JP2018026103A - 高圧直流電源及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の別の目的は、広範囲正負調整可能な高圧直流電源の制御方法を提供することにある。
高電圧発生器と、負高圧端子と、正高圧端子と、第1駆動回路と、第1電圧調整ユニットと、電流検出増幅回路と、第2駆動回路と、第2電圧調整ユニットと、調整可能高圧出力端子とを含み、更に指令入力端子と、指令電圧回路と、誤差アンプと、電圧フィードバック回路とを含む広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、高電圧発生器は、正高圧端子、負高圧端子にそれぞれ接続され、正高圧端子は、第1電圧調整ユニットの入力端子に接続され、負高圧端子は、第2電圧調整ユニットの入力端子に接続され、第1電圧調整ユニットの出力端子と第2電圧調整ユニットの出力端子は、相互に接続されてから調整可能高圧出力端子に接続され、第1駆動回路の出力端子は、第1電圧調整ユニットの駆動端子に接続され、第1電圧調整ユニットの電流検出端子は、電流検出増幅回路の検出入力端子に接続され、電流検出増幅回路の出力端子は、第2駆動回路の入力端子に接続され、第2駆動回路の出力端子は、第2電圧調整ユニットの駆動端子に接続され、指令入力端子、指令電圧回路、誤差アンプは、順に接続され、誤差アンプの出力端子は、第1駆動回路の入力端子に接続され、電圧フィードバック回路の入力端子は、第1電圧調整ユニットの出力端子、第2電圧調整ユニットの出力端子にそれぞれ接続され、電圧フィードバック回路の出力端子は、誤差アンプに接続される。
広範囲正負調整可能な高圧直流電源の制御方法において、
ステップ1)電圧値が前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の上限値を超える正高圧端子、電圧値が前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の下限値より低い負高圧端子に、高電圧発生器から発生した正、負高電圧をそれぞれ送る;
ステップ2)指令入力端子からPWM電圧調整指令を送り込む;
ステップ3)指令電圧回路により、PWM電圧調整指令を指令電圧に変換する;
ステップ4)誤差アンプにより、指令電圧と電圧フィードバック回路からのフィードバック回路の比較と増幅を行い、演算結果を第1駆動回路に送り込み、電圧を調整するよう第1駆動回路により第1電圧調整ユニットを駆動する;
ステップ5)電流検出増幅回路により、第1電圧調整ユニットのPNPトランジスタQ1-1のエミッタ電流を検出し、検出結果を増幅して第2駆動回路に送り込み、電圧調整に参与するよう第2駆動回路により第2電圧調整ユニットを駆動し、
ここで、電流検出増幅回路の増幅倍数が以下の条件を満たすべきであり、
第1電圧調整ユニットのPNPトランジスタQ1-1のエミッタ電流をI1、その最大値をI1Mとすると、
I1≧0.1I1Mのとき、遮断状態になるよう第2電圧調整ユニットのNPNトランジスタQ2-1を駆動し、
0<I1<0.1I1Mのとき、増幅領域に入り、電圧調整に参与するよう、第2電圧調整ユニットのNPNトランジスタQ2-1を駆動し、
I1=0のとき、第2電圧調整ユニットのNPNトランジスタQ2-1のエミッタ電流がその最大値に達するよう駆動する;
ステップ6)電圧フィードバック回路により、前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧をサンプリングして誤差アンプにフィードバックし、指令電圧と比較し、誤差アンプによる演算の後に、指令の要求を満たすよう出力電圧を制御する。
1)本発明の制御方法は、第1電圧調整ユニットと第2電圧調整ユニットがプッシュプル方式で協働して行われ、一定の正負高圧直流電源を自動的に分圧調整を行うことにより、正高圧値と負高圧値の間の、広範囲正負連続調整可能な直流高圧出力を取得することができ、低損失、高負荷能力の利点を有する。また、第2電圧調整ユニットが第1電圧調整ユニットのトランジスタの作動電流により駆動されるため、第1電圧調整ユニットのトランジスタの作動電流が十分に小さく、即ち増幅領域から出て遮断領域に入るときのみにおいて、第2電圧調整ユニットのトランジスタが遮断領域から増幅領域に入り、電圧調整を引き続き実行する。第1電圧調整ユニットのトランジスタが増幅領域に戻り電圧調整を行うと、第2電圧調整ユニットのトランジスタが自動的に遮断領域に入り、電圧調整を終了する。これにより、第1電圧調整ユニットと第2電圧調整ユニットの作動範囲が自動的に正確に受け継がれることを保証し、二つの電圧調整ユニットの作動範囲のオーバーラップによる無効循環電流損失や、二つの電圧調整ユニットの作動範囲の間に存在する空白による電圧調整特性と精度の劣化を有効に避けることができる。
