(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎを正の整数とするとき、
電子管が備えるアノード電極、カソード電極及び第１のコレクタ電極から第Ｎのコレクタ電極に所定の直流電圧を供給する電源装置であって、
前記カソード電極と前記第１のコレクタ電極間に接続される、直列に接続された放電用スイッチ及び第１の抵抗器と、
前記放電用スイッチ及び前記第１の抵抗器の接続ノードと接地電位間に挿入される、直列に接続されたＮ個のアレスタと、
前記Ｎ個のアレスタと、第２のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極及び接地電位との間にそれぞれ接続されるＮ個の第２の抵抗器と、
前記カソード電極と前記第１のコレクタ電極間、前記第Ｎのコレクタ電極と接地電位間、並びに前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極のうち、隣接する２つのコレクタ電極間にそれぞれ並列に接続される複数の整流用コンデンサと、
前記電源装置の通常動作時に前記放電用スイッチをオフにして開放状態とし、前記電源装置の動作停止時に前記放電用スイッチをオンにして短絡状態とする放電制御回路と、
を有し、
前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極は、
前記カソード電極に対して前記Ｎのコレクタ電極から前記第１のコレクタ電極の順に配置され、
前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極に、前記カソード電極の電位を基準に前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極の順に順次高くなる正の直流電圧が供給される電源装置。
【請求項２】
前記アレスタと前記第２の抵抗器との間に接続され、前記第２の抵抗器との接続ノードに次段のアレスタが接続されるＮ個のバリスタをさらに有する請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
Ｎを正の整数とするとき、
電子管が備えるアノード電極、カソード電極及び第１のコレクタ電極から第Ｎのコレクタ電極に所定の直流電圧を供給する電源装置であって、
前記カソード電極と前記第１のコレクタ電極間に接続される、直列に接続された放電用スイッチ及び第１の抵抗器と、
前記放電用スイッチ及び前記第１の抵抗器の接続ノードと、第２のコレクタ電極から第Ｎのコレクタ電極及び接地電位との間にそれぞれ直列に接続される、Ｎ個のアレスタ及び第２の抵抗器と、
前記カソード電極と前記第１のコレクタ電極間、前記第Ｎのコレクタ電極と接地電位間、並びに前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極のうち、隣接する２つのコレクタ電極間にそれぞれ並列に接続される複数の整流用コンデンサと、
前記電源装置の通常動作時に前記放電用スイッチをオフにして開放状態とし、前記電源装置の動作停止時に前記放電用スイッチをオンにして短絡状態とする放電制御回路と、
を有し、
前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極は、
前記カソード電極に対して前記Ｎのコレクタ電極から前記第１のコレクタ電極の順に配置され、
前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極に、前記カソード電極の電位を基準に前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極の順に順次高くなる正の直流電圧が供給される電源装置。
【請求項４】
前記アレスタと前記第２の抵抗器との間に接続されるＮ個のバリスタをさらに有する請求項３記載の電源装置。
【請求項５】
電子管が備えるアノード電極、カソード電極及びコレクタ電極に所定の直流電圧を供給する電源装置であって、
前記カソード電極と前記コレクタ電極間に接続される、直列に接続された放電用スイッチ及び第１の抵抗器と、
前記放電用スイッチ及び前記第１の抵抗器の接続ノードと接地電位間に接続される、直列に接続されたアレスタ及び第２の抵抗器と、
前記カソード電極と前記コレクタ電極間及び前記コレクタ電極と接地電位間にそれぞれ並列に接続される複数の整流用コンデンサと、
前記電源装置の通常動作時に前記放電用スイッチをオフにして開放状態とし、前記電源装置の動作停止時に前記放電用スイッチをオンにして短絡状態とする放電制御回路と、
を有する電源装置。
【請求項６】
前記アレスタ及び第２の抵抗器と直列に接続されるバリスタをさらに有する請求項５記載の電源装置。
【請求項７】
前記アノード電極にアノード電圧を供給または非供給するアノードスイッチと、
前記アノードスイッチをオンまたオフさせるアノードスイッチ制御回路と、
を有し、
