JPS62219116A - 高電圧調整回路 - 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、制御入力端子に制御電圧源から加えられる電
圧により導電率を制御できる制御通路を有する高電圧調
整回路に関するものである。

このような回路は、雑誌「エレクトロメゾイカ」（Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｍｅｄｉｃａ）　４−５号、　１９７３年、
第１７８頁、第１図から既知である。そこにはＸ線発生
器及びどれも制御三極管（これは制御四極管で置き換え
てもよい）で構成される制御通路も記載されている。し
かし、このような制御二極管は高価であり、しかもそれ
らの加熱線も寿命が限られている。代りに半導体調整部
材を使うと、寿命は無限になるが、抵抗が低いためいく
つものこれらの調整部材を直列にして高電圧に接続しな
ければならない。

また一つの調整部材毎に制御電圧源が必要となるが、こ
れらは高電圧電位で制御信号を供給しなければならない
。このような制御電圧源は、一般に、絶縁性の伝送要素
、例えば、光導体路の形態をしたものや絶縁の良い変圧
器を具え、これらが比較的高価である。

本発明の目的は、各調整部材毎に個別の制御電圧源を必
要としないいくつかの半導体調整部材を具える回路を作
るにある。

この目的を達成するため、本発明は、冒頭に述べた種類
の回路から出発して、いくつかの調整部材を直列に接続
し、各調整部材がその出力端子間に半導体要素を具え、
この半導体要素の導電率を調整部材の出力電圧から導び
かれる実際の値と、調整部材の制御入力端子の公称値と
の間の差に依存して制御でき、制御電圧源を調整部材の
一つの制御入力端子に結合し、この調整部材から出発し
て、次の調整部材の公称値を調整部材の出力電圧から導
くことを特徴とする。

この結果、半導体調整部材はどれも制御回路を具え、こ
の制御回路が半導体通路の制御により、出力端子に調整
部材の制御入力端子での公称値に対応する出力電圧を生
ずる。公称値はどれも直列回路で先行する調整部材の出
力電圧から導びかれ、制御電圧は第１の調整部材にだけ
供給すればよい。

１個の制御電圧源により制御される調整部材の数が大き
い程、スイープできる電圧レンジは大きくなるが、拒絶
確率も大きくなり、調整速度も下がる。それ故、実際に
は、１個の制御電圧源だけで任意の数の調整部材を制御
するのは効果的ではない。それ故、本発明によれば、い
（つかの回路を直列に接続し、これらの直列回路の各々
に対し、１個の別個の制御電圧源を設ける。しかし、調
整レンジが高電圧の場合は、最大数に限られる数の調整
部材で得られるものでも十分大きくはない。

別の分野では、インターフェアレンスの場合高電圧負荷
が過渡的に短絡されることがあり得る。

Ｘ線発生器では、これは、例えば、Ｘ線管にアークが走
ることである。この場合調整部材の過負荷を避けるため
に、本発明の一実施例は、電圧制限ユニットを半導体要
素と並列に接続したことを特徴とする。

本質的には、公称値と実際の値の間の差を受動回路網に
より制御自在の半導体通路自体、例えば、トランジスタ
に供給することもできる。しかし、この場合は、就中、
小さなループ増幅が得られ、これに由来する制御誤差が
次段にそのまま送られる。それ故、本発明の好適な一実
施例は、各調整部材が比較回路を具え、この比較回路が
公称値と実際の値との間の差に対応する出力電圧を供給
して半導体要素を制御し、比較回路の電源電圧を調整部
材の出力電圧から導くことを特徴とする。この結果、何
等かの不加的補償をしなくても、制御誤差は小さく保た
れる。

先行する調整部材の電位が一層正であるか又は一層負で
あるかに依存して、このような比較回路の反転又は非反
転入力端子が先行する調整部材の出力端子に結合される
。

本発明を有効に遂行するために、図面につき本発明の詳
細な説明する。

第１図はＸ線管１を示すが、その陽極と陰極は、各々、
夫々、高電圧調整回路３及び４を介して高電圧発生器２
に接続する。Ｘ線管１の陽極と陰極の電圧の実際の値は
、夫々、分圧器５及び６により決まる。分圧器５及び６
は、夫々、一方では陽極及び陰極に、他方ではアースに
接続され、レギュレータ７及び８で端子９の公称値と比
較される。

制御のずれは、夫々、高電圧調整回路の制御入力端子３
１及び４１に毎回加えられる。この結果、接続部Ａ＋と
Ａ−の間の通路の導電形は修正され、高電圧分圧器の実
際の値は所定の公称値に対応する。

