(57)【要約】      （修正有）【課題】比較的簡単な回路を追加することにより、システムの応答を低下させることなく、高いノイズ除去能力が得られる高圧電源装置を実現すること。【解決手段】低ノイズ化と高速応答性の確保に関し、高圧発生部と、この高圧発生部の出力系統に接続されたフィルタと、このフィルタの後段に接続されたフローティングアンプ、とで構成されている。フローティングアンプの入力端子と出力端子間には、互いに逆極性になるように並列接続されたダイオード並列回路が接続されている。フローティングアンプの共通電位点は、フィルタの後段に接続された他のフローティングアンプでバッファされている。【選択図】図１
2010066860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧発生部と、
この高圧発生部の出力系統に接続されたフィルタと、
このフィルタの後段に接続されたフローティングアンプ、
とで構成されたことを特徴とする高圧電源装置。
【請求項２】
前記フィルタは、抵抗とコンデンサで構成されていることを特徴とする請求項１記載の高圧電源装置。
【請求項３】
前記フローティングアンプの入力端子と出力端子間には、互いに逆極性になるように並列接続されたダイオード並列回路が接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高圧電源装置。
【請求項４】
前記フローティングアンプの共通電位点は、前記フィルタの後段に接続された他のフローティングアンプでバッファされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高圧電源装置。
【請求項５】
前記フローティングアンプは、共通電位点が前記フィルタの前段と後段に分離されたフローティング電源で駆動されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の高圧電源装置。
【請求項６】
前記フローティング電源における前記フィルタの前段の共通電位点と前記フィルタの後段の共通電位点間には、互いに逆極性になるように並列接続されたダイオード並列回路が接続されていることを特徴とする請求項５記載の高圧電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧電源装置に関し、詳しくは、低ノイズ化と高速応答性の確保に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来の高圧電源装置の基本構成例を示す回路図である。図７において、高圧発生部ＨＶの出力端子には、直列接続された抵抗Ｒ１とＲ２よりなる分圧回路と、コンデンサＣ１が並列に接続されている。分圧回路の接続中点は高圧発生部ＨＶにフィードバックされていて、高圧発生部ＨＶはたとえば少なくとも数百Ｖの定電圧を生成している。コンデンサＣ１は出力安定化のために接続されていて、この値が大きいほど低ノイズ化が図れる。
【０００３】
図８は図７よりもさらに低ノイズ化を図ったもので、分圧回路を構成する抵抗Ｒ１の一端とコンデンサＣ１の一端との間に抵抗Ｒ３が接続されて、ＲＣフィルタが構成されている。
【０００４】
図９も図７よりもさらに低ノイズ化を図ったもので、分圧回路を構成する抵抗Ｒ１の一端とコンデンサＣ１の一端との間にインダクタンスＬ１が接続されて、ＬＣフィルタが構成されている。
【０００５】
特許文献１には、昇圧整流回路５に、フィルタ抵抗６，７とフィルタコンデンサ８，９で構成されるＣＲフィルタ回路を接続した構成が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２１５９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図７の基本構成例の場合、コンデンサＣ１を大きくすると、システムの応答を悪化させることになる。この結果、負荷変動に追従できない、立ち上がりや立ち下がりに時間がかかるなどの問題が発生する。
【０００８】
図８のようにＲＣフィルタを追加する場合には、低周波までノイズを除去しようとすると定数が大きくなってしまう。これにより、抵抗Ｒ３で負荷電流に基づく電圧降下が発生することになり、出力電圧の精度が悪化するという問題が発生する。
【０００９】
そして、図９のようにＬＣフィルタを追加すると、負荷の種類によっては効果が減少してしまい、最悪の場合は発振するおそれがある。
【００１０】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単な回路を追加することにより、システムの応答を低下させることなく、高いノイズ除去能力が得られる高圧電源装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような問題を解決するため、請求項１記載の発明は、
高圧発生部と、
この高圧発生部の出力系統に接続されたフィルタと、
このフィルタの後段に接続されたフローティングアンプ、
とで構成されたことを特徴とする高圧電源装置である。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の高圧電源装置において、
前記フィルタは、抵抗とコンデンサで構成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の高圧電源装置において、