前記放電制御回路は、
前記電源装置の動作停止時、前記カソード電極及び前記コレクタ電極に対する直流電圧の供給停止、並びに前記放電用スイッチがオンするよりも前に、アノードスイッチ制御回路より前記アノードスイッチをオフさせて前記アノード電極に対するアノード電圧の供給を停止させる請求項１から６のいずれか１項記載の電源装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載の電源装置と、
前記電源装置から所定の直流電圧であるアノード電圧、カソード電圧、コレクタ電圧及びヘリックス電圧が供給される進行波管と、
を有する高周波回路システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は進行波管が備える各電極に対して所定の直流電圧を供給するのに好適な電源装置及びそれを備えた高周波回路システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
進行波管やクライストロン等は電子銃から放出された電子ビームと高周波回路との相互作用により高周波信号の増幅や発振等を行うために用いる電子管である。進行波管は、例えば、図４に示すように、電子ビームを放出する電子銃６と、電子銃から放出された電子ビームと高周波信号（マイクロ波）とを相互作用させる高周波回路であるヘリックス２と、ヘリックス２から出力された電子ビームを捕捉する第１のコレクタ電極３及び第２のコレクタ電極４と、電子銃６から電子を引き出すと共に電子銃６から放出された電子ビームをスパイラル状のヘリックス２内に導くアノード電極５とを有する構成である。
【０００３】
電子銃６は、熱電子を放出するカソード電極７と、カソード電極７に熱電子を放出させるための熱エネルギーを与えるヒータ８と、カソード電極７から放出された電子を集束して電子ビームを形成するためのウェネルト電極９とを備えている。
【０００４】
電子銃６から放出された電子ビームは、カソード電極７とヘリックス２との電位差により加速されてヘリックス２内に導入され、ヘリックス２の一端から入力された高周波信号と相互作用しながらヘリックス２の内部を進行する。ヘリックス２の内部を通過した電子ビームは第１のコレクタ電極３及び第２のコレクタ電極４で捕捉される。このとき、ヘリックス２の他端からは電子ビームとの相互作用により増幅された高周波信号が出力される。
【０００５】
図４では２つのコレクタ電極（第１のコレクタ電極３及び第２のコレクタ電極４）を備えた進行波管１の構成例を示しているが、進行波管１には１つのコレクタ電極のみ備えた構成や３つ以上のコレクタ電極を備えた構成もある。
【０００６】
図４に示すように、カソード電極７にはヘリックス２の電位（HEL）を基準に負の直流電圧であるヘリックス電圧（HX）が供給され、第１のコレクタ電極３にはカソード電極７の電位（HK）を基準に正の直流電圧である第１のコレクタ電圧（COL1）が供給され、第２のコレクタ電極４にはカソード電極７の電位（HK）を基準に正の直流電圧である第２のコレクタ電圧（COL2）が供給される。また、アノード電極５にはカソード電極７の電位（HK）を基準に正の直流電圧であるアノード電圧（A）が供給され、ヒータ８にはカソード電極７の電位（HK）を基準に負の直流電圧であるヒータ電圧（H）が供給さる。ヘリックス２は、通常、進行波管１のケースに接続されて接地される。
【０００７】
ヘリックス電圧（HK）、第１のコレクタ電圧（COL1）及び第２のコレクタ電圧（COL2）は、トランス３１と、外部から供給される直流電圧を交流電圧に変換する、トランス３１の一次巻線に接続されたインバータ３２と、トランス３１の二次巻線から出力された交流電圧を直流電圧に変換する整流回路３３、３４及び３５と、整流回路３３〜３５から出力された直流電圧を平滑化する整流用コンデンサＣ１１〜Ｃ１３とを用いて生成される。
【０００８】
アノード電圧（A）やウェネルト電圧も、上記と同様にインバータ、トランス、整流回路及び整流用コンデンサを用いて生成される。ヒータ電圧（H）は、通常、整流用コンデンサを用いることなく、インバータ、トランス及び整流回路を用いて生成される。
【０００９】
図４に示す進行波管では、アノード電圧（A）によってカソード電極７から放出される電子の量を制御することが可能であり、進行波管１から出力する高周波信号の電力をアノード電圧（A）によって制御できる。例えば、進行波管１に一定電力の高周波信号を入力している場合でも、アノード電極７にパルス状のアノード電圧（A）を印加すれば、パルス状の高周波信号を出力させることができる。同様の制御は、電子銃６が備えるウェネルト電極９に印加するウェネルト電圧でも可能である。
【００１０】
図４に示す電源装置３０は、アノード電極７にアノード電圧（A）を供給または非供給するアノードスイッチ３６と、アノードスイッチ３６のオン／オフ動作を制御するアノードスイッチ制御回路３７とを備えることで、パルス状のアノード電圧（A）をアノード電極７に印加することが可能な構成例を示している。
