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JP2006208740A - High voltage power supply for machine of fusion connection of optical fiber - Google Patents

High voltage power supply for machine of fusion connection of optical fiber Download PDF

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JP2006208740A
JP2006208740A JP2005020528A JP2005020528A JP2006208740A JP 2006208740 A JP2006208740 A JP 2006208740A JP 2005020528 A JP2005020528 A JP 2005020528A JP 2005020528 A JP2005020528 A JP 2005020528A JP 2006208740 A JP2006208740 A JP 2006208740A
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JP
Japan
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transformer
voltage
optical fiber
power supply
doubler circuit
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Application number
JP2005020528A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Saito
茂 齊藤
Noriyuki Kawanishi
紀行 川西
Taisei Miyamoto
大成 宮本
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize the connection loss of an optical fiber by stabilizing a discharge wave form. <P>SOLUTION: A high voltage power supply (1) for the machine of fusion connection of the optical fiber is provided with a boosting transformer (10), a multi-stage voltage circuit (20) and a high frequency capacitor (30). As a boosting transformer (10), a straight-line layout type transformer is used in which the center axis of a primary coil (11) and the center axis of a secondary coil (12) are arranged on one and the same straight line. The center axis of the straight-line layout type transformer (10) and a substrate flat face (circuit pattern face) of a substrate (25), on which the multi-stage voltage circuit (20) and the high frequency capacitor (30) are mounted, are parallel to each other. Further, the substrate (25), on which the multi-stage voltage circuit (20) and the high frequency capacitor (30) are mounted, is imbedded in an electrically insulating resin (60) and the straight-line layout type transformer (10) is not imbedded in the electrically insulating resin (60). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、光ファイバ融着接続機に用いる高電圧電源装置に関するものである。   The present invention relates to a high voltage power supply device used for an optical fiber fusion splicer.

一般に、光ファイバ融着接続機に用いる高電圧電源装置には、昇圧用トランスと、多段倍電圧回路と、高周波コンデンサとを備えたものがあり(例えば、特許文献1参照)、従来のこの種の光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置の一例を図8に示す。   In general, there is a high voltage power supply device used for an optical fiber fusion splicer including a step-up transformer, a multistage voltage doubler circuit, and a high frequency capacitor (see, for example, Patent Document 1). An example of the high-voltage power supply device for the optical fiber fusion splicer is shown in FIG.

図8に示すように、従来の光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置101は、制御回路115が半導体スイッチング素子116をスイッチングさせることで得られる高周波交流電圧が1次巻線111に印加される昇圧用トランス110と、昇圧用トランス110の2次巻線112の高周波交流電圧を放電電極棒140が放電を開始する放電開始電圧まで倍圧整流する多段倍電圧回路120と、放電電極棒140の放電開始後、多段倍電圧回路120に代わって、放電開始電圧より低い所定レベルの高周波交流電圧を放電電極棒140の高圧側電極に印加する高周波コンデンサ130とを備えている。
特開2001−245473号公報
As shown in FIG. 8, in the conventional high voltage power supply device 101 for an optical fiber fusion splicer, a high frequency AC voltage obtained by the control circuit 115 switching the semiconductor switching element 116 is applied to the primary winding 111. The step-up transformer 110, the multi-stage voltage doubler circuit 120 for rectifying the high-frequency AC voltage of the secondary winding 112 of the step-up transformer 110 to the discharge start voltage at which the discharge electrode bar 140 starts discharging, and the discharge electrode bar 140 After the start of the discharge, a high-frequency capacitor 130 for applying a high-frequency AC voltage of a predetermined level lower than the discharge start voltage to the high-voltage side electrode of the discharge electrode bar 140 is provided instead of the multistage voltage doubler circuit 120.
JP 2001-245473 A

しかしながら、上記のような従来の光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置101には、つぎのような課題があった。   However, the conventional high-voltage power supply device 101 for an optical fiber fusion splicer as described above has the following problems.

すなわち、従来の光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置101で使用する昇圧用トランス110は、1次巻線111の中心軸C111と2次巻線112の中心軸C112とが平行に配置され、同一直線上には配置されていない。   That is, in the step-up transformer 110 used in the conventional high-voltage power supply device 101 for the optical fiber fusion splicer, the central axis C111 of the primary winding 111 and the central axis C112 of the secondary winding 112 are arranged in parallel. They are not arranged on the same straight line.

そのため、このような昇圧用トランス110は、1次巻線111から2次巻線112へのトランスの変換効率が悪く、1次巻線111側の交流電圧を昇圧して得られる2次巻線112側の交流電圧波形が歪んでしまい、スパイクノイズが発生する。   Therefore, such a step-up transformer 110 has poor conversion efficiency of the transformer from the primary winding 111 to the secondary winding 112, and the secondary winding obtained by boosting the AC voltage on the primary winding 111 side. The AC voltage waveform on the 112 side is distorted, and spike noise occurs.

すると、この昇圧用トランス110の2次巻線112側の交流電圧波形に生じるノイズが、多段倍電圧回路120や高周波を通過させる高周波コンデンサ130に当然のごとく乗ってしまうことから、放電電極棒140による放電の波形が安定しなくなる。   Then, noise generated in the AC voltage waveform on the secondary winding 112 side of the step-up transformer 110 naturally rides on the multistage voltage doubler circuit 120 and the high-frequency capacitor 130 that allows high frequency to pass. The discharge waveform due to the above becomes unstable.

