WO2021240909A1 - 給電装置、マイクロ波管装置、給電方法及び記録媒体 - Google Patents

給電装置、マイクロ波管装置、給電方法及び記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
WO2021240909A1
WO2021240909A1 PCT/JP2021/005522 JP2021005522W WO2021240909A1 WO 2021240909 A1 WO2021240909 A1 WO 2021240909A1 JP 2021005522 W JP2021005522 W JP 2021005522W WO 2021240909 A1 WO2021240909 A1 WO 2021240909A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
voltage
supplied
supply
microwave tube
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/005522
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
尚輝 飯塚
行平 中里
Original Assignee
Ｎｅｃネットワーク・センサ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｎｅｃネットワーク・センサ株式会社 filed Critical Ｎｅｃネットワーク・センサ株式会社
Priority to JP2022527510A priority Critical patent/JP7335442B2/ja
Priority to EP21814258.6A priority patent/EP4160650A4/en
Priority to CA3184915A priority patent/CA3184915A1/en
Priority to CN202180037838.6A priority patent/CN115668428A/zh
Priority to US17/927,214 priority patent/US12100570B2/en
Publication of WO2021240909A1 publication Critical patent/WO2021240909A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/34—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the tube and not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/34—Travelling-wave tubes; Tubes in which a travelling wave is simulated at spaced gaps
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Definitions

