JPS58212372A - 高電圧発生器 - 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】 発明の技術的分野 本発明はコンデンサ装置からの電荷転送電流をスイッチ
を用いて高電１ｌｌＥｆ王装置の二つの一次巻線に交互
に流すようにした共振型直流／交流変換器を具える、特
にＸ線管用の高電圧発生器に関する。

従来技術 この種の高電圧発生器は西ドイツ特許出願Ｐ８０４ｆ１
４１８．２号（第ｇ　ｂ図）において提案されている。

この高電圧発生器では、二個の一次巻線を流れるｒｌｔ
流は等しい。変圧装置を対称構造とする場合には、高電
圧発生群の出力端子にこの発生器に接続した整流回路に
よって生ずる正負の両電位の大きさは通常は等しい。ま
た、陽極電流が陰極ｆＪＬ流に対応するようなＸ線管の
陰極及び陽極にこれら二つの電位を与える場合でも、高
電圧発生器の内部抵抗が割合高いことにより起因して高
′シ圧が低下する場合でも、これら電位は等しい状態に
維持されている。

しかしながら、今日では、＠極を流れる電流の一部分が
接地金属容器を経て流れ去ってしまうので陰極電流が陽
極電流と異っているｘｍ曽もある。

このよりなＸ＃！管を斯様な高電圧発生器に接続すると
、負荷が非対称となり、無負荷電圧が対称分布を示すの
にかかわらず、陽極電圧及び陰極電圧は非対称分布とな
るので、例えば、陰極対陽極電圧は＋ｆｌ　ＯｋＶとな
り陰極電圧は大地に対し一４０ｋＶとなる。

これがため、西ドイツ特許出願Ｐ　Ｒ０４１１Ｂ２．９
号に提案されている高電圧発生器では、二個の直流／交
流変換器を具え、これら変換器を個別的に制御して陽極
電圧及び陰極電圧を互いに関して高速調整すると共に所
要の要求に応じてこれらの和電圧を高速ｖＩ４Ｉ４症な
らしめている。両直流／交流変換器から発生させた電圧
を、これら直流／交流変換器に含ませたスイッチをスイ
ッチ・オン及びスイッチ・オフにするスイッチング周波
数を変えることによって、変化させている。しかしなが
ら、これら二個の変換器の動作周波数が異なるため、ビ
ートに起因する相当大きな高電圧リップルが重畳する。

発−ゝの概要 本発明の目的は副共振型直流／交流変換器は常圧同一周
波数で動作するが異なる電圧又は異なるヴ力を発生する
、前述した種類の高電圧発生器を提供することにある。

本発明によるこの目的の達成を図るため、高電圧発生器
は、前記−次巻線を経る電流を異なる瞬時に流し始める
ように前記スイッチに対するスイッチング・パルスを遅
延させるための好ましくは制御を町とする遅延素子を備
え、前記コンデンサ装備な該コンデンサ装置が二つの前
記−次巻線の各々を経て商、流を流すように構成したこ
とを特徴とする。

本発明は、共振型直流／交ａ変換器では、この変換器に
接続した一次巻線を捕れる電流の振幅は、（関連するス
イッチが閉成されているので）′６流がこれら一次巻線
の一つを流れ始める瞬時に、コンデンサ装置ｔｆｌ、に
蓄わえられたエネルギーに依存するという事実の認ａＸ
基づいて成されたものである。一方の一次巻線用スイッ
チの閉成を他方の一次巻線用スイッチよりも所定の時間
遅延させて行うと、この一方の一次巻線を流れる電流パ
ルスは他方の一次巻線を流れる電流パルスよりも小さく
なるので、この一方の一次巻線を経て転送されるエネル
ギーも少ない。この遅延時間が長くなる程、その転送エ
ネルギー差が大きくなる。しかしながら、このスイッチ
ング周波数は両直流／父ｍ変換器に対し同一であり（ス
イッチング・）（ルスは互いに時間的にシフトしている
にすぎない）、従ってリップルが重畳することはない。

その上さらに、本発明による高電圧発生器は、唯一個の
コンデンサ装置を必要とするのみであるので、はとんど
追加の材料を必要としない。

変圧装置は原理的には夫々鉄心を有する二個の個別の変
ＥＥ器から成っている。しかしながら、本発明の好適実
施例におけるこの変圧装置では、同一鉄心上に夫々巻回
されかつ互いに反対の巻回方向で直列に接続された二個
の一次巻線を具えることが出来る。