【００１１】
ところで、図４に示すような高周波回路システムでは、電源投入時や電源停止時に進行波管１のヘリックス２に過大な電流が流れて破損するのを防止するため、各種電源電圧の投入順や停止順を制御する必要がある。
【００１２】
例えば、電源投入時は、最初にヒータ電圧（H）を供給して進行波管１のヒータ８を予熱し、続いて、インバータ３２を動作させてヘリックス電圧（HK）、第１のコレクタ電圧（COL1）及び第２のコレクタ電圧（COL2）を供給し、最後にアノード電圧（A）を供給している。一方、電源停止時は、最初にアノード電圧（A）の供給を停止し（アノード電圧（A）をカソード電極の電位（HK）と等しくする）、続いて、インバータ３２の動作を停止してヘリックス電圧（HK）、第１のコレクタ電圧（COL1）及び第２のコレクタ電圧（COL2）の供給を停止し、最後にヒータ電圧（H）の供給を停止している。上記アノードスイッチ３６は、これら電源投入時や電源停止時におけるアノード電圧（A）の供給や非供給（供給停止）にも用いられる。このような進行波管１に対する電源投入時や電源停止時におけるシーケンスについては、例えば特許文献１にも記載されている。
【００１３】
なお、電子銃６が備えるウェネルト電極９にウェネルト電圧を供給している場合、電源投入時は最後にウェネルト電圧を供給し、電源停止時は最初にウェネルト電圧の供給を停止すればよい。
【特許文献１】特開平８−１１１１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述した進行波管に対する電源停止時のシーケンスでは、最初にアノード電圧（A）あるいはウェネルト電圧の供給を停止すると、カソード電極７からの電子の放出が停止するため、進行波管１の各電極間がほぼ開放状態になる。したがって、インバータ３２の動作を停止してヘリックス電圧（HK）、第１のコレクタ電圧（COL1）及び第２のコレクタ電圧（COL2）の供給を停止しても、整流用コンデンサＣ１１〜Ｃ１３に蓄積された電荷の放電経路が無いため、ヘリックス電圧（HK）、第１のコレクタ電圧（COL1）及び第２のコレクタ電圧（COL2）はそのまま維持されてしまう。一般に、進行波管１の各電極に供給する直流電圧（電源電圧）は数ＫＶ〜数十ＫＶになるため、進行波管１の試験や保守作業時には、電源停止後にこれらの高電圧を何らかの放電手段を用いて十分に低下させる必要がある。
【００１５】
なお、アノード電圧（A）やウェネルト電圧を生成する電源回路には電流供給能力の低い構成が用いられるため、仮にアノード電圧（A）やウェネルト電圧が残っていても問題となることはない。通常、アノード電圧（A）やウェネルト電圧を生成する電源回路の出力端子間には、出力電圧を安定化するために負荷抵抗器を備えているため、アノード電圧やウェネルト電圧の供給が停止すると該負荷抵抗器を通して整流用コンデンサに蓄積された電荷が放電される。
【００１６】
一方、へリックス電圧や第１のコレクタ電圧及び第２のコレクタ電圧を生成する電源回路には電流供給能力が大きい構成が用いられるため、例えば図４に示した整流回路３３〜３５毎に放電用ブリーダ抵抗器Ｒｂを設け、該放電用ブリーダ抵抗器Ｒｂを通して整流用コンデンサＣ１１〜Ｃ１３に蓄積された電荷を放電している。この放電用ブリーダ抵抗器Ｒｂには、電源装置３０の通常動作時に流れる電流を低減するために比較的大きな値（数ＭΩ程度）が用いられる。
【００１７】
しかしながら、放電用ブリーダ抵抗器Ｒｂを用いて整流用コンデンサＣ１１〜Ｃ１３の電荷を放電する構成では、整流用コンデンサＣ１１〜Ｃ１３の値と放電用ブリーダ抵抗器Ｒｂの値で決まる時定数に依存して電荷が放電されるため、図５に示すようにヘリックス電圧（HK）、第１のコレクタ電圧（COL1）及び第１のコレクタ電圧（COL2）が十分に低下する（へリックスの電位（HEL：接地電位）に近づく）までに時間を要するという問題がある。
【００１８】
整流用コンデンサの放電時間を短縮する方法としては、図４に示すようにヘリックス電圧（HK）の出力端に減流抵抗器Ｒｇを接続しておき、アース棒３８を用いて減流抵抗器Ｒｇを介してヘリックス電圧（HK）の出力端を接地電位と短絡する方法、あるいは高電圧真空リレーを用いて、電源装置の動作停止時にヘリックス電圧（HK）やコレクタ電圧の出力端を接地電位と短絡する方法が考えられる。
【００１９】
しかしながら、アース棒３８を用いてヘリックス電圧（HK）の出力端を接地電位と短絡する作業は、高電圧部位に直接触れることになるため、作業時の安全性が低下する問題がある。一方、高電圧真空リレーを用いた構成では作業時の安全性を確保できるが、高電圧真空リレーは高価であるため、進行波管及び電源装置から成る高周波回路システム全体のコストが上昇してしまう。
【００２０】