  • the present invention relates to a device that amplifies microwaves.
  • a microwave tube (also referred to as a "microwave electron tube” or “traveling wave tube”) is a device that amplifies the input microwave.
  • Patent Document 1 discloses a microwave amplification device including a helix-type traveling wave tube, which is a kind of microwave tube.
  • the output of the microwave amplification device becomes abnormal when the power supply voltage drops or the power supply is stopped due to a momentary interruption or the like. Therefore, in the microwave amplification device, the power supplied from the power source is stored by a mechanism for storing the power (charge) of a capacitor, a secondary battery, etc. (hereinafter referred to as “storage unit”), and the supply voltage drops or stops (hereinafter referred to as “storage unit”). , It may be simply called “decrease”), but the supply voltage should not be insufficient for a certain period of time.
  • the power feeding device of the present invention has a power feeding unit that supplies power supplied from a power source to a microwave tube including a cathode, a heater for heating the cathode, an anode, and a collector, and stores the supplied power and supplies the power.
  • a storage unit that supplies stored power which is the power stored in the microwave tube when the voltage of the power drops, and a storage unit that supplies the stored power to the anode when the voltage of the supplied power drops. Is provided, and a power supply switching unit is provided, which does not stop the supply of the stored power to the heater.
  • the power supply device or the like of the present invention can suppress the time required for starting up the microwave tube when the supply voltage from the power source drops, without increasing the scale of the power storage unit.
  • the microwave tube device of this embodiment monitors the voltage of the power storage unit, and when a decrease in the voltage is observed, the power supply to the anode is stopped. As a result, the electron flow from the cathode to the collector in the microwave tube is stopped, so that the power consumption is significantly suppressed. Therefore, when the supply voltage from the power supply drops, the period in which the voltage supplied from the storage unit to the heater that heats the cathode is maintained near the set value is lengthened, and the temperature drop of the heater is suppressed. As a result, the power supply device of the present embodiment shortens the time required for recovery when the supply voltage from the power supply is insufficient.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of a microwave tube device 400, which is an example of the microwave tube device of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing a configuration example of the power feeding device 100 of FIG.
  • the microwave tube device 400 includes a power feeding device 100 and a microwave tube 300.
  • the microwave tube 300 of FIG. 1 includes, for example, a collector, a heater, a cathode, an anode, and a helix (not shown), as in the microwave tube disclosed in Patent Document 1.
  • the heater is a heater for heating the cathode so that electrons are emitted from the cathode provided in the electron gun of the microwave tube.
  • the power feeding device 100 is a device for supplying electric power to the microwave tube 300.
  • the power feeding device 100 supplies a predetermined DC voltage to each of the collector terminal, the heater / cathode terminal, the anode terminal, and the helix terminal. These terminals are terminals for supplying a voltage to each of the collector, the heater, the cathode, the anode and the helix of the microwave tube 300.
  • the heater and the voltage supply terminal to the cathode are common.
  • the power feeding device 100 includes DC conversion circuits 102, 111 and 112, a rectifying element 106, inverters 104, 107 and 108, coils 105, transformers 109 and 110, resistors 113 and 114, and a power storage unit 103. , A control unit 121 and a connection switching unit 122 are provided.
  • the power feeding device 100 supplies electric power to the microwave tube 300 by the electric power supplied from the power source 101.
  • the power supply 101 is, for example, a general AC power supply of 50 or 60 Hz.
  • the AC voltage input from the power supply 101 is converted into a DC voltage by the DC conversion circuit 102, and is supplied to the power storage unit 103 and the subsequent stage (right side).
  • the DC electrification circuit 102 is a general one including, for example, a diode and a capacitor.
  • the power storage unit 103 is configured to include a capacitor and a secondary battery, and is stored by the DC voltage.
  • the inverter 104, the coil 105, and the rectifying element 106 are inserted to adjust the DC voltage.
  • the DC voltage supplied to the subsequent stage is converted into an AC voltage by the inverters 107 and 108.
  • the frequency of the alternating current is, for example, about 10 to 100 kHz.
  • Each of the AC voltages is boosted to a predetermined voltage by the transformers 109 and 110, and then converted to DC by the DC conversion circuits 111 and 112.
  • the DC electrification circuits 111 and 112 are general ones including, for example, a diode and a capacitor.
  • the helix terminal connected to the helix of the microwave tube 300 is connected to the ground.
  • the control unit 121 monitors the voltage VAB between the terminals A and B. When the voltage exceeds the threshold value Vth, the control unit 121 sends a signal to the connection switching unit 122 to connect both terminals included in the connection switching unit 122. On the other hand, when the voltage falls below the threshold value Vth, the control unit 121 sends a signal for disconnecting the connection to the connection switching unit 122.
  • the threshold value Vth is set to a value that is still within the permissible range, although the amount of electricity stored in the electricity storage unit 103 has begun to be insufficient, for example.
  • connection switching unit 122 is, for example, a mechanical switch or a semiconductor switch.
  • the semiconductor switch may have a configuration in which field effect transistors are provided in multiple stages.
  • the connection switching unit 122 connects the terminal C to the anode terminal and disconnects the connection by the signal sent from the control unit 121.
  • the DC voltage set for both the collector terminal and the heater / cathode terminal is applied, and the DC voltage corresponding to the resistors 113 and 114 is supplied to the anode. Will be done.
  • the resistance value of the resistor 113 may be set to a very small value or zero.
  • the voltages applied to the collector terminal and the heater / cathode terminal are, for example, ⁇ 9 kV and 15 kV.
  • the voltage V AB falls below the threshold value Vth. Then, in that case, it is assumed that the connection of the anode terminal to the terminal C is not disconnected. In that case, electric power is consumed by the electron flow from the cathode to the collector, the amount of electricity stored in the storage unit 103 rapidly decreases, and the supply voltage to the heater / cathode terminal rapidly decreases. Therefore, the temperature of the heater is significantly lowered. As described in the section of the problem to be solved by the invention, once the temperature of the heater drops significantly, it takes time to recover to the set temperature. This means that the time required to restore the operation of the microwave tube will be longer.
  • the control unit 121 disconnects the anode terminal from the terminal C by the connection switching unit 122 while the voltage VAB is still within the allowable value. This stops the electron flow in the microwave tube. In that case, the microwave tube main body is in a state where a high voltage is applied without generating an electron flow, so that almost no electric power is consumed. As a whole microwave tube device, electric power is consumed in the heater, the control system, and the cooling system, but these are insignificant. Therefore, by disconnecting the anode terminal by the connection switching unit 122, the power consumption is reduced by about 80 to 90% from the rated power.
  • the discharge from the power storage unit 103 and the decrease in the supply voltage from the power storage unit 103 due to the discharge can be significantly suppressed. Therefore, a state in which a desired DC voltage or a DC voltage close to (slightly lower) the desired DC voltage is supplied to the heater / cathode terminal is maintained for a longer period of time. In that case, it is possible that the voltage V AB when recovered above the threshold Vth, to significantly reduce the time required to recover the operation of the microwave tube.
  • the control unit 121 stops supplying a large amount of power to the anode while it is still within the allowable value. As a result, the discharge from the power storage unit 103 and the decrease in the supply voltage from the power storage unit 103 due to the discharge can be significantly suppressed.
