JPH0474728B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0474728B2 JPH0474728B2 JP56098608A JP9860881A JPH0474728B2 JP H0474728 B2 JPH0474728 B2 JP H0474728B2 JP 56098608 A JP56098608 A JP 56098608A JP 9860881 A JP9860881 A JP 9860881A JP H0474728 B2 JPH0474728 B2 JP H0474728B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- resistor
- power supply
- resistance value
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC
- G05F1/14—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using tap transformers or tap changing inductors as final control devices
- G05F1/147—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using tap transformers or tap changing inductors as final control devices with motor driven tap switch
- G05F1/153—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using tap transformers or tap changing inductors as final control devices with motor driven tap switch controlled by discharge tubes or semiconductor devices
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直流高圧電源装置に関するもので、特
に荷電粒子の加速、集束ならびに偏向など数十
KV以上の直流高電圧を必要とする機器へ安定し
た電圧を供給しようとするものである。
に荷電粒子の加速、集束ならびに偏向など数十
KV以上の直流高電圧を必要とする機器へ安定し
た電圧を供給しようとするものである。
従来よりこのような高電界を応用する機器では
高圧発生器と負荷との間に直列に高抵抗を挿入す
ることにより、負荷の電極間の放電開始電圧を高
め、より安定した高電場が得られることは周知の
ことである。さらに放電時の電極ダメージを軽減
する目的からも直列に高抵抗が挿入されている。
またその抵抗値は極力高い値を選べば、その効果
はより顕著である。例えばイオンや電子を高真空
中で集束および偏向などを行なうための高電界を
作るには数Ｍ〓〜数十Ｍ〓の値が用いられる。こ
のような高抵抗を介して電極へ電圧を供給してい
る場合、高圧発生器側の電圧をいかに安定化して
も負荷電流の変動による直列抵抗の電圧降下分に
より、電極へ安定した電圧は供給されない。
高圧発生器と負荷との間に直列に高抵抗を挿入す
ることにより、負荷の電極間の放電開始電圧を高
め、より安定した高電場が得られることは周知の
ことである。さらに放電時の電極ダメージを軽減
する目的からも直列に高抵抗が挿入されている。
またその抵抗値は極力高い値を選べば、その効果
はより顕著である。例えばイオンや電子を高真空
中で集束および偏向などを行なうための高電界を
作るには数Ｍ〓〜数十Ｍ〓の値が用いられる。こ
のような高抵抗を介して電極へ電圧を供給してい
る場合、高圧発生器側の電圧をいかに安定化して
も負荷電流の変動による直列抵抗の電圧降下分に
より、電極へ安定した電圧は供給されない。
従来の直流高圧電源装置は第１図に示すような
回路構成であり、交流電源１より供給された電圧
は電圧調整器２により電圧調整され、昇圧変圧器
３に加えられる。その２次電圧は種々の方法で直
流に変換されるが、この例では整流器とコンデン
サよりなる倍電圧整流回路で構成された直流高圧
発生部４を用いて直流高電圧を発生させている。
直流高圧発生部４の出力電圧Ｅは直列抵抗器５
（抵抗値Rs）を介して負荷６に供給される。直流
高圧発生部４の出力電圧Ｅは分圧抵抗器７（抵抗
値RD）および８（抵抗値RD′）により分圧され、
差動増幅器１０の一端に加えられる。差動増幅器
１０の他の入力端には基準電圧９（電圧値Vs）
が加わり、差動増幅器１０ではその電圧差△Ｖを
増幅し、電動機１１を駆動して電圧調整器２の出
力電圧を変えている。その電動機の回転方向を常
に差動増幅器１０の入力電圧△Ｖが零となる方向
に選定すれば、常に分圧器により分圧された電圧
は基準電圧に等しくなるよう自動制御される。す
なわち、抵抗分圧器ならびに基準電圧の精度をあ
げれば、直流高圧発生部４の出力電圧Ｅは電源電
圧が変動しても、また負荷電流が変動しても常に
安定した値を維持する。
回路構成であり、交流電源１より供給された電圧
は電圧調整器２により電圧調整され、昇圧変圧器
３に加えられる。その２次電圧は種々の方法で直
流に変換されるが、この例では整流器とコンデン
サよりなる倍電圧整流回路で構成された直流高圧
発生部４を用いて直流高電圧を発生させている。
直流高圧発生部４の出力電圧Ｅは直列抵抗器５
（抵抗値Rs）を介して負荷６に供給される。直流