その結果、放電電極棒140から接続中の光ファイバに与える熱量の変動が避けられず、不安定な光ファイバの接続損失が生じることから、光ファイバ融着接続機による光ファイバの接続品質を損ない、それを向上させることができない。   As a result, fluctuations in the amount of heat applied from the discharge electrode rod 140 to the optical fiber being connected are unavoidable, and unstable optical fiber connection loss occurs, so the connection quality of the optical fiber by the optical fiber fusion splicer is impaired. Can't improve it.

また、従来の光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置101で使用する昇圧用トランス110は、2次巻線112側の交流電圧波形にスパイクノイズが発生し、このノイズが多段倍電圧回路120や高周波コンデンサ130に乗ることから、多段倍電圧回路120および高周波コンデンサ130や、昇圧用トランス110には高電圧がかかる。   Further, in the step-up transformer 110 used in the conventional high-voltage power supply device 101 for the optical fiber fusion splicer, spike noise is generated in the AC voltage waveform on the secondary winding 112 side, and this noise is generated by the multistage voltage doubler circuit 120. In other words, a high voltage is applied to the multistage voltage doubler circuit 120, the high frequency capacitor 130, and the step-up transformer 110.

一般に、沿面距離を1kV当たり1mmとれば問題ないが、多段倍電圧回路120や昇圧用トランス110の2次巻線112側は部品の密集度が大きいため、沿面距離が稼げない。   In general, there is no problem if the creepage distance is 1 mm per 1 kV, but the creepage distance cannot be increased because the multi-stage voltage doubler circuit 120 and the secondary winding 112 side of the step-up transformer 110 are densely packed.

そのため、従来の光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置101の場合、高電圧がかかる部分、すなわち、昇圧用トランス110と、多段倍電圧回路120および高周波コンデンサ130とを、電気絶縁樹脂160で覆う必要がある。これにより、電気絶縁樹脂160で覆う部分(高圧モールド部分)が大きくなり、装置の小型化ができない。   Therefore, in the case of the conventional high-voltage power supply device 101 for an optical fiber fusion splicer, a portion to which a high voltage is applied, that is, the step-up transformer 110, the multistage voltage doubler circuit 120, and the high-frequency capacitor 130 are electrically insulated resin 160. It is necessary to cover. Thereby, the part (high pressure mold part) covered with the electrical insulating resin 160 becomes large, and the apparatus cannot be reduced in size.

この発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、放電波形を安定させて光ファイバの接続損失を安定させることのできる光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a high-voltage power supply device for an optical fiber fusion splicer that can stabilize the discharge waveform and stabilize the connection loss of the optical fiber. With the goal.

この発明の請求項1に係る光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置は、昇圧用トランスと、多段倍電圧回路と、高周波コンデンサとを備えた光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置であって、前記昇圧用トランスとして、1次巻線の中心軸と2次巻線の中心軸とが同一直線上に配置された直線配置型トランスを使用し、前記直線配置型トランスの前記中心軸と、前記多段倍電圧回路および前記高周波コンデンサが実装された基板の回路パターン面とを平行に配置したことを特徴とするものである。   A high voltage power supply apparatus for an optical fiber fusion splicer according to claim 1 of the present invention is a high voltage power supply apparatus for an optical fiber fusion splicer comprising a step-up transformer, a multistage voltage doubler circuit, and a high frequency capacitor. The step-up transformer uses a linearly arranged transformer in which the central axis of the primary winding and the central axis of the secondary winding are arranged on the same straight line, and the central axis of the linearly arranged transformer And the circuit pattern surface of the substrate on which the multistage voltage doubler circuit and the high-frequency capacitor are mounted are arranged in parallel.

この発明の請求項2に係る光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置は、請求項1記載の光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置において、前記多段倍電圧回路および前記高周波コンデンサが実装された基板を電気絶縁樹脂に埋設したことを特徴とするものである。   A high voltage power supply apparatus for an optical fiber fusion splicer according to a second aspect of the present invention is the high voltage power supply apparatus for an optical fiber fusion splicer according to the first aspect, wherein the multistage voltage doubler circuit and the high frequency capacitor are mounted. The substrate thus obtained is embedded in an electrically insulating resin.

この発明の請求項3に係る光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置は、請求項1記載の光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置において、前記多段倍電圧回路および前記高周波コンデンサが実装された基板を電気絶縁樹脂に埋設し、かつ、前記直線配置型トランスは電気絶縁樹脂に埋設しないことを特徴とするものである。   A high voltage power supply apparatus for an optical fiber fusion splicer according to a third aspect of the present invention is the high voltage power supply apparatus for an optical fiber fusion splicer according to the first aspect, wherein the multistage voltage doubler circuit and the high frequency capacitor are mounted. The printed circuit board is embedded in an electrically insulating resin, and the linearly arranged transformer is not embedded in an electrically insulating resin.