最も簡爪な構成では、コンデンサ装置を唯一個のコンデ
ンサで構成し、その一方の接続回路をアースし他方の接
続ＩＲ回路を二個の一次巻線の接続中点に接続し、その
各他端子をプッシュプル制御されｆ仔る二個のスイッチ
を経て正及び負の直流電圧端子Ｋｍ続することが出来る
。これら正及び負の直流電圧を直列接続されかつ接続中
点をアースした二つの電解コンデンサを具える整流器に
よって発生させることが出来る。しかしながら、この実
施例にはいくつかの欠点があり、これら欠点を除去する
ため、未発明の他の好適実施例では、前記コンデンサ装
ｆｆｔＫ二個の直列に＃続されたコンデンサと、各りが
プッシュプルに切換出来る二個のスイッチから成る二個
の直列接続回路と、該直列接続回路と並列に接続された
直流電圧源とを設け、前ＦｎＦ−次巻線を、一方におい
ては二個の前記スイッチから成る直列接続回路の各々の
接続中点と、他方においては二個の前記コンデンサの接
続中点との間に接続することが出来る。

実施例の説明 、、１ゾ。

第１図の符号ｌは接地金属容器を具えるＸ線管を７Ｅ　
Ｌ、、このＸ線管の陽極を正の高圧抱子に接続すると共
に陰極をアースに対し負の高圧端子に接、続する。陰極
からの電流の一部分は陽極に流れ又一部分は金属容器に
流れる。従って、この種のＸ線管においては、陰極電流
は陽極電流よりも大である。平滑コンデンサ２をＸ線管
ＩＫ並列に接続する。さらに、陽極を第一整流ブリッジ
（整流器）８の正の出力端子に接続し、陰極を第二整流
ブリッジ（整流器）４の負の出力端子に接続する。これ
ら整流ブリッジ８及び４の他方の出力端子を接地する。

これら整流ブリッジ８及び４の交流電圧入力端子を二次
巻線５及び６に夫々接続する。これら二次巻線を夫々−
次巻線７及び８に磁気的に結合させる。

二個の一次巻線７及び８を相互接続すると共にこれらの
接続中点を二個の等しい大きさの容器のコンデンサ９及
び１０の接続中点に接続する。これら二個のコンデンサ
の直列接続回路に対し並列に直浦電Ｅｉｌ！ｉ１、二個
の電子スイッチ７１゜７ｚの第−直列接続回路及び二個
の電子スイッチ８１及び８２の第二直列接続回路を夫り
接続する。

−次巻線７の、−次巻線８に接続されていない側の接続
帷子を二つのスイッチ７１及び７ｚの接続中点に接続し
、対応する一次巻線８の接続端子を二つのスイッチ８１
及び８ｚの接続中点に接続する。

担１　ａ　＠　Ｋ示すように、各スイッチはサイリスタ
とこれに逆方向で並列に接続したダイオードとを具える
。１α列接続したスイッチ７１及び７２．８１及び８ｚ
の夫々のサイリスタは同じ順方向を有しているので、こ
れらサイリースタの陽極を直流′亀ＩＥ源１１の正電極
端子に接続すると共に、これらサイリスタの陰極を直流
電圧源の負屯極備子に接続する。

一次巻線７はこれと関連するスイッチ７１及び７２とコ
ンデンサ９及びｌＯと相俟って、又−次巻線８はこれと
関連するスイッチ８１及び８２とコンデンサ９及び１０
とを相俟って、夫々スイッチ７１及び７２を交互に開放
及び閉成する共振型直流／交流変換器を形成する。例え
ば、スイッチ７１を閉成すやと、電流が巻線７を経て流
れ、このｌｉｔ、　ｔＭはコンデンサ９及び１０間に分
布され、よってこれらコンデンサの端子間の全体の電圧
が一定となるようにこれらコンデンサを反対方向に充電
する（この動作の期間中、個々のコンデンサ電圧は直流
電１圧発生器１１によって供給される電圧よりも高くな
る）。振動の持続時間は一次巻線７の洋遊インダクタン
ス（８ｔｒａｙ　１ｎｄｕｃ＋、ａｎｃｅ　）　Ｃ主イ
ンダクタンスは高圧側の負荷で実質的に短絡されている
）及びコンデンサ９及び１０の容量によって定まり、こ
の振動の１４周期後に、電、流が゛零点を通りよってス
イッチ７１のサイリスタが消弧する。しかしながら、電
流はスイッチのダイオードを流れ続ける。スイッチ７ｚ
のサイリスタはスイッチ７１中のサイリスタの消弧後に
閉成される。

従って、電流は振動の第一半部の期間忙−次巻線を流れ
ていた方向とは反対の方向にこの一次巻線を流れる。こ
の電流は再び二つのコンデンサ９及びｌＯに分布されて
これらコンデンサを反対方向に充電する。撮動のこの半
部の期間の終りに、スイッチ７２中のサイリスタが消弧
し、然る後再びスイッチ７１を閉成することが出来、こ
のよう１．に動作が順次行われる。