高圧発生部４の出力電圧Ｅは分圧抵抗器７（抵抗
値RD）および８（抵抗値RD′）により分圧され、
差動増幅器１０の一端に加えられる。差動増幅器
１０の他の入力端には基準電圧９（電圧値Vs）
が加わり、差動増幅器１０ではその電圧差△Ｖを
増幅し、電動機１１を駆動して電圧調整器２の出
力電圧を変えている。その電動機の回転方向を常
に差動増幅器１０の入力電圧△Ｖが零となる方向
に選定すれば、常に分圧器により分圧された電圧
は基準電圧に等しくなるよう自動制御される。す
なわち、抵抗分圧器ならびに基準電圧の精度をあ
げれば、直流高圧発生部４の出力電圧Ｅは電源電
圧が変動しても、また負荷電流が変動しても常に
安定した値を維持する。
しかし、負荷である電極端電圧V0は負荷電流I0
により直列抵抗器５（抵抗値Rs）で電圧降下を
生じ、V0＝Ｅ−Rs・I0となり、第１項の出力電
圧Ｅを安定化しても負荷電流I0の変化に伴なう第
２項が変化し、電極端電圧V0は安定とはいえな
い。
により直列抵抗器５（抵抗値Rs）で電圧降下を
生じ、V0＝Ｅ−Rs・I0となり、第１項の出力電
圧Ｅを安定化しても負荷電流I0の変化に伴なう第
２項が変化し、電極端電圧V0は安定とはいえな
い。
本発明は上述の欠点を解消するために第２項の
負荷電流I0の変動に伴なう電圧変動分を補償し、
常に安定した電圧が供給できる直流高圧電源装置
を提供するものである。
負荷電流I0の変動に伴なう電圧変動分を補償し、
常に安定した電圧が供給できる直流高圧電源装置
を提供するものである。
以下、本発明を第２図〜第４図に示す実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
第２図は直流高圧電源装置の回路図で、分圧抵
抗器の低圧端と接地点の間に直列に補正用抵抗器
１２（抵抗値Rs′）を接続し、差動増幅器１０へ
は分圧抵抗器７（抵抗値RD）および８（抵抗値
RD′）による分圧電圧VD′と補正用抵抗器１２
（抵抗値Rs′）の両端に加わる電圧Vs′＝Rs′・I0を
図示の通り直列加算して入力する。この入力電圧
が常に基準電圧Esに等しくなるよう電動機１１
ならびに電圧調整器２が自動制御されることは第
１図の場合と同じである。
抗器の低圧端と接地点の間に直列に補正用抵抗器
１２（抵抗値Rs′）を接続し、差動増幅器１０へ
は分圧抵抗器７（抵抗値RD）および８（抵抗値
RD′）による分圧電圧VD′と補正用抵抗器１２
（抵抗値Rs′）の両端に加わる電圧Vs′＝Rs′・I0を
図示の通り直列加算して入力する。この入力電圧
が常に基準電圧Esに等しくなるよう電動機１１
ならびに電圧調整器２が自動制御されることは第
１図の場合と同じである。
第３図は第２図をより詳細に説明するため、必
要とするところのみ示したものである。また説明
各部の電圧・電流ならびに極性は図示のとおりと
する。
要とするところのみ示したものである。また説明
各部の電圧・電流ならびに極性は図示のとおりと
する。
いま、本回路で電源側の電圧がＥで負荷電流I0
が流れているとき、負荷側の電圧V0は V0＝Ｅ−Rs・I0 ……(1) であり、分圧抵抗器８（抵抗値RD′）の端子電圧
VD′ならびに電流補正用抵抗器１２（抵抗値Rs′）
の端子電圧Vs′は VD′＝（Ｅ＋Vs′）RD′／RD＋RD′ ……(2) Vs′＝Rs′・I0 ……(3) である。従つて差動増幅器１０への入力電圧
VINは両電圧を加えたものとなる。ただし両電
圧の極性は逆極性で、 VIN＝VD′−Vs′ ……(4) であり、上記(4)式に(2)、(3)式を代入すると次式が
得られる。
が流れているとき、負荷側の電圧V0は V0＝Ｅ−Rs・I0 ……(1) であり、分圧抵抗器８（抵抗値RD′）の端子電圧
VD′ならびに電流補正用抵抗器１２（抵抗値Rs′）
の端子電圧Vs′は VD′＝（Ｅ＋Vs′）RD′／RD＋RD′ ……(2) Vs′＝Rs′・I0 ……(3) である。従つて差動増幅器１０への入力電圧
VINは両電圧を加えたものとなる。ただし両電
圧の極性は逆極性で、 VIN＝VD′−Vs′ ……(4) であり、上記(4)式に(2)、(3)式を代入すると次式が
得られる。
VIN＝RD′／RD＋RD′Ｅ
＋（RD′／RD＋RD′−１）Rs′・I0 ……(5)
ここで上述のとおり差動増幅器１０への供給電
圧VINは、常に基準電圧Esと等しくなるよう制
御されており、(5)式はVIN＝Esとして電源側の
電圧Ｅを求めると Ｅ＝RD＋RD′／RD′Es −（１−RD＋RD′／RD′）Rs′・I0 ……(6) となり、負荷側の電圧V0は(6)式を(1)式に代入す
ることにより求められる。
圧VINは、常に基準電圧Esと等しくなるよう制
御されており、(5)式はVIN＝Esとして電源側の
電圧Ｅを求めると Ｅ＝RD＋RD′／RD′Es −（１−RD＋RD′／RD′）Rs′・I0 ……(6) となり、負荷側の電圧V0は(6)式を(1)式に代入す
ることにより求められる。
V0＝RD＋RD′／RD′Es
−｛（１−RD＋RD′／RD′）Rs′−Rs｝I0……(7
) (7)式右辺第１項はI0＝０の時の電圧に相当し、
第２項は負荷電流よる電圧降下分に相当する。
) (7)式右辺第１項はI0＝０の時の電圧に相当し、
第２項は負荷電流よる電圧降下分に相当する。
ここで第２項の｛ ｝内が零となるよう補正用
抵抗器１２の抵抗値Rs′を選択することにより、
(7)式は次式の通り負荷電流の影響を受けなくな
る。
抵抗器１２の抵抗値Rs′を選択することにより、
(7)式は次式の通り負荷電流の影響を受けなくな
る。
V0＝RD−RD′／RD′Es ……(8)
ただし、
RS′＝RS／（RD＋RD′／RD′−１） ……(9)
