JPH0530749A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷変動が生じて検出電圧のリプル成分が読
み取り限度以下に小さくなる場合にも、常に正確な電圧
制御を行なうことのできる電源装置を提供する。 【構成】 電圧検出部に得られた電圧信号Ｖ１をＡ／Ｄ
コンバータ１４によってデジタル信号に変換し、そのデ
ジタル信号に基づいて負荷への印加電圧を制御する電源
装置である。この電源装置は、電圧検出部の出力電圧Ｖ
１を増幅してＡ／Ｄコンバータ１４に伝える増幅手段１
７と、電圧検出部の出力電圧Ｖ１のうちのリプル成分を
取り出して目標電圧値と比較するリプル偏差検出手段１
８と、リプル偏差検出手段１８の出力に基づいて計数動
作を行なうカウンタ１９とを有している。そして、増幅
手段１７における電圧増幅率は、カウンタ１９のカウン
ト出力に応じて変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、負荷に印加される電圧
あるいは電流を安定に保持する電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記の電源装置の一例として、図３に示
すものが知られている。この装置は、Ｘ線管１を負荷と
するものであって、Ｘ線管１内のフィラメント２とター
ゲット３との間に所定の電圧を印加するものである。

【０００３】フィラメント２には電流供給回路１０が接
続されていて、その電流供給回路１０からフィラメント
２へ電流が供給される。これによりフィラメント２が発
熱してそこから熱電子が放出され、その熱電子がターゲ
ット３に衝突して該ターゲット３からＸ線が放射され
る。フィラメント２とターゲット３との間に印加された
上記の印加電圧は、ターゲット３に向けて放出された熱
電子を加速する。

【０００４】この電源装置において、商用電源４からＸ
線管１に至る給電路内にスイッチング素子、例えば２個
のＳＣＲ５が互いに並列に設けられている。ＳＣＲ５の
後段には、順に昇圧トランス６、整流回路７、平滑回路
８、そして電圧検出部９が設けられている。電圧検出部
９は、２個の分圧抵抗Ｒ１及びＲ２を直列に接続するこ
とによって構成されており、その出力Ｖ１は電圧制御装
置１１に導かれる。電圧制御装置１１は、電圧検出部９
の出力Ｖ１に基づいてＳＣＲ５のＯＮ，ＯＦＦを制御す
る。この制御により、フィラメント２とターゲット３と
の間に印加される電圧が安定化される。

【０００５】従来、電圧制御装置１１は、例えば、図２
に示すように構成されていた。すなわち、電圧検出部９
によって検出された検出電圧Ｖ１を、検出電圧Ｖ１と逆
極性の基準電圧Ｖ２に加算し、その結果を２つの差動増
幅回路１２，１３によって増幅した後、Ａ／Ｄコンバー
タ１４を介してＣＰＵ１５へ送り込む。ＣＰＵ１５は、
検出電圧Ｖ１と基準電圧Ｖ２との加算結果がゼロとなる
ように、ＳＣＲ５の位相角を制御する。こうして、Ｘ線
管１への印加電圧が基準電圧Ｖ２に対応した一定電圧に
保持される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、検出電圧Ｖ１
には、商用電源４（図３）の変動やフィラメント２（図
３）を流れる電流の変動等に起因して、リプル成分が含
まれている。ＣＰＵ１５は、そのリプル成分のプラス分
とマイナス分との差がゼロとなるように、すなわちプラ
ス分とマイナス分とが等しくなるように、ＳＣＲ５のＯ
Ｎ，ＯＦＦを制御する。しかしながらリプル成分は、管
電流（フィラメント２を流れる電流）が小さいとき、す
なわち低負荷時はその信号レベルが小さく、管電流が大
きいとき、すなわち高負荷時はその信号レベルが大き
い。これに対して、差動増幅回路１２，１３の増幅率は
常時一定であるから、Ａ／Ｄコンバータの入力電圧は、
低負荷時には小さく、高負荷時には大きくなる。この結
果、低負荷時におけるＡ／Ｄコンバータの入力電圧が小
さくなり過ぎて、リプル成分の読み取りが不十分とな
り、ＣＰＵ１５による制御が正確に行なわれないという
問題があった。