  • the supply voltage to the anode terminal can be set to a value much smaller than the voltage supplied to the collector terminal and the heater / cathode terminal, and is set to zero or near zero as described above. You can also do it. In that case, the time required for switching is substantially equal to the switching speed (1 millisecond or less) of the connection switching unit 122.
  • the interruption time of the power source 101 which is one of the causes of decrease in the voltage V AB, is generally, 10 to 100 ms. Therefore, the switching speed of the connection switching section 122 not more than 10 ms, the effect of stopping the current supply to the anode terminal when the voltage V AB of less than the threshold Vth be obtained. Even with a mechanical switch, it is possible to achieve a switching speed of about 10 ms. Therefore, it is considered that the above-mentioned effect of the power feeding device of the embodiment is to some extent not only when the field effect transistor is used for the connection switching unit 122 as described above but also when the mechanical switch is used.
  • the control unit 121 may be configured to include a computer.
  • a program stored in the storage unit of the computer causes the central processing unit of the computer to execute the process of causing the connection switching unit 122 to switch the connection to the anode terminal and the disconnection thereof.
  • the voltage supplied to the cathode and the heater is common, but it is not always necessary to be common, and individual voltages may be supplied to each of the cathode and the heater from the power feeding device.
  • the voltage monitoring position of the control unit 121 is not limited to the terminals AB in FIG. 2, and may be assumed to be, for example, between the terminals DE and the terminals FG.
  • the anode terminal is disconnected from the terminal of the power supply system.
  • the electric power supplied from the power storage unit to the microwave tube device is significantly reduced, and the decrease in the voltage supplied from the power storage unit to the heater is alleviated. Therefore, the heater temperature is maintained at or near the required level for a longer period of time.
  • the power feeding device of the present embodiment can suppress the time required for starting up the microwave tube when the supply voltage from the power source is lowered, without increasing the scale of the power storage unit.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the power supply device 100x, which is the minimum configuration of the power supply device of the embodiment.
  • the power feeding device 100x includes a power feeding unit 100ax, a power storage unit 103x, and a power feeding switching unit 122x.
  • the power feeding unit 100ax supplies the power supplied from the power source to the microwave tube including the cathode, the heater for heating the cathode, the anode, and the collector.
  • the storage unit 103x stores the supplied electric power, and supplies the stored electric power which is the electric power for storing the electric power to the microwave tube when the voltage of the supplied electric power drops.
  • the power supply switching unit 122x stops the supply of the stored power to the anode and does not stop the supply of the stored power to the heater.
  • the power feeding device 100x stops supplying the stored power to the anode when the voltage of the supplied power drops. As a result, the power feeding device 100x significantly suppresses the power consumption in the microwave tube device including the microwave tube. As a result, when the voltage of the supplied power decreases, the rate of decrease in the amount of electricity stored in the electricity storage unit 103x can be suppressed. Further, the power feeding device 100x does not stop the supply of the stored power to the heater. Therefore, the heater is not cooled, or the cooling rate thereof is suppressed. Therefore, the power feeding device 100x can suppress the time required for starting up the microwave tube when the supply voltage from the power source is lowered, without increasing the scale of the power storage unit.
  • the power feeding device 100x exhibits the effects described in the section of [Effects of the Invention] according to the above configuration.
  • a feeding unit that supplies power supplied from a power source to a microwave tube including a cathode, a heater for heating the cathode, an anode, and a collector.
  • a storage unit that stores the supplied power and supplies the stored power, which is the power obtained by storing the stored power in the microwave tube when the voltage of the supplied power drops.
  • a power supply switching unit that stops the supply of the stored power to the anode and does not stop the supply of the stored power to the heater when the voltage of the supplied power drops. Power supply device equipped with.
  • the power supply switching unit stops supplying the stored power to the anode when the voltage of the stored power falls below the threshold value.
  • the power feeding device described in Appendix 1. (Appendix 3) The power supply switching unit supplies the stored power to the anode when the voltage of the supplied power from the storage unit exceeds the threshold value.
  • the power feeding device described in Appendix 2. (Appendix 4) The power supply switching unit is A connection switching unit that switches between connection to the anode and disconnection of the connection by a control signal, A control unit that sends the control signal for releasing the release to the connection switching unit when the voltage of the supply power from the power storage unit falls below the threshold value. To prepare The power feeding device according to Appendix 2 or Appendix 3.
  • the control unit sends the control signal for making the connection to the connection switching unit when the voltage of the supply power from the power storage unit exceeds the threshold value.
  • the power feeding device described in Appendix 4. (Appendix 6) The absolute value of the voltage supplied to the anode is significantly smaller than any of the absolute value of the voltage supplied to the collector, the absolute value of the voltage supplied to the cathode, and the absolute value of the voltage supplied to the collector.
  • the power feeding device according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 5. (Appendix 7)
  • the voltage supplied to the anode is zero or near zero.
  • the voltage supplied to the cathode is common to the voltage supplied to the heater.
  • the power feeding device according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 7. (Appendix 9) A microwave tube device including the power feeding device according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 8 and the microwave tube. (Appendix 10) A feeding unit that supplies power supplied from a power source to a microwave tube including a cathode, a heater for heating the cathode, an anode, and a collector. A storage unit that stores the supplied power and supplies the stored power, which is the power obtained by storing the stored power in the microwave tube when the voltage of the supplied power drops.
  • a feeding unit that supplies power supplied from a power source to a microwave tube including a cathode, a heater for heating the cathode, an anode, and a collector.
  • a storage unit that stores the supplied power and supplies the stored power, which is the power obtained by storing the stored power in the microwave tube when the voltage of the supplied power drops.
  • the microwave tube in the appendix is, for example, the microwave tube 300 in FIG.
  • the "feeding unit” is, for example, an anode terminal, a collector terminal, and a heater / cathode terminal in the feeding device 100 of FIG.
  • the “storage unit” is, for example, the electricity storage unit 103 in FIG.
  • the "power supply switching unit” is, for example, a combination of the control unit 121 and the connection switching unit 122 in FIG. 2.
  • the "power supply device” is, for example, the power supply device 100 of FIG.
  • the "connection switching unit” is, for example, the connection switching unit 122 in FIG. 2.
  • the "control unit” is, for example, the control unit 121 in FIG.
  • the "microwave tube device” is, for example, the microwave tube device 400 of FIG.
  • the "computer” is, for example, a computer included in the control unit 121 of FIG.
  • the "power supply program” is, for example, a program for causing a computer included in the control unit 121 of FIG. 2 to execute a process.
  • 100, 100x Power supply device 100ax Power supply unit 101 Power supply 102, 111, 112 DC conversion circuit 103, 103x Power storage unit 104, 107, 108 Inverter 105 Coil 106 Rectifier element 109, 110 Transformer 113, 114 Resistance 121 Control unit 122 Connection switching unit 122x Power supply switching unit 300 microwave tube 400 microwave tube device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microwave Tubes (AREA)

