(57)【要約】【課題】  安定したプラス、マイナスのパルス電圧を効率よく発生させること。【解決手段】  パルス発生装置１０Ｂは、スイッチ回路２２と、整流選択回路２４と、検出回路１８１と、発振器（ＯＳＣ）３２と、パルス幅変調器（ＰＷＭ）３６と、制御回路３４とを備えている。発振器３２から発生されたクロック信号は、パルス幅変調器３４と制御回路３４とに供給される。パルス幅変調器２４は、クロック信号に同期して、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を発生して、スイッチ回路２２のオン／オフを制御する。パルス発生装置１０Ｂは、パルス幅変調器２４を用いて入力電圧を制御し、整流選択回路２４を用いて、安定したプラス、マイナスのパルス電圧を発生している。【選択図】      図７
2006280078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個のスイッチング電源より発生された一方の安定した電圧を、整流選択回路を用いて反転させ、安定したプラス、マイナスのパルス電圧を発生するパルス発生装置。
【請求項２】
前記スイッチング電源は、入力電圧をスイッチングしてＡＣ電圧を発生するスイッチ回路を備え、
前記整流選択回路は、前記ＡＣ電圧を整流・平滑して一方の極性の電圧を生成する整流・平滑手段と、前記一方の極性の電圧を反転して、他方の極性の電圧を生成する反転手段と、前記一方の極性の電圧と前記他方の極性の電圧とを選択的に切り換えて、前記プラス、マイナスのパルス電圧を発生する選択手段とを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のパルス発生装置。
【請求項３】
前記スイッチ回路は、主スイッチとインダクタとから構成され、前記主スイッチをオンすることにより、前記インダクタに磁気エネルギーを蓄え、前記主スイッチをオフすることにより、前記インダクタに蓄えられた前記磁気エネルギーを前記ＡＣ電圧として発生する、ことを特徴とする請求項２に記載のパルス発生装置。
【請求項４】
前記プラス、マイナスのパルス電圧を昇圧して、昇圧したプラス、マイナスのパルス電圧を出力する昇圧回路を更に有する、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のパルス発生装置。
【請求項５】
前記プラス、マイナスのパルス電圧を降圧して、降圧したプラス、マイナスのパルス電圧を出力する降圧回路を更に有する、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のパルス発生装置。
【請求項６】
前記プラス、マイナスのパルス電圧の一方を昇圧して、昇圧した電圧を出力する昇圧回路と、
前記昇圧した電圧と前記プラス、マイナスのパルス電圧の他方とを選択的に切り換えて出力する制御器と
を更に有する、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のパルス発生装置。
【請求項７】
前記プラス、マイナスのパルス電圧の一方を降圧して、降圧した電圧を出力する降圧回路と、
前記降圧した電圧と前記プラス、マイナスのパルス電圧の他方とを選択的に切り換えて出力する制御器とを更に有する、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のパルス発生装置。
【請求項８】
前記プラス、マイナスのパルス電圧の一方を昇圧して、昇圧した電圧を出力する昇圧回路と、
前記プラス、マイナスのパルス電圧の他方を降圧して、降圧した電圧を出力する降圧回路と、
前記昇圧した電圧と前記降圧した電圧とを選択的に切り換えて出力する制御器と
を更に有する、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のパルス発生装置。
【請求項９】
前記整流選択回路は、複数のコンデンサと複数のスイッチとを備え、前記複数のコンデンサは異なった容量値を持ち、
前記複数のスイッチのスイッチング回数を制御して、前記プラス、マイナスのパルス電圧を制御する制御手段を更に有する、請求項１乃至８のいずれか１つに記載のパルス発生装置。
【請求項１０】
前記プラス、マイナスのパルス電圧が過電圧あることを検出して、検出信号を出力する過電圧検出回路と、
前記検出信号に応答して、前記パルス発生回路の動作を停止する停止回路と
を更に有する、請求項１乃至９のいずれか１つに記載のパルス発生装置。
【請求項１１】
安定したプラス、マイナスのパルス電圧を発生する方法であって、
一方の安定した電圧を発生する工程と、
該一方の安定した電圧を整流選択回路を用いて反転する工程と、
前記安定したプラス、マイナスのパルス電圧を発生する工程と
を含むパルス発生方法。
【請求項１２】
前記プラス、マイナスのパルス電圧を昇圧して、昇圧したプラス、マイナスのパルス電圧を出力する工程を更に含む、請求項１１に記載のパルス発生方法。
【請求項１３】
前記プラス、マイナスのパルス電圧を降圧して、降圧したプラス、マイナスのパルス電圧を出力する工程を更に含む、請求項１１に記載のパルス発生方法。
【請求項１４】
前記プラス、マイナスのパルス電圧の一方を昇圧して、昇圧した電圧を出力する工程と、
前記昇圧した電圧と前記プラス、マイナスのパルス電圧の他方とを選択的に切り換えて出力する工程と
を更に含む、請求項１１に記載のパルス発生方法。
【請求項１５】
前記プラス、マイナスのパルス電圧の一方を降圧して、降圧した電圧を出力する工程と、
前記降圧した電圧と前記プラス、マイナスのパルス電圧の他方とを選択的に切り換えて出力する工程と
を更に含む、請求項１１に記載のパルス発生方法。
【請求項１６】
前記プラス、マイナスのパルス電圧の一方を昇圧して、昇圧した電圧を出力する工程と、
前記プラス、マイナスのパルス電圧の他方を降圧して、降圧した電圧を出力する工程と、
前記昇圧した電圧と前記降圧した電圧とを選択的に切り換えて出力する工程と
を更に含む、請求項１１に記載のパルス発生方法。
【請求項１７】
前記整流選択回路は、複数のコンデンサと複数のスイッチとを備え、前記複数のコンデンサは異なった容量値を持ち、
前記複数のスイッチのスイッチング回数を制御して、前記プラス、マイナスのパルス電圧を制御する工程を更に含む、請求項１１乃至１６のいずれか１つに記載のパルス発生方法。
【請求項１８】
前記プラス、マイナスのパルス電圧が過電圧あることを検出して、検出信号を出力する工程と、
前記検出信号に応答して、パルス発生の動作を停止する工程と
を更に含む、請求項１１乃至１７のいずれか１つに記載のパルス発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関し、特に、プラスとマイナスのパルス電圧を発生させるパルス発生装置及びパルス発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に従来のパルス発生装置１０を示す。パルス発生装置１０は、安定化電源１２と、パルス発生回路１４とから構成されている。安定化電源１２には、ＤＣ入力電源１６から電源電圧がＤＣ入力電圧（以下、単に「入力電圧」とも呼ぶ。）として供給される。
【０００３】
安定化電源１２は、入力電圧から基準電圧Ｅを生成し、その生成した基準電圧Ｅをパルス発生回路１４へ供給する。パルス発生回路１４は、基準電圧Ｅに基いて、プラスの電圧とマイナスの電圧の両方を用いて、パルス電圧を発生させている。本例では、プラス電圧は基準電圧Ｅに等しい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１に示した従来のパルス発生装置１０では、安定化電源１２とパルス発生回路１４との２段階に分かれるため、変換効率が悪化するという問題がある。また、上述したように、従来のパルス発生回路１４は、プラスの電圧とマイナスの電圧両方を用いてパルス電圧を発生させているので、入力電圧が変化すると出力電圧も変化してしまう。その結果、パルス波形のプラス、マイナスのどちらかの出力電圧しか安定化させることができない。図１の例では、プラス電圧しか安定化させることができない。
【０００５】
