(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波管のヘリックス電極、コレクタ電極およびカソード電極に電力供給するヘリックス電源端子、コレクタ電源端子およびカソード電源端子を備えるマイクロ波管用電源装置において、ヘリックス電源端子とカソード電源端子との間に電位分割手段を有し、前記電位分割手段の分圧点とコレクタ電源端子とを一方向導電性手段を介して接続したことを特徴とするマイクロ波管用電源装置。
【請求項２】
前記電位分割手段が直列接続されたコンデンサからなることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波管用電源装置。
【請求項３】
前記一方向導電性手段が前記電位分割手段の分圧点にアノードが接続され、コレクタ電源端子にカソードが接続された少なくとも一つのダイオードであることを特徴とする請求項１または２記載のマイクロ波管用電源装置。
【請求項４】
動作時における前記電位分割手段の分圧点の電圧が、コレクタ電源端子の電圧より低いことを特徴とする請求項１ないし３に記載のマイクロ波管用電源装置。
【請求項５】
マイクロ波管のヘリックス電極、コレクタ電極およびカソード電極に電力供給するヘリックス電源端子、コレクタ電源端子およびカソード電源端子を備えるマイクロ波管用電源装置において、ヘリックス電源端子とカソード電源端子との間に少なくとも第一のインピーダンス手段と第二のインピーダンス手段とが直列接続され、前記第一のインピーダンス手段と第二のインピーダンス手段との接続点とコレクタ電源端子との間に一方向導電性手段が接続されていることを特徴とするマイクロ波管用電源装置。
【請求項６】
前記第一および第二のインピーダンス手段がコンデンサからなることを特徴とする請求項５記載のマイクロ波管用電源装置。
【請求項７】
前記第一および第二のインピーダンス手段の少なくとも一方がコンデンサとそれに並列接続された抵抗とからなることを特徴とする請求項５記載のマイクロ波管用電源装置。
【請求項８】
前記一方向導電性手段が前記第一のインピーダンス手段と第二のインピーダンス手段との接続点にアノードが接続され、コレクタ電源端子にカソードが接続された少なくとも一つダイオードであることを特徴とする請求項５ないし７に記載のマイクロ波管用電源装置。
【請求項９】
動作時における前記第一のインピーダンス手段と第二のインピーダンス手段との接続点の電圧が、コレクタ電源端子の電圧より低いことを特徴とする請求項５ないし８に記載のマイクロ波管用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クライストロンや進行波管などに高圧電力を供給するマイクロ波管用電源装置に関し、特に、電源オフ時のマイクロ波管の破壊を防止したマイクロ波管用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のマイクロ波管用電源装置として、特開平４−１２９１３２号公報に示されているものがある。図６は、従来のマイクロ波管用電源装置のブロック図である。同図において、コレクタ電源６１はカソード電源端子６３とコレクタ電源端子６４との間に接続され、マイクロ波管（図示せず）のコレクタ電極にカソード電極に対する電圧を供給する。また、ヘリックス電源６２は、コレクタ電源端子６４とヘリックス電源端子６５との間に接続され、マイクロ波管のヘリックス電極に前記コレクタ電源６１に上乗せした電位を供給する。コレクタ電源６１およびヘリックス電源６２はそれぞれ入力電圧を１ＫＶ以上の高電圧にする昇圧トランスやスイッチングインバータと、昇圧された電圧を直流に整流するダイオードブリッジと平滑コンデンサからなる整流回路とから構成され、昇圧トランスの一次側巻線やスイッチングインバータの入力側は共通であるのが一般的である。
【０００３】
さらに、前記ヘリックス電源６２と並列に電圧制御素子６７が接続されており、この電圧制御素子６７のクランプ電圧は、電極端子６５および６４に接続されるマイクロ波管のヘリックス電極とコレクタ電極との間の耐電圧以下に設定されている。