Abstract

蓄電部の大規模化を行わなくても、電源からの供給電圧の低下が生じた際に行われるマイクロ波管の立ち上げに要する時間を抑えるため、給電装置は、電源からの供給電力を、カソードと前記カソードを加熱するためのヒータとアノードとコレクタとを備えるマイクロ波管に給電する給電部と、前記供給電力を蓄電し、前記供給電力の電圧が低下した場合に前記マイクロ波管に前記蓄電を行った電力である蓄電電力を供給する蓄電部と、前記供給電力の電圧が低下した場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を停止し、前記ヒータへの前記蓄電電力の供給を停止しない、給電切替部と、を備える。

Description

給電装置、マイクロ波管装置、給電方法及び記録媒体
　本発明はマイクロ波を増幅する装置に関する。
　マイクロ波管（「マイクロ波電子管」又は「進行波管」ともいう。）は、入力されたマイクロ波を増幅する装置である。例えば、特許文献１は、マイクロ波管の一種であるヘリックス型進行波管を備えるマイクロ波増幅装置を開示する。
　マイクロ波増幅装置は、電源電圧が低下しあるいは瞬断等により電力供給が停止されると出力の異常が生じる。そのため、マイクロ波増幅装置においては、コンデンサや二次電池等の電力（電荷）を蓄える仕組み（以下、「蓄電部」という。）により電源からの供給電力を蓄え、供給電圧の低下や停止（以下、単に「低下」という場合がある。）が生じてもある程度の期間は供給電圧に不足が生じないようにする。
国際公開第２０１８／１５１２５３号
　しかしながら、背景技術の項で説明した蓄電部を設けたとしても、電源からの供給電圧の低下期間が長いと、蓄電された電力（電荷）が消費されることにより、蓄電部からの供給電圧に低下が生じる。そして、この電圧低下の進行が速いと、単にマイクロ波の出力に異常や停止が生じるだけでなく、マイクロ波管が備えるカソードを加熱するためのヒータ（特許文献１参照）に供給される電力の低下によりヒータ温度が低下する。ひとたびヒータの温度が低下すると、ヒータはある程度の熱容量がある物なので、所望温度に回復させるのに時間を要する。そのため、その後、電源からの供給電圧が回復したとしても、ヒータ温度を回復させる時間が必要なため、カソードが電子を正常に放出できるようになるまで時間を要する。
　この問題を緩和するためには、より蓄電量の大きい蓄電部を設けることが有効であるが、そのためには、より大規模な二次電池やコンデンサが必要になる。
　本発明は、蓄電部の大規模化を行わなくても、電源からの供給電圧の低下が生じた際に行われるマイクロ波管の立ち上げに要する時間を抑え得る、給電装置等の提供を目的とする。
　本発明の給電装置は、電源からの供給電力を、カソードと前記カソードを加熱するためのヒータとアノードとコレクタとを備えるマイクロ波管に給電する給電部と、前記供給電力を蓄電し、前記供給電力の電圧が低下した場合に前記マイクロ波管に前記蓄電を行った電力である蓄電電力を供給する蓄電部と、前記供給電力の電圧が低下した場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を停止し、前記ヒータへの前記蓄電電力の供給を停止しない、給電切替部と、を備える。
　本発明の給電装置等は、蓄電部の大規模化を行わなくても、電源からの供給電圧の低下が生じた際に行われるマイクロ波管の立ち上げに要する時間を抑え得る。
本実施形態のマイクロ波管装置の構成例を表す概念図である。 本実施形態の給電装置の構成例を表す概念図である。 実施形態の給電装置の最小限の構成を表すブロック図である。
　本実施形態のマイクロ波管装置は蓄電部の電圧を監視し、当該電圧の低下が観測された場合には、アノードへの電力供給を停止する。これにより、マイクロ波管内におけるカソードからコレクタへの電子流が停止するので、電力消費が大幅に抑えられる。そのため、電源からの供給電圧が低下した場合において、蓄電部からカソードを加熱するヒータに供給される電圧が設定値近傍に維持される期間を長くし、ヒータの温度低下を抑える。これにより、本実施形態の給電装置は、電源からの供給電圧が不足した場合の、復帰に要する時間を短縮する。
　図１は、本実施形態のマイクロ波管装置の例であるマイクロ波管装置４００の構成を表す概念図である。また、図２は、図１の給電装置１００の構成例を表す概念図である。マイクロ波管装置４００は、給電装置１００とマイクロ波管３００とを備える。
　図１のマイクロ波管３００は、例えば、特許文献１が開示するマイクロ波管のように、図示されないコレクタ、ヒータ、カソード、アノード及びヘリックスを備える。ここで、ヒータは、マイクロ波管の電子銃が備えるカソードから電子が放出されるようにカソードを加熱するためのヒータである。
　給電装置１００は、マイクロ波管３００に電力を供給するための装置である。給電装置１００は、コレクタ端子、ヒータ／カソード端子、アノード端子及びヘリックス端子の各々に所定の直流電圧を供給する。これらの端子は、マイクロ波管３００の、コレクタ、ヒータ、カソード、アノード及びヘリックスの各々に電圧を供給するための端子である。ここで、特許文献１の場合と同様に、ヒータとカソードへの電圧供給端子とは共通であることを前提としている。
　給電装置１００は、図２に表されるように、直流化回路１０２、１１１及び１１２、整流素子１０６、インバータ１０４、１０７及び１０８、コイル１０５、トランス１０９及び１１０、抵抗１１３及び１１４、蓄電部１０３、制御部１２１及び接続切替部１２２を備える。
　給電装置１００は、電源１０１から供給される電力により、マイクロ波管３００に電力を給電する。電源１０１は、例えば５０又は６０Ｈｚの一般的な交流電源である。電源１０１から入力された交流電圧は、直流化回路１０２により直流電圧に変換され、蓄電部１０３及び後段（右方）に供給される。直流化回路１０２は、例えば、ダイオードとコンデンサを備える一般的なものである。蓄電部１０３はコンデンサや二次電池を備える構成であり、当該直流電圧により蓄電される。インバータ１０４、コイル１０５及び整流素子１０６は、直流電圧の電圧を調整するために挿入されている。
　当該後段に供給された直流電圧は、インバータ１０７及び１０８により交流電圧に変換される。当該交流の周波数は、例えば、１０乃至１００ｋＨｚ程度である。交流電圧の各々は、トランス１０９及び１１０により所定の電圧に昇圧され、その後、直流化回路１１１及び１１２により直流に変換される。直流化回路１１１及び１１２は、例えば、ダイオードとコンデンサを備える一般的なものである。
　マイクロ波管３００のヘリックスに接続されるヘリックス端子はグランドに接続される。