この発明は以上のように、昇圧用トランスと、多段倍電圧回路と、高周波コンデンサとを備えた光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置であって、前記昇圧用トランスとして、1次巻線の中心軸と2次巻線の中心軸とが同一直線上に配置された直線配置型トランスを使用し、前記直線配置型トランスの前記中心軸と、前記多段倍電圧回路および前記高周波コンデンサが実装された基板の回路パターン面とを平行に配置した構成としたので、昇圧用トランスの変換効率を向上させることが可能で、安定した放電を得ることができ、光ファイバの接続損失が安定させることができる効果がある。   As described above, the present invention is a high voltage power supply device for an optical fiber fusion splicer including a step-up transformer, a multistage voltage doubler circuit, and a high-frequency capacitor, and the primary transformer is used as the step-up transformer. A linearly arranged transformer in which the central axis of the secondary winding and the central axis of the secondary winding are arranged on the same straight line, and the central axis of the linearly arranged transformer, the multistage voltage doubler circuit, and the high-frequency capacitor are mounted Since the circuit pattern surface of the printed circuit board is arranged in parallel, it is possible to improve the conversion efficiency of the step-up transformer, obtain a stable discharge, and stabilize the connection loss of the optical fiber. There is an effect that can.

この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、この発明による光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置の一実施形態を示す概略的ブロック図であり、この光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置1は、昇圧用トランスとしての直線配置型トランス10と、多段倍電圧回路20と、高周波コンデンサ30とを備えている。   FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of a high voltage power supply device for an optical fiber fusion splicer according to the present invention. The high voltage power supply device 1 for an optical fiber fusion splicer is used as a step-up transformer. The linearly arranged transformer 10, the multistage voltage doubler circuit 20, and the high frequency capacitor 30 are provided.

この発明による光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置1が使用する昇圧用トランス10は、1次巻線11の中心軸C11と2次巻線12の中心軸C12とが同一直線上に配置されたものであり、このような配置構造を有するトランスをこの明細書では直線配置型トランスと称することにする。   In the step-up transformer 10 used by the high-voltage power supply device 1 for an optical fiber fusion splicer according to the present invention, the central axis C11 of the primary winding 11 and the central axis C12 of the secondary winding 12 are arranged on the same straight line. The transformer having such an arrangement structure is referred to as a linear arrangement type transformer in this specification.

直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の1次巻線11側には、制御回路15および、トランジスタやFETなどの半導体スイッチング素子16が接続され、また、2次巻線12側には、コッククロフト・ウォルトン回路のような多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30が接続されている。   A control circuit 15 and a semiconductor switching element 16 such as a transistor or FET are connected to the primary winding 11 side of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10, and a cockcroft is connected to the secondary winding 12 side. A multistage voltage doubler circuit 20 such as a Walton circuit and a high frequency capacitor 30 are connected.

多段倍電圧回路20は、一方の入力端(高圧側入力端)21が、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の2次巻線12の一端(高圧側端部)13に接続され、他方の入力端(低圧側入力端)22が、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の2次巻線12の他端(低圧側端部)14に接続されている。   The multistage voltage doubler circuit 20 has one input end (high-voltage side input end) 21 connected to one end (high-voltage side end) 13 of the secondary winding 12 of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10. Is connected to the other end (low voltage side end) 14 of the secondary winding 12 of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10.

また、多段倍電圧回路20の出力端23は、光ファイバ融着接続用の放電電極棒40の一方の電極(高圧側電極)41に接続され、放電電極棒40の他方の電極(低圧側(接地側)電極)42は接地されている。   The output terminal 23 of the multistage voltage doubler circuit 20 is connected to one electrode (high voltage side electrode) 41 of the discharge electrode bar 40 for fusion bonding of optical fibers, and the other electrode (low voltage side ( The ground side) electrode 42 is grounded.

高周波コンデンサ30は、多段倍電圧回路20の高圧側入力端21が接続される直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の2次巻線12の高圧側端部13と、多段倍電圧回路20の出力端23との間に、多段倍電圧回路20と並列に接続されている。   The high-frequency capacitor 30 includes a high-voltage side end 13 of the secondary winding 12 of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 to which the high-voltage side input terminal 21 of the multi-stage voltage doubler circuit 20 is connected, and the multi-stage voltage doubler circuit 20. A multistage voltage doubler circuit 20 is connected in parallel with the output terminal 23.

さらに、放電電極棒40の低圧側(接地側)電極42と、多段倍電圧回路20の低圧側入力端22が接続される直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の2次巻線12の低圧側端部14との間に、電流検出回路50が接続されている。   Furthermore, the low voltage of the secondary winding 12 of the linearly arranged transformer (boosting transformer) 10 to which the low voltage side (grounding side) electrode 42 of the discharge electrode bar 40 and the low voltage side input terminal 22 of the multistage voltage doubler circuit 20 are connected. A current detection circuit 50 is connected between the side end portion 14.

電源は、DC電源(バッテリ)か、AC電源(ACアダプタ)のどちらでも利用可能である。   The power source can be either a DC power source (battery) or an AC power source (AC adapter).

DC電源(バッテリ)の場合は、DC電源(バッテリ)から供給されるDC電力を、制御回路15のパルス信号により半導体スイッチング素子16をON/OFFさせることで高周波交流電力に変換し、この高周波交流電力を直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の1次巻線11に印加する。   In the case of a DC power source (battery), the DC power supplied from the DC power source (battery) is converted into high frequency AC power by turning on / off the semiconductor switching element 16 by a pulse signal of the control circuit 15, and this high frequency AC power is converted. Electric power is applied to the primary winding 11 of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10.