【０００４】
このような電源装置の各電源端子にマイクロ波管のそれぞれの電極を接続した場合、電源装置側からみたマイクロ波管の各電極間のインピーダンスは、コレクタ・カソード電極間の方がヘリックス・カソード電極間よりも小さくなっている。そのため、コレクタ電源６１およびヘリックス電源６２が同時にオフになる電源オフ時のシーケンスにおいては、コレクタ電圧の方がヘリックス電圧よりも先にカソード電圧に近づき、ヘリックス電圧とコレクタ電圧との差が過大となる。この電圧の差が電圧制御素子６７のクランプ電圧以上になると電圧制御素子６７が導通してヘリックス電極とコレクタ電極との間の電圧差を設定値以下に制限し、マイクロ波管の破損を防いでいる。
【０００５】
しかしながら、電圧制御素子６７としてバリスタやツェナーダイオードを用いた場合、１ＫＶ以上の耐圧が要求されるため、多数の素子を直列接続する必要があり、装置の小型化が出来ないという欠点があった。
【０００６】
本発明の目的は、電源オフ時のシーケンスにおいて、接続されたマイクロ波管のヘリックス電極とコレクタ電極との間の電圧差を制限出来、さらに、カソード電極とコレクタ電極との電圧差を制限して、マイクロ波管の破損を防止出来るマイクロ波管用電源を提供することにある。さらに、小型化に適したマイクロ波管用電源を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の請求項１記載の発明は、マイクロ波管のヘリックス電極、コレクタ電極およびカソード電極に電力供給するヘリックス電源端子、コレクタ電源端子およびカソード電源端子を備えるマイクロ波管用電源装置において、ヘリックス電源端子とカソード電源端子との間に電位分割手段を有し、前記電位分割手段の分圧点とコレクタ電源端子とを一方向導電性手段を介して接続したことを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に係り、上記電位分割手段が直列接続されたコンデンサからなることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明に係り、上記一方向導電性手段が上記電位分割手段の分圧点にアノードが接続され、コレクタ電源端子にカソードが接続された少なくとも一つのダイオードであることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の請求項４記載の発明は、請求項１ないし３に記載の発明に係り、動作時における上記電位分割手段の分圧点の電圧が、コレクタ電源端子の電圧より低いことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の請求項５記載の発明は、マイクロ波管のヘリックス電極、コレクタ電極およびカソード電極に電力供給するヘリックス電源端子、コレクタ電源端子およびカソード電源端子を備えるマイクロ波管用電源装置において、ヘリックス電源端子とカソード電源端子との間に少なくとも第一のインピーダンス手段と第二のインピーダンス手段とが直列接続され、前記第一のインピーダンス手段と第二のインピーダンス手段との接続点とコレクタ電源端子との間に一方向導電性手段が接続されていることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明に係り、上記第一および第二のインピーダンス手段がコンデンサからなることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の請求項７記載の発明は、請求項５記載の発明に係り、上記第一および第二のインピーダンス手段の少なくとも一方がコンデンサとそれに並列接続された抵抗とからなることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の請求項８記載の発明は、請求項５ないし７に記載の発明に係り、上記一方向導電性手段が上記第一のインピーダンス手段と第二のインピーダンス手段との接続点にアノードが接続され、コレクタ電源端子にカソードが接続された少なくとも一つのダイオードであることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の請求項９記載の発明は、請求項５ないし８に記載の発明に係り、上記第一のインピーダンス手段と第二のインピーダンス手段との接続点の電圧が、コレクタ電源端子の電位より低いことを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図により説明する。