図２にパルス発生回路１４から出力される出力電圧の波形を示す。プラス電圧の振幅は基準電圧Ｅに等しい。マイナス電圧の振幅は、（ｔｏｎ／ｔｏｆｆ）Ｅに等しい。従って、電源電圧（入力電圧）が変化すると、パルス電圧も変動してしまう。
【０００６】
したがって、本発明の課題は、安定したプラス、マイナスのパルス電圧を効率よく発生させることができる、パルス発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、１個のスイッチング電源（１４Ａ；１４Ｂ）より発生された一方の安定した電圧を、整流選択回路（２４；２４Ａ；２４Ｂ；２４Ｃ；２４Ｄ）を用いて反転させ、安定したプラス、マイナスのパルス電圧を発生するパルス発生装置（１０Ａ；１０Ｂ；１０Ｃ；１０Ｄ；１０Ｅ；１０Ｆ；１０Ｇ；１０Ｈ；１０Ｉ；１０Ｊ；１０Ｋ；１０Ｌ）が得られる。
【０００８】
上記本発明の第１の態様によるパルス発生装置において、前記スイッチング電源（１４Ｂ）は、入力電圧をスイッチングしてＡＣ電圧を発生するスイッチ回路（２２；２２Ａ）を備え、前記整流選択回路（２４；２４Ａ；２４Ｂ；２４Ｃ；２４Ｄ）は、前記ＡＣ電圧を整流・平滑して一方の極性の電圧を生成する整流・平滑手段と、前記一方の極性の電圧を反転して、他方の極性の電圧を生成する反転手段と、前記一方の極性の電圧と前記他方の極性の電圧とを選択的に切り換えて、前記プラス、マイナスのパルス電圧を発生する選択手段とから構成されて良い。また、前記スイッチ回路（２２；２２Ａ）は、主スイッチ（Ｓ１）とインダクタ（Ｌ１）とから構成されて良い。この場合、前記主スイッチをオンすることにより、前記インダクタに磁気エネルギーを蓄え、前記主スイッチをオフすることにより、前記インダクタに蓄えられた前記磁気エネルギーを前記ＡＣ電圧として発生する。また、パルス発生装置（１０Ｆ）は、前記プラス、マイナスのパルス電圧を昇圧して、昇圧したプラス、マイナスのパルス電圧を出力する昇圧回路（５０；５０Ａ；５０Ｂ）を更に有しても良い。パルス発生装置（１０Ｇ）は、前記プラス、マイナスのパルス電圧を降圧して、降圧したプラス、マイナスのパルス電圧を出力する降圧回路（６０；６０Ａ；６０Ｂ）を更に有しても良い。パルス発生装置（１０Ｈ）は、前記プラス、マイナスのパルス電圧の一方を昇圧して、昇圧した電圧を出力する昇圧回路（７０）と、前記昇圧した電圧と前記プラス、マイナスのパルス電圧の他方とを選択的に切り換えて出力する制御器（７２）とを更に有しても良い。その代わりに、パルス発生装置（１０Ｈ）は、前記プラス、マイナスのパルス電圧の一方を降圧して、降圧した電圧を出力する降圧回路（７０）と、前記降圧した電圧と前記プラス、マイナスのパルス電圧の他方とを選択的に切り換えて出力する制御器（７２）とを更に有して良い。更に、パルス発生装置（１０Ｉ）は、前記プラス、マイナスのパルス電圧の一方を昇圧して、昇圧した電圧を出力する昇圧回路（７６）と、前記プラス、マイナスのパルス電圧の他方を降圧して、降圧した電圧を出力する降圧回路（７７）と、前記昇圧した電圧と前記降圧した電圧とを選択的に切り換えて出力する制御器（７２）とを更に有しても良い。パルス発生装置（１０Ｊ；１０Ｋ）において、前記整流選択回路は、複数のコンデンサと複数のスイッチとを備え、前記複数のコンデンサは異なった容量値を持ち、前記複数のスイッチのスイッチング回数を制御して、前記プラス、マイナスのパルス電圧を制御する制御手段（１８２Ｄ；１８２Ｅ）を更に有しても良い。パルス発生装置（１０Ｌ）は、前記プラス、マイナスのパルス電圧が過電圧あることを検出して、検出信号を出力する過電圧検出回路（８２）と、前記検出信号に応答して、前記パルス発生回路の動作を停止する停止回路（８４）とを更に有しても良い。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、安定したプラス、マイナスのパルス電圧を発生する方法であって、一方の安定した電圧を発生する工程と、該一方の安定した電圧を整流選択回路を用いて反転する工程と、前記安定したプラス、マイナスのパルス電圧を発生する工程とを含むパルス発生方法が得られる。
【００１０】
上記本発明の第２の態様によるパルス発生方法において、前記プラス、マイナスのパルス電圧を昇圧して、昇圧したプラス、マイナスのパルス電圧を出力する工程を更に含んでも良い。また、前記プラス、マイナスのパルス電圧を降圧して、降圧したプラス、マイナスのパルス電圧を出力する工程を更に含んでも良い。前記プラス、マイナスのパルス電圧の一方を昇圧して、昇圧した電圧を出力する工程と、前記昇圧した電圧と前記プラス、マイナスのパルス電圧の他方とを選択的に切り換えて出力する工程とを更に含んでも良い。前記プラス、マイナスのパルス電圧の一方を降圧して、降圧した電圧を出力する工程と、前記降圧した電圧と前記プラス、マイナスのパルス電圧の他方とを選択的に切り換えて出力する工程とを更に含んでも良い。前記プラス、マイナスのパルス電圧の一方を昇圧して、昇圧した電圧を出力する工程と、前記プラス、マイナスのパルス電圧の他方を降圧して、降圧した電圧を出力する工程と、前記昇圧した電圧と前記降圧した電圧とを選択的に切り換えて出力する工程とを更に含んで良い。前記整流選択回路は、複数のコンデンサと複数のスイッチとを備え、前記複数のコンデンサは異なった容量値を持ち、前記複数のスイッチのスイッチング回数を制御して、前記プラス、マイナスのパルス電圧を制御する工程を更に含んでも良い。更に、前記プラス、マイナスのパルス電圧が過電圧あることを検出して、検出信号を出力する工程と、前記検出信号に応答して、パルス発生の動作を停止する工程とを更に含んでも良い。
【００１１】
尚、上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、整流選択回路を備えているので、１個のスイッチング電源より発生された一方の安定した電圧を、整流選択回路を用いて反転させ、安定したプラス、マイナスのパルス電圧を効率良く発生することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図３を参照して、本発明に係るパルス発生装置１０Ａの原理について説明する。図示のパルス発生装置１０Ａは、図１に示した安定化電源１２とパルス発生回路１４の代わりに、スイッチ回路を含むスイッチング電源（スイッチング電源＋スイッチ回路）１４Ａを備えている。したがって、本パルス発生装置１０Ａは、スイッチ回路を含むスイッチング電源１４Ａの１段でパルス電圧を発生させるため、変換効率が良い。
【００１５】
スイッチ回路を含むスイッチング電源１４Ａは、検出回路を含む制御器（制御器＋検出回路）１８によって制御される。
【００１６】
このような構成により、スイッチング電源１４Ａ内のスイッチ回路を使用して制御することが可能な電圧を発生させると共に、整流選択回路（後述する）を使用してその逆極性の電圧を発生さるようにしているので、図４に示されるように、入力電圧によらずに安定したプラス、マイナスのパルス電圧を得ることができる。
【００１７】
図５を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るパルス発生装置１０Ａについて説明する。
【００１８】
図示のパルス発生装置１０Ａは、スイッチ回路を含むスイッチング電源（スイッチング電源＋スイッチ回路）１４Ａと、検出回路１８１と、制御器１８２とを有する。検出回路１８１と制御器１８２とによって、図３に図示した（制御器＋検出回路）１８が構成される。（スイッチング電源＋スイッチ回路）１４Ａはパルス発生回路とも呼ばれる。
【００１９】
このような構成のパルス発生装置１０Ａでは、１個のスイッチング電源（パルス発生回路）１４Ａのスイッチ回路により生成された一方の安定した電圧を、整流選択回路（後述する）を用いて反転させ、安定したプラス、マイナスのパルス電圧を発生させることができる。
【００２０】
図６に図５に図示したパルス発生装置１０Ａから出力される出力電圧の波形を示す。スイッチング電源１４Ａを用いて、安定したプラス電圧Ｅ１を生成し、その安定したプラス電圧Ｅ１を整流選択回路を用いることにより、斜線部の逆極性のマイナス電圧−Ｅ１を生成する。これらプラス電圧Ｅ１とマイナス電圧−Ｅ１を、検出回路１８１および制御器１８２を用いて制御することにより、安定したプラス、マイナスのパルス電圧を発生する。
