the chopping transistor 2, the smoothing circuit 3, and the inverter transformer 11
In many cases, a large inrush current will flow through the circuit, including the primary side of the device.

この突入電流により、チョツビング用トランジスタ2及
びスイッチング用トランジスタ12,13の劣化や破損
が生ずることがあり、その防止を図るためにかかる素子
には十分な余裕を持たせたり、或いはスイッチ7が閉路
されたときに誤差増幅器6の逆相入力がゆるやかに立上
ぬような回路を挿入する等の考慮をする必要がある。そ
のため、回路構成の複雑化と装置の不確実性が増す原因
となり、しかも不経済な回路構成となる恐れがある。本
発明は上記事情に鑑みて成されたもので、スイッチング
レギュレータ形のものにおいて、整流回路の出力側負極
に双方向性三端子サィリスタ(トライアック)をチョッ
ピングの素子として接続すると共に無極性コンデンサ及
び直流電源並びに電流制御用の制御素子、例えばトラン
ジスタより成る充電回路を設けてコンデンサの充電電位
を前記トライアックに加えてブレークオーバを生じさせ
このトライアックの点弧を図り、またこのコンデンサの
逆極’性充電電位で消弧を図るようにすると共に前記整
流回路の平滑出力と基準電圧を比較して平滑出力が設定
電位となるようその差信号を補正信号として出力する回
路の前記補正信号により前記充電回路のトランジスタを
制御することにより、定電圧制御と耐突入電流構造化を
図り、また、突入電流によるスイッチング用素子のため
に保護のために生じていた回路の複雑化等の問題を解消
した直流安定化電源を提供することを目的とする。
This inrush current may cause deterioration or damage to the chopping transistor 2 and the switching transistors 12 and 13. To prevent this, it is necessary to provide sufficient margin for such elements or to close the switch 7. It is necessary to take measures such as inserting a circuit that prevents the negative phase input of the error amplifier 6 from rising slowly when the error amplifier 6 is turned on. This causes the circuit configuration to become more complicated and the uncertainty of the device to increase, and moreover, there is a possibility that the circuit configuration becomes uneconomical. The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a switching regulator type in which a bidirectional three-terminal thyristor (TRIAC) is connected as a chopping element to the negative terminal of the output side of a rectifier circuit, and a non-polar capacitor and a DC A charging circuit consisting of a power source and a control element for current control, such as a transistor, is provided to apply the charging potential of the capacitor to the triac to cause a breakover to ignite the triac, and to charge the capacitor with reverse polarity. The charging circuit is controlled by the correction signal of the circuit which attempts to extinguish the arc with a potential and also compares the smoothed output of the rectifier circuit with a reference voltage and outputs the difference signal as a correction signal so that the smoothed output becomes the set potential. By controlling transistors, constant voltage control and inrush current resistant structure are achieved, and direct current stabilization eliminates problems such as complication of circuits that had arisen to protect switching elements due to inrush current. The purpose is to provide power.

以下、本発明の一実施例について第2図を参照しながら
説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

図において、Bは交流電源、21はこの交流電源Eを全
波整流する整流回路、22はこの整流回路21の出力端
子間に接続された平滑用コンデンサ、23はこの整流回
路21の正極側出力端子に直列接続された平滑用のチョ
ークトランス、24はこのチョークトランス23の出力
側に設けられた平滑用コンデンサであり、その他機は接
地されている。25はチョークトランス23の入力側則
ち整流回路21接続側に一端を接続され、他端を接地さ
れたブリーダ抵抗、26は整流出力のチョークトランス
23及び平滑用コンデンサ24による平滑後の出力を分
圧する分圧抵抗、27は基準電源、28はこの基準電源
27の電位を基準として前記分圧抵抗26の分圧出力を
比較し、その差電圧を補正信号として出力する誤差増幅
器、29は前記基準電源27を開閉するスイッチ、30
は一端を接地され他端は直流電源31の正極側に接続さ
れた無極性のコンデンサ、32はヱミツタ側が接地され
、コレクタ側抵抗rを介して前記直流電源31の負極側
に接続されると共にベースには前記誤差増幅器28より
出力される補正信号が与えられる電流制御のためのPN
P形のトランジスタであり、30,31,32により電
流制御形の充電回路を形成している。
In the figure, B is an AC power source, 21 is a rectifier circuit for full-wave rectification of this AC power source E, 22 is a smoothing capacitor connected between the output terminals of this rectifier circuit 21, and 23 is the positive output of this rectifier circuit 21. A smoothing choke transformer 24 is connected in series to the terminal, and 24 is a smoothing capacitor provided on the output side of this choke transformer 23, and the other devices are grounded. 25 is a bleeder resistor whose one end is connected to the input side of the choke transformer 23, that is, the connection side of the rectifier circuit 21, and the other end is grounded; 26 is a bleeder resistor that divides the rectified output after smoothing by the choke transformer 23 and the smoothing capacitor 24; 27 is a reference power source; 28 is an error amplifier that compares the divided voltage output of the voltage dividing resistor 26 with the potential of the reference power source 27 as a reference, and outputs the difference voltage as a correction signal; 29 is the reference power source; A switch for opening and closing the power supply 27, 30
is a non-polar capacitor which has one end grounded and the other end connected to the positive side of the DC power supply 31, and 32 has its emitter side grounded and is connected to the negative side of the DC power supply 31 via the collector side resistor r, and the base. is a PN for current control to which a correction signal output from the error amplifier 28 is applied.
These are P-type transistors, and 30, 31, and 32 form a current control type charging circuit.

