JPH11225476A - 直流高圧電源装置 - Google Patents

直流高圧電源装置

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JPH11225476A
JPH11225476A JP10041135A JP4113598A JPH11225476A JP H11225476 A JPH11225476 A JP H11225476A JP 10041135 A JP10041135 A JP 10041135A JP 4113598 A JP4113598 A JP 4113598A JP H11225476 A JPH11225476 A JP H11225476A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
pressure tank
booster
power supply
frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP10041135A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiaki Adachi
義明 足立
Keizo Hayashi
啓三 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin High Voltage Co Ltd
Original Assignee
Nissin High Voltage Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP10041135A priority Critical patent/JPH11225476A/ja
Publication of JPH11225476A publication Critical patent/JPH11225476A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各高周波電極と接地電位部との間にそれぞれ
形成される静電容量のアンバランスを簡単に解消して、
より安定度の高い直流出力電圧を得る。 【解決手段】 昇圧コイル4の二次コイル6の両外側の
端面6aに間をあけてそれぞれ対向するように圧力タン
ク28内に収納されていて電気的に接地された二つのア
ース板32と、この各アース板32とそれに対向する二
次コイル6の端面6aとの間の距離M1 、M2 をそれぞ
れ調整する二つの距離調整機構34とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばイオン注
入装置、電子線照射装置、その他の加速器等に用いられ
るシェンケル形の直流高圧電源装置に関し、より具体的
には、一対の高周波電極と接地電位部との間にそれぞれ
形成される静電容量のアンバランスを解消して、より安
定度の高い直流出力電圧を得る手段に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の直流高圧電源装置の一例が実公
平8−11064号公報に開示されている。それを以下
に簡単に説明する。
【0003】図3に示す直流高圧電源装置は、一次コイ
ル5および中性点8が接地された二次コイル6を有する
昇圧コイル4と、この昇圧コイル4の二次コイル6の両
端部にそれぞれ接続され、かつ半円筒形をしていて互い
に向かい合うように配置された一対の高周波電極10
と、この一対の高周波電極10の間に設けられていて複
数のキャパシタ電極12および複数の整流器14を多段
に接続して成る直流昇圧部26とを備えており、これら
を絶縁ガス(例えばSF6 ガス)が充填されかつ電気的
に接地された円筒形の圧力タンク28内に収納して成
る。昇圧コイル4の一次コイル5には、高周波電源2か
ら例えば10kHz〜100kHz、0〜10kV程度
の高周波電力が供給される。
【0004】直流昇圧部26の構成はこの例では次のと
おりである。即ち、各高周波電極10との間に隙間をあ
けて対向するように、半円筒形で互いにほぼ同一寸法の
複数のキャパシタ電極12を、互いの間に隙間をあける
と共に左右で高さ位置を揃えて対称形に、それぞれ多段
に積み重ね、かつ昇圧コイル4の二次コイル6の中性点
8と左右の1段目のキャパシタ電極12とを上向きの整
流器14を介してそれぞれ接続し、更に左右のキャパシ
タ電極12間を、1段ずつずらせて、上向きの整流器1
4を介してそれぞれ接続している。そして、左右の最上
(最終)段のキャパシタ電極12間に2個の整流器14
を突き合わせて接続し、この突き合わせ接続点24を、
この例ではコイル16を介して半球状の直流出力端子1
8に接続している。
【0005】上記構成によれば、左右の高周波電極10
と各キャパシタ電極12との間にそれぞれ同一容量の静
電容量C0 が形成されるので、昇圧コイル4の二次コイ
ル6の両端には、これらの複数の静電容量C0 の一端を
互いに並列接続して成る静電容量群の共通接続部側がそ
れぞれ接続されたのと等価になり、対称形(バランス
形)のシェンケル回路が構成される。
【0006】昇圧コイル4の二次コイル6の中性点8の
左右に波高値Eの二次電圧eがそれぞれ出力されるとす