【００２１】
尚、図６の例では、プラス電圧を反転させてマイナス電圧を生成しているが、マイナス電圧の逆極性をとり、プラス電圧を生成させるようにしても良いのは勿論である。
【００２２】
図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るパルス発生装置１０Ｂについて説明する。図示のパルス発生装置１０Ｂは、スイッチ回路２２と、整流選択回路２４と、検出回路１８１と、発振器（ＯＳＣ）３２と、パルス幅変調器（ＰＷＭ）３６と、制御回路３４とを備えている。スイッチ回路２２と整流選択回路２４とによってスイッチング電源（パルス発生回路）１４Ｂが構成されている。また、発振器３２と制御回路３４とパルス幅変調器３６とによって制御器１８２Ａが構成されている。
【００２３】
発振器３２から発生されたクロック信号は、パルス幅変調器３６と制御回路３４とに供給される。パルス幅変調器３６は、クロック信号に同期して、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を発生して、スイッチ回路２２のオン／オフを制御する。
【００２４】
スイッチ回路２２は入力電圧をスイッチングしてＡＣ電圧を発生する。整流選択回路２４は、後で詳細に説明する、ＡＣ電圧を整流・選択して、プラス、マイナスのパルス電圧を発生する。換言すれば、整流選択回路２４は、ＡＣ電圧を整流・平滑して一方の極性の電圧を生成する整流・平滑回路と、一方の極性の電圧を反転して、他方の極性の電圧を生成する反転回路と、一方の極性の電圧と他方の極性の電圧とを選択的に切り換えて、プラス、マイナスのパルス電圧を発生する選択回路とから構成されている。
【００２５】
すなわち、図示のパルス発生装置１０Ｂは、パルス幅変調器３６を用いて入力電圧を制御し、整流選択回路２４を用いて、安定したプラス、マイナスのパルス電圧を生成している。
【００２６】
図８に図７に示したパルス発生装置１０Ｂの具体的な回路例を示す。図示のパルス発生装置１０Ｂにおいて、スイッチ回路２２は、第１のスイッチＳ１とインダクタＬ１とから構成されている。第１のスイッチＳ１は、主スイッチと呼ばれる。整流選択回路２４は、第２乃至第４のスイッチＳ２、Ｓ３、Ｓ４と、第１乃至第３のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３と、第１及び第２のコンデンサＣ１およびＣ２とから構成されている。
【００２７】
詳述すると、入力電源１６の陽極は第１のスイッチＳ１の一端に接続され、第１のスイッチＳ１の他端はインダクタＬ１を介して入力電源１６の陰極に接続されている。入力電源１６の陰極は接地されている。第１のスイッチＳ１のオン／オフは、パルス幅変調器３６から発生されたＰＷＭ信号によって制御される。第１のスイッチＳ１とインダクタＬ１との接続点は、第３のスイッチＳ３を介して第１の出力端子４１に接続されている。
【００２８】
また、第１のスイッチＳ１とインダクタＬ１との接続点は第１のダイオードＤ１のカソードに接続され、第１のダイオードＤ１のアノードは第２のスイッチＳ２を介して接地されている。第１のダイオードＤ１のアノードは第１のコンデンサＣ１の一端に接続され、第１のコンデンサＣ１の他端は第２のダイオードＤ２のカソードに接続され、第２のダイオードＤ２のアノードは接地されている。第１のコンデンサＣ１と第２のダイオードＤ２との接続点は第３のダイオードＤ３のアノードに接続され、第３のダイオードＤ３のカソードは第２のコンデンサＣ２を介して接地されている。第３のダイオードＤ３のカソードと第２のコンデンサＣ４との接続点は第４のスイッチＳ４を介して第１の出力端子４１に接続されている。第２の出力端子４２は接地されている。制御回路３４は、発振器３２から供給されるクロック信号に同期して、第２乃至第４のスイッチＳ２〜Ｓ４のオン／オフを制御する。
【００２９】
スイッチ回路２２において、主スイッチＳ１をオンすることにより、インダクタＬ１に磁気エネルギーを蓄え、主スイッチＳ１をオフすることにより、インダクタＬ１に蓄えられた磁気エネルギーをＡＣ電圧として発生する。
【００３０】
整流選択回路２４において、第１及び第２のダイオードＤ１、Ｄ２と、第１のコンデンサＣ１との組み合わせは、ＡＣ電圧を整流・平滑して一方の極性の電圧を生成する整流・平滑回路として動作する。第２のスイッチＳ２と、第３のダイオードＤ３と、第２のコンデンサＣ２との組み合わせは、一方の極性の電圧を反転して、他方の極性の電圧を生成する反転回路として動作する。第３及び第４のスイッチＳ３及びＳ４の組み合わせは、一方の極性の電圧と他方の極性の電圧とを選択的に切り換えて、上記プラス、マイナスのパルス電圧を発生する選択回路として動作する。
【００３１】
次に、図８に示したパルス発生装置１０Ｂの動作について説明する。第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１と第３のスイッチＳ３とは逆方向に動作するように、そのオン／オフが制御される。
【００３２】
第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１がオンすると、入力電源１６から第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１を介してインダクタＬ１に電流が流れ、インダクタＬ１に磁気エネルギーが蓄えられる。第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１がオフすると、図８の点線で示されるような、インダクタＬ１、第２のダイオードＤ２、第１のコンデンサＣ１、および第１のダイオードＤ１の経路で電流が流れ、第１のコンデンサＣ１に電荷が蓄えられる。
【００３３】
次に、第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１をオンし、第２のスイッチＳ２をオンすると、図８の破線で示されるような、第１のコンデンサＣ１、第３のダイオードＤ３、第２のコンデンサＣ２、及び第２のスイッチＳ２の経路で電流が流れ、第２のコンデンサＣ２に正の電荷が蓄えられる。
【００３４】
第４のスイッチＳ４をオンすると、第１及び第２の出力端子４１、４２間にプラスのパルス電圧が得られる。
【００３５】
第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１をオフし、第３のスイッチＳ３をオンすることにより、第１及び第２の出力端子４１、４２間にマイナスのパルス電圧が得られる。
【００３６】
第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１のオン／オフ時間（デューティ比）を制御することにより、出力電圧の値を変化させることができる。
【００３７】
図９を参照して、本発明の第３の実施の形態に係るパルス発生装置１０Ｃについて説明する。図示のパルス発生装置１０Ｃは、制御回路３４の代わりに第１及び第２の制御回路３４−１、３４−２を備え、第３及び第４のスイッチＳ３及びＳ４の代わりに１つの切換えスイッチから成る第３のスイッチＳ３′を備え、更に、第３のコンデンサＣ３と第４のダイオードＤ４とを有する点を除いて、図８に示したパルス発生装置１０Ｂと同様の構成を有する。従って、図８に示されたものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付して、説明の簡略化のためにそれらの説明を省略する。
【００３８】
整流選択回路２４Ａは、第２及び第３のスイッチＳ２、Ｓ３′と、第１乃至第４のダイオードＤ１〜Ｄ４と、第１乃至第３のコンデンサＣ１〜Ｃ３とから構成されている。
【００３９】
第４のダイオードＤ４のカソードは、第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１と第１のダイオードＤ１との接続点に接続され、第４のダイオードＤ４のアノードは第３のコンデンサＣ３を介して接地されている。第３のスイッチＳ３′の一方の可動接点は、第４のダイオードＤ４と第３のコンデンサＣ３との接続点に接続され、他方の可動接点は、第３のダイオードＤ３と第２のコンデンサＣ２との接続点に接続されている。第３のスイッチＳ３′の固定接点は第１の出力端子４１に接続されている。第１の制御回路３４−１は、発振器３２から供給されるクロック信号に同期して、第２のスイッチＳ２のオン／オフを制御する。第２の制御回路３４−２は、発振器３２から供給されるクロック信号に同期して、第３のスイッチＳ３′の切換えを制御する。