2)本発明は、広範囲正負調整可能な高圧直流電源及びその制御方法を提供し、二つの相補的な電圧調整ユニットでプッシュプル方式で協働して電圧調整を実現し、広範な電圧調整範囲、高調整精度、正負連続調整可能な直流電圧の出力が可能、高効率、高負荷能力などの利点を有する。
3)本発明は、電流検出増幅回路の設置により、電圧調整用の相補的な二つの電圧調整ユニットを関連付け、適切な制御方法を組み合わせて使用することで、相補的にプッシュプル方式で作動する二つの電圧調整ユニットの作動範囲が自動的に正確に受け継がれることを保証し、二つの電圧調整ユニットの作動範囲のオーバーラップによる無効循環電流損失や、作動範囲の間に存在する空白による電圧調整性能の劣化を有効に避けることができる。
4)本発明は、電子素子のパラメータの離散性やパラメータドリフトなどの要素による両電圧調整ユニットの協働不良問題を効果的に防止でき、素子パラメータ選定と最終製品パラメータ調整を簡単化し、製品の一致性、温度の安定性及び長期安定性を保証することができる。
5)本発明により、共通の高圧発生器から正負高圧基準源を提供し、相補的電圧調整ユニット群からマルチチャネルで独立に広範囲正負調整可能な高圧出力を発生することができる。
6)本発明は、適用が広く、構造が簡単でありコストが低く、実施されやすい。
図1に示すように、広範囲正負調整可能な高圧直流電源は、高電圧発生器1と、負高圧端子2と、正高圧端子3と、第1駆動回路8と、第1電圧調整ユニット7と、電流検出増幅回路6と、第2駆動回路5と、第2電圧調整ユニット4と、調整可能高圧出力端子9とを含む。高電圧発生器1は、正高圧端子3、負高圧端子2にそれぞれ接続される。正高圧端子3は、第1電圧調整ユニット7の入力端子に接続される。負高圧端子2は、第2電圧調整ユニット4の入力端子に接続される。第1電圧調整ユニット7の出力端子と第2電圧調整ユニット4の出力端子は、相互に接続されてから調整可能高圧出力端子9に接続される。第1駆動回路8の出力端子は、第1電圧調整ユニット7の駆動端子に接続される。第1電圧調整ユニット7の電流検出端子は、電流検出増幅回路6の検出入力端子に接続される。電流検出増幅回路6の出力端子は、第2駆動回路5の入力端子に接続される。第2駆動回路5の出力端子は、第2電圧調整ユニット4の駆動端子に接続される。
ステップ1)電圧値が上記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の上限値を超える正高圧端子、電圧値が上記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の下限値より低い負高圧端子に、高電圧発生器から発生した正、負高電圧をそれぞれ送る;
ステップ2)指令入力端子からPWM電圧調整指令を送り込む;
ステップ3)指令電圧回路により、PWM電圧調整指令を指令電圧に変換する;
ステップ4)誤差アンプにより、指令電圧と電圧フィードバック回路からのフィードバック回路の比較と増幅を行い、演算結果を第1駆動回路に送り込み、電圧を調整するよう第1駆動回路により第1電圧調整ユニットを駆動する;
ステップ5)電流検出増幅回路により、第1電圧調整ユニットのPNPトランジスタQ1-1のエミッタ電流を検出し、検出結果を増幅して第2駆動回路に送り込み、電圧調整に参与するよう第2駆動回路により第2電圧調整ユニットを駆動し、
ここで、電流検出増幅回路の増幅倍数が以下の条件を満たすべきであり、
第1電圧調整ユニットのPNPトランジスタQ1-1のエミッタ電流をI1、その最大値をI1Mとすると、
I1≧0.1I1Mのとき、遮断状態になるよう第2電圧調整ユニットのNPNトランジスタQ2-1を駆動し、
0<I1<0.1I1Mのとき、増幅領域に入り、電圧調整に参与するよう、第2電圧調整ユニットのNPNトランジスタQ2-1を駆動し、
I1=0のとき、第2電圧調整ユニットのNPNトランジスタQ2-1のエミッタ電流がその最大値に達するよう駆動する;