本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、電源停止後の作業時の安全性を確保しつつ、安価で簡易な構成で電源停止時に整流用コンデンサに蓄積された電荷を従来よりも短い時間で放電できる電源装置及びそれを備えた高周波回路システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するため本発明の電源装置は、Ｎを正の整数とするとき、
電子管が備えるアノード電極、カソード電極及び第１のコレクタ電極から第Ｎのコレクタ電極に所定の直流電圧を供給する電源装置であって、
前記カソード電極と前記第１のコレクタ電極間に接続される、直列に接続された放電用スイッチ及び第１の抵抗器と、
前記放電用スイッチ及び前記第１の抵抗器の接続ノードと接地電位間に挿入される、直列に接続されたＮ個のアレスタと、
前記Ｎ個のアレスタと、第２のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極及び接地電位との間にそれぞれ接続されるＮ個の第２の抵抗器と、
前記カソード電極と前記第１のコレクタ電極間、前記第Ｎのコレクタ電極と接地電位間、並びに前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極のうち、隣接する２つのコレクタ電極間にそれぞれ並列に接続される複数の整流用コンデンサと、
前記電源装置の通常動作時に前記放電用スイッチをオフにして開放状態とし、前記電源装置の動作停止時に前記放電用スイッチをオンにして短絡状態とする放電制御回路と、
を有し、
前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極は、
前記カソード電極に対して前記Ｎのコレクタ電極から前記第１のコレクタ電極の順に配置され、
前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極に、前記カソード電極の電位を基準に前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極の順に順次高くなる正の直流電圧が供給される構成である。
【００２２】
または、Ｎを正の整数とするとき、
電子管が備えるアノード電極、カソード電極及び第１のコレクタ電極から第Ｎのコレクタ電極に所定の直流電圧を供給する電源装置であって、
前記カソード電極と前記第１のコレクタ電極間に接続される、直列に接続された放電用スイッチ及び第１の抵抗器と、
前記放電用スイッチ及び前記第１の抵抗器の接続ノードと、第２のコレクタ電極から第Ｎのコレクタ電極及び接地電位との間にそれぞれ直列に接続される、Ｎ個のアレスタ及び第２の抵抗器と、
前記カソード電極と前記第１のコレクタ電極間、前記第Ｎのコレクタ電極と接地電位間、並びに前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極のうち、隣接する２つのコレクタ電極間にそれぞれ並列に接続される複数の整流用コンデンサと、
前記電源装置の通常動作時に前記放電用スイッチをオフにして開放状態とし、前記電源装置の動作停止時に前記放電用スイッチをオンにして短絡状態とする放電制御回路と、
を有し、
前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極は、
前記カソード電極に対して前記Ｎのコレクタ電極から前記第１のコレクタ電極の順に配置され、
前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極に、前記カソード電極の電位を基準に前記第１のコレクタ電極から前記第Ｎのコレクタ電極の順に順次高くなる正の直流電圧が供給される構成である。
【００２３】
または、電子管が備えるアノード電極、カソード電極及びコレクタ電極に所定の直流電圧を供給する電源装置であって、
前記カソード電極と前記コレクタ電極間に接続される、直列に接続された放電用スイッチ及び第１の抵抗器と、
前記放電用スイッチ及び前記第１の抵抗器の接続ノードと接地電位間に接続される、直列に接続されたアレスタ及び第２の抵抗器と、
前記カソード電極と前記コレクタ電極間及び前記コレクタ電極と接地電位間にそれぞれ並列に接続される複数の整流用コンデンサと、
前記電源装置の通常動作時に前記放電用スイッチをオフにして開放状態とし、前記電源装置の動作停止時に前記放電用スイッチをオンにして短絡状態とする放電制御回路と、
を有する。
【００２４】
一方、本発明の高周波回路システムは、
上記電源装置と、
前記電源装置から所定の直流電圧であるアノード電圧、カソード電圧、コレクタ電圧及びヘリックス電圧が供給される進行波管と、
を有する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、電源停止後の作業時の安全性を確保しつつ、安価で簡易な構成で電源停止時に整流用コンデンサに蓄積された電荷を従来よりも短い時間で放電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第１実施例）