AC電源の場合は、AC電源から供給されるAC電力を、整流部で整流してDC電力に変換(ACアダプタ)したのち、制御回路15のパルス信号により半導体スイッチング素子16をON/OFFさせることで高周波交流電力に変換し、この高周波交流電力を直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の1次巻線11に印加する。   In the case of an AC power supply, AC power supplied from the AC power supply is rectified by a rectifier and converted into DC power (AC adapter), and then the semiconductor switching element 16 is turned on / off by a pulse signal of the control circuit 15. Is converted into high frequency AC power, and this high frequency AC power is applied to the primary winding 11 of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10.

直線配置型トランス(昇圧用トランス)10は、1次巻線11に印加された高周波交流電圧を昇圧して、2次巻線12から多段倍電圧回路20(放電電極棒40の放電開始後は高周波コンデンサ30)に適用するものである。   The linearly arranged transformer (boosting transformer) 10 boosts the high-frequency AC voltage applied to the primary winding 11 and starts the multistage voltage doubler circuit 20 (after the discharge of the discharge electrode rod 40 starts from the secondary winding 12). This is applied to the high frequency capacitor 30).

多段倍電圧回路20は、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の2次巻線12の高周波交流電圧を放電電極棒40が放電を開始する放電開始電圧まで倍圧整流するものであり、そのため、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の昇圧レベルは、放電電極棒40が必要とする放電開始電圧に比べて充分小さく設定することができる。   The multi-stage voltage doubler circuit 20 doubles and rectifies the high-frequency AC voltage of the secondary winding 12 of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 to the discharge start voltage at which the discharge electrode rod 40 starts discharging. The step-up level of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 can be set sufficiently smaller than the discharge start voltage required by the discharge electrode rod 40.

高周波コンデンサ30は、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10への電源投入後、多段倍電圧回路20が、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の2次巻線12の高周波交流電圧を放電開始電圧まで倍圧整流して放電電極棒40が放電を開始したとき、それまで放電電極棒40の高圧側電極41に出力電圧を印加していた多段倍電圧回路20に代わって、放電開始電圧より低い所定レベルの高周波交流電圧を放電電極棒40の高圧側電極41に印加するものである。   In the high frequency capacitor 30, after power is supplied to the linearly arranged transformer (boosting transformer) 10, the multistage voltage doubler circuit 20 discharges the high frequency AC voltage of the secondary winding 12 of the linearly arranged transformer (boosting transformer) 10. When the discharge electrode rod 40 starts discharging by voltage double rectification to the start voltage, the discharge start voltage is replaced with the multistage voltage doubler circuit 20 that has applied the output voltage to the high voltage side electrode 41 of the discharge electrode rod 40 until then. A lower predetermined high-frequency AC voltage is applied to the high-voltage side electrode 41 of the discharge electrode bar 40.

そして、電流検出回路50は、放電電極棒40が放電を開始したのち、放電電極棒40に流れる放電電流(すなわち光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置1による光ファイバ融着接続用の放電電流)を検知して、図示しない光ファイバ融着接続機の制御回路に検知信号を送り、この検知信号により接続中の光ファイバの発熱状況を観察することで、光ファイバ融着接続機が放電パワーを制御できるように構成されている。   The current detection circuit 50 then discharges the discharge current flowing through the discharge electrode rod 40 after the discharge electrode rod 40 starts discharging (that is, discharge for optical fiber fusion splicing by the high-voltage power supply device 1 for the optical fiber fusion splicer). Current) and send a detection signal to the control circuit of the optical fiber fusion splicer (not shown), and the optical fiber fusion splicer discharges by observing the heat generation status of the connected optical fiber. The power can be controlled.

図2は、上記の光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置1の装置基板5の基板平面(回路パターン面)を紙面と平行に設定し、この装置基板5に実装された直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の平面図を示すとともに、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30が実装された実装基板25の平面図を概略的に示したものである。   FIG. 2 shows a linearly arranged transformer mounted on the device substrate 5 in which the substrate plane (circuit pattern surface) of the device substrate 5 of the high-voltage power supply device 1 for optical fiber fusion splicer is set parallel to the paper surface. 1 is a plan view of a step-up transformer 10 and schematically shows a plan view of a mounting substrate 25 on which a multistage voltage doubler circuit 20 and a high-frequency capacitor 30 are mounted.

図3は、図2の実装状態について視点を90°変えて、装置基板5の基板平面(回路パターン面)を紙面と垂直に設定し、この装置基板5に実装された直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の側面図を示すとともに、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30が実装された実装基板25の平面図を概略的に示したものである。   3 changes the viewpoint of the mounting state of FIG. 2 by 90 °, sets the substrate plane (circuit pattern surface) of the device substrate 5 to be perpendicular to the paper surface, and arranges the linearly arranged transformer (step-up) mounted on the device substrate 5. 1 is a schematic side view of a mounting substrate 25 on which a multistage voltage doubler circuit 20 and a high frequency capacitor 30 are mounted.

この光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置1が昇圧用トランスとして使用する直線配置型トランス(昇圧用トランス)10は、1次巻線11の中心軸C11と2次巻線12の中心軸C12とが同一直線上に配置されているため、例えば両中心軸が平行に配置されているものに比べて、1次巻線11から2次巻線12へのトランスの変換効率が良い。   The linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 used as the step-up transformer by the high-voltage power supply device 1 for the optical fiber fusion splicer 1 includes a central axis C11 of the primary winding 11 and a central axis of the secondary winding 12. Since C12 and C12 are arranged on the same straight line, for example, the conversion efficiency of the transformer from the primary winding 11 to the secondary winding 12 is better than that in which both central axes are arranged in parallel.