　制御部１２１は、端子Ａ、Ｂ間の電圧ＶＡＢを監視する。制御部１２１は、当該電圧が閾値Ｖｔｈを上回るときは、接続切替部１２２に、接続切替部１２２が備える両端子を接続させる信号を送付する。一方、制御部１２１は、当該電圧が閾値Ｖｔｈを下回るときは、当該接続を解除させる信号を接続切替部１２２に送付する。なお、閾値Ｖｔｈは、例えば、蓄電部１０３の蓄電量が不足し始めてはいるがまだ許容範囲にある値に設定されている。
　接続切替部１２２は、例えば、機械式スイッチ又は半導体スイッチである。当該半導体スイッチは、電界効果トランジスタを多段に備える構成であっても構わない。接続切替部１２２は、制御部１２１から送付される信号により、端子Ｃのアノード端子への接続及び当該接続の解除を行う。
　上記により、電圧ＶＡＢが閾値Ｖｔｈ以上の時は、コレクタ端子及びヒータ／カソード端子のいずれにも設定された直流電圧が印加されるとともに、アノードには抵抗１１３及び１１４に応じた直流電圧が供給される。なお、抵抗１１３の抵抗値は非常に小さい値やゼロに設定される場合もあり得る。一方、コレクタ端子及びヒータ／カソード端子に印加される電圧は、例えば、－９ｋＶ及び１５ｋＶである。
　一方、電圧ＶＡＢが閾値Ｖｔｈを下回ったとする。そして、その場合において、仮にアノード端子の端子Ｃへの接続が解除されない場合を想定する。その場合、カソードからコレクタへの電子流により電力が消費され、蓄電部１０３の蓄電量は急速に低下し、ヒータ／カソード端子への供給電圧は急速に低下する。そのため、ヒータの温度が有意に低下する。発明が解決しようとする課題の項で説明したように、ヒータはひとたび温度が大きく低下すると、設定温度に回復させるために時間を要する。このことは、マイクロ波管の動作を復旧させるために必要な時間が長くなることを意味する。
　しかしながら、給電装置１００においては、制御部１２１は、電圧ＶＡＢが不足し始めると、まだ許容値にあるうちに、アノード端子を端子Ｃから接続切替部１２２により切り離す。これにより、マイクロ波管内の電子流が停止する。その場合、マイクロ波管本体としては、電子流が生じないまま高圧が印加されている状態になるので、ほとんど電力を消費しなくなる。マイクロ波管装置全体としては、ヒータ、制御系、冷却系において電力が消費されるが、これらは軽微である。そのため、アノード端子を接続切替部１２２により切り離すことにより、消費電力は定格電力から８０～９０％程度削減される。
　そのため、アノード端子を接続切替部１２２により切り離すことにより、蓄電部１０３からの放電及び当該放電による蓄電部１０３からの供給電圧の低下は大幅に抑えられる。そのため、ヒータ／カソード端子には所望の直流電圧もしくは所望の直流電圧に近い（少しだけ低い）直流電圧が供給される状態が、より長時間持続する。その場合、電圧ＶＡＢが閾値Ｖｔｈ以上に回復した場合に、マイクロ波管の動作を復旧させるために必要な時間を大幅に短縮することができる。
　ここで、仮に、蓄電部１０３の蓄電量が大幅に低下し、コレクタ端子及びヒータ／カソード端子への供給電圧が大幅に低下した場合には、これらの端子への供給電圧の復旧には、ミリ秒レベルの比較的長い時間を要する。その理由は、前述のようにこれらの端子に供給される電圧は－９ｋＶ及び１５ｋＶと高圧なためである。制御部１２１は、電圧ＶＡＢが不足し始めると、まだ許容値にあるうちに、アノードへの大電力の供給を停止する。これにより、蓄電部１０３からの放電及び当該放電による蓄電部１０３からの供給電圧の低下は大幅に抑えられる。そのため、コレクタ端子及びヒータ／カソード端子には所望の直流電圧もしくは所望の直流電圧に近い（少しだけ低い）直流電圧が供給される状態が、より長時間持続する。その場合、これらの端子への高電圧の供給の観点からも、マイクロ波管の動作を復旧させるために必要な時間を短縮することができる。
　なお、アノード端子への供給電圧は、コレクタ端子及びヒータ／カソード端子に供給される電圧と比較して格段に小さい値に設定することが可能であり、前述のようにゼロ又はゼロ近傍に設定することもできる。その場合、切り替えに要する時間は、接続切替部１２２のスイッチング速度（１ミリ秒以下）にほぼ等しくなる。
　なお、電圧ＶＡＢの低下の原因の一つである電源１０１の瞬断の時間は、一般的に、１０乃至１００ｍｓである。従い、接続切替部１２２のスイッチング速度は１０ｍｓ以下であれば、電圧ＶＡＢが閾値Ｖｔｈ以下の時にアノード端子への電流供給を停止する効果は得られると考えられる。機械式スイッチでも１０ｍｓ程度のスイッチング速度の実現は可能である。従い、接続切替部１２２に前述のように電界効果トランジスタを用いた場合はもちろんのこと、機械式スイッチを用いた場合にも、実施形態の給電装置の前述の効果はある程度はあると考えられる。
　なお、制御部１２１は、コンピュータを備える構成であっても構わない。その場合、接続切替部１２２にアノード端子への接続及びその解除を切り替えさせる処理は、例えば、当該コンピュータの記憶部に格納されたプログラムが、当該コンピュータの中央演算処理装置に実行させる。
　また、以上説明した例ではカソードとヒータに供給する電圧が共通であるが、必ずしも共通である必要はなく、給電装置から、カソード及びヒータの各々に個別の電圧が供給されても構わない。
　また、制御部１２１の電圧監視位置は図２の端子Ａ－Ｂ間に限定されず、例えば、端子Ｄ－Ｅ間や端子Ｆ－Ｇ間である場合も想定され得る。
［効果］
　本実施形態の給電装置は、蓄電部からマイクロ波管装置への供給電圧に低下が生じた場合は、アノード端子を電力供給系統の端子から切り離す。これにより、蓄電部からマイクロ波管装置に供給される電力が大幅に削減され、蓄電部からヒータに供給される電圧の低下は緩和される。そのため、ヒータ温度はより長時間必要なレベル又はそれに近いレベルに維持される。発明が解決しようとする課題の項で説明したように、ヒータの温度が大幅に低下すると、ヒータはある程度の熱容量を持つものなので、その温度の回復に時間を要する。そのため、その後、電源電圧が回復したとしても、ヒータ温度を回復させる時間が必要なため、マイクロ波管が正常に稼働するまで時間を要する。ヒータ温度はより長時間必要なレベル又はそれに近いレベルに維持された場合は、この問題が解消又は緩和する。そのため、本実施形態の給電装置は、蓄電部の大規模化を行わなくても、電源からの供給電圧の低下が生じた際に行われるマイクロ波管の立ち上げに要する時間を抑え得る。
　図３は、実施形態の給電装置の最小限の構成である給電装置１００ｘの構成を表すブロック図である。給電装置１００ｘは、給電部１００ａｘと、蓄電部１０３ｘと、給電切替部１２２ｘとを備える。給電部１００ａｘは、電源からの供給電力を、カソードと前記カソードを加熱するためのヒータとアノードとコレクタとを備えるマイクロ波管に給電する。蓄電部１０３ｘは、前記供給電力を蓄電し、前記供給電力の電圧が低下した場合に前記マイクロ波管に前記蓄電を行った電力である蓄電電力を供給する。給電切替部１２２ｘは、前記供給電力の電圧が低下した場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を停止し、前記ヒータへの前記蓄電電力の供給を停止しない。