図１は第１実施例の高周波回路システムの構成を示すブロック図である。
【００２７】
図１に示すように、第１実施例の高周波回路システムは、進行波管１と、進行波管１の各電極に所定の直流電圧（電源電圧）を供給する電源装置１０とを備えている。
【００２８】
図１に示す進行波管１は、図４に示した進行波管１と同様に、２つのコレクタ電極（第１のコレクタ電極３及び第２のコレクタ電極４）を備えた構成である。その他の構成についても図４に示した構成と同様であるため、その説明は省略する。図１に示す電源装置１０は、このような２つのコレクタ電極（第１のコレクタ電極３及び第２のコレクタ電極４）を備えた進行波管１に２種類のコレクタ電圧（第１のコレクタ電圧（COL1）及び第２のコレクタ電圧（COL2））を供給する構成例である。
【００２９】
図１に示すように、第１実施例の電源装置は、トランス１１と、トランス１１の一次巻線に交流電圧を供給するインバータ１２と、進行波管１に供給するヘリックス電圧（HK）、第１のコレクタ電圧（COL1）及び第２のコレクタ電圧（COL2）を生成する整流回路１３〜１５と、カソード電極７と第１のコレクタ電極３間に接続される、直列に接続された放電用スイッチ１８及び抵抗器Ｒ１と、放電用スイッチ１８及び抵抗器Ｒ１の接続ノードａと第２のコレクタ電極４間に接続される、直列に接続された第１のアレスタＺ１、第１のバリスタＺ２及び抵抗器Ｒ２と、第１のバリスタＺ２及び抵抗器Ｒ２の接続ノードｂとヘリックス２（接地電位）間に接続される、直列に接続された第２のアレスタＺ３、第２のバリスタＺ４及び抵抗器Ｒ３と、アノード電極７にアノード電圧（A）を供給または非供給するアノードスイッチ１６と、アノードスイッチ１６のオン／オフ動作を制御するアノードスイッチ制御回路１７と、電源装置１０の通常動作時に放電用スイッチ１８をオフにして開放状態とし、電源装置１０の動作停止時に放電用スイッチ１８をオンにして短絡状態とする放電制御回路１９とを有する構成である。アノードスイッチ制御回路１７及び放電制御回路１９には、不図示の電圧源より所要の電源電圧が供給される。
【００３０】
図１では、アノード電圧（A）、ウェネルト電圧、ヒータ電圧（H）を生成するためのインバータ、トランス、整流回路及び整流用コンデンサ等を図示していないが、これらの電圧生成に用いるインバータやトランスは、上記ヘリックス電圧（HK）、第１のコレクタ電圧（COL1）及び第２のコレクタ電圧（COL2）の生成に用いるインバータやトランスと共通であってもよく、独立して備えていてもよい。
【００３１】
放電用スイッチ１８には、例えば高電圧で動作可能なＭＯＳＦＥＴ等が用いられる。
【００３２】
抵抗器Ｒ１〜Ｒ３は、整流用コンデンサＣ１〜Ｃ３に蓄積された電荷を消費するためのものであり、上述した放電用ブリーダ抵抗器Ｒｂよりも小さい値（数十Ω〜数百Ω程度）が用いられる。
【００３３】
第１のアレスタＺ１及び第２のアレスタＺ３には、例えば放電ギャップ式アレスタが用いられる。放電ギャップ式アレスタは、所定の放電開始電圧（数ＫＶ〜数十ＫＶ程度）よりも低い電圧が２つの端子間に印加されているときは開放状態であり、該放電開始電圧以上の電圧が印加されると放電を開始して短絡状態となり、一度放電を開始すると印加電圧が低くても放電し続ける続流特性を備えている。放電を開始したアレスタは、流れている電流が所定値（放電が維持できなくなる電流）以下になった時点で、放電を停止して開放状態に復帰する。
【００３４】
第１のバリスタＺ２及び第２のバリスタＺ４は、所定の電圧（数Ｖ〜数十Ｖ程度）よりも低い電圧が２つの端子間に印加されているときは開放状態であり、該所定の電圧以上の電圧が印加されているときは端子間が短絡状態になる特性を備えている。但し、第１のバリスタＺ２及び第２のバリスタＺ４には、第１のアレスタＺ１や第２のアレスタＺ３のような続流特性を備えていない。
【００３５】
後述するように、本実施例の電源装置では、放電用スイッチ１８、第１のアレスタＺ１及び第２のアレスタＺ３のみが整流用コンデンサＣ１〜Ｃ３に蓄積された電荷の放電動作に寄与し、図１に示す第１のバリスタＺ２及び第２のバリスタＺ４は無くても各整流用コンデンサＣ１〜Ｃ３に蓄積された電荷を放電させることができる。
【００３６】
ここで、第１のアレスタＺ１や第２のアレスタＺ３は、一度放電を開始すると、流れている電流が上記所定値以下になるまで短絡状態を維持するため、開放状態に復帰するまでに時間を要してしまう。そのため、電源装置１０の動作を停止して再び電源を投入する際に、第１のアレスタＺ１や第２のアレスタＺ３が短絡状態を維持していると、第１のアレスタＺ１や第２のアレスタＺ３を通して過大な電流が流れて電源装置１０を破損するおそれがある。
【００３７】
