JPS5886827A - 負荷保護回路 - 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】 本発明は電源のオン・オフ時あるいは瞬断時に負荷を保
護するための負荷保護回路に関する０例えば放射線検出
装置では、第１図に示すようにゲルマニウム検出器１等
の検出器に高圧電源２からバイアス電圧を印加し、この
検出器に直列に接続された抵抗３１の一端における電圧
変動から放射線の検出を行っている。このような装置で
は、検出器をその最大定格電圧に近い電圧で使用するこ
とが多い。従って第２図に示すように、電源のオフ（Ｏ
ＦＦ）あるいはオン（ＯＮ）時に、高圧電源から過渡的
に定格外の高電圧が発生すると、検出器が破損したりそ
の寿命が短かくなるという問題があった。

また通常このような装置では、電源全投入した後に高圧
電源の出力電圧を徐々に上昇させて、規定の電圧を負荷
に印加するようにしている。ところが電圧設定用のボリ
ュームが、何らかの原因で電源投入時に必要とする設定
電圧以上に電圧が設定されている場合に電源が投入され
ると負荷に悪影響を与える場合がある。−１ 本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、電源
のオン・オフ時あるいは瞬断時に負荷全保護することの
できる負荷保護回路全提供すること全目的とする。

本発明では電源装置内に設けられた定電圧制御用の誤差
増幅器の供給電源をオン・オフ制御するスイッチング手
段と、電源投入時の設定電産ヲ検出しこれが初期設定さ
れる値でないとき前記スイッチング手段をオフ状態に保
たせるスイッチング−制御手段と、前記誤差増幅器から
出力される電圧全、装置の電源が断となった場合には電
源装置の出力電圧が低下する方向に変化させるための時
定数回路とを負荷保護回路に具備させ、前記した目的を
達成する。

以下実施例につき本発明の詳細な説明する。

第３図は本発明の負荷保護回路を使用し次発振式高圧電
源装置の回路構成を示したものである。

この装置で一点鎖線によって囲まれ次回路は、高圧異常
を検出するための高圧異常検出回路５である。高圧異常
検出回路５は、負荷の保護を更に完壁とする念めに付加
されている。破線によって囲まれた回路は負荷保護回路
６である。これら以外の回路部分は、出力端子７に所定
の高圧を発生さ高圧発生回路８は、高圧設定用へりポッ
ト８１、電圧制御回ｊ１１８８２、発振昇圧回路８３、
倍電圧回路８４、高圧アクティブフィルタ８５および帰
還抵抗８６Ａ、８６Ｂによ多構成されている。高圧設定
用へりポット８１は出力端子７に現われる電圧を設定す
る部分である。高圧設定用へりポット８１では、＋１２
Ｖの電源ラインに抵抗８１Ａ　’ｉ介して接続されたツ
ェナーダイオード８１Ｂによって定電圧を発生させ、可
変抵抗８１Ｃ，８１Ｄの調節によって、バッファアンプ
８１Ｅの出力端子に接続された設定電圧ライン１１に、
設定値に応じた設定電圧を発生させる。

この設定電圧は、電圧制御回路内の誤差増幅器８２Ａの
■入力端子に印加される。誤差増幅器８２Ａのｅ入力端
子は、抵抗８２Ｂ−ｉ介して接地サレる・と共に、極性
切換スイッチ８２Ｃの■端子に接続されている。極性切
換スイッチ８２Ｃは、後述する他の極性切換スイッチと
同様に、出力端子７に出力される電圧の極性全選択する
スイッチである。この例では、出力端子７から正の電圧
が出力されるものとする。この場合、極性切換スイッチ
８２Ｃの■端子は直列接続された２つの帰還抵抗８６Ａ
、８６Ｂ’！ｉ：’介して出力端子７に接続されている
。この接続状態では、出力端子７に現われた出力電圧が
極性切換スイッチ８２Ｃの■端子側に帰還され、誤差増
幅器８２Ａとシリース制御用のダーリントン接続された
２つのトランジスタ８２Ｄ、８２Ｅとによって、発振昇
圧回路８３へ定電圧制御のための制御電圧が出力される
。

発振昇圧回路８３は、トランジスタ８３Ａの発振作用に
よってトランス８３Ｂの２次側に昇圧された電圧を出力
する０この電圧は極性切換スイッチ８３Ｃ，８３１）を
経て倍電圧回路に供給され、更に昇圧される。このよう
にして得られた電圧は高圧アクティブフィルタ８５によ
シリップルを減少させた後、出力端子７へ出力される０ 負荷保護回路６は、以上説明した高圧発生回路８の設定
電圧ライン１１に現われる設定電圧を基にして誤差増幅
器８２Ａへの電源供給をオン・オフする回路である。こ
の回路はスイッチング用の〜トランジスタ６Ａと、この
トランジスタを制御するためのコンパレータ６Ｂと、誤
差増幅器８２Ａの出力電圧を電源が遮断したときに低下
する方向に変化させるためのＲＣ回路６Ｃその他の回路
によって構成されている。