【０００７】本発明は、従来の電源装置における上記の
問題点に鑑みてなされたものであって、管電流の変動等
といった負荷変動が生じた場合にも、常に正確な制御を
行なうことのできる電源装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る電源装置は、電圧検出部（９）に得ら
れた電圧信号（Ｖ１）をＡ／Ｄコンバータ（１４）によ
ってデジタル信号に変換し、そのデジタル信号に基づい
て負荷（１）への印加電圧を制御する電源装置におい
て、電圧検出部（９）の出力電圧（Ｖ１）を増幅してＡ
／Ｄコンバータ（１４）に伝える増幅手段（１７）と、
電圧検出部（９）の出力電圧（Ｖ１）のうちのリプル成
分を取り出して目標電圧値と比較するリプル偏差検出手
段（１８）と、リプル偏差検出手段（１８）の出力に基
づいて計数動作を行なうカウンタ（１９）とを有してお
り、上記増幅手段（１７）における電圧増幅率は、上記
カウンタ（１９）のカウント出力に応じて変化すること
を特徴としている。

【０００９】

【作用】リプル成分が目標電圧値から外れる場合は、そ
の外れ量に対応した数だけカウンタが計数を行なう。増
幅手段はカウンタの計数値に応じてその電圧増幅率を変
更する。従って、リプル成分が目標電圧値よりも小さい
場合は、増幅手段の電圧増幅率が上げられて、大きく増
幅されたリプル成分がＡ／Ｄコンバータに送り込まれ
る。この結果、低負荷時にリプル成分の信号レベルが小
さくなる場合にも、そのリプル成分をＡ／Ｄコンバータ
によって正確に読み取ることができる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明に係る電源装置の一実施例の要
部を示している。この実施例も、図２に示した従来例と
同様に、図１に示した電源装置の電圧制御装置１１の内
部の回路構成として用いられる。図１の実施例が図２に
示した従来例と異なる点は、図２の後段差動増幅回路１
３に代えて鎖線で囲った増幅器ユニット１６を設けたこ
とである。

【００１１】増幅器ユニット１６は、Ａ／Ｄコンバータ
１４の前段に配置された増幅装置１７と、増幅装置１７
の出力を入力信号とするリプル偏差検出装置１８と、リ
プル偏差検出装置１８の出力に基づいて計数動作を行な
うカウンタ１９とを有している。

【００１２】増幅装置１７は、差動増幅回路２０と、差
動増幅回路２０の帰還抵抗Ｒ３をアナログ出力とするＤ
／Ａコンバータ２１とを有している。ｂ０〜ｂ７は、Ｄ
／Ａコンバータ２１に設けられた８つの入力ポートであ
る。

【００１３】リプル偏差検出装置１８は、カップリング
コンデンサ２２と、ＡＣカップリング回路２３と、全波
整流回路２４と、ピークホールド回路２５と、ウインド
コンパレータ２６と、ゲート回路３１とを有している。

【００１４】ウインドコンパレータ２６は、アッパリミ
ット用アンプ２９とロワリミット用アンプ３０とを有し
ている。ピークホールド回路２５からの信号（ピークホ
ールド信号）がロワリミットよりも低い場合と、ロワリ
ミットとアッパリミットとの間の場合と、そしてアッパ
リミットよりも高い場合との３種類の異なった場合にお
いて、ウインドコンパレータ２６からそれぞれ異なった
信号がゲート回路３１へ送られる。

【００１５】ゲート回路３１は、上記ピークホールド信
号がロワリミットよりも低い場合は、カウンタ１９にア
ップ信号を出力し、アッパリミットよりも高い場合はカ
ウンタ１９にダウン信号を出力し、そして両リミット間
にある場合は発振器２７の発振を禁止するための発振禁
止信号を発振器２７へ向けて出力する。

【００１６】カウンタ１９は、入力ポートにアップ信号
又はダウン信号が送り込まれている間、発振器２７から
のクロックパルスに従って、Ｄ／Ａコンバータ２１の８
ビットポートｂ０〜ｂ７のデジタル出力信号をそれぞれ
１づつインクリメント又はデクリメントしてゆく。

【００１７】以下、上記構成より成る電源装置の作用に
ついて説明する。図３における電圧検出部９の検出電圧
Ｖ１は、図１において基準電圧Ｖ２（出力電圧Ｖ１と逆
極性）と加算される。検出電圧Ｖ１にはリプル成分が含
まれており、加算の結果は、直流成分にリプル成分が重
畳した形の信号として現れる。

【００１８】加算信号は、差動増幅回路１２によって位
相が反転された後、増幅回路２８及び増幅回路２０によ
って増幅されてＡ／Ｄコンバータ１４に送られる。増幅
回路２０の出力に現れた信号はリプル偏差検出装置１８
に送られて、カップリングコンデンサ２２及びＡＣカッ
プリング回路２３によってリプル成分のみが取り出さ
れ、全波整流回路２４によって全波整流される。その
後、ピークホールド回路２５によってピーク電圧が取り
出され、そのピーク信号がウインドコンパレータ２６に
送り込まれる。