前記フローティングアンプの入力端子と出力端子間には、互いに逆極性になるように並列接続されたダイオード並列回路が接続されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の高圧電源装置において、
前記フローティングアンプの共通電位点は、前記フィルタの後段に接続された他のフローティングアンプでバッファされていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の高圧電源装置において、
前記フローティングアンプは、共通電位点が前記フィルタの前段と後段に分離されたフローティング電源で駆動されることを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の高圧電源装置において、
前記フローティング電源における前記フィルタの前段の共通電位点と前記フィルタの後段の共通電位点間には、互いに逆極性になるように並列接続されたダイオード並列回路が接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
これらにより、システムの応答を低下させることなく、高いノイズ除去能力が得られる高圧電源装置ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明について図面を参照して説明する。図１は本発明による高圧電源装置の構成例を示す回路図であり、図８と共通する部分には同一の符号を付けている。図１では、ノイズ除去のために設けられている抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１で構成されるＲＣフィルタの後段に、フローティングアンプＵ１を追加している。なお、抵抗Ｒ１とＲ３の接続点は共通電位点Ｇ１に接続されている。
【００１９】
図２は、図１のフローティングアンプＵ１を駆動するためのフローティング電源の回路例図である。電源トランスＴ１の１次巻線には、商用電源が接続されている。２次巻線の端子間にはコンデンサＣ２とＣ３の第１の直列回路とコンデンサＣ４とＣ５の第２の直列回路が並列接続されるとともに、これらコンデンサＣ２とＣ３の第１の直列回路とコンデンサＣ４とＣ５の第２の直列回路の間には３端子レギュレータＲＥＧ１，ＲＥＧ２が接続されている。
【００２０】
すなわち、レギュレータＲＥＧ１の入力端子はコンデンサＣ２の一端に接続され、出力端子はコンデンサＣ４の一端およびフローティングアンプＵ１の一方の電源端子ＶＰに接続され、グラウンド端子はコンデンサＣ２とＣ３の接続中点およびコンデンサＣ４とＣ５の接続中点に接続されるとともに、共通電位点Ｇ１に接続されている。
【００２１】
レギュレータＲＥＧ２の入力端子はコンデンサＣ３の一端に接続され、出力端子はコンデンサＣ５の一端およびフローティングアンプＵ１の他方の電源端子ＶＮに接続され、グラウンド端子はコンデンサＣ２とＣ３の接続中点およびコンデンサＣ４とＣ５の接続中点に接続されるとともに、共通電位点Ｇ１に接続されている。
【００２２】
なお、フローティングアンプＵ１の各電源端子ＶＰ，ＶＮはそれぞれコンデンサを介して共通電位点に接続されている。
【００２３】
このような構成において、ＲＣフィルタにより低ノイズ化された高電圧はフローティングアンプＵ１でバッファされ、Ｖoutとして出力される。
【００２４】
ここで、出力電圧の検出をＲＣフィルタの前で行うことにより、システムの応答速度を犠牲にすることはない。
【００２５】
また、負荷変動はフローティングアンプＵ１が受け持つため、高速応答が実現できる。
【００２６】
また、フィルタと負荷が分離されているため、負荷の影響を受けることなく、安定した状態でノイズ除去が行える。
【００２７】
また、フィルタとして抵抗とコンデンサで構成されたものを用いることにより、安定した特性が得られるとともに、小型化が図れる。
【００２８】
そして、アンプＵ１はフローティング構造として構成されているため、一般に市販されている比較的安価な演算増幅器を使用することができる。
【００２９】
図３は、本発明の他の実施例を示す回路図であり、フローティングアンプＵ１の保護を図ったものであって、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図３において、フローティングアンプＵ１の入力端子と出力端子間には、第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２が互いに逆極性になるように並列接続されている。
【００３０】
このような構成において、たとえば停電により高圧発生部ＨＶの出力が急に止まってしまったり、負荷が短絡されてしまったような場合、フローティングアンプＵ１の入力端子と出力端子間に第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２が互いに逆極性になるように並列接続された図３のような保護回路を追加することで、フローティングアンプＵ１の入出力端子間の電圧はこれら第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２でクランプされることになり、フローティングアンプＵ１を過大電圧に対して保護することができる。