第１図に示す回路構成における両直汁／交流変換器は同
時に動作するので、コンデンサ９及びＩＯは一次巻線７
及び８を流れる電流によって常に同一方向に充電される
。

しかしながら、両スイッチ７１及び８１が同時にスイッ
チ・オンとされ続いて又スイッチ７Ｂ及び８ｚが同時に
スイッチ・オンとされる場合には、整流器８及び４の出
力端子に生ずる無負荷高電圧も常に等しいであろう。陰
極電流がＸ１ＩＩｖｌの陽極電流よりも大であるので、
陰極電圧は陽極電圧よりも低くなり、このことはこのよ
うなＸ線管の動作に対して不利益となる。これがため、
スイッチクｌは対応するスイッチ８１よりも僅かに遅れ
て閉成され、続いて、スイッチ７ｚはスイッチ８２に僅
かに遅れて閉成される。

この効果は、スイッチを閉成することによって相ｑに接
続される素子を有する″巽振回路にお〜・ては、このス
イッチの閉成瞬時における容量的に蓄えられたエネルギ
ーが大きいので、インダクタンスによって生じた電流の
振動が大きいと説明出来る。スイッチ７１が閉成される
瞬時においては、コンデンサ９及びＩＯＫ蓄えられるエ
ネルギーの一部分が既に一次巻線８に転送されている。

従って一次巻線７を流れる電流パルスは一次巻線８を流
れる電流パルスよりも小さい。しかしながら、スイッチ
ング周波数は両直流／交流変換器に対して同一であるの
で、−次巻線７を軽て転送されるエネルギーは一次巻線
８を経て転送されるエネルギーよりも小さい。従って、
整流器４の出力端子に生ずる大地に対する無負荷電、圧
の値は出力端子８に生ずる無負荷電圧の値よりも大とな
る。この電圧差はスイッチ８１とスイッチワ１との閉成
の遅れ又はスイッチ８２とスイッチ７２との閉成の迎れ
が大となるに従ってさらに大きくなる。これらの遅延時
間を、Ｋｍ管１により負荷を形成する場合には、陽極電
圧及び陰極電圧が等しくなるように選定し得る。さらに
は、これら遅延時間を陰極電圧が陽極賀田よりも高くな
るように大きく選定することも出来、ある場合にはこの
方が有利となるかも知れない。

ｉ１図にはスイッチ７１．７２．８１及び８ｚを制御す
る回路構成を簡単に示す。これらスイッチをアントゲ−
）７１０．７２０．８１０及び８ＺＯＫよって制御する
。これらゲートは図示して（・ないパルス整形器を介し
てスタートパルス及び（スイッチはサイリスタを具えて
いるので）点弧パルスを関連するスイッチに供給する。

これらスタート又は点弧パルスを電圧制ａ型矩形波発振
器１２＆ｃよって供給し、この発振器の周波数はスター
ト又は点弧パルスの周波数の２倍である。発揚器１２の
出力パルスを双安定フリップフロップＩＲの人力婦子に
供給し、このフリップフロップを所定の四縁例えば０−
１遷移に対応し得る正の端縁によってその都度切換える
。双安定フリップフロップ１Ｂの一方の出力端子をアン
トゲ、−ドア１０及び８１０の一方の入力端子に接続し
、他方の相補出力端子をアントゲ−）７２．０及び８２
０の一方の入力端子に接続する。さらに、発掘器１ｇの
出力パルスの各々をアンドゲート８１Ｏ及び８２０の他
方の入力端子に供給し、アンドゲート７１０及び７２０
の対応する入力端子を好ましくは電子的に制御出来る遅
延素子１４の出力端子に接続し、その入力端子を発掘器
１２の出力端子に接続する。

アンドゲートな双安定フリップフロップ１Ｂによって匍
１？＠するので、アンドゲートの出力端子に生ずるパル
スの同波数は発振周波数の騒となる。

アンドゲート８１Ｏ及びＳＺＯの出力端子に生ずるパル
スは互いに電切換期間だけシフトされる。

その理由は各パルスを双安定フリップフロップの相補出
力のうちの一方の出力によって制御しているからである
。同様なことがアントゲ−）　？　１０゜７２０のパル
スにも適用出来る。しかしながら、これらアンドゲート
を発振器１２の出力端子に対し直接接続しないで遅延素
子１４を経て接続しているので、これらパルスの少なく
とも立上り端縁（ｏ−１４移）はこの遅延素子１４Ｖｃ
よって導入される遅延時間だけアンドゲート８１Ｏ及び
８２０のパルスに対しシフトされる。発振周波数の変化
はＸ線管の電圧を同一方向［ｆ化せしめる。発振周波数
の変化及び異なる管゛ル王及び管電流と関連する遅延時
間を読取専用メモリに記憶させて遅延素子及び発振器の
制御に用いることが出来る。