【００４０】
図示のパルス発生装置１０Ｃは、第４のダイオードＤ４を第３のスイッチＳ３′の一方の可動接点と第１のダイオードＤ２のカソードとの間に挿入することにより、第３のスイッチＳ３′に関係なく、第１及び第２のスイッチＳ１及びＳ２を制御して良いタイプのパルス発生装置である。
【００４１】
整流選択回路２４Ａにおいて、第１、第２及び第４のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ４と、第１及び第３のコンデンサＣ１、Ｃ３との組合わせは、ＡＣ電圧を整流・平滑して一方の極性の電圧を生成する整流・平滑回路として動作する。第２のスイッチＳ２と第３のダイオードＤ３と第２のコンデンサＣ２との組み合わせは、一方の極性の電圧を反転して、他方の極性の電圧を生成する反転回路として動作する。第３のスイッチＳ３′は、一方の極性の電圧と他方の極性の電圧とを選択的に切り換えて、上記プラス、マイナスのパルス電圧を発生する選択回路として動作する。
【００４２】
次に、図９に示されたパルス発生装置１０Ｃの動作について説明する。
【００４３】
第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１がオンすると、入力電源１６から第１のスイッチＳ１を介してインダクタＬ１に電流が流れ、インダクタＬ１に磁気エネルギーが蓄えられる。第２のスイッチＳ２をオフすることにより、インダクタＬ１から第２のダイオードＤ２、第１のコンデンサＣ１、および第１のインダクタＤ１を通って電流が流れ、第１のコンデンサＣ１に電荷が蓄えられる。と当時に、インダクタＬ１から第３のコンデンサＣ３および第４のダイオードＤ４を通って電流が流れ、第３のコンデンサＣ３に負の電荷が蓄えられる。
【００４４】
第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１をオンし、第２のスイッチＳ２をオンすることにより、第１のコンデンサＣ１から、第３のダイオードＤ３、第２のコンデンサＣ２、および第２のスイッチＳ２を介して電流が流れ、第２のコンデンサＣ２に正の電荷が蓄えられる。
【００４５】
第３のスイッチＳ３′の切換えを制御することにより、プラスとマイナスの出力電圧の生成タイミングを制御することができる。
【００４６】
図１０を参照して、本発明の第４の実施の形態に係るパルス発生装置１０Ｄについて説明する。
【００４７】
図示のパルス発生装置１０Ｄは、スイッチ回路２２Ａとして第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１とインダクタＬ１とを備えている。整流選択回路２４Ｂは、第２及び第３のスイッチＳ２、Ｓ３と、第１乃至第３のダイオードＤ１〜Ｄ３と、第１乃至第３のコンデンサＣ１〜Ｃ３とから構成されている。尚、図１０においては、図８に示したものと同一の参照符号を付しているが、接続関係が後述するように相違している。
【００４８】
詳述すると、入力電源１６の陽極は、インダクタＬ１および第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１を介して入力電源１６の陰極に接続されている。入力電源１６の陰極は接地されている。インダクタＬ１と第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１との接続点には第１のダイオードＤ１のアノードが接続され、第１のダイオードＤ１のカソードは第１のコンデンサＣ１を介して接地されている。第１のダイオードＤ１と第１のコンデンサＣ１との接続点は第２のスイッチＳ２を介して第１の出力端子４１に接続されている。
【００４９】
また、インダクタＬ１と第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１との接続点は第２のコンデンサＣ２を介して第２のダイオードＤ２のアノードに接続され、第２のダイオードＤ２のカソードは接地されている。第２のコンデンサＣ２と第２のダイオードＤ２との接続点は第３のダイオードＤ３のカソードに接続され、第３のダイオードＤ３のアノードは第３のコンデンサＣ３を介して接地されている。第３のダイオードＤ３と第３のコンデンサＣ３との接続点は第３のスイッチＳ３を介して第１の出力端子４１に接続されている。第２の出力端子４２は接地されている。
【００５０】
パルス幅変調器３６は、発振器３２から供給されるクロック信号に同期して、ＰＷＭ信号を第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１へ供給し、それにより第１のスイッチＳ１のオン／オフを制御している。制御回路３４は、発振器３２から供給されるクロック信号に同期して、第２及び第３のスイッチＳ２及びＳ３のオン／オフを制御する。
【００５１】
整流選択回路２４Ｂにおいて、第１及び第２のダイオードＤ１、Ｄ２と、第１及び第２のコンデンサＣ１、Ｃ２の組み合わせは、ＡＣ電圧を整流・平滑して一方の極性の電圧を生成する整流・平滑回路として動作する。第３のダイオードＤ３と第３のコンデンサＣ３との組み合わせは、一方の極性の電圧を反転して、他方の極性の電圧を生成する反転回路として動作する。第２及び第３のスイッチＳ２、Ｓ３は、一方の極性の電圧と他方の極性の電圧とを選択的に切り換えて、上記プラス、マイナスのパルス電圧を発生する選択回路として動作する。
【００５２】
次に、図１０に示したパルス発生装置１０Ｄの動作について説明する。
【００５３】
第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１がオンすると、入力電源１６からインダクタＬ１及び第１のスイッチＳ１を通って電流が流れ、インダクタＬ１に磁気エネルギーが蓄えらえる。と同時に、第２のコンデンサＣ２に蓄えられていた電荷は、第２のコンデンサＣ２から、第１のスイッチＳ１、第３のコンデンサＣ３、及び第３のダイオードＤ３を通って電流として流れる。これにより、第２のコンデンサＣ２から第３のコンデンサＤ３に電荷が充電される。
【００５４】
第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１がオフすると、インダクタＬ１から、第１のダイオードＤ１、第１のコンデンサＣ１、及び入力電源Ｅ１を通って電流が流れる。よって、第１のコンデンサＣ１に正の電荷が蓄えられる。と同時に、インダクタＬ１から、第２のコンデンサＣ２、第２のダイオードＤ２、及び入力電源Ｅ１を通って電流が流れ、第２のコンデンサＣ２に電荷が蓄えられる。
【００５５】
本実施の形態では、第２及び第３のスイッチＳ２及びＳ３のオン／オフの制御は、第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１のオン／オフと無関係に行っても良いし、第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１のオン／オフに同期させても良い。
【００５６】
図１１を参照して、本発明の第５の実施の形態に係るパルス発生装置１０Ｅについて説明する。
【００５７】
図示のパルス発生装置１０Ｅは、スイッチ回路２２Ａとして、図１０に示されたパルス発生装置１０Ｄと同様に、インダクタＬ１と第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１とを備えている。整流選択回路２４Ｃは、第２及び第３のスイッチＳ２、Ｓ３と、第１乃至第５のダイオードＤ１〜Ｄ５と、第１乃至第４のコンデンサＣ１〜Ｃ４とから構成されている。尚、図１１においては、図８乃至図１０に示したものと同一の参照符号を付しているが、接続関係が後述するように相違している。
【００５８】