原理的には、この回路は雑誌「エレクトロメゾイカＪ　
　（Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｄｉｃａ）　４−５号、　（１
９７３年）、第１７８頁、第１号にのっている。しかし
、そこでは高電圧調整回路３及び４が制御二極管で構成
されている。本発明ではこれらの回路を半導体調整部材
１１．１２．・”　ｉ　ｎ　（第２ａ図及び第２ｂ図参
照）を直列接続したもので置き換えている。これらの調
整部材は第３図と同じ構造をしている。各調整回路は、
反転入力端子が分圧器２１の中間タップに接続され、分
圧器２１の一方のラインが調整部材の負の出力端子Ａ−
に接続され、他方のラインが制御入力端子Ｅ＋に接続さ
れた比較回路２０を有している。比較回路２０の非反転
入力端子は分圧器２２に接続する。分圧器２２は電圧調
整部材の出力端子Ａ＋とＡ−の間に接続する（動作状態
の電位は端子Ａ＋では端子Ａ−よりも正である）。

比較回路の供給電圧は回路２３により生ずるが、出力端
子Ａ十及び八−間の電圧変動に実際上独立であるように
与える。回路２３は順方向に分掻されたダイオード２４
を介して比較回路２０の正の電源端子及びコンデンサの
一極板に接続し、他方の極板は負の出力端子Ａ−に接続
する。比較回路２ｏの負の電源端子もそこに接続する。

こうして比較回路２０の直流供給電圧、例えば、ＩＯＶ
が得られる。出力電圧がこの程度である限り、この直流
電圧値は回路２３により導き出せる。

比較回路２０の出力端子は、ドライバ段２５及び比較的
小さな抵抗２６（例えばＩＫΩ）を介してＮチャネルデ
ィプレッション形のＭＯ５電界効果トランジスタ２７の
ような半導体要素のゲートに接続する。

このトランジスタのドレインは正の出力端子Ａ＋に接続
され、ソースは小さな抵抗２８を介して調整部材の負の
出力端子Ａ−に接続する。高電圧発生器２から高電圧負
荷（Ｘ線管１）に流れるほとんど全ての電流がこの電界
効果トランジスタを流れる。それ故このトランジスタは
パワートランジスタでなければならず、しゃ断電圧が高
く、大電流を流せるものでなければならない。この電圧
を許せるトランジスタの電流が小さすぎる場合は、この
ような電界効果トランジスタをいくつか並列に接続し、
互に対応する電極を接続する。

ツェナー　ダイオード回路２９の形態をした電圧制限回
路を出力端子Ａ＋とＡ−の間に接続し、この通路のタッ
ピングをダイオード３０を介して電界効果トランジスタ
２７のゲートに接続する。電子管制御の場合は、Ｘ線管
１は過渡的に短絡を示す。

このような場合、調整部材での電圧降下は、ツェナー　
ダイオード２９により最大値に限られ、他方ダイオード
３０を介するバイアス電圧の変動のため電界効果トラン
ジスタを流れる電流は過渡的に増すであろう。

第３図に示した調整部材はトランジスタの導電状態、従
って出力端子Ａ＋とＡ−の間の電圧降下を変えて、比較
回路２０の反転入力端子と非反転入力端子の間の電圧を
毎回ゼロにする。この結果、端子Ａ＋とＡ−の間の電圧
は制御入力端子Ｅ十又はＥ−の電圧により制御できる。

制御入力端子Ｅ−は抵抗３２を介して比較回路２０の非
反転入力端子に接続する。

第２ａ図及び第２ｂ図から明らかなように、調整部材１
１．１２・・・１ｎを直列に接続し、調整部材の負の出
力端子Ａ−を調整部材の正の出力端子Ａ＋に接続する。

この結果、高電圧発生器と高電圧負荷の間の全電圧は個
々の調整部材に均一に分布させられる。第２ａ図によれ
ば、高電圧電位が最低の調整部材１１を制御入力端子Ｅ
＋を介して制御電圧源８の出力端子４１に接続する。そ
れ故、この調整部材の出力端子Ａ＋とＡ−の間に電圧降
下が生じ、この電圧降下が出力端子４１の電位に線形に
依有する。

この調整部材１１の出力端子Ａ＋はまた抵抗３３を介し
て次の調整部材１２の制御入力端子Ｅ＋に接続する。こ
の結果調整部材１２の公称値は調整部材１１の出力電圧
から尋びかれる。しかし、この電圧は、夫々、入力端子
Ｅ十及び入力端子４１の公称値に対応するから、入力端
子Ｅ＋の電圧も出力端子４１の電圧に対応する。この結
果、調整部材１２での電圧降下は調整部材１１での電圧
降下に従う。

調整部材１２の出力端子Ａ＋の電圧は、別の抵抗３３を
介して次の調整部材の入力端子Ｅ＋に供給される。この
調整部材の出力電圧から再び次の調整部材の公称値が導
びかれ、以下そのようになり、直列回路の最后から２番
目の調整部材の出力端子Ａ＋が最后の調整部材１ｎの制
御入力端子Ｅ＋に接続される。次に、構造が同じと仮定
して、全ての調整部材がその出力端子間に同じ電圧降下
を有し、これは出力端子４１での電位により定まる。