第２図は高電圧変圧器を示す。二個の一次巻線７及び８
を互いにある距離離して閉鉄心に設け、よってこれら間
には比較釣線の磁気結合が存在するようになす。これに
対応する二次巻線５及び６をこれら一次巻線の上側に設
け、−次巻線例えば巻線８と、他方の二次巻線５との間
の結合が著しく弱くなるようにする。このようにして、
唯一個の鉄心を使用して、個別の鉄心を具えろ二個の個
別の齋圧器の利点を実質的に達成し得る。第１図から推
論出来るように、並列接続された従ってリアクタンスが
著しく小さい二個の巻線及びコンデンサ（１０）によっ
て直流電源の短絡（例えば、スイッチ７１及び８１の閉
成後）を、、防止するため１．１：１：・ 一次巻線７及び８を反対方向に巻回する必要がある。

未発明をＸ線管用高゛藏圧発生器の一実施例につき説明
したが、この高電圧発生器を正負の高電圧電位が異なる
必要があるか対応する接続部に異なる負荷を与えると共
に、整流器を経て変圧装置に結合させた他の装置に結合
させることも出来る。

スイッチ８１及び８２に対するスイッチング・パルスを
スイッチ’７１及び７ｚに対するスイッチング・パルス
に対して／！延させるのが望ましｔ）力・も知れない。

その場合、遅延回路を発振８ａ１２とアントゲ−）７１
０及び７２０の入力抱子との間１に接続する代わりに、
発振器１２とアンドゲート８１０及び８２０の入力幽子
との間に接続する必要がある。篩屯王発生器の所定動作
条件では陽極電圧がより高い電圧とし、一方他の動作条
件で＆ｉ陰極旧、圧ｈζより高い電圧となる必要カーあ
る場合には、遅延時間を所望の如く制御出来る遅延回路
を二つの接続回路の各々に設ける必要がある。し力１し
ながら、二つの接続、回路のうち一方の接続回路１１゜ の遅延回路を常に作動させ他方の接続回路を直接接続す
るスイッチング装着を使用することも出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高電圧発生器を示すブロック線図
、 ａＥｌａ図は第１図のスイッチを技術的に具体化した状
朝の一例を示す線図、 第２図は好適な高電圧変圧器置を示す線図である。 】・・・Ｘ線管　　　　　　２・・・平滑コンデンサ８
．４・・・整流ブリッジ（又は整流器）５．６・・・二
次巻線　　　　７．８・・・−次巻線９、ｌＯ・・・コ
ンデンサ　　１１・・・直流電圧源１２・・・発振器 １Ｂ・・・双安定フリップフロップ １４・・・遅延素子　　　　１５・・・鉄心７１．７２
．８１．８２・・・Ｋ子スイッチ７１０　、７２０　、
８１０　、８２０・・・アンドゲート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　コンデンサ装置からの電荷転送電流をスイッチを用
   いて高電圧変圧装置の二つの一次巻線に交互に流すよう
   にした共振型直流／交流変換器を具える、特にＸ線管用
   の高電圧発生器において、前記−次巻線（７，８）を経
   る′電流を異なる瞬時に流し始めるように前記スイッチ
   （７１，７２）に対するスイッチング・パルスを遅延さ
   せるための好ましくは制御を可とする遅延素子（１４）
   を備え、前記コンデンサ装ｆ（９，１０）を該コンデン
   サ装置が二つの前記−次巻線（’７．８）の各々を経て
   ゛電流を流すように構成したことを特徴とする高電圧発
   生器。 亀　前記変正装賀は同−鉄心１九反対方向に巻回されか
   つ直列に接続した二個の一次巻線を具えることを特徴と
   する特許請求の範囲１記載の高電圧発生器。 ＆　前記コンデンサ装置に二個の直列に接続されたコン
   デンサ（９、１０）と、各々がプッシュプルに切換出来
   る二個のスイッチ（７１゜７２及び８１　、８２　）か
   ら成る二個の直列接続回路と、該直列接続回路と連列に
   接続された直流菫、圧源（１１）とを設け、前記−次巻
   線（７，８）な、一方においては二個の前記スイッチ（
   ７１，７２及び８１　、８２　）から成る直列接続回路
   の各にの接続中点と、他方においては二個の前記コンデ
   ンサ（９；１０）の接続中点との間に接続したことを特
   徴とする特許請求の範囲ｌ又は２に記載の高電圧発生器
   。