そこで、本実施例の電源装置１０では、各アレスタにバリスタをそれぞれ直列に接続し、アレスタとバリスタの両端に数Ｖ〜数十Ｖ程度の電位差が残っている段階でバリスタを開放させてアレスタに流れている電流（続流）を遮断し、アレスタを開放状態に復帰させる。バリスタが開放状態となる電圧は、進行波管１の試験や保守作業時にアレスタとバリスタの両端間に残っている電位差が安全上問題とならない値に設定する。
【００３８】
このようにバリスタを用いてアレスタに流れている電流（続流）を遮断することで、電源装置の動作停止時に、短絡状態のアレスタをより早く開放状態に復帰させることができる。したがって、電源装置１０の破損事故を抑制できる。
【００３９】
進行波管１が１つのコレクタ電極のみ備えた構成の場合は、図１に示した整流回路及び整流用コンデンサを２組備えていればよく、進行波管が３つ以上のコレクタ電極を備えている場合は、図１に示した整流回路及び整流用コンデンサをコレクタ電極の数に合わせて備えていればよい。具体的には、進行波管１がＮ個のコレクタ電極を備えている場合は、図１に示した整流回路及び整流用コンデンサをＮ＋１組備えていればよい。
【００４０】
また、本実施例の電源装置１０では、進行波管１が１つのコレクタ電極のみ備えている場合は、直列に接続された放電用スイッチ１８及び第１の抵抗器（図１の抵抗器Ｒ１に相当）をカソード電極７とコレクタ電極間に接続し、直列に接続されたアレスタ及び第２の抵抗器を放電用スイッチ及び第１の抵抗器の接続ノードと接地電位間に接続すればよい。ここで、バリスタを用いる場合は、アレスタと第２の抵抗器間に該バリスタを接続すればよい。
【００４１】
また、進行波管が３つ以上のコレクタ電極を備えている場合は、直列に接続された放電用スイッチ１８及び第１の抵抗器（図１の抵抗器Ｒ１に相当）をカソード電極７と第１のコレクタ電極３間に接続し、コレクタ電極の数Ｎ（Ｎは正の整数）と等しい直列に接続されたＮ個のアレスタを放電用スイッチ１８及び第１の抵抗器の接続ノードａと接地電位間に挿入し、Ｎ個の第２の抵抗器（図１の抵抗器Ｒ２，Ｒ３に相当）を第１のコレクタ電極３を除いた残りのコレクタ電極及び接地電位と各アレスタとの間にそれぞれ接続すればよい。ここで、バリスタを用いる場合は、アレスタと第２の抵抗器との間に接続され、第２の抵抗器との接続ノードに次段のアレスタが接続されるようにバリスタを挿入すればよい。
【００４２】
このような構成において、次に第１実施例の電源装置の動作について図１及び図２を用いて説明する。
【００４３】
図２は図１に示した電源装置の動作停止時の各電源電圧の変化の様子を示すタイミングチャートである。
【００４４】
なお、以下では、進行波管１の通常動作時におけるヘリックス電圧（HK）と第１のコレクタ電圧（COL1）の電位差、第１のコレクタ電圧（COL1）と第２のコレクタ電圧（COL2）の電位差、第２のコレクタ電圧（COL2）とヘリックスの電位（HEL：接地電位）の電位差がそれぞれ１ＫＶであり、第１のアレスタＺ１及び第２のアレスタＺ３の放電開始電圧が１．５ＫＶである場合を例にして説明する。
【００４５】
まず、進行波管１の通常動作時、放電制御回路１９は、放電用スイッチ１８をオフにし、放電用スイッチ１８を開放状態で維持する。この場合、直列に接続された第１のアレスタＺ１と第１のバリスタＺ２の両端の電位差は１ＫＶであり、第２のアレスタＺ３と第２のバリスタＺ４の両端の電位差も１ＫＶである。したがって、第１のアレスタＺ１は、印加電圧が放電開始電圧以下であるために開放状態であり、第２のアレスタＺ３も印加電圧が放電開始電圧以下であるために開放状態である。
【００４６】
一方、電源停止時、放電制御回路１９は、最初にアノードスイッチ制御回路１７によりアノードスイッチ１６をオフさせ、アノード電極５に対するアノード電圧（A）の供給を停止させる。このとき、図２に示すようにアノード電圧（A）はヘリックス電圧（HK）に等しくなる。
【００４７】
続いて、放電制御回路１９は、インバータ１２の動作を停止してヘリックス電圧（HK）、第１のコレクタ電圧（COL1）及び第２のコレクタ電圧（COL2）の出力を停止する。この状態では整流用コンデンサＣ１〜Ｃ３に蓄積された電荷がほとんど放電されないため、図２に示すようにヘリックス電圧（HK）、第１のコレクタ電圧（COL1）及び第２のコレクタ電圧（COL2）がヘリックスの電位（HEL：接地電位）に向かってわずかに低下する。
【００４８】
次に、放電制御回路１９は、放電用スイッチ１８をオンにして整流用コンデンサＣ１〜Ｃ３に蓄積された電荷の放電を開始する。
【００４９】
放電用スイッチ１８がオンすると、カソード電極７と第１のコレクタ電極３間に接続された整流用コンデンサＣ１の両端に短絡状態の放電用スイッチ１８を通して抵抗器Ｒ１が接続され、整流用コンデンサＣ１に蓄積された電荷の放電が開始する。このとき、整流用コンデンサＣ１に蓄積された電荷は抵抗器Ｒ１によって消費される。
【００５０】