【００３１】
ところで、図１の構成において、フローティングアンプＵ１の共通電位点Ｇ１はＲＣフィルタによりノイズが除去される前の電位であることから、フローティングアンプＵ１の同相信号除去比（CMMR:Common Mode Rejection Rratio）が低いと十分にノイズ除去を行えないおそれがある。
【００３２】
この問題は、図４のようにＲＣフィルタによりノイズが除去された後の静かな共通電位点Ｇ２をフローティングアンプＵ２でバッファし、フローティングアンプＵ１の共通電位点とすることで解決でき、より静かな安定した出力が得られる。
【００３３】
すなわち、図４も発明の他の実施例を示す回路図であり、フローティングアンプＵ１の共通電位点を改善することにより低ノイズ化を図ったものであって、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図４において、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１で構成されるＲＣフィルタの後段にフローティングアンプＵ１と同様な構成の第２のフローティングアンプＵ２の入力端子が接続され、その出力端子は共通電位点Ｇ２に接続されている。
【００３４】
図５は図４のフローティングアンプＵ１，Ｕ２を駆動するためのフローティング電源の回路例図であって、図２と共通する部分には同一符号を付けている。図５と図２の相違点は、共通電位点の接続にある。すなわち、図２の回路では、共通電位点をＧ１の１ヵ所として、レギュレータＲＥＧ１，ＲＥＧ２の各グラウンド端子とコンデンサＣ２とＣ３の接続中点およびコンデンサＣ４とＣ５の接続中点がこの共通電位点Ｇ１に接続されている。これに対して、図５の回路では、コンデンサＣ２とＣ３の接続中点のみが第１の共通電位点Ｇ１に接続され、レギュレータＲＥＧ１，ＲＥＧ２の各グラウンド端子とコンデンサＣ４とＣ５の接続中点は第２の共通電位点Ｇ２に接続されている。
【００３５】
図６も発明の他の実施例を示す回路例図であり、図５のフローティング電源の保護を図ったものであって、図５と共通する部分には同一符号を付けている。図６の回路では、第１の共通電位点Ｇ１と第２の共通電位点Ｇ２の間に、第３のダイオードＤ３と第４のダイオードＤ４が互いに逆極性になるように並列接続されたダイオード並列回路が接続されている。
【００３６】
図５のフローティング電源では、何らかの事故で第１の共通電位点Ｇ１と第２の共通電位点Ｇ２の電位差が大きくなると、フローティングアンプＵ１，Ｕ２が破壊されてしまうおそれがある。
【００３７】
この場合、図６のように、第１の共通電位点Ｇ１と第２の共通電位点Ｇ２の間に、第３のダイオードＤ３と第４のダイオードＤ４が互いに逆極性になるように並列接続されたダイオード並列回路が接続されていることにより、第１の共通電位点Ｇ１と第２の共通電位点Ｇ２の電位差は第３のダイオードＤ３と第４のダイオードＤ４でクランプされることになり、フローティングアンプＵ１，Ｕ２を過大電圧に対して保護することができる。
【００３８】
なお、上記実施例では、レギュレータとして３端子レギュレータを用いる例を説明したが、同等の機能を有するものであれば３端子に限るものではない。
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単な回路を追加することにより、システムの応答を低下させることなく、高いノイズ除去能力が得られる高圧電源装置を実現でき、各種の高圧電源として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による高圧電源装置の構成例を示す回路図である。
【図２】図１のフローティングアンプＵ１を駆動するためのフローティング電源の回路例図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す回路図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す回路図である。
【図５】図４のフローティングアンプＵ１，Ｕ２を駆動するためのフローティング電源の回路例図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す回路例図である。
【図７】従来の高圧電源装置の基本構成例を示す回路図である。
【図８】従来の高圧電源装置の他の構成例を示す回路図である。
【図９】従来の高圧電源装置の他の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４１】
ＨＶ  高圧発生部
Ｒ１〜Ｒ３  抵抗
Ｃ１〜Ｃ５  コンデンサ
Ｕ１，Ｕ２  フローティングアンプ
ＲＥＧ１，ＲＥＧ２  ３端子レギュレータ
Ｇ１，Ｇ２  共通電位点
【図１】
2010066860.tif 000003
【図２】
2010066860.tif 000004
【図３】
2010066860.tif 000005
【図４】
2010066860.tif 000006
【図５】
2010066860.tif 000007
【図６】
2010066860.tif 000008
【図７】
2010066860.tif 000009
【図８】
2010066860.tif 000010
【図９】
2010066860.tif 000011