そのため、1次巻線11側の交流電圧を昇圧して得られる2次巻線12側の交流電圧波形の歪みが少なく、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の2次巻線12側から出力されるノイズはあっても僅かである。   Therefore, there is little distortion of the AC voltage waveform on the secondary winding 12 side obtained by boosting the AC voltage on the primary winding 11 side, and from the secondary winding 12 side of the linearly arranged transformer (boost transformer) 10. There is little noise output.

すなわち、例えば図8に示す従来の昇圧用トランス110のように、1次巻線111の中心軸C111と2次巻線112の中心軸C112とが平行に配置されている(平行配置型)場合は、2次巻線112側の交流電圧波形が歪んでしまい、ノイズが発生するため、放電電極棒140の放電波形は図4(b)に示すように歪んでしまう。   That is, for example, when the central axis C111 of the primary winding 111 and the central axis C112 of the secondary winding 112 are arranged in parallel (parallel arrangement type) as in the conventional step-up transformer 110 shown in FIG. Since the AC voltage waveform on the secondary winding 112 side is distorted and noise is generated, the discharge waveform of the discharge electrode bar 140 is distorted as shown in FIG.

これに対し、この光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置1が昇圧用トランスとして使用する直線配置型トランス(昇圧用トランス)10では、1次巻線11の中心軸と2次巻線12の中心軸とが同一直線上に配置されているため、2次巻線12側の交流電圧波形がほとんど歪まず、ノイズは実質的にないか、あっても僅かであるため、放電電極棒40の放電波形は図4(a)に示すようにほぼ理想に近い波形となる。   On the other hand, in the linearly arranged transformer (boosting transformer) 10 used as the boosting transformer by the high-voltage power supply device 1 for the optical fiber fusion splicer 1, the central axis and the secondary winding 12 of the primary winding 11 are used. Since the center voltage axis is arranged on the same straight line, the AC voltage waveform on the secondary winding 12 side is hardly distorted and there is substantially no noise or little noise. As shown in FIG. 4A, the discharge waveform is almost ideal.

これに加えて、図3に示すように、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の中心軸(すなわち、同一直線上に配置された1次巻線11の中心軸と2次巻線12の中心軸)C10と、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30が実装された実装基板25の基板平面(回路パターン面P25)とが平行に配置されているため、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10から出力されるノイズが、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30に乗る可能性がきわめて少ない。   In addition to this, as shown in FIG. 3, the central axis of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 (that is, the central axis of the primary winding 11 and the secondary winding 12 arranged on the same straight line). Since the central axis C10 and the substrate plane (circuit pattern plane P25) of the mounting substrate 25 on which the multistage voltage doubler circuit 20 and the high frequency capacitor 30 are mounted are arranged in parallel, a linearly arranged transformer (a boosting transformer) There is very little possibility that the noise output from 10 will get on the multistage voltage doubler circuit 20 and the high frequency capacitor 30.

すなわち、例えば、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の中心軸C10と、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30が実装された実装基板25の基板平面(回路パターン面P25)とを直交して配置すると、図5(b)に示すように、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10内部で発生する磁界の向きBと、多段倍電圧回路20の回路パターンの向き(回路パターン面P25)とが直交することになる。   That is, for example, the central axis C10 of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 and the substrate plane (circuit pattern plane P25) of the mounting substrate 25 on which the multistage voltage doubler circuit 20 and the high frequency capacitor 30 are mounted are orthogonal to each other. When arranged, as shown in FIG. 5B, the direction B of the magnetic field generated in the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 and the direction of the circuit pattern of the multistage voltage doubler circuit 20 (circuit pattern plane P25) Will be orthogonal.

この場合は、多段倍電圧回路20が、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10から外部へ発生する磁界から影響を受ける電流の向きIと、多段倍電圧回路20の回路パターンの向き(回路パターン面P25)とが平行になり、多段倍電圧回路20は、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の発生する磁界から影響を受けることになる。   In this case, the multi-stage voltage doubler circuit 20 has a current direction I affected by a magnetic field generated from the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 and the direction of the circuit pattern of the multi-stage voltage doubler circuit 20 (circuit pattern). The multi-stage voltage doubler circuit 20 is affected by the magnetic field generated by the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10.

これにより、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10から出力されるノイズが、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30に乗りやすく、それを避けることができない。   As a result, noise output from the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 can easily get on the multistage voltage doubler circuit 20 and the high-frequency capacitor 30 and cannot be avoided.

これに対し、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の中心軸C10と、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30が実装された実装基板25の基板平面(回路パターン面P25)とを平行に配置すると、図5(a)に示すように、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10内部で発生する磁界の向きBと、多段倍電圧回路20の回路パターンの向き(回路パターン面P25)とが平行になる。   On the other hand, the central axis C10 of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 and the substrate plane (circuit pattern plane P25) of the mounting substrate 25 on which the multistage voltage doubler circuit 20 and the high frequency capacitor 30 are mounted are arranged in parallel. Then, as shown in FIG. 5A, the direction B of the magnetic field generated in the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 and the direction of the circuit pattern of the multistage voltage doubler circuit 20 (circuit pattern plane P25) Become parallel.

