JPH0854944A - 偏向コイル用直流電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易にして電源リップルの小さい高安定度の
偏向コイル用直流電源回路を提供すること。 【構成】 偏向コイル６を設けた回路に電圧検出用抵
抗１０と電流検出用抵抗７とを設け、前記電圧検出用抵
抗１０の出力信号に基づいて前記偏向コイル６への出力
電圧を制御する定電圧制御回路、該定電圧制御回路に前
記電流検出用抵抗７の出力信号と電流設定９の信号との
差を検出、これを零となるよう制御する定電流制御回路
の出力を設定信号として入力する偏向コイル用直流電
源。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電荷を帯びた粒子流の
加減速や偏向を与えるために用いる偏向コイル用直流電
源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】イオン加速器等の偏向コイルには安定し
た直流電流が必要なために電流負帰還形の定電流制御回
路が用いられている。その回路を図２に示す。

【０００３】図２において、１は交流電源、２はトラン
ス、３は整流器、４は電解コンデンサ、５はトランジス
タ等の制御素子、６は偏向コイル、７は電流検出用抵
抗、８は制御用アンプ、９は電流設定器をそれぞれ示
す。トランス２、整流器３、電解コンデンサ４で構成さ
れる整流回路の出力は制御素子５を介して偏向コイル６
に与えられる。偏向コイル６に流れる電流を電流検出用
抵抗７により検出し、検出した電流値を電流設定器９で
設定した電流値と比較し、その偏差を制御用アンプ８を
介して制御素子５の制御端子に入力して偏向コイル６に
流れる電流を設定値に追従させて安定化を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】最近、分析等におい
て、ビームの高エネルギー化と微細ビーム（マイクロビ
ーム）が必要となつてきており、この場合、偏向コイル
の電源にリップルの小さい高安定度（１０^−４より良
い）の電源が必要になって来ている。

【０００５】ところで、図２のような従来の回路では、
制御用アンプ８のゲインは回路の発振を避け、回路の安
定化を図るために周波数が高くなる程下がるように設定
して（例えば、２０ｄｂ／ｄｅｃａｄｅ）、高安定化を
図っている。しかし、制御用アンプ８のゲインを周波数
が高くなる程下がるように設定すると、リップルあるい
は急峻な変化に有する高い周波数成分に対して出力誤差
が大きくなり、リップルあるいは急峻な変化には誤差が
発生し、リップルの発生は避けられず、この従来回路で
最近要求されるような高安定の電源を得ることは困難で
ある。

【０００６】本願発明は、上記の問題に鑑みてなされた
もので、簡易にして電源リップルの小さい高安定度の偏
向コイル用電源回路を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】この目的は、
偏向コイルを有する回路に電圧検出回路と電流検出回路
とを設け、前記電圧検出回路の出力信号に基づいて前記
偏向コイルへの出力電圧を制御する定電圧制御回路と前
記電流検出回路の出力信号に基づいて前記偏向コイルへ
の出力電流を制御する定電流制御回路とを備え、前記定
電流制御回路の出力信号を前記定電圧制御回路に設定信
号として入力することにより達成される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の電源回路を示し、１は交流電
源、２はトランス、３は整流器、４は電解コンデンサ、
５はトランジスタ等の制御素子、６は偏向コイル、７は
電流検出用抵抗、８は電流制御用アンプ、９は電流設定
器、１０は電圧検出用抵抗、１１は電圧制御アンプをそ
れぞれ示す。

【０００９】トランス２、整流器３、電解コンデンサ４
で構成される整流回路の出力は制御素子５を介して偏向
コイル６に与えられる。偏向コイル６に流れる電流を電
流検出用抵抗７により検出し、検出した信号を電流設定
器９で設定した信号と比較し、その偏差を電流制御用ア
ンプ８に入力する。電流制御用アンプ８の出力値は後段
の定電圧制御回路の設定信号となり、電圧検出用抵抗１
０により検出した信号と比較し、その偏差を電圧制御ア
ンプ１１を介して制御素子５の制御端子に入力して偏向
コイル６に流れる電流を制御している。

【００１０】すなわち、電圧検出用抵抗１０により電圧
を検出して負帰還を掛ける定電圧制御回路と、電流検出
用抵抗７により電流を検出して負帰還を掛ける定電流制
御回路とを設けて定電流制御回路の出力信号を定電圧制
御回路に設定信号として入力することにより偏向コイル
６に流れる電流を制御するようにしている。

【００１１】定電圧制御で偏向コイルに電流を流した場
合、偏向コイル６の電気的特性は、その殆どがインダク
タンス（Ｌ）であり、したがって、インピーダンス（Ｒ
＋ｊωＬ）は周波数が増加するに連れて増加する。この
ことは、回路の安定化のために制御アンプのゲインを周
波数が高くなる程下がるように設定し、リップルあるい
は急峻な変化を有する高い周波数成分に対して出力誤差
を生じるとしても、高い周波数成分に対しては偏向コイ
ル６のインピーダンスが大きくなり、偏向コイル６に流
れる電流の変化が抑制され、結果としてリップルが下げ
られる。

【００１２】しかし、定電圧制御のみであると、温度変
化等により偏向コイル６のインピーダンスが変化した場
合には、偏向コイル６に流れる電流が変化し、所定の定
電流が得られない。そこで、温度変化等により偏向コイ
ル６のインピーダンスが変化しても尚、偏向コイル６に
流れる電流を一定値に保持させるために、偏向コイル６
に流れる電流を検出し、いわゆる定電流制御信号を定電
圧制御回路に出力し、定電圧制御回路の設定信号を微調
している。

【００１３】本発明は、偏向コイルの性質から電流制御
を行うのが普通であるにもかかわらず、敢えて電圧制御
を行い、リップルの減少を図るところに極めて特徴を有
するものである。

【００１４】なお、この実施例では、トランス２、整流
器３、電解コンデンサ４で構成される整流回路を単相で
示しているが、３相を使用することもできる。また、交
流側にサイリスタを用いて位相制御を成し、整流電圧を
最適値にすることもできる。

【００１５】

【発明の効果】本発明は上述のように、偏向コイル用直
流電源に定電圧制御回路を用い、この定電圧制御回路の
設定信号として定電流制御信号を用いることにより、回
路の安定化のために制御用アンプのゲインを周波数が高
くなる程下がるように設定しても、リップルは小さく抑
制されると共に、電流変化のきわめて小さい高安定の電
源が得られる。

【００１６】また、ドリフトは定電流制御回路にて抑制
するため、定電圧制御回路ではドリフト等を考慮する必
要がなく、簡易な回路で構成でき、リップルの小さい偏
向コイル用電源が容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の偏向コイル用電源回路図

【図２】従来の偏向コイル用電源回路図

【符号の説明】

５ トランジスタ等の制御素子 ６ 偏向コイル ７ 電流検出用抵抗 ８ 電流制御用アンプ ９ 電流設定器 １０電圧検出用抵抗 １１電圧制御アンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏向コイルを有する回路に電圧検出回路
   と電流検出回路とを設け、前記電圧検出回路の出力信号
   に基づいて前記偏向コイルへの出力電圧を制御する定電
   圧制御回路と前記電流検出回路の出力信号に基づいて前
   記偏向コイルへの出力電流を制御する定電流制御回路と
   を備え、前記定電流制御回路の出力信号を前記定電圧制
   御回路に入力することを特徴とする偏向コイル用直流電
   源。