(57)【要約】【課題】プログラマブルホトカプラ絶縁広帯域高圧電源変調器の提供。【解決手段】高圧モジュールを利用して入力電圧を昇圧し、並びに高圧モジュールに連接された広帯域変調モジュールにより高電圧に対して広帯域変調処理を行ない、広帯域変調高電圧を出力させる。そのうち、広帯域変調モジュールがコンピュータ装置の生成した変調信号を受け取り、広帯域変調処理を行なう。【選択図】        図１
2004213603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、
少なくとも一つの低電圧を提供する低電圧入力モジュールと、
該少なくとも一つの低電圧を受け取り周波数変調処理を行ない周波数変調電圧を出力する周波数変調ユニットと、
該周波数変調電圧を受け取り、並びに該周波数変調電圧に対して昇圧処理を行なって高電圧を獲得する高圧モジュールと、
高圧モジュールに連接され、並びに変調信号を受け取り、該変調信号により高電圧に対して広帯域変調処理を行ない、広帯域変調高電圧を出力する広帯域変調モジュールと、
を具えたことを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器。
【請求項２】
請求項１記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、高圧モジュールが高圧スイッチユニットを具えてバイポーラ或いは単一極性の高電圧出力を提供することを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器。
【請求項３】
請求項２記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、高圧スイッチユニットが複数の高圧スイッチを具えたことを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器。
【請求項４】
請求項３記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、高圧スイッチがトランジスタとされたことを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器。
【請求項５】
請求項１記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、広帯域変調モジュールが変圧器隔離回路とホトカプラ隔離回路を具え、該ホトカプラ隔離回路が該変圧器隔離回路と高圧スイッチユニットに連接されたことを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器。
【請求項６】
請求項５記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、ホトカプラ隔離回路が変調信号を受け取り、該変調信号により高圧スイッチユニットを切り換えることを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器。
【請求項７】
請求項１記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、広帯域変調モジュールが変圧器隔離回路とホトカプラ隔離回路を具え、該変圧器隔離回路が高電圧隔離に用いられることを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器。
【請求項８】
請求項７記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、ホトカプラ隔離回路が複数のホトカプラを具え、且つ各ホトカプラが前記変調信号を受け取ることを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器。
【請求項９】
請求項１記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、変調信号がコンピュータ装置規格により発生し、且つコンピュータ装置がその規格する変調信号を表示できることを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器。
【請求項１０】
請求項１記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、広帯域変調高電圧の電圧範囲が０Ｖ〜５０ＫＶとされた特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器。
【請求項１１】
請求項１記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、広帯域変調高電圧の周波数幅変調範囲が直流〜１００ＫＨｚとされたことを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の電源変調器に係り、特に、多くの研究領域で応用され、例えば生医学領域中で毛細電気誘導電源と雑交電場電源とされたり、光電領域では光電子倍増管（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ  Ｔｕｂｅｓ）、アバランシェホトダイオード（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅｓ）に応用されたり、電子工業中では半導体検出器（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ）、パルス式マイクロウエーブソース及びイオンポンプ等の装置に応用されるプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在の直流電源供給器（Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ）は僅かに定電圧或いは定電流を提供する単一機能しかなく、且つ変調の機能を具備していない。市場にはすでに任意の波形を生成できる波形ジェネレータがあるが、その出力レベルは低電圧（約１５Ｖ以下）に限られる。このほか現在の特殊な高圧変調器（ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）の出力電圧は固定されるかただ微調整のみを行なう機能を具備し、その変調周波数幅は有限で広帯域変調機能を具備することはできない。