この場合は、多段倍電圧回路20が、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10から外部へ発生する磁界から影響を受ける電流の向きIと、多段倍電圧回路20の回路パターンの向き(回路パターン面P25)とがほぼ直交することになり、多段倍電圧回路20は、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の発生する磁界から実質的に影響を受けないで済む。   In this case, the multi-stage voltage doubler circuit 20 has a current direction I affected by a magnetic field generated from the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 and the direction of the circuit pattern of the multi-stage voltage doubler circuit 20 (circuit pattern). Therefore, the multistage voltage doubler circuit 20 is not substantially affected by the magnetic field generated by the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10.

これにより、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10から出力されるノイズが、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30に乗る可能性を、効果的に低減することができる。   Thereby, the possibility that the noise output from the linearly arranged transformer (boost transformer) 10 gets on the multistage voltage doubler circuit 20 and the high frequency capacitor 30 can be effectively reduced.

図6は、上記の光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置1の電気絶縁樹脂による埋設構造を示す概略的平面図、図7は概略的側面図であり、この光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置1では、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10、多段倍電圧回路20、高周波コンデンサ30のうち、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30だけを電気絶縁樹脂60に埋設してある。   FIG. 6 is a schematic plan view showing a buried structure of the above-described high voltage power supply device 1 for an optical fiber fusion splicer using an electrically insulating resin, and FIG. 7 is a schematic side view thereof. In the high voltage power supply device 1, only the multistage voltage doubler circuit 20 and the high frequency capacitor 30 among the linearly arranged transformer (boost transformer) 10, the multistage voltage doubler circuit 20, and the high frequency capacitor 30 are embedded in the electrical insulating resin 60. .

すなわち、この光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置1は、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30が実装された実装基板25を電気絶縁樹脂60に埋設するとともに、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10については、電気絶縁樹脂60に埋設しないで露出した構造にしてある。   In other words, the high-voltage power supply device 1 for the optical fiber fusion splicer 1 embeds the mounting substrate 25 on which the multistage voltage doubler circuit 20 and the high-frequency capacitor 30 are mounted in the electrical insulating resin 60, and linearly arranges the transformer (for boosting). The transformer 10 is exposed without being embedded in the electrical insulating resin 60.

上記したように、この光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置1の場合は、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の1次巻線11の中心軸C11と2次巻線12の中心軸C12とが同一直線上に配置されているため、2次巻線12側から出力されるノイズはあっても僅かである。   As described above, in the case of the high-voltage power supply device 1 for the optical fiber fusion splicer, the center axis C11 of the primary winding 11 and the center of the secondary winding 12 of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 are used. Since the axis C12 is arranged on the same straight line, there is little noise output from the secondary winding 12 side.

とくに、スパイクノイズのような極端な高電圧を示すノイズが発生する危険性は小さいから、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10は電気絶縁樹脂60に埋設しないで露出した状態で実用上問題がない。   In particular, since there is little risk of occurrence of extremely high voltage noise such as spike noise, the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 has a practical problem when exposed without being embedded in the electrical insulating resin 60. Absent.

これにより、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10を除き、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30だけを電気絶縁樹脂60で覆えばよいから、電気絶縁樹脂60で覆う部分(高圧モールド部分)が小さくなり、装置の小型化が可能になり、併せてコスト削減も図ることができる。   Thus, since only the multistage voltage doubler circuit 20 and the high frequency capacitor 30 need to be covered with the electric insulating resin 60 except for the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10, the portion covered with the electric insulating resin 60 (high voltage mold portion) As a result, the size of the apparatus can be reduced, and the cost can be reduced.

また、上記したように、この光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置1の場合は、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の中心軸C10と、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30が実装された実装基板25の基板平面(回路パターン面P25)とが平行に配置されているため、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10から出力されるノイズが、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30に乗る可能性がきわめて少ない。   Further, as described above, in the case of the high-voltage power supply device 1 for the optical fiber fusion splicer, the central axis C10 of the linearly arranged transformer (boost transformer) 10, the multistage voltage doubler circuit 20, and the high-frequency capacitor 30 are provided. Since the substrate plane (circuit pattern surface P25) of the mounted mounting substrate 25 is arranged in parallel, noise output from the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 is generated by the multistage voltage doubler circuit 20 and the high frequency capacitor. There is very little possibility to ride 30.

そのため、電気絶縁樹脂60で覆う多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30についても、回路本来の電圧レベルを超えて重畳されるノイズの高電圧を考慮して、電気絶縁樹脂60で覆う高圧モールド部分の厚さを過剰に厚くする必要がなくなり、回路本来の電圧レベルから保護する妥当な厚さの電気絶縁樹脂60で覆うことが可能となる。   Therefore, the multi-stage voltage doubler circuit 20 and the high-frequency capacitor 30 covered with the electrical insulating resin 60 also take into account the high voltage of the noise that is superposed beyond the original voltage level of the circuit, and the high voltage mold portion covered with the electrical insulating resin 60 It is not necessary to increase the thickness excessively, and it is possible to cover with an appropriate thickness of the electric insulating resin 60 that protects the circuit from the original voltage level.