33は一端を前記整流回路21の負極側出力端子にまた
池端を前記コンデンサ30の直流電源31接続側に接続
したトライフックであり、このトライアック33のゲー
トは開放状態にしてコンデンサ30及び22の電位によ
るブレークオーバにて点弧させ用いる。
Reference numeral 33 designates a tri-hook having one end connected to the negative output terminal of the rectifier circuit 21 and the other end connected to the DC power supply 31 connection side of the capacitor 30. It is used by firing at breakover.

次に上記構成の本装置の動作について説明する。Next, the operation of this apparatus having the above configuration will be explained.

スイッチ29を投入すると、誤差増幅器28から基準電
源27と分圧抵抗26の分圧電圧との差信号が補正信号
として出力される。この補正信号はPNP形のトランジ
スタ32のベースに加えられトランジスタ32はオンさ
れるが、補正信号のレベルに応じてこのトランジスタ3
2はその内部抵抗が増減する。この効果により直流電源
31からコンデンサ301こ流入する電流は制御される
から、充電されるコンデンサ30の充電時間は補正信号
に応じ制御されることになる。一方、トライアツク33
には平滑用コンデンサ32と無極性コンデンサ30の端
子電圧の和が加えられるのでこの和がトライアツク33
のゲート零電位におけるブレークオーバ電位以上になっ
たときトライアック33は点弧される。
When the switch 29 is turned on, the error amplifier 28 outputs a difference signal between the reference power supply 27 and the divided voltage of the voltage dividing resistor 26 as a correction signal. This correction signal is applied to the base of the PNP type transistor 32, and the transistor 32 is turned on.
2, its internal resistance increases or decreases. Due to this effect, the current flowing into the capacitor 301 from the DC power supply 31 is controlled, so that the charging time of the capacitor 30 to be charged is controlled according to the correction signal. On the other hand, Triack 33
Since the sum of the terminal voltages of the smoothing capacitor 32 and the non-polar capacitor 30 is added to
The triac 33 is fired when the voltage exceeds the breakover potential at the gate zero potential.

点弧の結果、無極性コンデンサ301こは直流電源31
による充電時の逆電性に電圧がかかるので、このコンデ
ンサ30はトライアツク33のブレークオーバ時と逆の
極性で電荷がチャージされ、チャージ・アップされた時
点でトライアック33は消弧される。そして、その速さ
は負荷が重いときに遠く、また負荷が軽いときは遅い、
トライアック33が消弧されると再び無極性コンデンサ
30は直流電源31によって充電され、上述の動作が繰
り返される。本装置により出力電圧を安定化出来る原理
は平滑後の整流出力が基準電源27の電位に比べて小さ
い時は補正信号レベルが大となるので直流電源31によ
るコンデンサ30の充電時間が遠くなり、トライアック
33が早くブレークオーバ電位に達する。
As a result of ignition, the non-polar capacitor 301 is connected to the DC power supply 31.
Since a voltage is applied to the reverse conductivity during charging, this capacitor 30 is charged with an electric charge with a polarity opposite to that at the time of breakover of the triac 33, and the triac 33 is extinguished at the time of being charged up. And the speed is far when the load is heavy, and slow when the load is light.
When the triac 33 is extinguished, the non-polar capacitor 30 is charged again by the DC power supply 31, and the above-described operation is repeated. The principle by which the output voltage can be stabilized by this device is that when the rectified output after smoothing is smaller than the potential of the reference power supply 27, the correction signal level becomes large, so the charging time of the capacitor 30 by the DC power supply 31 becomes longer, and the triac 33 reaches the breakover potential quickly.