詳述すると、入力電源１６の陽極はインダクタＬ１及び第１のスイッチＳ１を介して入力電源１６の陰極に接続されている。入力電源１６の陰極は接地されている。インダクタＬ１と第１のスイッチＳ１との接続点は第１のダイオードＤ１のアノードに接続され、第１のダイオードＤ１のカソードは第１のコンデンサＣ１を介して第２のダイオードＤ２のアノードに接続され、第２のダイオードＤ２のカソードは入力電源Ｅ１の陽極に接続されている。
【００５９】
第１のコンデンサＣ１と第２のダイオードＤ２との接続点は、第２のスイッチＳ２を介して接地されている。第１のダイオードＤ１と第１のコンデンサＣ１の接続点は、第３のスイッチＳ３及び第２のコンデンサＣ２を介して接地されている。また、入力電源１６の陽極は第３のダイオードＤ３のカソードに接続され、第３のダイオードＤ３のアノードは第３のコンデンサＣ３及び第４のスイッチＳ４を介して接地されている。
【００６０】
また、インダクタＬ１と第１のスイッチＳ１との接続点には第４のダイオードＤ４のアノードが接続され、第４のダイオードＤ４のカソードは第３のコンデンサＣ３と第４のスイッチＳ４との接続点に接続されている。第３のダイオードＤ３と第３のコンデンサＣ３の接続点には第５のダイオードＤ５のカソードが接続され、第５のダイオードＤ５のアノードは第４のコンデンサＣ４を介して接地されている。
【００６１】
第３のスイッチＳ３と第２のコンデンサＣ２の接続点は第５のスイッチＳ５を介して第１の出力端子４１に接続されている。第４のコンデンサＣ４と第５のダイオードＤ５との接続点は第６のスイッチＳ６を介して第１の出力端子４１に接続されている。第２の出力端子４２は接地されている。
【００６２】
第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１のオン／オフは、パルス幅変調器３６から供給されるＰＷＭ信号によって制御される。第１の制御回路３４Ａ−１は、発振器３２から供給されるクロック信号に同期して、第２乃至第４のスイッチＳ２〜Ｓ４のオン／オフを制御する。第２の制御回路３４Ａ−２は、発振器３２から供給されるクロック信号に同期して、第５及び第６のスイッチＳ５及びＳ６のオン／オフを制御する。
【００６３】
整流選択回路２４Ｃにおいて、第１乃至第３のコンデンサＣ１〜Ｃ３と、第２及び第３のスイッチＳ２、Ｓ３と、第１乃至第４のダイオードＤ１〜Ｄ４と、第２及び第３のスイッチＳ２、Ｓ３との組み合わせは、ＡＣ電圧を整流・平滑して一方の極性の電圧を生成する整流・平滑回路として動作する。第４のスイッチＳ４と、第４のコンデンサＣ４と、第５のダイオードＤ５との組み合わせには、一方の極性の電圧を反転して、他方の極性の電圧を生成する反転回路として動作する。第５及び第６のスイッチＳ５、Ｓ６の組合わせは、一方の極性の電圧と他方の極性の電圧とを選択的に切り換えて、上記プラス、マイナスのパルス電圧を発生する選択回路として動作する。
【００６４】
次に、図１１に示したパルス発生装置１０Ｅの動作について説明する。
【００６５】
第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１がオンすると、入力電源１６からインダクタＬ１及び第１のスイッチＳ１を通って電流が流れ、インダクタＬ１に磁気エネルギーが蓄えられる。このとき、第２乃至第４のスイッチＳ２〜Ｓ４はオン状態にある。従って、第１のコンデンサＣ１に蓄えられている電荷は、第１のコンデンサＣ１から第３のスイッチＳ３、第２のコンデンサＣ２、及び第２のスイッチＳ２を通って電流として流れ、第１のコンデンサＣ１から第２のコンデンサＣ２に電荷が充電される。また、第３のコンデンサＣ３に蓄えられている電荷は、第３のコンデンサＣ３から第４のスイッチＳ４、第４のコンデンサＣ４、及び第５のダイオードＤ５を通って電流として流れ、第３のコンデンサＣ３から第４のコンデンサＣ４に電荷が充電される。
【００６６】
第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１がオフすると、第２乃至第４のスイッチＳ２〜Ｓ４もオフ状態にされる。その結果、インダクタＬ１から第１のダイオードＤ１、第１のコンデンサＣ１、及び第２のダイオードＤ２を通って電流が流れると共に、インダクタＬ１から第４のダイオードＤ４、第３のコンデンサＣ３、及び第３のダイオードＤ３を通って電流が流れ、第１及び第３のコンデンサＣ１及びＣ３が充電される。
【００６７】
図１２を参照して、本発明の第６の実施の形態に係るパルス発生装置１０Ｆについて説明する。図示のパルス発生装置１０Ｆは、スイッチング電源（パルス発生回路）１４Ａと昇圧回路５０とを備えている。尚、スイッチング電源としては、図３及び図５に示したスイッチング電源のみでなく、図７〜図１１に図示して説明したスイッチング電源１４Ｂ等を使用しても良いのは勿論である。
【００６８】
昇圧回路５０は、スイッチング電源１４Ａから出力された第１の出力電圧を昇圧して、第２の出力電圧を出力する。すなわち、昇圧回路５０は、スイッチング電源１４Ａから出力されるプラス、マイナスのパルス電圧（第１の出力電圧）を昇圧して、昇圧したプラス、マイナスのパルス電圧を第２の出力電圧として出力する。
【００６９】
図１２に加えて図１３をも参照して、図１２に図示したパルス発生装置１０Ｆの動作について説明する。図１３において、（Ａ）はスイッチング電源１４Ａから出力される第１の出力電圧の波形を示し、（Ｂ）は昇圧回路５０から出力される第２の出力電圧を示す。
【００７０】
スイッチング電源１４Ａは、第１の出力電圧として、第１のプラス電圧Ｅ１を持つ正パルスと第１のマイナス電圧−Ｅ１を持つ負パルスとの繰り返しから成る電圧を発生する。昇圧回路５０は、第２の出力電圧として、第２のプラス電圧Ｅ２を持つ正パルスと第２のマイナス電圧−Ｅ３を持つ負パルスとの繰り返しから成る電圧を発生する。ここで、第２のプラス電圧Ｅ２は第１のプラス電圧Ｅ１より高い。また、第２のマイナス電圧−Ｅ３の絶対値Ｅ３は、第１のマイナス電圧−Ｅ１の絶対値Ｅ１より大きい。
【００７１】
このように、スイッチング電源１４Ａの出力端子に昇圧回路５０を接続することによって、スイッチング電圧１４Ａが発生する第１のプラス電圧Ｅ１、第２のマイナス電圧−Ｅ１に比べて、その絶対値が大きい、第２のプラス電圧Ｅ２、第２のマイナス電圧−Ｅ３を発生することができる。
【００７２】
図１４に、図１２に示した昇圧回路の第１の例を示す。図示の昇圧回路５０Ａは、第１の２倍圧回路５１と、第２の２倍圧回路５２と、発振器（ＯＳＣ）５４と、制御回路５５と、スイッチＳ１とから構成されている。
【００７３】
第１の２倍圧回路５１は、第１及び第２のコンデンサＣ１、Ｃ２と、第１及び第２のダイオードＤ１、Ｄ２とから構成されている。第１の２倍圧回路５１は、第１の出力電圧の第１のプラス電圧Ｅ１を２倍に昇圧して、第２のプラス電圧としてプラス電圧２Ｅ１を出力する。
【００７４】
第２の２倍圧回路５２は、第３及び第４のコンデンサＣ３、Ｃ４と、第３及び第４のダイオードＤ３，Ｄ４とから構成されている。第２の２倍圧回路５２は、第１の出力電圧の第１のマイナス電圧−Ｅ１を２倍に昇圧して、第２のマイナス電圧としてマイナス電圧−２Ｅ１を出力する。
【００７５】
発振器５４から供給されるクロック信号に同期して、制御回路５５はスイッチＳ１を、第１の２倍圧回路５１側か第２の２倍圧回路５２側かを切り換えて出力する。
【００７６】
このような昇圧回路５０Ａによれば、第１の出力電圧の第１のプラス電圧と第１のマイナス電圧を共に２倍した、第２の出力電圧を出力することができる。
【００７７】
図１５は、図１２に示した昇圧回路の第２の例を示す。図示の昇圧回路５０Ｂは、第２の２倍圧回路５２の代わりに、３倍圧回路５２Ａを有している点を除いて、図１４に図示した昇圧回路５０Ａと同様の構成を有し、動作をする。
【００７８】
このような構成の昇圧回路５０Ｂによれば、第１の出力電圧の第１のプラス電圧を２倍にし、第１のマイナス電圧を３倍にした、第２の出力電圧を出力することができる。
【００７９】
図１６を参照して、本発明の第７の実施の形態に係るパルス発生装置１０Ｇについて説明する。図示のパルス発生装置１０Ｇは、スイッチング電源１４Ａと降圧回路６０とを備えている。尚、スイッチング電源としては、図３及び図５に示したスイッチング電源のみでなく、図７〜図１１に図示して説明したスイッチング電源１４Ｂ等を使用しても良いのは勿論である。
【００８０】