【０００３】
現在研究領域中で連続高電圧（０Ｖ〜数十ＫＶ）と広帯域変調の機能を用いる必要がある場合、例えば、電気誘導で生物基音を探索したり、レーダー発射装置或いはＸ光装置、半導体機台等の装置はいずれもこのような電源供給器を必要とする。このためいかに高電圧出力と広帯域変調機能を有する直流電源供給器を提供するかが、解決を要する問題となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主要な目的は、一種のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器を提供することにあり、それはプログラマブルモニタリング、広帯域変調及び連続調整の機能を具えた高圧電源供給器であるものとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、
少なくとも一つの低電圧を提供する低電圧入力モジュールと、
該少なくとも一つの低電圧を受け取り周波数変調処理を行ない周波数変調電圧を出力する周波数変調ユニットと、
該周波数変調電圧を受け取り、並びに該周波数変調電圧に対して昇圧処理を行なって高電圧を獲得する高圧モジュールと、
高圧モジュールに連接され、並びに変調信号を受け取り、該変調信号により高電圧に対して広帯域変調処理を行ない、広帯域変調高電圧を出力する広帯域変調モジュールと、
を具えたことを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器としている。
請求項２の発明は、請求項１記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、高圧モジュールが高圧スイッチユニットを具えてバイポーラ或いは単一極性の高電圧出力を提供することを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器としている。
請求項３の発明は、請求項２記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、高圧スイッチユニットが複数の高圧スイッチを具えたことを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器としている。
請求項４の発明は、請求項３記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、高圧スイッチがトランジスタとされたことを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器としている。
請求項５の発明は、請求項１記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、広帯域変調モジュールが変圧器隔離回路とホトカプラ隔離回路を具え、該ホトカプラ隔離回路が該変圧器隔離回路と高圧スイッチユニットに連接されたことを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器としている。
請求項６の発明は、請求項５記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、ホトカプラ隔離回路が変調信号を受け取り、該変調信号により高圧スイッチユニットを切り換えることを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器としている。
請求項７の発明は、請求項１記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、広帯域変調モジュールが変圧器隔離回路とホトカプラ隔離回路を具え、該変圧器隔離回路が高電圧隔離に用いられることを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器としている。
請求項８の発明は、請求項７記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、ホトカプラ隔離回路が複数のホトカプラを具え、且つ各ホトカプラが前記変調信号を受け取ることを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器としている。
請求項９の発明は、請求項１記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、変調信号がコンピュータ装置規格により発生し、且つコンピュータ装置がその規格する変調信号を表示できることを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器としている。
請求項１０の発明は、請求項１記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、広帯域変調高電圧の電圧範囲が０Ｖ〜５０ＫＶとされた特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器としている。
請求項１１の発明は、請求項１記載のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器において、広帯域変調高電圧の周波数幅変調範囲が直流〜１００ＫＨｚとされたことを特徴とする、プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のプログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器は、低電圧を提供する低圧電源入力ユニットと、低電圧を受け取り周波数変調処理を行ない周波数変調電圧を出力する周波数変調ユニットと、周波数変調電圧を受け取り、並びに周波数変調電圧に対して昇圧処理を行ない高電圧を獲得する高圧モジュールと、高圧モジュールに連接されると共に変調信号を受け取り、該変調信号により該高電圧に対して広帯域変調処理を行ない広帯域変調高電圧を出力する広帯域変調モジュールと、を具えている。
【０００７】
【実施例】