従って、トライアック33のスイッチング動作は頻繁に
なり平滑後の整流出力電位は上昇される。逆に平滑後の
整流出力電位が基準電位に比べ大きい場合には補正信号
レベルは低くなり、直流電源31によるコンデンサ30
の充電は遅くなるのでブレークオーバ電位に達するまで
の時間が遅くなり、従ってトライアツク33のスイッチ
ング動作は頻度が落ちる。尚、スイッチングの繰り返し
周期は負荷により異なる。即ち、トライアック33のオ
ンオフのデューテイが変わることになり、整流出力電位
は設定値に保たれる。尚、ブリーダ抵抗25はトライア
ック33が点弧した際、トライアック33に流れる電流
がラッチング電流以上になるようにするためのものであ
る。これが無いとチョークトランス23のために点弧と
同時にラッチング電流以上の負荷電流を得ることができ
ず、再び消弧してしまい正常な動作が行なわれにくくな
る。以上のようなものであるが、チョツピングがトライ
アックで行なわれるので、突入電流による劣化や損傷に
強い事、及びフライホイールダイオードが不要である事
並びに回路が簡易となる事の特徴が得られる直流安定化
電源を提供できる。
Therefore, the switching operation of the triac 33 becomes frequent and the rectified output potential after smoothing is increased. Conversely, when the rectified output potential after smoothing is larger than the reference potential, the correction signal level becomes low, and the capacitor 30 by the DC power supply 31
Since charging is slower, the time required to reach the breakover potential is delayed, and the switching operation of the triac 33 is therefore less frequent. Note that the switching repetition period differs depending on the load. That is, the on/off duty of the triac 33 changes, and the rectified output potential is maintained at the set value. The bleeder resistor 25 is provided to ensure that the current flowing through the triac 33 exceeds the latching current when the triac 33 is ignited. Without this, due to the choke transformer 23, it would be impossible to obtain a load current greater than the latching current at the same time as the ignition, and the ignition would be extinguished again, making it difficult to perform normal operation. As mentioned above, since chopping is performed by a triac, DC stabilization has the characteristics of being resistant to deterioration and damage due to inrush current, eliminating the need for a flywheel diode, and simplifying the circuit. power source.

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となくその要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施
し得るものであり、例えばトライアツクに替えてアバラ
ンシヱSCR等を用いても同様に実施可能である。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the gist thereof. For example, the present invention may be implemented by using an avalanche SCR instead of a triax It is possible to implement

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来例を示す回路図、第2図は本発明の一実施
例を示す回路図である。 21……整流回路、22,24・・・・・・平滑用コン
デンサ、23……チョークトランス、25……フリーダ
抵抗、26・・・・・・分圧抵抗、27・・・・・・基
準電源、28・・・・・・誤差増幅器、30・・・・・
・無極性のコンデンサ、31・・・・・・直流電源、3
2・・・・・・トランジスタ、33……トライアツク。 第1図第2図
FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional example, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 21... Rectifier circuit, 22, 24... Smoothing capacitor, 23... Choke transformer, 25... Frieder resistor, 26... Voltage dividing resistor, 27... Standard Power supply, 28...Error amplifier, 30...
・Non-polar capacitor, 31...DC power supply, 3
2...Transistor, 33...Triack. Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 全波整流回路の出力端子にトライアツクまたはアバ
ランシエSCRによるチヨツピング用素子を直列接続す
ると共に無極性のコンデンサ及び直流電源並びに電流制
御用の制御素子より成る充電回路を設けて前記無極性コ
ンデンサを前記チヨツピング用素子に直列接続して、こ
のコンデンサの電位をチヨツピング用素子に加える構成
とし、また、前記全波整流回路の平滑出力電位と基準電
圧設定用の電位とを比較してその差に応じた補正信号を
発生し前記制御素子に与えて制御する回路とより構成し
たことを特徴とする直流安定化電源。
1. A chopping element using a triac or avalanche SCR is connected in series to the output terminal of the full-wave rectifier circuit, and a charging circuit consisting of a non-polar capacitor, a DC power source, and a control element for controlling the current is provided, and the non-polar capacitor is connected in series to the output terminal of the full-wave rectifier circuit. The capacitor is connected in series to the chopping element, and the potential of this capacitor is applied to the chopping element.The smoothed output potential of the full-wave rectifier circuit is compared with the reference voltage setting potential, and correction is made according to the difference. A DC stabilized power supply comprising a circuit that generates a signal and controls the control element by applying it to the control element.
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