これにより、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30が実装された実装基板25を電気絶縁樹脂60に埋設した高圧モールド部分の大きさそのものを、比較的小さくすることができ、これによっても装置の一層の小型化を図ることが期待でき、コスト削減も期待できる。   As a result, the size of the high-voltage mold portion in which the mounting substrate 25 on which the multistage voltage doubler circuit 20 and the high-frequency capacitor 30 are mounted is embedded in the electrical insulating resin 60 can be made relatively small. Can be expected to be downsized, and cost reduction can also be expected.

次に、上記のように構成された光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置1の作用について説明する。   Next, the operation of the high-voltage power supply device 1 for an optical fiber fusion splicer configured as described above will be described.

まず、DC電源(バッテリ)のDC電力または、AC電源(ACアダプタ)のAC−DC変換電力を制御回路15のパルス信号により半導体スイッチング素子16をON/OFFさせることで高周波交流電力に変換して、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の1次巻線11に印加する。   First, DC power of a DC power source (battery) or AC-DC conversion power of an AC power source (AC adapter) is converted to high frequency AC power by turning on / off the semiconductor switching element 16 by a pulse signal of the control circuit 15. And applied to the primary winding 11 of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10.

すると、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10が、1次巻線11に印加された高周波交流電圧を昇圧して、2次巻線12から多段倍電圧回路20に適用する。これを受けて多段倍電圧回路20が、出力端23の電圧をつぎつぎに上げていき、この出力端23の電圧が、放電電極棒40の高圧側電極41に印加される。   Then, the linearly arranged transformer (boosting transformer) 10 boosts the high-frequency AC voltage applied to the primary winding 11 and applies it from the secondary winding 12 to the multistage voltage doubler circuit 20. In response to this, the multistage voltage doubler circuit 20 successively increases the voltage at the output end 23, and the voltage at the output end 23 is applied to the high voltage side electrode 41 of the discharge electrode bar 40.

放電電極棒40の高圧側電極41と低圧側(接地側)電極42間の空気の絶縁を破る放電が起きるまでは多段倍電圧回路20により電圧をさらに上げていき、放電電極棒40の電極41,42間に放電が発生したら、多段倍電圧回路20から高周波コンデンサ30に切り替わることで、放電電極棒40の高圧側電極41に印加される電圧が、放電開始電圧より低い所定レベルの高周波交流電圧に移行する。   The voltage is further increased by the multistage voltage doubler circuit 20 until a discharge that breaks the air insulation between the high-voltage side electrode 41 and the low-voltage side (ground side) electrode 42 of the discharge electrode bar 40 is performed. , 42 is switched from the multistage voltage doubler circuit 20 to the high-frequency capacitor 30, whereby the voltage applied to the high-voltage side electrode 41 of the discharge electrode bar 40 is a predetermined level of high-frequency AC voltage lower than the discharge start voltage. Migrate to

そして、この移行後の所定レベルの高周波交流電圧によって放電電極棒40の高圧側電極41と低圧側(接地側)電極42間に安定した放電が継続され、この安定した放電を用いて光ファイバの融着接続を行う。   Then, a stable discharge is continued between the high-voltage side electrode 41 and the low-voltage side (ground side) electrode 42 of the discharge electrode bar 40 by the high-frequency AC voltage of a predetermined level after this transition, and the optical fiber is used by using this stable discharge. Make a fusion splice.

上記したように、この光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置1は、1次巻線11の中心軸C11と2次巻線12の中心軸C12とが同一直線上に配置された直線配置型トランス(昇圧用トランス)10を使用するため、トランスの変換効率が良く、2次巻線12側の交流電圧波形の歪みが少なく、2次巻線12側から出力されるノイズはあっても僅かである。   As described above, the high-voltage power supply device 1 for the optical fiber fusion splicer has a linear arrangement in which the central axis C11 of the primary winding 11 and the central axis C12 of the secondary winding 12 are arranged on the same straight line. Since the transformer (a step-up transformer) 10 is used, the conversion efficiency of the transformer is good, the distortion of the AC voltage waveform on the secondary winding 12 side is small, and there is noise output from the secondary winding 12 side. There are few.

これに加えて、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10の中心軸C10と、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30が実装された実装基板25の回路パターン面P25とが平行に配置されているため、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10から出力されるノイズが、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30に乗る可能性がきわめて少ない。   In addition, the central axis C10 of the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 and the circuit pattern surface P25 of the mounting substrate 25 on which the multistage voltage doubler circuit 20 and the high frequency capacitor 30 are mounted are arranged in parallel. Therefore, there is very little possibility that noise output from the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 gets on the multistage voltage doubler circuit 20 and the high frequency capacitor 30.

これにより、放電電極棒40の電極41,42間の放電波形を安定させることができ、放電電極棒40から接続中の光ファイバに与える熱量を安定させ、光ファイバの接続損失を安定させて、光ファイバ融着接続機による光ファイバの接続品質を向上させることができる。   Thereby, the discharge waveform between the electrodes 41 and 42 of the discharge electrode rod 40 can be stabilized, the amount of heat given from the discharge electrode rod 40 to the optical fiber being connected is stabilized, and the connection loss of the optical fiber is stabilized, The connection quality of the optical fiber by the optical fiber fusion splicer can be improved.

なお、上記の実施形態では、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30を電気絶縁樹脂60に埋設し、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10は電気絶縁樹脂60に埋設しないで露出した構造にしたが、この発明はこれに限定しない。   In the above embodiment, the multistage voltage doubler circuit 20 and the high frequency capacitor 30 are embedded in the electrical insulating resin 60, and the linearly arranged transformer (step-up transformer) 10 is exposed without being embedded in the electrical insulating resin 60. However, the present invention is not limited to this.