降圧回路６０は、スイッチング電源１４Ａから出力された第１の出力電圧を降圧して、第２の出力電圧を出力する。すなわち、降圧回路６０は、スイッチング電源１４Ａから出力されたプラス、マイナスのパルス電圧（第１の出力電圧）を降圧して、降圧したプラス、マイナスのパルス電圧を第２の出力電圧として出力する。
【００８１】
図１６に加えて図１７をも参照して、図１６に図示したパルス発生装置１０Ｇの動作について説明する。図１７において、（Ａ）はスイッチング電源１４Ａから出力される第１の出力電圧の波形を示し、（Ｂ）は降圧回路６０から出力される第２の出力電圧を示す。
【００８２】
スイッチング電源１４Ａは、第１の出力電圧として、第１のプラス電圧Ｅ１を持つ正パルスと第１のマイナス電圧−Ｅ１を持つ負パルスとの繰り返しから成る電圧を発生する。降圧回路６０は、第２の出力電圧として、第２のプラス電圧Ｅ２を持つ正パルスと第２のマイナス電圧−Ｅ３を持つ負パルスとの繰り返しから成る電圧を発生する。ここで、第２のプラス電圧Ｅ２は第１のプラス電圧Ｅ１より低い。また、第２のマイナス電圧−Ｅ３の絶対値Ｅ３は、第１のマイナス電圧−Ｅ１の絶対値Ｅ１より小さい。
【００８３】
このように、スイッチング電源１４Ａの出力端子に降圧回路６０を接続することによって、スイッチング電圧１４Ａが発生する第１のプラス電圧Ｅ１、第２のマイナス電圧−Ｅ１に比べて、その絶対値が小さい、第２のプラス電圧Ｅ２、第２のマイナス電圧−Ｅ３を発生することができる。
【００８４】
図１８に、図１６に示した降圧回路の第１の例を示す。図示の降圧回路６０Ａは、第１の１／２倍圧回路６１と、第２の１／２倍圧回路６２と、発振器（ＯＳＣ）６４と、制御回路６５と、スイッチＳ１とから構成されている。
【００８５】
第１の１／２倍圧回路６１は、第１及び第２のコンデンサＣ１、Ｃ２と、第１のダイオードＤ１とから構成されている。第１の１／２倍圧回路６１は、第１の出力電圧の第１のプラス電圧Ｅ１を１／２倍して、第２のプラス電圧としてプラス電圧Ｅ１／２を出力する。
【００８６】
第２の１／２倍圧回路６２は、第３及び第４のコンデンサＣ３、Ｃ４と、第２のダイオードＤ２とから構成されている。第２の１／２倍圧回路６２は、第１の出力電圧の第１のマイナス電圧−Ｅ１を１／２倍して、第２のマイナス電圧としてマイナス電圧−Ｅ１／２を出力する。
【００８７】
発振器６４から供給されるクロック信号に同期して、制御回路６５はスイッチＳ１を、第１の１／２倍圧回路６１側か第２の１／２倍圧回路６２側かを切り換えて出力する。
【００８８】
このような降圧回路６０Ａによれば、第１の出力電圧の第１のプラス電圧と第１のマイナス電圧を共に１／２倍した、第２の出力電圧を出力することができる。
【００８９】
図１９は、図１６に示した降圧回路の第２の例を示す。図示の降圧回路６０Ｂは、第２の１／２倍圧回路６２の代わりに、１／３倍圧回路６２Ａを有している点を除いて、図１８に図示した降圧回路６０Ａと同様の構成を有し、動作をする。
【００９０】
このような構成の降圧回路６０Ｂによれば、第１の出力電圧の第１のプラス電圧を１／２倍にし、第１のマイナス電圧を１／３倍にした、第２の出力電圧を出力することができる。
【００９１】
図２０を参照して、本発明の第８の実施の形態に係るパルス発生装置１０Ｈについて説明する。図示のパルス発生装置１０Ｈは、スイッチング電源１４Ａと昇圧又は降圧回路７０と制御器７２とを備えている。尚、スイッチング電源としては、図３及び図５に示したスイッチング電源のみでなく、図７〜図１１に図示して説明したスイッチング電源１４Ｂ等を使用しても良いのは勿論である。
【００９２】
スイッチング電源１４Ａから出力されるプラス電圧又はマイナス電圧のどちらか片方の電圧が制御器７２へ直接送出される。一方、その制御器７２へ送出された電圧と逆極性の電圧が、スイッチング電源１４Ａから昇圧又は降圧回路７０へ送出される。昇圧又は降圧回路７０は、そのスイッチング電源１４Ａから受けた電圧を昇圧又は降圧して、その出力電圧を制御器７２へ送出する。制御器７２は、スイッチング電源１４Ａから供給された電圧と昇圧又は降圧回路７０から供給された電圧とのどちらかを一方を選択して、第２の出力電圧を出力する。
【００９３】
換言すれば、昇圧又は降圧回路７０は、スイッチング電源１４Ａから出力されたプラス、マイナスのパルス電圧の一方を昇圧又は降圧して、昇圧又は降圧した電圧を出力する。制御器７２は、この昇圧又は降圧した電圧と、スイッチング電源１４Ａから出力されたプラス、マイナスのパルス電圧の他方とを選択的に切り換えて出力する。
【００９４】
図２０に加えて図２１をも参照して、図２０に図示したパルス発生装置１０Ｈの動作について説明する。図２１において、（Ａ）はスイッチング電源１４Ａから出力される第１の出力電圧の波形を示し、（Ｂ）は制御器７２から出力される第２の出力電圧を示す。
【００９５】
図２１は、スイッチング電源１４Ａから出力される第１の出力電圧の第１のプラス電圧が直接、制御器７２へ送出され、第１のマイナス電圧が昇圧又は降圧回路７０へ送出されており、昇圧又は降圧回路７０として昇圧回路を使用している例を示している。
【００９６】
スイッチング電源１４Ａは、第１の出力電圧として、第１のプラス電圧Ｅ１を持つ正パルスと第１のマイナス電圧−Ｅ１を持つ負パルスとの繰り返しから成る電圧を発生する。第１のプラス電圧Ｅ１は、直接、制御器７２へ送出される。昇圧又は降圧回路（本例では、昇圧回路）７０は、第１のマイナス電圧−Ｅ１を−Ｅ２に昇圧して、出力する。制御器７２は、第２のプラス電圧が第１のプラス電圧Ｅ１に等しく、第２のマイナス電圧が−Ｅ２の第２の出力電圧を出力する。
【００９７】
同様に、昇圧又は降圧回路７０として降圧回路を使用することにより、第２のプラス電圧は第１のプラス電圧Ｅ１に等しく、第２のマイナス電圧を第１のマイナス電圧より降圧した、第２の出力電圧を出力することができる。
【００９８】
以上説明した例では、マイナス電圧を昇圧又は降圧しているが、プラス電圧を昇圧又は降圧することもできるは言うまでもない。
【００９９】
図２２に、図２１に示した昇圧又は降圧回路７０と制御器７２の具体例を示す。図示の昇圧又は降圧回路７０は、２倍圧回路から成る。制御器７２は、発振器（ＯＳＣ）７２１と、制御回路７２２と、スイッチＳ１とから構成されている。
【０１００】
このような構成によれば、第１の出力電圧のうち第１のマイナス電圧のみを２倍圧回路７０で昇圧して、制御器７２からは、第２のプラス電圧は第２のプラス電圧に等しく、第１のマイナス電圧のみを共に２倍した、第２の出力電圧を出力させることができる。
【０１０１】
図２３を参照して、本発明の第９の実施の形態に係るパルス発生装置１０Ｉについて説明する。図示のパルス発生装置１０Ｉは、スイッチング電源１４Ａと、昇圧回路７６と、降圧回路７７と、制御器７２とを備えている。尚、スイッチング電源としては、図３及び図５に示したスイッチング電源のみでなく、図７〜図１１に図示して説明したスイッチング電源１４Ｂ等を使用しても良いのは勿論である。
【０１０２】
スイッチング電源１４Ａから出力されるプラス電圧又はマイナス電圧のどちらか片方の電圧が昇圧回路７６へ送出される。一方、その昇圧回路７６へ送出された電圧と逆極性の電圧が、スイッチング電源１４Ａから降圧回路７７へ送出される。昇圧回路７６は、スイッチング電源１４Ａから受けた電圧を昇圧して、その昇圧された電圧を制御器７２へ送出する。降圧回路７７は、スイッチング電源１４Ａから受けた電圧を降圧して、その降圧された電圧を制御器７２へ送出する。制御器７２は、昇圧回路７６によって昇圧された電圧と降圧回路７７によって降圧された電圧とのどちらかを一方を選択して、第２の出力電圧を出力する。
【０１０３】
図２３に加えて図２４をも参照して、図２３に図示したパルス発生装置１０Ｉの動作について説明する。図２４において、（Ａ）はスイッチング電源１４Ａから出力される第１の出力電圧の波形を示し、（Ｂ）は制御器７２から出力される第２の出力電圧を示す。
【０１０４】
図２４は、スイッチング電源１４Ａから出力される第１の出力電圧の第１のプラス電圧が降圧回路７７で降圧され、第１のマイナス電圧が昇圧回路７６で昇圧された例を示している。
【０１０５】