また、放電用スイッチ１８がオンすると、放電用スイッチ１８及び抵抗器Ｒ１の接続ノードａの電位がヘリックス電圧（HK）と等しくなり、第１のアレスタＺ１及び第１のバリスタＺ２の両端の電位差がほぼ２ＫＶまで上昇して第１のアレスタＺ１に放電開始電圧を超える電圧が印加され、第１のアレスタＺ１が放電を開始して短絡状態となる。第１のアレスタＺ１が短絡状態になると、第１のコレクタ電極３と第２のコレクタ電極４間に接続された整流用コンデンサＣ２の両端に短絡状態の第１のアレスタＺ１を通して抵抗器Ｒ１、Ｒ２が接続され、整流用コンデンサＣ２に蓄積された電荷の放電が開始する。このとき、整流用コンデンサＣ２に蓄積された電荷は、直列に接続された抵抗器Ｒ１、Ｒ２によって消費される。
【００５１】
さらに、第１のアレスタＺ１が短絡状態になると、第１のバリスタＺ２及び抵抗器Ｒ２の接続ノードｂの電位が接続ノードａの電位と等しくなり、第２のアレスタＺ３及び第２のバリスタＺ４の両端の電位差がほぼ２ＫＶまで上昇して第２のアレスタＺ３に放電開始電圧を超える電圧が印加され、第２のアレスタＺ３が放電を開始して短絡状態となる。第２のアレスタＺ３が短絡状態になると、第２のコレクタ電極４とヘリックス２間に接続された整流用コンデンサＣ３の両端に短絡状態の第２のアレスタＺ３を通して抵抗器Ｒ２、Ｒ３が接続され、整流用コンデンサＣ３に蓄積された電荷の放電が開始する。このとき、整流用コンデンサＣ３に蓄積された電荷は、直列に接続された抵抗器Ｒ２、Ｒ３によって消費される。
【００５２】
放電制御回路１９により放電用スイッチ１８をオンにするタイミングとしては、ヒータ電圧（H）をオフにするための信号や外部から供給される放電開始信号等をトリガに用いればよい。放電開始信号とは、例えば試験や保守の作業者が電源装置の筐体に備えるスイッチを用いて入力する、整流用コンデンサＣ１〜Ｃ３に蓄積された電荷を放電させるための信号である。
【００５３】
オン後の放電用スイッチ１８は、予め設定した時間が経過した時点でオフにすればよい。放電用スイッチ１８をオン状態で維持する時間は、ヘリックス電圧（HK）、第１のコレクタ電圧（COL1）及び第２のコレクタ電圧（COL2）が十分に低下する時間に設定すればよい。あるいは、次の電源投入時、インバータ１２を動作させる前に放電制御回路１９により放電用スイッチ１８をオフにする構成でもよい。
【００５４】
なお、本実施例では、放電制御回路１９によって、放電用スイッチ１８のオン／オフを制御すると共に、電源停止時におけるアノードスイッチ制御回路１７やインバータ１２等の動作を制御する例を示したが、電源装置１０に電源装置１０全体の動作を制御する不図示のシーケンス制御回路を備えている場合は、該シーケンス制御回路により放電制御回路１９、アノードスイッチ制御回路１７及びインバータ１２等の動作を一括して制御してもよい。放電制御回路１９は、スイッチを駆動するためのドライバ回路や絶縁トランスに加えて、プログラムにしたがって動作するＣＰＵやＤＳＰ、各種の論理回路を組み合わせることで実現できる。シーケンス制御回路は、プログラムにしたがって動作するＣＰＵやＤＳＰ、各種の論理回路を組み合わせることで実現できる。
【００５５】
本実施例の電源装置によれば、電源装置１０の動作停止時に、放電用スイッチ１９のオンを契機に各アレスタが放電を開始して短絡状態となり、放電用スイッチ１８がオフである通常動作時は各アレスタが開放状態で維持されるように各アレスタの放電開始電圧を設定すれば、電源装置１０の動作停止時に１つの放電用スイッチ１８をオンにするだけで整流用コンデンサＣ１〜Ｃ３に蓄積された電荷を放電できる。
【００５６】
また、複数のコレクタ電極にコレクタ電圧を供給する場合でも、放電用スイッチ１８及びコレクタ電極と等しい数のアレスタを直列に接続し、放電用スイッチ１８及び各アレスタと、コレクタ電極及び接地電位との間にそれぞれ抵抗器を接続するだけで、簡易に整流用コンデンサに蓄積された電荷を放電することができる。
【００５７】
さらに、通常動作時は放電用スイッチ１８や各アレスタが開放状態にあり、これらと直列に接続される抵抗器に電流が流れることがないため、放電用ブリーダ抵抗器よりも小さい値の抵抗器を用いて整流用コンデンサＣ１〜Ｃ３に蓄積された電荷を放電できる。
【００５８】
したがって、電源停止後の作業時の安全性を確保しつつ、安価で簡易な構成で電源停止時に整流用コンデンサに蓄積された電荷を従来よりも短い時間で放電することができる。
【００５９】
さらに、各アレスタにバリスタをそれぞれ直列に接続し、アレスタとバリスタの両端に数Ｖ〜数十Ｖ程度の電位差が残っている段階でバリスタを開放させてアレスタに流れている電流（続流）を遮断することで、電源装置の動作停止時に短絡状態のアレスタをより早く開放状態に復帰させることができる。そのため、電源装置１０の破損事故を抑制できる。
【００６０】
（第２実施例）
図３は第２実施例の高周波回路システムの構成を示すブロック図である。
【００６１】
図３に示すように、第２実施例の電源装置２０は、直列に接続された第２のアレスタＺ３、第２のバリスタＺ４及び抵抗器Ｒ３が、放電用スイッチ１８及び抵抗器Ｒ１の接続ノードａとヘリックス（接地電位）間に接続されている点で第１実施例の電源装置と異なっている。