また分圧抵抗器７，８の抵抗値RD、RD′より
なる分圧比をηとすると、(8)、(9)式は V0＝η・Es ……（8′） RS′＝RS／（η−１） ……（9′） ただし、１／η＝RD′／RD＋RD′となる。
なる分圧比をηとすると、(8)、(9)式は V0＝η・Es ……（8′） RS′＝RS／（η−１） ……（9′） ただし、１／η＝RD′／RD＋RD′となる。
したがつて(9)式または（9′）式で求められる補
正用抵抗器１２（抵抗値Rs′）を電圧検出回路に
挿入することにより、直列抵抗器５（抵抗値Rs）
の負荷側の電圧を安定化せしめることができる。
正用抵抗器１２（抵抗値Rs′）を電圧検出回路に
挿入することにより、直列抵抗器５（抵抗値Rs）
の負荷側の電圧を安定化せしめることができる。
また、第４図に示すように負荷電圧V0の安定
化をはかるのみならず、分圧抵抗器７，８（抵抗
値RD，RD′）と直列に（9′）式で定まる電流補
正用抵抗器１２（抵抗値Rs′）を接続し、分圧抵
抗器８（抵抗器RD′）、補正用抵抗器１２（抵抗
値Rs′）の両電圧の和をモニターすることにより、
直列抵抗器５（抵抗値Rs）の負荷側の電圧が計
測できる。
化をはかるのみならず、分圧抵抗器７，８（抵抗
値RD，RD′）と直列に（9′）式で定まる電流補
正用抵抗器１２（抵抗値Rs′）を接続し、分圧抵
抗器８（抵抗器RD′）、補正用抵抗器１２（抵抗
値Rs′）の両電圧の和をモニターすることにより、
直列抵抗器５（抵抗値Rs）の負荷側の電圧が計
測できる。
第１図は従来の直流高圧電源装置の回路図、第
２図は本発明の直流高圧電源装置の一実施例の回
路図、第３図は同第２図の直流高圧電源装置の要
部の回路図、第４図は本発明の直流高圧電源装置
の他の実施例の要部回路図である。 ４……直流高圧発生部、５……直列抵抗器、６
……負荷、７，８……分圧抵抗器、１２……補正
用抵抗器、I0……負荷電流、Vs′……補正用抵抗
器１２の両端に生ずる電圧降下分、VD′……分圧
抵抗器８の分圧電圧、V0……直列抵抗器５の負
荷側の電圧、ES……基準電圧、Ｅ……直流高圧
発生部の電圧。
２図は本発明の直流高圧電源装置の一実施例の回
路図、第３図は同第２図の直流高圧電源装置の要
部の回路図、第４図は本発明の直流高圧電源装置
の他の実施例の要部回路図である。 ４……直流高圧発生部、５……直列抵抗器、６
……負荷、７，８……分圧抵抗器、１２……補正
用抵抗器、I0……負荷電流、Vs′……補正用抵抗
器１２の両端に生ずる電圧降下分、VD′……分圧
抵抗器８の分圧電圧、V0……直列抵抗器５の負
荷側の電圧、ES……基準電圧、Ｅ……直流高圧
発生部の電圧。
Claims (1)
- １ 直流高圧発生部より直列抵抗器を介して負荷
側へ電圧供給する直流高圧電源装置において、上
記直流高圧発生部と並列に抵抗分圧器を接続し、
かつ該分圧器の低圧側とその負荷側になる大地と
の間に補正用抵抗器を接続し、上記抵抗分圧器の
分圧点の電圧と所定の基準電圧との差分を検出
し、その値が常に零となるよう直流高圧発生部の
電圧を制御することを特徴とする直流高圧電源装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9860881A JPS57212511A (en) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | Direct-current high-voltage power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9860881A JPS57212511A (en) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | Direct-current high-voltage power supply device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57212511A JPS57212511A (en) | 1982-12-27 |
| JPH0474728B2 true JPH0474728B2 (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=14224303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9860881A Granted JPS57212511A (en) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | Direct-current high-voltage power supply device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57212511A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5611519A (en) * | 1979-07-10 | 1981-02-04 | Mitsubishi Electric Corp | Correcting unit of output voltage |
-
1981
- 1981-06-24 JP JP9860881A patent/JPS57212511A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57212511A (en) | 1982-12-27 |
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