さてこの負荷保護回路６で、コンパレータ６Ｂの■入力
端子は設定電圧ライン１１に接続されており、２つの可
変抵抗８１Ｃ，８１Ｄによって決定された設定電圧が供
給されるようになっている。

今、何らかの原因で電圧設定用のボリュームが操作開始
時に必要・とされる位置に戻されていないもの１とする
０この状態で図示しないスイッチが押され、装置に電源
が投入されたとする。これと共に高圧設定用ヘリポット
８１から、そのボリューム位置に対応する正の設定電圧
がコンパレータ６Ｂニ供給される。コンパレータ６Ｂの
ｅ入力端子は、抵抗６］）、ダイオニード６Ｅおよびト
ランジスタ６Ａのエミッターコレクタの直列回路を介し
て■２４Ｖの電源ラインに接続されると共に、抵抗６Ｆ
を介して接地されている。この電源投入時においてはト
ランジスタ６Ａがオフ状態となっており、ｊ　７　ハＬ
／　　ｐ　５　ＢからＨ（ハイ）レベルの信号力出力さ
れる。この結果、トランジスタ６Ａはオフ状態に保持さ
れる。トランジスタ６Ａのコレクタは、ツェナーダイオ
ード８２Ｆ’ｉｉ介して誤差増幅器８２Ａに■２４Ｖの
電圧を供給するようになっている。従ってこの状癲では
誤差増幅器８２Ａに■２４Ｖ電源が供給されない。誤差
増幅器８２Ａの出力はＱ’２４Ｖ側に引っばられた負電
圧となる。

この状態ではダイオードＤはカットオフ状態となってい
る。従ってシリーズ制御用トランジスタもオフとなり、
出力端子７に電圧が現われない。

装置の扱者が電圧設定用のボリューム全操作開始時に必
要とされる位置に戻したとする。この状態でコンパレー
タ６Ｂの出力はＬ（ロー）レベルニ変化シ、トランジス
タ６Ａがオン状態となる。

これにより■２４Ｖの電源ラインからトランジスタ６Ａ
を介して誤差増幅器８２Ａに電源が供給される。トラン
ジスタ６Ａが一度オン状態になると、ダイオード６Ｅ全
介して抵抗６Ｆに電流が流れ、コンパレータ６Ｂのｅ入
力端子に電圧降下分に相当する正の電圧が印加される。

この結果、装置の扱者が電圧設定用のボリュームをまわ
し、設定電圧を徐々に上昇させていってもトランジスタ
６Ａがオフ状態になることはない。このようにして、出
力端子７から所望の電圧が出力されるようになる０ 次にこの装置の電源をオフにする場合を説明する。電源
をオフにすると、トランジスタ６Ａがオフ状態になシ、
誤差増幅器８２Ａへの■２４Ｖの電源供給が断となる０
このとき、ダイオード８２Ｇを介して接続されたｅ２４
Ｖの電源ライ、、ンからの電源供給も断となる。ところ
でこの装置では、ダイオード８２Ｇのアノードと大地間
に抵抗とコンデンサが直列接続されたＲＣ回路６Ｃが接
続されている。従って電源がオフになっても、誤差増幅
器８２Ａのｅ電源側の電位はＲＣ回路６Ｃのコンデンサ
の放電によシ徐々にＯＶへ上昇する。すなわちｅ電源の
時定数は■電源のそれよりも大きく設定されている。こ
の結果、誤差増幅器８２Ａの出力電圧は負の方向に引き
込まれ、出力゛端子７から過渡的に高電圧が発生する事
態が回避される。

次にこの装置の動作時に電源の瞬断が発生した場合につ
いて説明する。電源が瞬断すると、トランジスタ６Ａが
オフになる。この後電源が再びオンになると、最初に説
明したようにコンパレータ６Ｂの出力がＨレベルにな９
、トランジスタ６Ａがオフ状態全保持する０すなわちこ
の瞬断の場合には、電圧設定用のボリュームを元に戻し
て電圧の設定全最初からもう一度行わせることにより、
過電圧の発生を防止する。

最後に、との装置に付刀日されている高圧異常検出回路
５について説明する。例えば高圧設定用へりポット８１
や帰還抵抗８６Ａ、８６Ｂが断線したり、装置内のトラ
ンジスタ８２Ｄ等の素子が短絡する等の事故が発生する
と、出力端子７から出力される電圧が異常に高くなる場
合がある。このような場合には負荷保護回路６で負荷を
保護することができず、高圧異常検出回路５が必要とな
る０高圧異常検出回路５には、所定の抵抗値の帰還抵抗
８６Ｂの両端に２つの演算増幅器５Ａ、５Ｂの■入力端
子が接続されている。２つの演算増幅器５′Ａ、５Ｂは
差動アンプを構成しており、一方の演算増幅器５Ｂの出
力端子には帰還抵抗８６Ｂの電位差に応じた電圧が現わ
れる。ハイボルテイジメータ１２は、この電圧全出力端
子７に現われる電圧に換算して表示する。