ステップ6)電圧フィードバック回路により、上記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧をサンプリングして誤差アンプにフィードバックし、指令電圧と比較し、誤差アンプによる演算の後に、指令の要求を満たすよう出力電圧を制御する。
図8に示すように、本実施例において、第1電圧調整ユニットは、直列接続される二つのトランジスタからなり、第2電圧調整ユニットは、直列接続される三つのトランジスタからなり、電流検出増幅回路は、図4に示す手段1が採用され、指令電圧回路は、RCローパスフィルタと抵抗分圧回路から構成され、誤差アンプは、演算アンプLM324からなるPI調整器が採用され、電圧フィードバック回路は、適切な抵抗分圧回路で構成される。また、第1電圧調整ユニットと第2電圧調整ユニットの出力端子の間に一つのツェナーダイオードD0-1が接続され、調整可能高圧出力端子電圧値とは一定の電圧差値を有する第2高圧出力端子を追加して応用側のリクエストを満足させる。第2電圧調整ユニットのトランジスタQ2-1のエミッタ回路に抵抗R2A-1を追加して第2電圧調整ユニットの調整特性を改善する。他の部分は、実施例1と同一である。
図9に示すように、本実施例において、第1電圧調整ユニットは、直列接続される三つのトランジスタからなり、第2電圧調整ユニットは、直列接続される四つのトランジスタからなり、電流検出増幅回路は、図5に示す手段2が採用され、第1駆動回路は、図3に示す第2駆動回路と同一の回路が採用され、より高い正高圧出力リクエストを満足させる。指令電圧回路、誤差アンプ、電圧フィードバック回路は、いずれも実施例2と同一であり、第2電圧調整ユニットのトランジスタQ2-1のエミッタ回路にも抵抗R2A-1が追加され、他の部分は、実施例1と同一である。
図10に示すように、本実施例において、一つの共通の高圧発生器と電圧調整ユニット群の協働により、マルチチャネルで独立に広範囲正負調整可能な直流高圧出力を取得することができる。各電圧調整ユニットの構造は、実施例1と同一である。
(付記1)
高電圧発生器と、負高圧端子と、正高圧端子と、第1駆動回路と、第1電圧調整ユニットと、電流検出増幅回路と、第2駆動回路と、第2電圧調整ユニットと、調整可能高圧出力端子とを含み、更に指令入力端子と、指令電圧回路と、誤差アンプと、電圧フィードバック回路とを含む広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、高電圧発生器は、正高圧端子、負高圧端子にそれぞれ接続され、正高圧端子は、第1電圧調整ユニットの入力端子に接続され、負高圧端子は、第2電圧調整ユニットの入力端子に接続され、第1電圧調整ユニットの出力端子と第2電圧調整ユニットの出力端子は、相互に接続されてから調整可能高圧出力端子に接続され、第1駆動回路の出力端子は、第1電圧調整ユニットの駆動端子に接続され、第1電圧調整ユニットの電流検出端子は、電流検出増幅回路の検出入力端子に接続され、電流検出増幅回路の出力端子は、第2駆動回路の入力端子に接続され、第2駆動回路の出力端子は、第2電圧調整ユニットの駆動端子に接続され、指令入力端子、指令電圧回路、誤差アンプは、順に接続され、誤差アンプの出力端子は、第1駆動回路の入力端子に接続され、電圧フィードバック回路の入力端子は、第1電圧調整ユニットの出力端子、第2電圧調整ユニットの出力端子にそれぞれ接続され、電圧フィードバック回路の出力端子は、誤差アンプに接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
付記1に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記第1電圧調整ユニットは、m(mは、1以上であり且つ整数である)個のPNPトランジスタQ1-1、Q1-2、…、Q1-mと、m+1個の抵抗R1-0、R1-1、R1-2、…、R1-mと、一つのツェナーダイオードD1-1とを含み、更に入力端子、出力端子、電流検出端子及び駆動端子を含み、m個のPNPトランジスタのコレクタとエミッタは、順に相互に直列接続され、1個目のトランジスタQ1-1のエミッタがツェナーダイオードD1-1の陽極に接続され、ツェナーダイオードD1-1の陰極が第1電圧調整ユニットの電流検出端子の一極に接続され、電流検出端子の他極が第1電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗R1-0の一端が第1電圧調整ユニットの駆動端子の一極に接続され、駆動端子の他極が第1電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗R1-0の他端がPNPトランジスタQ1-1のベースに接続され、抵抗R1-mの両端がトランジスタQ1-mのベース、コレクタにそれぞれ接続され、トランジスタQ1-mのコレクタが第1電圧調整ユニットの出力端子にも接続され、残りのm-1個の抵抗は、順に直列接続されたm個のトランジスタの各ベースの間に跨ぐように接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
付記1に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記第2電圧調整ユニットは、n(nは、1以上であり且つ整数である)個のNPNトランジスタQ2-1、Q2-2、…、Q2-nと、n+1個の抵抗R2-0、R2-1、R2-2、…、R2-nと、一つのツェナーダイオードD2-1とを含み、更に入力端子、出力端子及び駆動端子を含み、n個のNPNトランジスタのコレクタとエミッタは、順に相互に直列接続され、1個目のトランジスタQ2-1のエミッタがツェナーダイオードD2-1の陰極に接続され、ツェナーダイオードD2-1の陽極が第2電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗R2-0の一端が第2電圧調整ユニットの駆動端子の一極に接続され、駆動端子の他極が第2電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗R2-0の他端がNPNトランジスタQ2-1のベースに接続され、抵抗R2-nの両端がトランジスタQ2-nのベース、コレクタにそれぞれ接続され、トランジスタQ2-nのコレクタが第2電圧調整ユニットの出力端子にも接続され、残りのn-1個の抵抗は、順に直列接続されたn個のトランジスタの各ベースの間に跨ぐように接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
付記1に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記第1駆動回路は、一つのトランジスタQ3-1と五つの抵抗R3-1、R3-2、…、R3-5を含み、更に入力端子と出力端子を含み、トランジスタQ3-1のエミッタが抵抗R3-1の一端に接続され、抵抗R3-1の他端が第1駆動回路の入力端子の一極に接続され、トランジスタQ3-1のベースが抵抗R3-2、R3-3の一端にそれぞれ接続され、抵抗R3-2、R3-3の他端が第1駆動回路の入力端子の両極にそれぞれ接続され、トランジスタQ3-1のコレクタが抵抗R3-4の一端に接続され、抵抗R3-4の他端が第1駆動回路の出力端子の一極に接続され、抵抗R3-5の両端が第1駆動回路の出力端子の両極にそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
付記1に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記第2駆動回路は、一つの光結合器U4-1と一つの抵抗R4-1を含み、更に入力端子と出力端子を含み、光結合器U4-1の発光ダイオードの陽極が抵抗R4-1の一端に接続され、抵抗R4-1の他端が第2駆動回路の入力端子の一極に接続され、発光ダイオードの陰極が第2駆動回路の入力端子の他極に接続され、光結合器U4-1の光電管の両端が第2駆動回路の出力端子の両極にそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
付記1に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記電流検出増幅回路は、一つのトランジスタQ5-1と一つの抵抗R5-1を含み、更に検出入力端子と出力端子を含み、トランジスタQ5-1のエミッタとベースが電流検出増幅回路の検出入力端子の両極にそれぞれ接続され、トランジスタQ5-1のコレクタが電流検出増幅回路の出力端子の一極に接続され、出力端子の他極が基準電位点に接続され、抵抗R5-1の両端がトランジスタQ5-1のベース、エミッタにそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