ると、上記シェンケル回路によって、簡単に言えば、直
流出力端子18に約7Eの直流出力電圧が得られる。例
えば、波高値Eを500kVとすると、3.5MVが得
られる。
【0007】直流昇圧部26は、この例のように対称形
にせずに、図4に示す例のように非対称形にする場合も
ある。但し、図3の例のように対称形にする方が、昇圧
コイル4の二次コイル6から突き合わせ接続点24に至
る系統が2系統並列に、しかも対称形に存在することに
なるので、内部抵抗が下がり、負荷を取ったときの出力
電圧降下やリップル電圧が小さくなる。また、回路が対
称形であるので、左右の高周波電極10側から直流回路
への高周波成分の静電誘導が互いに相殺され、当該静電
誘導による出力電圧のリップルも減少する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記昇圧コイル4にお
いては、昇圧効率を高める等のために、通常は共振を利
用しており、高周波電源2から昇圧コイル4に供給する
高周波電力の周波数は、昇圧コイル4の中性点8の左右
の二次コイル6のインダクタンスLと、左右の高周波電
極10と接地電位部(この例では圧力タンク28)との
間にそれぞれ形成される静電容量C1 とによって決まる
共振周波数に設定される。
【0009】ところが、上記左右の高周波電極10と接
地電位部との間にそれぞれ形成される静電容量C1 は、
通常、各高周波電極10の製作上の不揃いや取付上の不
揃い等によって、不可避的にアンバランスが生じる。即
ち、一方の静電容量をC1 とすると、他方の静電容量は
2 (≠C1 )となる。
【0010】その結果、左右の高周波電極10にそれぞ
れ誘起される高周波電圧にもアンバランスが生じ、リ
ップル電圧が増大して直流出力電圧の安定度が低下す
る、一方の高周波電極10に誘起される高周波電圧が
他方よりも低下するので直流出力電圧が低下する、等の
問題が生じる。
【0011】このような問題は、上記図3および図4の
どららの直流高圧電源装置にも存在する。
【0012】そこでこの発明は、各高周波電極と接地電
位部との間にそれぞれ形成される静電容量のアンバラン
スを簡単に解消して、より安定度の高い直流出力電圧を
得ることができる直流高圧電源装置を提供することを主
たる目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明の直流高圧電源
装置は、前記昇圧コイルの二次コイルの両側の端面に間
をあけてそれぞれ対向するように前記圧力タンク内に収
納されていて電気的に接地された二つのアース板と、こ
の各アース板とそれに対向する前記昇圧コイルの端面と
の間の距離をそれぞれ調整する二つの距離調整機構とを
備えることを特徴としている。
【0014】上記構成によれば、昇圧コイルの二次コイ
ルの両端部と各アース板との間には、静電容量C3 およ
びC4 (図1参照)がそれぞれ形成され、この静電容量
は、等価的に、各高周波電極と圧力タンクとの間にそれ
ぞれ形成される前述した静電容量C1 およびC2 にそれ
ぞれ電気的に並列接続された状態になる。
【0015】そしてこの静電容量C3 およびC4 の大き
さは、各アース板と昇圧コイルの二次コイルの端面との
間の距離を各距離調整機構によってそれぞれ調整するこ
とによって、互いに独立して、しかも簡単に調整するこ
とができる。
【0016】その結果、各高周波電極と接地電位部との
間にそれぞれ形成される静電容量(C1 +C3 )および
(C2 +C4 )間のアンバランスを簡単に解消すること
ができる。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は、この発明に係る直流高圧
電源装置の昇圧コイル周りの一例を示す断面図である。
直流高圧電源装置全体としての構成は前述した図3また
は図4を参照するものとする。
【0018】前述した昇圧コイル4は、例えば、円板状
に巻かれたコイルを複数個積み重ねて互いに接続した構
造をしており、その全体は円柱状をしている。
【0019】この昇圧コイル4の二次コイル6の左右両
外側の端面6aに間をあけてそれぞれ対向するように、
二つのアース板32を前述した圧力タンク28内に収納
している。各アース板32は、この例では後述する距離
調整機構34を経由して圧力タンク28に電気的に接続
されていて、共に電気的に接地されている。各アース板
32は、例えば円板状をしている。
【0020】更にこの例では、圧力タンク28内に、各
アース板32とそれに対向する昇圧コイル4の二次コイ
ル6の端面6aとの間の距離M1 、M2 を手作業によっ
てそれぞれ調整する二つの距離調整機構34を設けてい
る。各距離調整機構34は、この例では、アース板32
に立設されたボルト36と、圧力タンク28の内壁に取
り付けられていてこのボルト36が貫通している固定板
38と、ボルト36の固定位置を調整する二つのナット
40、42とを備えている。
【0021】圧力タンク28には、この例では、各距離
調整機構34の外側に位置する部分に蓋30がそれぞれ
設けられており、この蓋30を開けて各距離調整機構3
4のナット40、42を回すことによって、各アース板
32を矢印Dに示すように上下動させて、上記距離
1 、M2 を互いに独立して調整することができる。