　給電装置１００ｘは、前記供給電力の電圧が低下した場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を停止する。給電装置１００ｘは、これにより、前記マイクロ波管を備えるマイクロ波管装置における電力の消費を大幅に抑える。これにより、前記供給電力の電圧が低下した場合の、蓄電部１０３ｘの蓄電量の低下速度が抑えられる。また、給電装置１００ｘは、前記ヒータへの前記蓄電電力の供給を停止しない。そのため、前記ヒータは冷却されないか、あるいはその冷却速度は抑えられる。そのため、給電装置１００ｘは、蓄電部の大規模化を行わなくても、電源からの供給電圧の低下が生じた際に行われるマイクロ波管の立ち上げに要する時間を抑え得る。
　そのため、給電装置１００ｘは、前記構成により、［発明の効果］の項に記載した効果を奏する。
　以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で更なる変形、置換、調整を加えることができる。例えば、各図面に示した要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。
　また、前記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記述され得るが、以下には限られない。
（付記１）
　電源からの供給電力を、カソードと前記カソードを加熱するためのヒータとアノードとコレクタとを備えるマイクロ波管に給電する給電部と、
　前記供給電力を蓄電し、前記供給電力の電圧が低下した場合に前記マイクロ波管に前記蓄電を行った電力である蓄電電力を供給する蓄電部と、
　前記供給電力の電圧が低下した場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を停止し、前記ヒータへの前記蓄電電力の供給を停止しない、給電切替部と、
　を備える給電装置。
（付記２）
　前記給電切替部は、前記蓄電電力の電圧が閾値を下回った場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を停止する、
　付記１に記載された給電装置。
（付記３）
　前記給電切替部は、前記蓄電部からの前記供給電力の電圧が前記閾値を上回った場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を行う、
　付記２に記載された給電装置。
（付記４）
　前記給電切替部は、
　制御信号により前記アノードへの接続と前記接続の解除とを切り替える接続切替部と、
　前記蓄電部からの前記供給電力の電圧が前記閾値を下回った場合に、前記解除を行わせる前記制御信号を前記接続切替部に送付する制御部と、
　を備える、
　付記２又は付記３に記載された給電装置。
（付記５）
　前記制御部は、前記蓄電部からの前記供給電力の電圧が前記閾値を上回った場合に、前記接続を行わせる前記制御信号を前記接続切替部に送付する、
　付記４に記載された給電装置。
（付記６）
　前記アノードに供給する電圧の絶対値は、前記コレクタに供給する電圧の絶対値、前記カソードに供給する電圧の絶対値及び前記コレクタに供給する電圧の絶対値、のいずれよりも有意に小さい、
　付記１乃至付記５のうちのいずれか一に記載された給電装置。
（付記７）
　前記アノードに供給する電圧は、ゼロ又はゼロ近傍である、
　付記１乃至付記６のうちのいずれか一に記載された給電装置。
（付記８）
　前記カソードに供給する電圧は前記ヒータに供給する電圧と共通である、
　付記１乃至付記７のうちのいずれか一に記載された給電装置。
（付記９）
　付記１乃至付記８のうちのいずれか一に記載された給電装置と前記マイクロ波管とを備えるマイクロ波管装置。
（付記１０）
　電源からの供給電力を、カソードと前記カソードを加熱するためのヒータとアノードとコレクタとを備えるマイクロ波管に給電する給電部と、
　前記供給電力を蓄電し、前記供給電力の電圧が低下した場合に前記マイクロ波管に前記蓄電を行った電力である蓄電電力を供給する蓄電部と、
　を備える給電装置において、
　前記供給電力の電圧が低下した場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を停止し、前記ヒータへの前記蓄電電力の供給を停止しない、
　給電方法。
（付記１１）
　電源からの供給電力を、カソードと前記カソードを加熱するためのヒータとアノードとコレクタとを備えるマイクロ波管に給電する給電部と、
　前記供給電力を蓄電し、前記供給電力の電圧が低下した場合に前記マイクロ波管に前記蓄電を行った電力である蓄電電力を供給する蓄電部と、
　を備える給電装置において、
　前記供給電力の電圧が低下した場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を停止し、前記ヒータへの前記蓄電電力の供給を停止しない、処理をコンピュータに実行させる、
　給電プログラム。
　ここで、付記における「マイクロ波管」は、例えば、図１のマイクロ波管３００である。また、「給電部」は、例えば、図２の給電装置１００における、アノード端子、コレクタ端子及びヒータ／カソード端子である。また、「蓄電部」は、例えば、図２の蓄電部１０３である。また、「給電切替部」は、例えば、図２の、制御部１２１と接続切替部１２２との組み合わせである。
　また、「給電装置」は、例えば、図２の給電装置１００である。また、「接続切替部」は、例えば、図２の接続切替部１２２である。また、「制御部」は、例えば、図２の制御部１２１である。また、「マイクロ波管装置」は、例えば、図１のマイクロ波管装置４００である。
　また、「コンピュータ」は、例えば、図２の制御部１２１が備えるコンピュータである。また、「給電プログラム」は、例えば、図２の制御部１２１が備えるコンピュータに処理を実行させるプログラムである。
　以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
　この出願は、２０２０年５月２８日に出願された日本出願特願２０２０－０９３０６２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１００、１００ｘ　　給電装置
　１００ａｘ　　給電部
　１０１　　電源
　１０２、１１１、１１２　　直流化回路
　１０３、１０３ｘ　　蓄電部
　１０４、１０７、１０８　　インバータ
　１０５　　コイル
　１０６　　整流素子
　１０９、１１０　　トランス
　１１３、１１４　　抵抗
　１２１　　制御部
　１２２　　接続切替部
　１２２ｘ　　給電切替部
　３００　　マイクロ波管
　４００　　マイクロ波管装置