すなわち、多段倍電圧回路20および高周波コンデンサ30を電気絶縁樹脂60に埋設するだけでなく、きわめて高い安全性の確保を図る狙いがあるなどの必要に応じて、直線配置型トランス(昇圧用トランス)10も電気絶縁樹脂60に埋設することが可能である。   That is, not only the multi-stage voltage doubler circuit 20 and the high-frequency capacitor 30 are embedded in the electrical insulating resin 60 but also a linearly arranged transformer (a step-up transformer) as required, for example, for the purpose of ensuring extremely high safety. 10 can also be embedded in the electrically insulating resin 60.

この発明による光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置の一実施形態を示す概略的ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows one Embodiment of the high voltage power supply device for optical fiber fusion splicers by this invention. 直線配置型トランスと多段倍電圧回路の実装方向を示す概略的平面図である。It is a schematic plan view which shows the mounting direction of a linear arrangement type | mold transformer and a multistage voltage doubler circuit. 直線配置型トランスと多段倍電圧回路の実装方向を示す概略的側面図である。It is a schematic side view which shows the mounting direction of a linear arrangement type | mold transformer and a multistage voltage doubler circuit. 直線配置型トランスと平行配置型トランスとで異なる放電波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows a different discharge waveform with a linear arrangement type | formula transformer and a parallel arrangement type | mold transformer. 直線配置型トランスの中心軸に対する多段倍電圧回路の実装方向による磁界の影響を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the influence of the magnetic field by the mounting direction of the multistage voltage doubler circuit with respect to the central axis of a linear arrangement type | mold transformer. 光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置の電気絶縁樹脂による埋設構造を示す概略的平面図である。It is a schematic plan view which shows the embedding structure by the electrically insulating resin of the high voltage power supply device for optical fiber fusion splicers. 光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置の電気絶縁樹脂による埋設構造を示す概略的側面図である。It is a schematic side view which shows the embedding structure by the electrically insulating resin of the high voltage power supply device for optical fiber fusion splicers. 従来の光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置の一例を示す概略的ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the conventional high voltage power supply apparatus for optical fiber fusion splicers.

符号の説明Explanation of symbols

1 光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置
5 装置基板
10 直線配置型トランス(昇圧用トランス)
11 1次巻線
12 2次巻線
13 高圧側端部
14 低圧側端部
15 制御回路
16 半導体スイッチング素子
20 多段倍電圧回路
21 高圧側入力端
22 低圧側入力端
23 出力端
25 実装基板
30 高周波コンデンサ
40 放電電極棒
41 高圧側電極
42 低圧側(接地側)電極
50 電流検出回路
60 電気絶縁樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High voltage power supply device for optical fiber fusion splicers 5 Device substrate 10 Linear arrangement type transformer (transformer for boosting)
11 Primary winding 12 Secondary winding 13 High voltage side end 14 Low voltage side end 15 Control circuit 16 Semiconductor switching element 20 Multi-stage voltage doubler circuit 21 High voltage side input terminal 22 Low voltage side input terminal 23 Output terminal 25 Mounting board 30 High frequency Capacitor 40 Discharge electrode rod 41 High voltage side electrode 42 Low voltage side (ground side) electrode 50 Current detection circuit 60 Electrical insulating resin

Claims (3)

昇圧用トランスと、多段倍電圧回路と、高周波コンデンサとを備えた光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置であって、
前記昇圧用トランスとして、1次巻線の中心軸と2次巻線の中心軸とが同一直線上に配置された直線配置型トランスを使用し、
前記直線配置型トランスの前記中心軸と、前記多段倍電圧回路および前記高周波コンデンサが実装された基板の回路パターン面とを平行に配置した
ことを特徴とする光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置。
A high-voltage power supply device for an optical fiber fusion splicer comprising a step-up transformer, a multistage voltage doubler circuit, and a high-frequency capacitor,
As the step-up transformer, a linearly arranged transformer in which the central axis of the primary winding and the central axis of the secondary winding are arranged on the same straight line is used.
A high voltage power supply for an optical fiber fusion splicer, wherein the central axis of the linearly arranged transformer and a circuit pattern surface of a substrate on which the multistage voltage doubler circuit and the high frequency capacitor are mounted are arranged in parallel. apparatus.
前記多段倍電圧回路および前記高周波コンデンサが実装された基板を電気絶縁樹脂に埋設したことを特徴とする請求項1記載の光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置。   2. The high voltage power supply device for an optical fiber fusion splicer according to claim 1, wherein a substrate on which the multistage voltage doubler circuit and the high frequency capacitor are mounted is embedded in an electrically insulating resin. 前記多段倍電圧回路および前記高周波コンデンサが実装された基板を電気絶縁樹脂に埋設し、かつ、前記直線配置型トランスは電気絶縁樹脂に埋設しないことを特徴とする請求項1記載の光ファイバ融着接続機用高電圧電源装置。   2. The optical fiber fusion according to claim 1, wherein the substrate on which the multistage voltage doubler circuit and the high frequency capacitor are mounted is embedded in an electrically insulating resin, and the linearly arranged transformer is not embedded in the electrically insulating resin. High-voltage power supply device for connecting machines.
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