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態１に係るマイクロ波管用電源装置のブロック図である。マイクロ波管（図示せず）のカソード電極、コレクタ電極およびヘリックス電極にそれぞれカソード電源端子３、コレクタ電源端子４およびヘリックス電源端子５を介して電力を供給するコレクタ電源１がカソード電源端子３とコレクタ電源端子４との間に接続されており、ヘリックス電源２がコレクタ電源端子４とヘリックス電源端子５との間に接続されている。
【００１７】
そして、カソード電源端子３とヘリックス電源端子５との間に、両電源端子間の電圧を分圧する電位分割手段としてインピーダンス手段６、７が直列接続されており、その直列接続された中間の分圧点８とコレクタ電源端子４との間に一方向導電性手段９が接続されている。ここで、分圧点８の電圧がマイクロ波管の動作時においてコレクタ電源端子４の電圧とほぼ等しく、且つ、一方向導電性手段にかかる電圧が逆バイアスとなるようにインピーダンス手段６、７のインピーダンスが選ばれている。
【００１８】
このような電源装置では、ヘリックス電源端子の電圧をグランド電位（０Ｖ）として用い、コレクタ電源端子、カソード電源端子には負の電圧を出力することが一般的である。
【００１９】
また、図１においては、この電源装置に接続されるマイクロ波管のコレクタ・カソード電極間のインピーダンスＺｃｏｌ、ヘリックス・カソード電極間のインピーダンスＺｈｅｌが疑似的に示されており、コレクタ・カソード電極間のインピーダンスＺｃｏｌは、ヘリックス・カソード電極間のインピーダンスＺｈｅｌに比べ小さな値である。なお、ヘリックス・コレクタ電極間のインピーダンスはこれらのインピーダンスに比べて非常に大きな値であるため省略してある。
【００２０】
この電源回路においては、図２に示すように、コレクタ電源１およびヘリックス電源２が同時にオフになる高圧電源オフ（ＨＶ  ｏｆｆ）の後、コレクタ・カソード電極間のインピーダンスＺｃｏｌがヘリックス・カソード電極間のインピーダンスＺｈｅｌより小さいため、約−５ＫＶのコレクタ電源端子４の電圧２１が約−１０ＫＶのカソード電源端子３の電圧２２に近づこうとする。しかし、コレクタ電源端子４の電圧２１がαＶ低下しカソード電源端子３とヘリックス電源端子５との間に接続された電位分割手段６、７の分圧点８の電圧より低くなると、分圧点８とコレクタ電源端子４との間に接続されている一方向導電性手段９が導通して、コレクタ電源端子４の電圧２１をヘリックス・カソード電極間の分圧点８の電圧にほぼ等しい（一方向導電性手段９の電位降下分だけ低い）電圧にクランプし、その後はヘリックス電源端子５の電圧に等しくなるまでその状態が続く。
【００２１】
これにより、高圧電源オフ時にこの電源装置に接続されるマイクロ波管のヘリックス・コレクタ電極間に過大な電圧がかかることを防ぐことが出来る。
【００２２】
ここで、一方向導電性手段９の両端にかかる電圧は、進行波管の動作時においても分圧点８の電圧がコレクタ電源端子４の電圧とほぼ等しい電圧であるため、一方向導電性手段は高い耐電圧を必要とせず、耐電圧を上げるために多数の素子を直列接続する必要がないので小型化ができる。
【００２３】
（実施例１）