Claims (11)

  1. 　電源からの供給電力を、カソードと前記カソードを加熱するためのヒータとアノードとコレクタとを備えるマイクロ波管に給電する給電手段と、
    　前記供給電力を蓄電し、前記供給電力の電圧が低下した場合に前記マイクロ波管に前記蓄電を行った電力である蓄電電力を供給する蓄電手段と、
    　前記供給電力の電圧が低下した場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を停止し、前記ヒータへの前記蓄電電力の供給を停止しない、給電切替手段と、
    　を備える給電装置。
  2. 　前記給電切替手段は、前記蓄電電力の電圧が閾値を下回った場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を停止する、
    　請求項１に記載された給電装置。
  3. 　前記給電切替手段は、前記蓄電手段からの前記供給電力の電圧が前記閾値を上回った場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を行う、
    　請求項２に記載された給電装置。
  4. 　前記給電切替手段は、
    　制御信号により前記アノードへの接続と前記接続の解除とを切り替える接続切替手段と、
    　前記蓄電手段からの前記供給電力の電圧が前記閾値を下回った場合に、前記解除を行わせる前記制御信号を前記接続切替手段に送付する制御手段と、
    　を備える、
    　請求項２又は請求項３に記載された給電装置。
  5. 　前記制御手段は、前記蓄電手段からの前記供給電力の電圧が前記閾値を上回った場合に、前記接続を行わせる前記制御信号を前記接続切替手段に送付する、
    　請求項４に記載された給電装置。
  6. 　前記アノードに供給する電圧の絶対値は、前記コレクタに供給する電圧の絶対値、前記カソードに供給する電圧の絶対値及び前記コレクタに供給する電圧の絶対値、のいずれよりも有意に小さい、
    　請求項１乃至請求項５のうちのいずれか一に記載された給電装置。
  7. 　前記アノードに供給する電圧は、ゼロ又はゼロ近傍である、
    　請求項１乃至請求項６のうちのいずれか一に記載された給電装置。
  8. 　前記カソードに供給する電圧は前記ヒータに供給する電圧と共通である、
    　請求項１乃至請求項７のうちのいずれか一に記載された給電装置。
  9. 　請求項１乃至請求項８のうちのいずれか一に記載された給電装置と前記マイクロ波管とを備えるマイクロ波管装置。
  10. 　電源からの供給電力を、カソードと前記カソードを加熱するためのヒータとアノードとコレクタとを備えるマイクロ波管に給電する給電手段と、
    　前記供給電力を蓄電し、前記供給電力の電圧が低下した場合に前記マイクロ波管に前記蓄電を行った電力である蓄電電力を供給する蓄電手段と、
    　を備える給電装置において、
    　前記供給電力の電圧が低下した場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を停止し、前記ヒータへの前記蓄電電力の供給を停止しない、
    　給電方法。
  11. 　電源からの供給電力を、カソードと前記カソードを加熱するためのヒータとアノードとコレクタとを備えるマイクロ波管に給電する給電手段と、
    　前記供給電力を蓄電し、前記供給電力の電圧が低下した場合に前記マイクロ波管に前記蓄電を行った電力である蓄電電力を供給する蓄電手段と、
    　を備える給電装置において、
    　前記供給電力の電圧が低下した場合に、前記アノードへの前記蓄電電力の供給を停止し、前記ヒータへの前記蓄電電力の供給を停止しない、処理をコンピュータに実行させる、
    　給電プログラムを記録した記録媒体。
PCT/JP2021/005522 2020-05-28 2021-02-15 給電装置、マイクロ波管装置、給電方法及び記録媒体 WO2021240909A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022527510A JP7335442B2 (ja) 2020-05-28 2021-02-15 給電装置、マイクロ波管装置、給電方法及び給電プログラム
EP21814258.6A EP4160650A4 (en) 2020-05-28 2021-02-15 POWER SUPPLY DEVICE, MICROWAVE TUBE DEVICE, POWER SUPPLY METHOD, AND RECORDING MEDIUM
CA3184915A CA3184915A1 (en) 2020-05-28 2021-02-15 Power supply device, microwave tube device, power supply method, and recording medium
CN202180037838.6A CN115668428A (zh) 2020-05-28 2021-02-15 供电设备、微波管设备、供电方法和记录介质
US17/927,214 US12100570B2 (en) 2020-05-28 2021-02-15 Power supply device, microwave tube device, power supply method, and recording medium