本発明の好ましい実施例について図１の機能ブロック図を参照されたい。それは低電圧入力モジュール１１、パーソナルコンピュータ１２、主変調器モジュール１３、高圧モジュール１４、広帯域変調モジュール１５、ロジック入出力インタフェース１６、保護回路モジュール１７及びゲート駆動モジュール１８を構成要件として組成されている。そのうち、広帯域変調モジュール１５はさらに変圧器隔離回路１５１とホトカプラ隔離回路１５２を具え、且つ高圧モジュール１４中に高圧スイッチユニット１４１が設けられている。
【０００８】
低電圧入力モジュール１１の入力電圧は１１０Ｖの交流電源であり、並びにこの交流電源が変換されて複数組の低電圧直流電源として出力される。例えば、プラスマイナス１５Ｖの直流電源とされるかプラス５Ｖの直流電源とされ、駆動回路或いはその他の構成要件の必要とする電源として供給される。主変調器モジュール１３は低電圧入力モジュール１１の提供するそのうち一組の低電圧直流電源を受け取り、並びに少なくとも一つの切り換え装置を利用して直流電圧を高周波低電圧に変換し（即ち直流電源を交流電源に変換する）、高圧モジュール１４に送りその昇圧処理に供する。
【０００９】
保護回路モジュール１７は高圧モジュール１４、ロジック入出力インタフェース１６及びゲート駆動モジュール１８に連接され、パーソナルコンピュータ１２がロジック入出力インタフェース１６を透過して保護回路モジュール１７を制御し、これにより高圧モジュール１４、ゲート駆動モジュール１８及び主変調器モジュール１３を制御するのに供され、これにより過電流保護、過電圧保護及びその他の保護動作を提供する。
【００１０】
高圧モジュール１４は高周波低電圧を受け取った後、昇圧変圧器と整流電圧安定回路により安定した高電圧を提供し（それは数十ＫＶに達するが、好ましくは５０ＫＶとされる）、並びに高電圧を高圧スイッチユニット１４１に入力する。
【００１１】
高圧モジュール１４と広帯域変調モジュール１５については、図２を図１と併せて参照されたい。図２は単極出力回路表示図である。変圧器隔離回路１５１は駆動回路と出力電圧を隔離するのに用いられ、これにより高圧隔離を達成し、並びにエネルギー保存の効果を提供し、その入力は低電圧交流電源とされ、この低電圧交流電源が別の小型電源供給器或いは低電圧入力モジュール１１により提供され、低電圧交流電源が変圧器１５１１の一次側に入力され、並びに二次側より複数組の駆動電圧が出力される。
【００１２】
当然、各組の駆動電圧はダイオード１５１２と電圧安定器１５１３により整流と電圧安定化処理を行なう必要があり、それにより安定電圧がそれぞれ対応するホトカプラ１５２１に出力される。
【００１３】
ホトカプラ１５２１は変圧器隔離回路１５１と高圧スイッチユニット１４１の間に連接されて、高圧スイッチ１４１１のオフ或いはオンの切り換え（制御）とフィードバック補償を提供するのに供される。各ホトカプラ１５２１はパーソナルコンピュータ１２の送出した変調信号を受け取り、切り換え動作により広帯域変調（例えばＤＣ〜１００ＫＨｚ）と高パルス幅周期比の機能を提供する。高圧スイッチユニット１４１中、各高圧スイッチ１４１１はトランジスタとされ、それは少なくとも数百ボルト以上の電圧、例えば８００Ｖに耐える。高圧スイッチユニット１４１はＶａより高電圧を入力し、並びにＶｏより連続調整可能高電圧を出力し、その範囲は０Ｖ〜３０ＫＶとされる。当然、高圧スイッチユニット１４１の回路構造及びその出力端を改変でき（図３の如し）、Ｖａ及びＶｂよりプラスマイナス高電圧を入力し、並びにＶｏよりバイポーラの高電圧を（例えば＋１５ＫＶ或いは−１５ＫＶ）を出力する形態とすることもできる。当然、上述のパーソナルコンピュータ１２は変調波形に対してプログラマブル制御（高低の電圧が任意の波形）と出力表示を行なえ、且つパーソナルコンピュータ１２はプログラマブルシングルチップ或いはその変調波形の信号生成装置に交換することができる。
【００１４】
図４から図７はそれぞれ高圧スイッチユニット１４１の出力波形表示図であり、図４は本発明の高電圧出力能力を具備するものとされ、それは例えば３０ＫＶの安定直流高電圧を出力できる。図５は本発明の高電圧出力能力を具備するだけでなく、広帯域変調能力を具備するもので、高圧スイッチユニット１４１の出力波形は変調処理された３０ＫＶ直流高電圧とされ、その波形はパーソナルコンピュータ１２により任意の波形に改変されうる。図６は高圧スイッチユニット１４１の出力波形が必要により一定電圧レベルにあって変調され、例えばマイナス５ＫＶレベルの変調波形とされたもので、図７は本発明の、僅かに入力電圧を改変した態様を示し、Ｖｏよりバイポーラの変調高電圧、例えばプラスマイナス５ＫＶの直流変調高電圧を出力する波形図である。
【００１５】
【発明の効果】
以上から分かるように、本発明は変圧器隔離回路により高電圧を隔離し、並びにパーソナルコンピュータの規格する出力波形がホトカプラに送られ、有効に変調の周波数幅を広げ、並びに高圧スイッチユニットによりバイポーラ或いは単一極性の連続調整可能な高電圧を提供する。
【００１６】
以上の実施例は本発明を説明するために提示されたもので本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施例の変圧器隔離回路とホトカプラ隔離回路の単一極性出力表示図である。
【図３】本発明の実施例の変圧器隔離回路とホトカプラ隔離回路のバイポーラ出力表示図である。
【図４】本発明の実施例の高圧スイッチユニットの出力波形表示図である。
【図５】本発明の実施例の高圧スイッチユニットの出力波形表示図である。
【図６】本発明の実施例の高圧スイッチユニットの出力波形表示図である。
【図７】本発明の実施例の高圧スイッチユニットの出力波形表示図である。
【符号の説明】
１１  低電圧入力モジュール      １５１  変圧器隔離回路
１５１１  変圧器                １５１２  ダイオード
１５１３  電圧安定器            １５２  ホトカプラ隔離回路
１５２１  ホトカプラ            １４１  高圧スイッチユニット
１４１１  高圧スイッチ          １２  パーソナルコンピュータ
１３  主変調器モジュール        １４  高圧モジュール
１５  広帯域変調モジュール      １６  ロジック入出力インタフェース
１７  保護回路モジュール        １８  ゲート駆動モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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