一方、出力端子７に表われる電圧に比例したこの電圧は
、極性切換スイッチ５Ｃによって極性を合わせた後、演
算増幅器５Ｄの■入力端子に供給される。演算増幅器５
Ｄの出力ゝ端子からは、出力端子７に現われる電圧の絶
対値に比例した電圧が現われる。この電圧はフェーリア
検出回路を構成する第１のコンパレータ５Ｅの■入力端
子に供給される一方、ｅ２４ｖの電源ラインによって抵
抗５Ｆの電圧降下分だけ低下させられて、第２のコンパ
レータ５Ｇのθ入力端子に供給される。第１のコンパレ
ータ５Ｅのｅ入力端子と第２のコンパレータ５Ｇの■入
力端子は設定電圧ライン１１に接続され、高圧設定用へ
りポットにより設定された設定電圧が印加される。

第一４図は設定電圧と２つのコンパレータ５Ｅ。

５Ｇの出力電圧との関係を表わしたものである０今、設
定電圧ｆ：Ｖｓ　＋　ＩＫ　１のコンパレータ５Ｅの出
力電圧ｋ　Ｖｌｌ　を第２のコンパレータ５Ｇの出力電
圧ヲーｖＬでそれぞれ表わすこととする０出力端子７−
から正常な電圧が出力されているときには、第４図で実
線に示すように、設定電圧ｖｓ　の上下に２種類の出力
電圧ｖｕ、ｖＬが所定の電位差を保って表われている。

この状態では２つのコンノ（レータ５Ｅ、５．Ｇの出力
端子には共にＨレベルの電圧が現われており、これらの
出力端子にカソードを接続した２つのダイオード５Ｈ，
５にのアノード側は■１２Ｖの電源ラインによってＨレ
ベルに保たれている。このとき、これらのダイオード５
０゜５にのアノード側にダイオード５Ｌｉ介して接続さ
れたフェーリア検出信号巌１３には、異常を表わすフェ
ーリア信号が出力されない０ ところである時刻から装置の故障によシ出力端子７に現
われる電圧が上昇したとすると、第４図で破線で示すよ
うに２種類の出力電圧ｖｕ、ＶＬが共に上昇する。この
とき設定電圧Ｖ８　は変化しない。従っである時点で出
力電圧ｖＬが設定電圧■ｓよシも高くなる。この時点か
ら第２のコンバレーｐ５Ｇの出力がＬレベルに変化し、
ダイオード５Ｌがオンになる。これによシフエーリア信
号が出力され、負荷保護回線内のコン・くレータ６Ｂの
θ入力端子の電位が下がる。この結果、トランジスタ６
Ａがオフになり出力端子７への電圧の出力が停止される
０この異常状態の発生は、ベース側をダイオード５Ｌの
カソード側に接続されたトランジスタ５Ｍのスイッチン
グ作用により検出され、マイクロコンピュータ等に対し
て異常信号１４の送出が行われる。

一方、出力端子７に現われる電圧が下降した場合には、
第４図で一点鎖線で示すように２種類の出力電圧Ｖｌｊ
ｔｖＬが共に下降し、第１のコンノ・レータ５Ｅによシ
異常検出が行われる。もちろんこのような異常電圧の検
出は、設定電圧Ｖｓ　　と他の２種類の電圧Ｖｕ　、　
ＶＬの相対的なレベル変動により行われる。従って、高
圧設定用ヘリポット８１の異常による基準電圧Ｖ８の変
動も、この高圧異常検出回路で検出することができる。

以上説明したように本発明によれば電源９オン・オフ時
の過渡的な高電圧発生を防止したので、高価な検出器や
機器を十分活用することができる０

【図面の簡単な説明】

第１図は放射線検出装置の原理図、第２図は電源のオン
・オフ時の過渡現象を示す特性図、第３図は本発明の一
実施例における負荷保護回路を使用した発振式間圧電源
装置のブロック図、第４図はフェーリア検出回路の動作
原理を示す電圧波形図である。 ６Ａ・・・・・・トランジスタ ６Ｂ・・・・・・コンパレータ ６Ｃ・・・・・・ＲＣ回路 ７層・・・・・・出力端子 ８１・・・・・・高圧設定用へりポット８２Ａ・・・・
・・誤差増幅器 ＃７２　図 ＪＰ、４　　図 匠　闇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 装置から出力される電圧金、この電圧を設定する基準と
   なる設定電圧と比鮫し、装置から出力される前記電圧を
   所望の電圧値に定電圧制御するための誤差増幅器を備え
   た電源装置において、誤差増幅器に供給する電源をオン
   ・オフ制御するスイッチング手段と、装置への電源投入
   時の設定電圧全検出し、これが初期設定されるべき値で
   ないときには前記スイッチング手段をオフ状態に保たせ
   るスイッチング制御手段と、前記誤差増幅器の負側の供
   給電源の時定数を正側のそれよりも大きくした時定数回
   路とを具備することを特徴とする負荷保護回路。