【００６２】
なお、第１実施例と同様に、第２実施例の電源装置も図３に示す第１のバリスタＺ２及び第２のバリスタＺ４が無くても各整流用コンデンサＣ１〜Ｃ３に蓄積された電荷を放電させることができる。第２実施例の電源装置では、進行波管１が３つ以上のコレクタ電極を備えている場合、直列に接続された放電用スイッチ１８及び抵抗器Ｒ１（第１の抵抗器）をカソード電極７と第１のコレクタ電極３間に接続し、直列に接続されたＮ（Ｎは正の整数）個のアレスタと抵抗器（第２の抵抗器）を、放電用スイッチ１８及び抵抗器Ｒ１の接続ノードａと第２のコレクタ電極から第Ｎ（Ｎは正の整数）のコレクタ電極及び接地電位との間にそれぞれ接続すればよい。ここで、バリスタを用いる場合は、各アレスタと第２の抵抗器との間にそれぞれバリスタを接続すればよい。その他の電源装置の構成及び進行波管の構成は第１実施例と同様であるため、その説明は省略する。
【００６３】
第２の実施例の電源装置では、電源停止時、放電制御回路１９が放電用スイッチ１８をオンにすると、第１実施例の電源装置と同様に、カソード電極７と第１のコレクタ電極３間に接続された整流用コンデンサＣ１の両端に短絡状態の放電用スイッチ１８を通して抵抗器Ｒ１が接続され、整流用コンデンサＣ１に蓄積された電荷の放電が開始する。このとき、整流用コンデンサＣ１に蓄積された電荷は抵抗器Ｒ１によって消費される。
【００６４】
また、放電用スイッチ１８がオンすると、放電用スイッチ１８及び抵抗器Ｒ１の接続ノードａの電位がヘリックス電圧（HK）と等しくなり、第１のアレスタＺ１及び第１のバリスタＺ２の両端の電位差がほぼ２ＫＶまで上昇して第１のアレスタＺ１に放電開始電圧を超える電圧が印加され、第１のアレスタＺ１が放電を開始して短絡状態となる。第１のアレスタＺ１が短絡状態になると、第１のコレクタ電極３と第２のコレクタ電極４間に接続された整流用コンデンサＣ２の両端に短絡状態の第１のアレスタＺ１を通して抵抗器Ｒ１、Ｒ２が接続され、整流用コンデンサＣ２に蓄積された電荷の放電が開始する。このとき、整流用コンデンサＣ２に蓄積された電荷は、直列に接続された抵抗器Ｒ１、Ｒ２によって消費される。
【００６５】
さらに、放電用スイッチ１８がオンして接続ノードａの電位がヘリックス電圧（HK）と等しくなると、第２のアレスタＺ３と第２のバリスタＺ４の両端の電位差がほぼ３ＫＶまで上昇して第２のアレスタＺ３に放電開始電圧を超える電圧が印加され、第２のアレスタＺ３が放電を開始して短絡状態となる。第２のアレスタＺ３が短絡状態になると、第２のコレクタ電極４とヘリックス２間に接続された整流用コンデンサＣ３の両端に短絡状態の第２のアレスタＺ４を通して抵抗器Ｒ２、Ｒ３が接続され、整流用コンデンサＣ３に蓄積された電荷の放電が開始する。このとき、整流用コンデンサＣ３に蓄積された電荷は、直列に接続された抵抗器Ｒ２、Ｒ３によって消費される。その他の電源停止時の動作及び進行波管の通常動作時の動作は第１実施例と同様であるため、その説明は省略する。
【００６６】
第２実施例の電源装置も、第１実施例の電源装置と同様に、電源停止後の作業時の安全性を確保しつつ、安価で簡易な構成で電源停止時に整流用コンデンサに蓄積された電荷を従来よりも短い時間で放電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】第１実施例の高周波回路システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した電源装置の動作停止時の各電源電圧の変化の様子を示すタイミングチャートである。
【図３】第２実施例の高周波回路システムの構成を示すブロック図である。
【図４】従来の高周波回路システムの構成例示すブロック図である。
【図５】図４に示した電源装置の動作停止時の各電源電圧の変化の様子を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１    進行波管
２    ヘリックス
３    第１のコレクタ電極
４    第２のコレクタ電極
５    アノード電極
６    電子銃
７    カソード電極
８    ヒータ
９    ウェネルト電極
１０、２０    電源装置
１１    トランス
１２    インバータ
１３、１４、１５    整流回路
１６    アノードスイッチ
１７    アノードスイッチ制御回路
１８    放電用スイッチ
１９    放電制御回路
Ｃ１〜Ｃ３    整流用コンデンサ
Ｒ１〜Ｒ３    抵抗器
Ｚ１    第１のアレスタ
Ｚ２    第１のバリスタ
Ｚ３    第２のアレスタ
Ｚ４    第２のバリスタ
【図１】
0005158582.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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