【００１９】フィラメント２（図３）の管電流が小さい
場合、図１の最終段増幅回路２０の出力に現れる信号の
レベルは小さくなる。この信号レベルがウインドコンパ
レータ２６のロワリミットよりも低い場合を考えると、
ゲート回路３１の出力端子にアップ信号が現れ、そのア
ップ信号を受け取ったカウンタ１９が計数を開始して、
Ｄ／Ａコンバータ２１をインクリメントしてゆく。

【００２０】Ｄ−Ａコンバータ２１の８ビット入力ポー
トｂ０〜ｂ７が１づつインクリメントされると、それに
対応してアナログ出力である帰還抵抗Ｒ３の値が徐々に
大きくなってゆく。これにより、最終段増幅回路２０の
電圧増幅率が高くなり、該増幅回路２０の出力に現れる
電圧信号も増幅される。この増幅処理は、信号レベルが
Ａ／Ｄコンバータ１４の最適入力電圧範囲に入るまで、
すなわちピークホールド回路２５の出力がコンパレータ
２６のアッパリミットとロワリミットとの間に入るま
で、継続して行なわれる。

【００２１】増幅回路２０の出力信号レベルがＡ／Ｄコ
ンバータ１４の最適入力電圧範囲に入れば、Ａ／Ｄコン
バータ１４によって正確なデジタル変換が行なわれ、そ
のデジタル出力信号に基づき、ＣＰＵ１５（図２）によ
って正確なＳＣＲ５の制御が行なわれる。

【００２２】最終段増幅回路２０の出力信号レベルが許
容限界値よりも大きい場合は、ゲート回路３１からダウ
ン信号が出力され、カウンタ１９がＤ／Ａコンバータ２
１をデクリメントする。これにより、最終段増幅回路２
０の出力信号レベルが下げられて、そのレベルがＡ／Ｄ
コンバータ１４の最適入力電圧範囲まで下げられる。

【００２３】最終段増幅回路２０の出力信号レベルが、
既に、Ａ／Ｄコンバータ１４の最適入力電圧範囲に入っ
ている場合は、ゲート回路３１から発振回路２７へ発振
停止信号が送られ、これによりカウンタ１９によるカウ
ント処理が停止される。その結果、Ｄ／Ａコンバータ２
１内の帰還抵抗Ｒ３の値は変更されず、増幅回路２０の
出力信号レベルがそのまま維持される。

【００２４】以上のようにして、リプル成分が許容限界
以下に小さくなる低負荷時においても、あるいは許容限
界以上に大きくなる高負荷時においても、常に、正確に
ＳＣＲ５の制御ができるようになる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、負荷変動等によってリ
プル成分が目標電圧値から外れるときには、増幅手段
（増幅回路２０）の電圧増幅率が変化して、該増幅手段
の出力、すなわちＡ／Ｄコンバータ（１４）の入力電圧
が、Ａ／Ｄコンバータの最適入力電圧範囲に入るように
補償される。従って、負荷変動がある場合にも常に正確
に検出電圧を読み取ることができ、従って常に正確に印
加電圧制御ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源装置の一実施例の要部を示す
回路図である。

【図２】従来の電源装置の一例の要部を示す回路図であ
る。

【図３】図１の回路が用いられる電源装置の全体構成の
一例を示す回路図である。

【符号の説明】

９ 電圧検出部 １４ Ａ／Ｄ
コンバータ １７ 増幅装置 １８ リプル
偏差検出装置 １９ カウンタ ２０ 差動増
幅回路 ２１ Ｄ／Ａコンバータ ２３ ＡＣカ
ップリング回路 ２４ 全波整流回路 ２５ ピーク
ホールド回路 ２６ ウインドコンパレータ Ｖ１ 検出電
圧 Ｖ２ 基準電圧

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧検出部に得られた電圧信号をＡ／Ｄ
   コンバータによってデジタル信号に変換し、そのデジタ
   ル信号に基づいて負荷への印加電圧を制御する電源装置
   において、電圧検出部の出力電圧を増幅してＡ／Ｄコン
   バータに伝える増幅手段と、電圧検出部の出力電圧のう
   ちのリプル成分を取り出して目標電圧値と比較するリプ
   ル偏差検出手段と、リプル偏差検出手段の出力に基づい
   て計数動作を行なうカウンタとを有しており、上記増幅
   手段における電圧増幅率は、上記カウンタのカウント出
   力に応じて変化することを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】 上記増幅手段は、演算増幅器に入力抵抗
   及び帰還抵抗を接続して形成される増幅回路と、上記の
   カウンタ出力をデジタル入力とし増幅回路の帰還抵抗を
   アナログ出力とするＤ／Ａコンバータとによって構成さ
   れることを特徴とする請求項１記載の電源装置。