スイッチング電源１４Ａは、第１の出力電圧として、第１のプラス電圧Ｅ１を持つ正パルスと第１のマイナス電圧−Ｅ１を持つ負パルスとの繰り返しから成る電圧を発生する。第１のマイナス電圧−Ｅ１は、昇圧回路７６によって第２のマイナス電圧−Ｅ３に昇圧され、第１のプラス電圧Ｅ１は、降圧回路７７によって第２のプラス電圧Ｅ２に降圧されている。制御器７２は、第２のプラス電圧Ｅ２が第１のプラス電圧Ｅ１より低く、第２のマイナス電圧−Ｅ３の絶対値が第１のマイナス電圧−Ｅ１の絶対値より大きい、第２の出力電圧を出力する。
【０１０６】
図２４に示す例では、プラス電圧を降圧し、マイナス電圧を昇圧しているが、逆に、プラス電圧を昇圧し、マイナス電圧を降圧することができることは容易に理解されるだろう。
【０１０７】
図２５に、図２３に示した昇圧回路７６、降圧回路７７、及び制御器７２の具体例を示す。昇圧回路７６は２倍圧回路で構成され、降圧回路７０は１／２倍圧回路で構成されている。制御器７２は、発振器（ＯＳＣ）７２１と、制御回路７２２と、スイッチＳ１とから構成されている。
【０１０８】
このような構成によれば、第１の出力電圧のうち第１のプラス電圧を降圧回路７７で降圧し、第１のマイナス電圧を昇圧回路７６で昇圧して、制御器７２からは、第１のプラス電圧の１／２倍に等しい第２のプラス電圧を持ち、第１のマイナス電圧の２倍に等しい第２のマイナス電圧を持つ、第２の出力電圧を出力させることができる。
【０１０９】
図２６を参照して、本発明の第１０の実施の形態に係るパルス発生装置１０Ｊについて説明する。
【０１１０】
図示の電源装置１０Ｊは、制御器の構成が後述するように図８に示したパルス発生装置１０Ｂのものと相違する点を除いて、同一の構成を有し、同一の作用をする。従って、制御器に１８２Ｄの参照符号を付してある。図８に図示したものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付して、説明の簡略化のためにそれらの説明を省略する。
【０１１１】
制御器１８２Ｄは、周波数制御回路３８と、発振器（ＯＳＣ）３２Ａと、第１及び第２のスイッチ制御回路３４Ｂ−１、３４Ｂ−２と、パルス幅変調器３６とから構成されている。
【０１１２】
周波数制御回路３８は、検出回路１８１で検出された検出信号に基いて、発振器３２Ａの発振周波数（クロック周波数）を制御する。第１の制御回路３４Ｂ−１は、発振器３２Ａから供給されるクロック信号に同期して、第２のスイッチＳ２のオン／オフを制御する。第２の制御回路３４Ｂ−２は、第３及び第４のスイッチＳ３，Ｓ４のオン／オフを制御する。パルス幅変調器３６は、発振器３２Ａから供給されるクロック信号に同期して、ＰＷＭ信号を発生して、第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１のオン／オフを制御する。
【０１１３】
この技術分野において周知のように、コンデンサの容量Ｃと印加電圧Ｖとによって、コンデンサに蓄えられる電荷量Ｑが決定される。すなわち、Ｑ＝ＣＶで表される。従って、小さい容量のコンデンサで大きな容量のコンデンサをチャージする場合、何回かチャージを繰り返す必要がある。
【０１１４】
本実施の形態に係るパルス発生装置１０Ｊでは、後述するように、このチャージ回数を制御することによって、出力電圧を制御している。
【０１１５】
次に、図２６に示したパルス発生装置１０Ｊの動作について説明する。ここでは、第１のコンデンサＣ１の容量が第２のコンデンサＣ２の容量よりも小さいとする。すなわち、Ｃ１＜Ｃ２である。
【０１１６】
パルス発生装置１０Ｊの基本的な動作は、図８のパルス発生装置１０Ｂの動作と同じであるので、以下では、異なる動作について主に説明する。第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１がオフのとき、第１のコンデンサＣ１がチャージされる。第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１がオンし、第２のスイッチＳ２がオンした時に、第１のコンデンサＣ１から第２のコンデンサＣ２へと電荷がチャージされる。従って、第１及び第２のスイッチＳ１、Ｓ２のスイッチング周波数を制御することにより、第２のコンデンサＣ２の両端の電圧を制御することができる。
【０１１７】
図２７を参照して、本発明の第１１の実施の形態に係るパルス発生装置１０Ｋについて説明する。
【０１１８】
図示のパルス発生装置１０Ｋは、整流選択回路及び制御器の構成が後述するように図２６に示した電源装置１０Ｊのものと相違する点を除いて、同一の構成を有し、同一の作用をする。従って、整流選択回路及び制御器に、それぞれ、２４Ｄ及び１８２Ｅの参照符号を付してある。図２６に図示したものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付して、説明の簡略化のためにそれらの説明を省略する。
【０１１９】
整流選択回路２４Ｄは、第３のコンデンサＣ３と第５のスイッチＳ５とを更に有する点を除いて、図２６に図示した整流選択回路２４と同様の構成を有し、動作をする。
【０１２０】
第２のコンデンサＣ２と並列に、第３のコンデンサＣ３と第５のスイッチＳ５との直列回路が接続されている。第３のコンデンサＣ３と第５のスイッチＳ５との接続点に、第４のスイッチＳ４の一端が接続され、第４のスイッチＳ４の他端は第１の出力端子４１に接続されている。
【０１２１】
制御器１８２Ｅは、周波数制御回路３８と、第１の発振器（ＯＳＣ）３２Ａと、第１及び第２のスイッチ制御回路３４Ｃ−１、３４Ｂ−２と、パルス幅変調器３６と、第２の発振器（ＯＳＣ）３９とから構成されている。
【０１２２】
第１のスイッチ制御回路３４Ｃ−１は、第１の発振器３２Ａから供給されるクロック信号に同期して、第２及び第５のスイッチＳ２、Ｓ５のオン／オフを制御する。第２の発振器３９は、第１の発振器３２Ａの第１のクロック周波数とは異なる第２のクロック周波数を持つ第２のクロック信号を発振する。この第２のクロック信号に同期して、パルス幅変調器３６は、ＰＷＭ信号を発生して、第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１のオン／オフを制御する。
【０１２３】
次に、図２７に示したパルス発生装置１０Ｋの動作について説明する。ここでは、第２のコンデンサＣ２の容量が第３のコンデンサＣ３の容量よりも小さいとする。すなわち、Ｃ２＜Ｃ３である。
【０１２４】
パルス発生装置１０Ｋの基本的な動作は、図８のパルス発生装置１０Ｂの動作と同じであるので、以下では、異なる部分の動作について主に説明する。第１のスイッチ（主スイッチ）Ｓ１がオンすると、入力電源１６から主スイッチＳ１を介してインダクタＬ１へ電流が流れ、インダクタＬ１に磁気エネルギーが蓄えられる。また、第２のスイッチＳ２がオンすることにより、第１のコンデンサＣ１に蓄えられた電荷は、第３のダイオードＤ３、第２のコンデンサＣ２、及び第２のスイッチＳ２を介して電流として流れ、第２のコンデンサＣ２がチャージされる。ここで、第５のスイッチＳ５のオン／オフを制御することにより、第３のコンデンサＣ３の両端の電圧を制御することができる。主スイッチＳ１をオフすると、インダクタＬ１に蓄えられた磁気エネルギーは、インダクタＬ１から第２のダイオードＤ２、第１のコンデンサＣ１、及び第１のダイオードＤ１を介して電流として流れ、第１のコンデンサＣ１がチャージされる。
【０１２５】
尚、本実施の形態では、図２７の点線矢印で示されるように、パルス幅変調器３６は、第１の発振器３２Ａから供給される第１のクロック信号に同期して、ＰＷＭ信号を発生しても良い。この場合には、第２の発振器３９を削除することができる。
【０１２６】
図２８を参照して、本発明の第１２の実施の形態に係るパルス発生装置１０Ｌについて説明する。図示のパルス発生装置１０Ｌは、スイッチング電源１４Ａと、過電圧検出回路８２と、停止回路８４とから構成されている。尚、スイッチング電源１４Ａの出力端子には、図１２に示したような昇圧回路５０或いは図１６に示したような降圧回路６０が接続されても良い。尚、スイッチング電源としては、図３及び図５に示したスイッチング電源のみでなく、図７〜図１１に図示して説明したスイッチング電源１４Ｂ等を使用しても良いのは勿論である。
【０１２７】