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020093062 2020-05-28
JP2020-093062 2020-05-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021240909A1 true WO2021240909A1 (ja) 2021-12-02

Family

ID=78744265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/005522 WO2021240909A1 (ja) 2020-05-28 2021-02-15 給電装置、マイクロ波管装置、給電方法及び記録媒体

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12100570B2 (ja)
EP (1) EP4160650A4 (ja)
JP (1) JP7335442B2 (ja)
CN (1) CN115668428A (ja)
CA (1) CA3184915A1 (ja)
WO (1) WO2021240909A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08111183A (ja) * 1994-10-13 1996-04-30 Nec Eng Ltd 進行波管の電源装置
JP2008234907A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Nec Microwave Inc 電源装置、高周波回路システム及びヒータ電圧制御方法
JP2020093062A (ja) 2018-11-28 2020-06-18 株式会社ナカショウ 額縁

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000294156A (ja) * 1999-04-02 2000-10-20 Nec Eng Ltd 進行波管用電源
JP3970658B2 (ja) * 2002-03-29 2007-09-05 Ｎｅｃマイクロ波管株式会社 マイクロ波管用電源装置
JP2005116355A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Nec Microwave Inc マイクロ波管システム及びマイクロ波管
CN202997689U (zh) * 2012-12-21 2013-06-12 西安电子工程研究所 一种行波管灯丝双通道无缝自动切换供电电路
JP6904986B2 (ja) 2017-02-20 2021-07-21 Ｎｅｃネットワーク・センサ株式会社 マイクロ波電子管及びマイクロ波増幅装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08111183A (ja) * 1994-10-13 1996-04-30 Nec Eng Ltd 進行波管の電源装置
JP2008234907A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Nec Microwave Inc 電源装置、高周波回路システム及びヒータ電圧制御方法
JP2020093062A (ja) 2018-11-28 2020-06-18 株式会社ナカショウ 額縁

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4160650A4

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021240909A1 (ja) 2021-12-02
CN115668428A (zh) 2023-01-31
EP4160650A4 (en) 2024-06-12
US20230207246A1 (en) 2023-06-29
CA3184915A1 (en) 2021-12-02
JP7335442B2 (ja) 2023-08-29
EP4160650A1 (en) 2023-04-05
US12100570B2 (en) 2024-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6366820B2 (ja) 電源装置及び空気調和装置
US20220045512A1 (en) Inverter of grid-connected photovoltaic power generation system, startup apparatus, method, and system
JP6462969B2 (ja) 電力変換装置及びその運転方法
CN111162599B (zh) 电源供应装置及电源供应方法
WO2016006329A1 (ja) 無停電電源装置
WO2021240909A1 (ja) 給電装置、マイクロ波管装置、給電方法及び記録媒体
WO2024174456A1 (zh) 磁控管的驱动电路和加热设备
WO2019016857A1 (ja) 荷電粒子ビーム装置
CN110518789B (zh) 一种软开关电路及电力电子设备
CN102332812A (zh) 一种变频微波炉电源自适应起动方法
JP3682912B2 (ja) マグネトロン駆動電源回路
CN115051325A (zh) 继电器保护电路和ups
CN209813731U (zh) 轨道车辆辅助供电系统及轨道车辆
JP2002369408A (ja) 電力管理システム
KR102073697B1 (ko) 플라즈마 펄스 전원 장치
WO2024174458A1 (zh) 控制回路和微波发生设备
CN105763113A (zh) 一种低压水电机组免起励双电源励磁调节电路
CN113873704B (zh) 一种磁控管的起动方法和变频电源
KR100726710B1 (ko) 아크 용접용 전력변환장치
CN117082663B (zh) 一种磁控管微波发生源保持高压恒定的控制装置及方法
JP2730732B2 (ja) 高周波発生器
KR200426036Y1 (ko) 순간정전보상기
CN116193660A (zh) 磁控管的驱动电路和烹饪设备
JP4147350B2 (ja) 無停電電源装置
CN116403856A (zh) 接触器驱动电路及接触器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21814258

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022527510

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3184915

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021814258

Country of ref document: EP

Effective date: 20230102