【0022】このような構造にすると、昇圧コイル4の
二次コイル6の両端部と各アース板32との間には、静
電容量C3 およびC4 がそれぞれ形成される。昇圧コイ
ル4の二次コイル6の両端部には、前述したように各高
周波電極10がそれぞれ接続されているので、この静電
容量C3 およびC4 は、等価的に、各高周波電極10と
圧力タンク28との間にそれぞれ形成される前述した静
電容量C1 およびC2にそれぞれ電気的に並列接続され
た状態になる。従って、各高周波電極10と接地電位部
との間には、等価的に、C1 +C3 の静電容量とC2
4 の静電容量とがそれぞれ形成されることになる。
【0023】その内、静電容量C3 およびC4 の大きさ
は、前述したように各アース板32と昇圧コイル4の端
面6aとの間の距離M1 、M2 を各距離調整機構34に
よってそれぞれ調整することによって、互いに独立し
て、しかも簡単に調整することができる。それによっ
て、上記静電容量C1 とC2 間にアンバランスが生じて
いても、各高周波電極10と接地電位部との間にそれぞ
れ形成される静電容量(C1 +C3 )と静電容量(C2
+C4 )との間のアンバランスを簡単に解消して、両静
電容量を互いに等しくすることができる。
【0024】その結果、各高周波電極10に誘起される
高周波電圧のアンバランスを解消することができるの
で、リップル電圧を小さく抑えてより安定度の高い直流
出力電圧を得ることができる。かつ、両方の高周波電極
10に誘起される高周波電圧を共に高くすることができ
るので、直流出力電圧を効率良く高めることができる。
【0025】このような効果は、直流昇圧部26が図3
に示した対称形、図4に示した非対称形のいずれであっ
ても得られるけれども、図3に示した直流昇圧部26は
バランスによる高安定化を特徴としているので、そのよ
うな直流昇圧部26と上記構造とを組み合わせる方が、
高安定化の効果は一層大きくなる。
【0026】なお、上記距離調整機構34は電動式にし
ても良い。その一例を図2に示す。この距離調整機構3
4は、圧力タンク28(より具体的にはその蓋30)を
貫通して前記アース板32を支持するねじ棒44と、圧
力タンク28に固定されていてねじ棒44と螺合するナ
ット部46と、ねじ棒44を矢印Eに示すように左右に
回転させる可逆転式のモータ48とを備えている。アー
ス板32は、この例でも、この距離調整機構34を経由
して電気的に接地されている。モータ48を駆動するこ
とによって、アース板32を矢印Dに示すように上下動
させて、前述した距離M1 、M2 を調整することができ
る。
【0027】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、各アー
ス板と昇圧コイルの二次コイルの端面との間の距離を各
距離調整機構によってそれぞれ調整することによって、
各高周波電極と接地電位部との間にそれぞれ形成される
静電容量のアンバランスを簡単に解消することができ
る。その結果、各高周波電極に誘起される高周波電圧の
アンバランスを解消することができるので、リップル電
圧を小さく抑えてより安定度の高い直流出力電圧を得る
ことができる。かつ、両方の高周波電極に誘起される高
周波電圧を共に高くすることができるので、直流出力電
圧を効率良く高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る直流高圧電源装置の昇圧コイル
周りの一例を示す断面図である。
【図2】距離調整機構の他の例を示す断面図である。
【図3】従来の直流高圧電源装置の一例を示す概略構成
図である。
【図4】従来の直流高圧電源装置の他の例を示す概略構
成図である。
【符号の説明】
2 高周波電源 4 昇圧コイル 5 一次コイル 6 二次コイル 10 高周波電極 26 直流昇圧部 28 圧力タンク 32 アース板 34 距離調整機構

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次コイルおよび中性点が接地された二
    次コイルを有する昇圧コイルと、この昇圧コイルの二次
    コイルの両端部にそれぞれ接続された一対の高周波電極
    と、この一対の高周波電極の間に設けられていて複数の
    キャパシタ電極および複数の整流器を多段に接続して成
    る直流昇圧部とを、絶縁ガスが充填されかつ電気的に接
    地された圧力タンク内に収納し、かつ前記昇圧コイルの
    一次コイルに高周波電力を供給する高周波電源を備えて
    いて、シェンケル回路を形成している直流高圧電源装置
    において、前記昇圧コイルの二次コイルの両外側の端面
    に間をあけてそれぞれ対向するように前記圧力タンク内
    に収納されていて電気的に接地された二つのアース板
    と、この各アース板とそれに対向する前記昇圧コイルの
    端面との間の距離をそれぞれ調整する二つの距離調整機
    構とを備えることを特徴とする直流高圧電源装置。
JP10041135A 1998-02-06 1998-02-06 直流高圧電源装置 Pending JPH11225476A (ja)

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