過電圧検出回路８２は、スイッチング電源１４Ａから出力される出力電圧が過電圧であるか否かを検出して、過電圧である場合、過電圧検出信号を出力する。この過電圧検出信号に応答して、停止回路８４はスイッチング電源１４Ａの動作を停止する。
【０１２８】
図２９に図２８に示したパルス発生装置１０Ｌの過電圧検出回路８２の具体例を示す。図示の過電圧検出回路８２は、ダイオードＤ１とツェナーダイオードＤ２とから構成されている。過電圧検出回路８２は、スイッチング電源１４Ａから出力される出力電圧が過電圧であることを、ツェナーダイオードＤ２を用いて検出する。換言すれば、スイッチング電源１４Ａから出力されるパルス電圧が、ツェナーダイオードＤ２のツェナー電圧（基準電圧）を超えると、ツェナーダイオードＤ２はツェナー降伏を起こし、電流を停止回路８４へ流す。この電流を過電圧検出信号として停止回路８４は受ける。過電圧検出回路８２から出力された過電圧検出信号に応答して、停止信号８４は停止信号をスイッチング電源１４Ａへ送出して、スイッチング電源１４Ａの動作を停止させる。
【０１２９】
これにより、スイッチング電源１４Ａから出力されるパルス電圧が所定の基準電圧以上になったときに、スイッチング電源１４Ａの動作を停止させることができる。
【０１３０】
以上、本発明について好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定しないのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】従来のパルス発生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したパルス発生装置のパルス発生回路から出力される出力電圧の波形を示すタイムチャートである。
【図３】本発明に係るパルス発生装置の原理を説明するためのブロック図である。
【図４】図３に示したパルス発生装置から出力される出力電圧の波形を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るパルス発生装置を示すブロック図である。
【図６】図５に図示したパルス発生装置から出力される出力電圧の波形を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るパルス発生装置を示すブロック図である。
【図８】図７に図示したパルス発生装置の具体的な回路例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るパルス発生装置を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係るパルス発生装置を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係るパルス発生装置を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第６の実施の形態に係るパルス発生装置を示すブロック図である。
【図１３】図１２に図示したパルス発生装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１４】図１２に示した昇圧回路の第１の例を示すブロック図である。
【図１５】図１２に示した昇圧回路の第２の例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第７の実施の形態に係るパルス発生装置を示すブロック図である。
【図１７】図１６に図示したパルス発生装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１８】図１６に示した昇圧回路の第１の例を示すブロック図である。
【図１９】図１６に示した昇圧回路の第２の例を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第８の実施の形態に係るパルス発生装置を示すブロック図である。
【図２１】図２０に図示したパルス発生装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図２２】図２１に示した昇圧又は降圧回路と制御器の具体例を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第９の実施の形態に係るパルス発生装置を示すブロック図である。
【図２４】図２３に図示したパルス発生装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図２５】図２３に示した昇圧回路、降圧回路、及び制御器の具体例を示すブロック図である。
【図２６】本発明の第１０の実施の形態に係るパルス発生装置を示すブロック図である。
【図２７】本発明の第１１の実施の形態に係るパルス発生装置を示すブロック図である。
【図２８】本発明の第１２の実施の形態に係るパルス発生装置を示すブロック図である。
【図２９】図２８に図示したパルス発生装置の過電圧検出回路の具体例を示す回路図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０Ａ〜１０Ｌ    パルス発生装置
１４Ａ、１４Ｂ    （スイッチング電源＋スイッチ回路）
１６    ＤＣ入力電源
１８    （制御器＋検出回路）
１８１    検出回路
１８２〜１８２Ｅ    制御器
２２、２２Ａ    スイッチ回路
２４〜２４Ｄ    整流選択回路
３２、３２Ａ    発振器（ＯＳＣ）
３４    制御回路
３４−１、３４Ａ−１、３４Ｂ−１    第１の制御回路
３４−２、３４Ａ−２、３４Ｂ−２    第２の制御回路
３６    パルス幅変調器（ＰＷＭ）
３８    周波数制御回路
３９    発振器（ＯＳＣ）
４１    第１の出力端子
４２    第２の出力端子
５０    昇圧回路
５１、５２    ２倍圧回路
５２Ａ    ３倍圧回路
５４    発振器（ＯＳＣ）
５５    制御回路
６０    降圧回路
６１、６２    １／２倍圧回路
６２Ａ    １／３倍圧回路
６４    発振器（ＯＳＣ）
６５    制御回路
７０    昇圧又は降圧回路（２倍圧回路）
７２    制御器
７２１    発振器（ＯＳＣ）
７２２    制御回路
７６    昇圧回路（２倍圧回路）
７７    降圧回路（１／２倍圧回路）
８２    過電圧検出回路
８４    停止回路
【図１】
2006280078.tif 000003
【図２】
2006280078.tif 000004
【図３】
2006280078.tif 000005
【図４】
2006280078.tif 000006
【図５】
2006280078.tif 000007
【図６】
2006280078.tif 000008
【図７】
2006280078.tif 000009
【図８】
2006280078.tif 000010
【図９】
2006280078.tif 000011
【図１０】
2006280078.tif 000012
【図１１】
2006280078.tif 000013
【図１２】
2006280078.tif 000014
【図１３】
2006280078.tif 000015
【図１４】
2006280078.tif 000016
【図１５】
2006280078.tif 000017
【図１６】
2006280078.tif 000018
【図１７】
2006280078.tif 000019
【図１８】
2006280078.tif 000020
【図１９】
2006280078.tif 000021
【図２０】
2006280078.tif 000022
【図２１】
2006280078.tif 000023
【図２２】
2006280078.tif 000024
【図２３】
2006280078.tif 000025
【図２４】
2006280078.tif 000026
【図２５】
2006280078.tif 000027
【図２６】
2006280078.tif 000028
【図２７】
2006280078.tif 000029
【図２８】
2006280078.tif 000030
【図２９】
2006280078.tif 000031