次に本発明の第一の実施例について説明する。図３は、本発明の一実施例に係るマイクロ波管用電源装置３０の回路図である。マイクロ波管の一例として進行波管４４が模式的に接続されており、進行波管４４のカソード電極４５、コレクタ電極４６およびヘリックス電極４７にそれぞれカソード電源端子３７、コレクタ電源端子３８およびヘリックス電源端子３９を介して電力を供給する。入力の直流電圧を交流電圧に変換する高周波インバータ３１と、その交流電圧を一次コイルに入力して１ＫＶ以上に昇圧する昇圧トランス３２、昇圧トランスの第一の二次コイルに接続されたダイオードブリッジ３３と平滑用のコンデンサ３４とからなるコレクタ電源がカソード電源端子３７とコレクタ電源端子３８との間に接続されており、前記高周波インバータ３１、昇圧トランス３２、昇圧トランスの第二の二次コイルに接続されたダイオードブリッジ３５と平滑用のコンデンサ３６とからなるヘリックス電源がコレクタ電源端子３８とヘリックス電源端子３９との間に接続されている。
【００２４】
そして、カソード電源端子３７とヘリックス電源端子３９との間に、両電源端子間の電圧を分圧する電位分割手段のインピーダンス手段としてコンデンサ４０、４１が直列に接続されており、その直列接続の接続点である分圧点４２とコレクタ電源端子３８との間に一方向導電性手段としてのダイオード４３が分圧点４２側がアノードとなるように接続されている。このような電源装置では、ヘリックス電源端子３９の電圧をグランド電位（０Ｖ）として用い、コレクタ電源端子３８、カソード電源端子３７には負の電圧を出力することが一般的であることは前述した通りであり、進行波管の動作時にはカソード電源端子３７には約−１０ＫＶ、コレクタ電源端子３８には約−５ＫＶが出力され、分圧点４２の電圧は、コレクタ電源端子３８の電圧より若干低い電圧、すなわちダイオード４３が逆バイアスになる電圧にコンデンサ４０とコンデンサ４１との容量比が選択されている。
【００２５】
この電源回路においては、前述した通り、図２に示すように、コレクタ電源およびヘリックス電源が同じにオフになる高圧電源オフ（ＨＶ  ｏｆｆ）の後、コレクタ・カソード電極間のインピーダンスがヘリックス・カソード電極間のインピーダンスより小さいため、約−５ＫＶのコレクタ電源端子の電圧が約−１０ＫＶのカソード電源端子の電圧に近づこうとする。しかし、コレクタ電源端子３８の電圧がカソード電源端子３７とヘリックス電源端子３９との間に接続された電位分割手段４０、４１の分圧点４２の電圧より低くなると、分圧点４２とコレクタ電源端子３８との間に接続されている一方向接続手段としてのダイオード４３が導通して、コレクタ電源端子３８の電圧をヘリックス・カソード電極間の分圧点４２の電圧にほぼ等しい（ダイオード４３の電位降下分だけ低い）電圧にクランプし、その後はヘリックス電源端子３９の電圧に等しくなるまでこの状態が続く。
【００２６】
これにより、高圧電源オフ時にこの電源装置に接続されるマイクロ波管のヘリックス・コレクタ電極間に過大な電圧がかかることを防ぐことが出来る。
【００２７】
また、ここで、ダイオード４３の両端にかかる電圧は、進行波管の動作時においても分圧点４２の電圧がコレクタ電源端子３８の電圧とほぼ等しい電圧であるため、ダイオードは高い耐電圧を必要とせず、耐電圧を上げるために多数個を直列接続する必要がないので小型化ができる。
【００２８】
ダイオード４３は、図３では１個のみを示しているが、複数個を並列接続しても良いし、直列接続してもよく、並列接続されたダイオードを直列接続してもよい。また、ダイオードとして用いるのはＰＮダイオードだけでなく、ツェナーダイオードでもよく、一方向の導電性を持った素子であればよい。
【００２９】
（実施例２）
次に本発明の第二の実施例について説明する。図４は、本発明の第二の実施例に係るマイクロ波管用電源装置４８の回路図である。第一の実施例と同一部分は同一記号で示している。第二の実施例においては、カソード電源端子３７とヘリックス電源端子３９との間に接続された電位分割するインピーダンス手段としてのコンデンサ４０、４１のうち、ヘリックス電源端子３９と分圧点４２との間のコンデンサ４０に並列に抵抗４９が接続されている点が第一の実施例と異なる。分圧点４２の電圧は、コレクタ電源端子３８の電圧より若干低い電圧、すなわちダイオード４３が逆バイアスとなる電圧となるよう、コンデンサ４０とコンデンサ４１の容量比および抵抗４９の値が選択されている。この抵抗４９により、コレクタ電源およびヘリックス電源が同じにオフになる高圧電源オフ（ＨＶ  ｏｆｆ）の後、分圧点４２の電圧が第一の実施例ではカソード電源端子の電圧に比例してヘリックス電圧に近づくのに比べ、インピーダンスが低い分だけ早く近づくことが出来るので、コレクタ電源端子電圧をはやくクランプすることが出来る。