付記1に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記電流検出増幅回路は、一つの光結合器U5-1と一つのアンプA5-1を含み、更に検出入力端子と出力端子を含み、光結合器U5-1の発光ダイオードの両端が電流検出増幅回路の検出入力端子の両極にそれぞれ接続され、光結合器U5-1の光電管の両端がアンプA5-1の二つの入力端子にそれぞれ接続され、アンプA5-1の二つの出力端子が電流検出増幅回路の出力端子の両極にそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
付記7に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記アンプA5-1は、演算アンプLM324からなる比例アンプが採用されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
広範囲正負調整可能な高圧直流電源の制御方法であって、
ステップ1)電圧値が前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の上限値を超える正高圧端子、電圧値が前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の下限値より低い負高圧端子に、高電圧発生器から発生した正、負高電圧をそれぞれ送る;
ステップ2)指令入力端子からPWM電圧調整指令を送り込む;
ステップ3)指令電圧回路により、PWM電圧調整指令を指令電圧に変換する;
ステップ4)誤差アンプにより、指令電圧と電圧フィードバック回路からのフィードバック回路の比較と増幅を行い、演算結果を第1駆動回路に送り込み、電圧を調整するよう第1駆動回路により第1電圧調整ユニットを駆動する;
ステップ5)電流検出増幅回路により、第1電圧調整ユニットのPNPトランジスタQ1-1のエミッタ電流を検出し、検出結果を増幅して第2駆動回路に送り込み、電圧調整に参与するよう第2駆動回路により第2電圧調整ユニットを駆動し、
ここで、電流検出増幅回路の増幅倍数が以下の条件を満たすべきであり、
第1電圧調整ユニットのPNPトランジスタQ1-1のエミッタ電流をI1、その最大値をI1Mとすると、
I1≧0.1I1Mのとき、遮断状態になるよう第2電圧調整ユニットのNPNトランジスタQ2-1を駆動し、
0<I1<0.1I1Mのとき、増幅領域に入り、電圧調整に参与するよう、第2電圧調整ユニットのNPNトランジスタQ2-1を駆動し、
I1=0のとき、第2電圧調整ユニットのNPNトランジスタQ2-1のエミッタ電流がその最大値に達するよう駆動する;
ステップ6)電圧フィードバック回路により、前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧をサンプリングして誤差アンプにフィードバックし、指令電圧と比較し、誤差アンプによる演算の後に、指令の要求を満たすよう出力電圧を制御する、広範囲正負調整可能な高圧直流電源の制御方法。
Claims (9)
- 高電圧発生器と、負高圧端子と、正高圧端子と、第1駆動回路と、第1電圧調整ユニットと、電流検出増幅回路と、第2駆動回路と、第2電圧調整ユニットと、調整可能高圧出力端子とを含み、更に指令入力端子と、指令電圧回路と、誤差アンプと、電圧フィードバック回路とを含む広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、高電圧発生器は、正高圧端子、負高圧端子にそれぞれ接続され、正高圧端子は、第1電圧調整ユニットの入力端子に接続され、負高圧端子は、第2電圧調整ユニットの入力端子に接続され、第1電圧調整ユニットの出力端子と第2電圧調整ユニットの出力端子は、相互に接続されてから調整可能高圧出力端子に接続され、第1駆動回路の出力端子は、第1電圧調整ユニットの駆動端子に接続され、第1電圧調整ユニットの電流検出端子は、電流検出増幅回路の検出入力端子に接続され、電流検出増幅回路の出力端子は、第2駆動回路の入力端子に接続され、第2駆動回路の出力端子は、第2電圧調整ユニットの駆動端子に接続され、指令入力端子、指令電圧回路、誤差アンプは、順に接続され、誤差アンプの出力端子は、第1駆動回路の入力端子に接続され、電圧フィードバック回路の入力端子は、第1電圧調整ユニットの出力端子、第2電圧調整ユニットの出力端子にそれぞれ接続され、電圧フィードバック回路の出力端子は、誤差アンプに接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