第２ｂ図の回路３が第２ａ図の回路４と異なる点は、制
御端子３１が最低の高電圧電位の調整部材１１の制御端
子Ｅ−に接続されること及び残りの調整部材１２．・・
・、１ｎの公称値が制御入力端子Ｅ−に供給され、前の
調整部材の出力端子Ａ−の電圧から導びかれる。

第２ａ図の回路の場合は、分圧器２２の割合に依存して
比較がなされるが、それは出力端子Ａ−の電圧より２〜
３■高い。第２ｂ図の回路の場合の電圧比較は出力端子
Ａ−の電位で行なわれるが、これは同時に比較回路２０
への電源電圧である。それ故、後者は負の直流電圧電源
接続の電位上電圧比較を行なえるように設計する必要が
ある。

上述したことは、いくつかの半導体調整部材を直列に接
続して、必要な高電圧調整レンジを得るものと仮定して
いる。しかし、実際には、このような調整部材を余りに
も多数設けることはできない。蓋し、チェーン内の調整
部材の数が大きくなると拒絶される確率が高くなり、ま
た調整速度も下がるからである。それ故、調整部材のチ
ェーンが長すぎるのを避けるために、第２ａ図又は第２
ｂ図に示した種類の直列回路を２個以上接続すると有用
である。これらの回路の各々に対し、個別の制御電圧源
と高電圧分圧器上の個別のタップを設けねばならない。

第１図に示した回路では、回路３及び４を高電圧負荷と
直列に接続している。しかし、高電圧発生器２が十分に
高オーミツクの場合は、回路３及び４を高電圧負荷と並
列に接続する、即ち、一方では、夫々、陽極と陰極、他
方ではアースとの間に接続する。この場合、確かに、調
整部材で処理すべき高電圧降下は大き々なるが、高電圧
負荷を流れる電流の一部だけが調整部材を流れる。

第２ａ図及び第２ｂ図に示した回路では、制御電圧源の
端子３１及び４１をどちらも調整部材の制御入力端子に
接続し、それがチェーン内の第１の部材と最后の部材で
、動作電位が最低である。しかし、チェーンの途中の調
整部材の制御入力端子とすることもできる。この場合、
一層正の電位の方向に続く調整部材をどれもその制御入
力端子Ｅ−を介して先行する調整部材の出力端子Ａ−に
接続し、他方負の電位の方向に続く調整部材はどれもそ
の制御入力端子Ｅ＋を介して先行する調整部材の出力端
子Ａ＋に接続しなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用できるＸ線発生器のブロック図
、 第２ａ及び２ｂ図は、本発明に係る回路の異なる接続方
向を示すブロック図、 第３図は、このような回路で用いるのに適した調整部材
の回路図である。 １・・・Ｘ線管　　　　　　２・・・高電圧発生器３．
４・・・高電圧調整回路 ５．６・・・分圧器　　　　７．８・・・レギュレータ
９・・・端子　　　　　　　１１，１２．・・・１ｎ・
・・調整部材２０・・・比較回路　　　　　２１．２２
・・・分圧器２３・・・供給電圧回路　　　２４・・・
ダイオード２５・・・ドライバ段　　　　２６・・・抵
抗２７・・・ＭＯ５電界効果トランジスタ２８・・・抵
抗 ２９・・・ツェナー　ダイオード路 ３０・・・ダイオード　　　　３１・・・制御端子３２
・・・抵抗　　　　　　　３３・・・抵抗４１・・・出
力端子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、制御入力端子に制御電圧源から加えられる電圧によ
   り導電率を制御できる制御通路を有する高電圧調整回路
   において、いくつかの調整部材（１１・・・１ｎ）を直
   列に接続し、各調整部材がその出力端子（Ａ＋、Ａ−）
   間に半導体要素（２７）を具え、この半導体要素の導電
   率を調整部材の出力電圧から導びかれる実際の値と、調
   整部材の制御入力端子（Ｅ＋、 Ｅ−）の公称値との間の差に依存して制御でき、制御電
   圧源（７、８）を調整部材（１１・・・１ｎ）の一つの
   制御入力端子に結合し、この調整部材から出発して、次
   の調整部材の公称値を調整部材の出力電圧から導くこと
   を特徴とする高電圧調整回路。 ２、電圧制限ユニット（２９）を半導体要素（２７）と
   並列に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の高電圧調整回路。 ３、各調整部材が比較回路（２０）を具え、この比較回
   路が公称値と実際の値との間の差に対応する出力電圧を
   供給して半導体要素（２７）を制御し、比較回路の電源
   電圧を調整部材の出力電圧から導くことを特徴とする特
   許請求の範囲前記各項のいずれか一項に記載の高電圧調
   整回路。 ４、各調整部材がその出力端子間に実際の値を生ずるた
   めの分圧器（２２）を具えることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第３項に記載の高電圧調整回路。 ５、調整部材の制御電圧源に結合されていない制御入力
   端子を分圧器のタッピングに接続し、分圧器を関連する
   調整部材の出力端子と、先行する調整部材の出力端子と
   の間に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第４項のいずれか一項に記載の高電圧調整回路。