【００３０】
（実施例３）
次に本発明の第三の実施例について説明する。図５は、本発明の第三の実施例に係るマイクロ波管用電源装置５０の回路図である。第一の実施例と同一部分は同一記号で示している。第三の実施例においては、カソード電源端子３７とヘリックス電源端子３９との間に接続された電位分割するインピーダンス手段として、コンデンサ４０、４１のうちヘリックス電源端子３９と分圧点４２との間のコンデンサ４０に並列に抵抗４９が接続され、分圧点４２とカソード電源端子３７との間のコンデンサ４１に並列に抵抗５１が接続されている点が第一の実施例と異なる。分圧点４２の電圧は、コレクタ電源端子３８の電圧より若干低い電圧、すなわちダイオード４３が逆バイアスとなる電圧となるよう、抵抗４９と抵抗５１の値とが選択されている。
【００３１】
第一の実施例では電位分割手段の分圧点４２の電圧はコンデンサ４０とコンデンサ４１の容量比を選択することで行っているため、コンデンサの絶縁抵抗値がばらつくと正確に分圧されず、動作時においてダイオード４３に順方向バイアスが印加されることがあったが、本実施例の電源装置では分圧点４２の電圧は抵抗４９、５１の値により正確に決定することが出来る。すなわち、分圧点４２の電圧は厳密には抵抗４９、５１の値だけでなく、コンデンサ４０、４１の絶縁抵抗の値も関係してくるが、絶縁抵抗の値は抵抗４９、５１の値に比べ１桁以上大きいため無視することが出来、抵抗４９、５１の抵抗分圧によりコンデンサ４０、４１の容量比による分圧より正確な電圧を得ることが出来る。
【００３２】
さらに、この抵抗４９、５１により、コレクタ電源およびヘリックス電源が同時にオフになる高圧電源オフ（ＨＶ  ｏｆｆ）の後、第一の実施例に比べインピーダンスが低い分、カソード電源端子の電圧がヘリックス電圧に近づくのが早く、コレクタ電源端子電圧をはやくクランプすることも出来る。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電源オフ後のシーケンスにおいて接続されたマイクロ波管のヘリックス電極とコレクタ電極との間の電圧差をすばやく、正確に所定の値に制限出来、マイクロ波管の破損を防止出来るマイクロ波管用電源を得ることが出来る。
【００３４】
また、使用部品が少なくてすむので、マイクロ波管用電源を小型化することが出来るという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロ波管用電源装置の実施形態に係るブロック図である。
【図２】本発明のマイクロ波管用電源装置の実施形態における高電圧オフ時の電圧波形図である。
【図３】本発明のマイクロ波管用電源装置の第一の実施例の回路図である。
【図４】本発明のマイクロ波管用電源装置の第二の実施例の回路図である。
【図５】本発明のマイクロ波管用電源装置の第三の実施例の回路図である。
【図６】従来のマイクロ波管用電源装置のブロック図である。
【符号の説明】
１          コレクタ電源
２          ヘリックス電源
３、３７    カソード電源端子
４、３８    コレクタ電源端子
５、３９    ヘリックス電源端子
６、７      インピーダンス手段
８、４２    分圧点
９          一方向導電性手段
４０、４１  コンデンサ
４３        ダイオード
４９、５１  抵抗
【図１】
0003970658.tif 000002
【図２】
0003970658.tif 000003
【図３】
0003970658.tif 000004
【図４】
0003970658.tif 000005
【図５】
0003970658.tif 000006
【図６】
0003970658.tif 000007