- 請求項1に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記第1電圧調整ユニットは、m(mは、1以上であり且つ整数である)個のPNPトランジスタQ1-1、Q1-2、…、Q1-mと、m+1個の抵抗R1-0、R1-1、R1-2、…、R1-mと、一つのツェナーダイオードD1-1とを含み、更に入力端子、出力端子、電流検出端子及び駆動端子を含み、m個のPNPトランジスタのコレクタとエミッタは、順に相互に直列接続され、1個目のトランジスタQ1-1のエミッタがツェナーダイオードD1-1の陽極に接続され、ツェナーダイオードD1-1の陰極が第1電圧調整ユニットの電流検出端子の一極に接続され、電流検出端子の他極が第1電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗R1-0の一端が第1電圧調整ユニットの駆動端子の一極に接続され、駆動端子の他極が第1電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗R1-0の他端がPNPトランジスタQ1-1のベースに接続され、抵抗R1-mの両端がトランジスタQ1-mのベース、コレクタにそれぞれ接続され、トランジスタQ1-mのコレクタが第1電圧調整ユニットの出力端子にも接続され、残りのm-1個の抵抗は、順に直列接続されたm個のトランジスタの各ベースの間に跨ぐように接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。 - 請求項1に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記第2電圧調整ユニットは、n(nは、1以上であり且つ整数である)個のNPNトランジスタQ2-1、Q2-2、…、Q2-nと、n+1個の抵抗R2-0、R2-1、R2-2、…、R2-nと、一つのツェナーダイオードD2-1とを含み、更に入力端子、出力端子及び駆動端子を含み、n個のNPNトランジスタのコレクタとエミッタは、順に相互に直列接続され、1個目のトランジスタQ2-1のエミッタがツェナーダイオードD2-1の陰極に接続され、ツェナーダイオードD2-1の陽極が第2電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗R2-0の一端が第2電圧調整ユニットの駆動端子の一極に接続され、駆動端子の他極が第2電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗R2-0の他端がNPNトランジスタQ2-1のベースに接続され、抵抗R2-nの両端がトランジスタQ2-nのベース、コレクタにそれぞれ接続され、トランジスタQ2-nのコレクタが第2電圧調整ユニットの出力端子にも接続され、残りのn-1個の抵抗は、順に直列接続されたn個のトランジスタの各ベースの間に跨ぐように接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。 - 請求項1に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記第1駆動回路は、一つのトランジスタQ3-1と五つの抵抗R3-1、R3-2、…、R3-5を含み、更に入力端子と出力端子を含み、トランジスタQ3-1のエミッタが抵抗R3-1の一端に接続され、抵抗R3-1の他端が第1駆動回路の入力端子の一極に接続され、トランジスタQ3-1のベースが抵抗R3-2、R3-3の一端にそれぞれ接続され、抵抗R3-2、R3-3の他端が第1駆動回路の入力端子の両極にそれぞれ接続され、トランジスタQ3-1のコレクタが抵抗R3-4の一端に接続され、抵抗R3-4の他端が第1駆動回路の出力端子の一極に接続され、抵抗R3-5の両端が第1駆動回路の出力端子の両極にそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。 - 請求項1に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記第2駆動回路は、一つの光結合器U4-1と一つの抵抗R4-1を含み、更に入力端子と出力端子を含み、光結合器U4-1の発光ダイオードの陽極が抵抗R4-1の一端に接続され、抵抗R4-1の他端が第2駆動回路の入力端子の一極に接続され、発光ダイオードの陰極が第2駆動回路の入力端子の他極に接続され、光結合器U4-1の光電管の両端が第2駆動回路の出力端子の両極にそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。 - 請求項1に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記電流検出増幅回路は、一つのトランジスタQ5-1と一つの抵抗R5-1を含み、更に検出入力端子と出力端子を含み、トランジスタQ5-1のエミッタとベースが電流検出増幅回路の検出入力端子の両極にそれぞれ接続され、トランジスタQ5-1のコレクタが電流検出増幅回路の出力端子の一極に接続され、出力端子の他極が基準電位点に接続され、抵抗R5-1の両端がトランジスタQ5-1のベース、エミッタにそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。 - 請求項1に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記電流検出増幅回路は、一つの光結合器U5-1と一つのアンプA5-1を含み、更に検出入力端子と出力端子を含み、光結合器U5-1の発光ダイオードの両端が電流検出増幅回路の検出入力端子の両極にそれぞれ接続され、光結合器U5-1の光電管の両端がアンプA5-1の二つの入力端子にそれぞれ接続され、アンプA5-1の二つの出力端子が電流検出増幅回路の出力端子の両極にそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。 - 請求項7に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記アンプA5-1は、演算アンプLM324からなる比例アンプが採用されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。 - 広範囲正負調整可能な高圧直流電源の制御方法であって、
ステップ1)電圧値が前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の上限値を超える正高圧端子、電圧値が前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の下限値より低い負高圧端子に、高電圧発生器から発生した正、負高電圧をそれぞれ送る;
ステップ2)指令入力端子からPWM電圧調整指令を送り込む;
ステップ3)指令電圧回路により、PWM電圧調整指令を指令電圧に変換する;
ステップ4)誤差アンプにより、指令電圧と電圧フィードバック回路からのフィードバック回路の比較と増幅を行い、演算結果を第1駆動回路に送り込み、電圧を調整するよう第1駆動回路により第1電圧調整ユニットを駆動する;
ステップ5)電流検出増幅回路により、第1電圧調整ユニットのPNPトランジスタQ1-1のエミッタ電流を検出し、検出結果を増幅して第2駆動回路に送り込み、電圧調整に参与するよう第2駆動回路により第2電圧調整ユニットを駆動し、
ここで、電流検出増幅回路の増幅倍数が以下の条件を満たすべきであり、
第1電圧調整ユニットのPNPトランジスタQ1-1のエミッタ電流をI1、その最大値をI1Mとすると、
I1≧0.1I1Mのとき、遮断状態になるよう第2電圧調整ユニットのNPNトランジスタQ2-1を駆動し、
0<I1<0.1I1Mのとき、増幅領域に入り、電圧調整に参与するよう、第2電圧調整ユニットのNPNトランジスタQ2-1を駆動し、
I1=0のとき、第2電圧調整ユニットのNPNトランジスタQ2-1のエミッタ電流がその最大値に達するよう駆動する;
ステップ6)電圧フィードバック回路により、前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧をサンプリングして誤差アンプにフィードバックし、指令電圧と比較し、誤差アンプによる演算の後に、指令の要求を満たすよう出力電圧を制御する、広範囲正負調整可能な高圧直流電源の制御方法。
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