特許 5656270 電源装置、高周波システム及び該電源装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5656270

(24)【登録日】2014年12月5日

(45)【発行日】2015年1月21日

(54)【発明の名称】電源装置、高周波システム及び該電源装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 23/34 20060101AFI20141225BHJP

【ＦＩ】

   H01J23/34 A

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-258232(P2013-258232)

(22)【出願日】2013年12月13日

【審査請求日】2013年12月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】396007982

【氏名又は名称】株式会社ネットコムセック

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】中里 行平

【審査官】 桐畑 幸▲廣▼

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２９７２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１４９８８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ２３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トランスと、
前記トランスの一次巻線へ交流電圧を供給するインバータと、
前記トランスの二次巻線から出力された交流電圧を整流し、電子管が備えるカソード及びコレクタに所定の直流電圧を供給する複数の整流回路と、
前記整流回路から出力される、前記カソードに供給する直流電圧を安定化させるシリーズレギュレータと、
前記シリーズレギュレータ及び前記インバータの動作を制御する制御部と、
を有し、
前記複数の整流回路は、各々の出力電圧を積み上げることで、前記コレクタに供給する直流電圧及び前記カソードに供給する直流電圧を生成し、
前記制御部は、
前記カソード及び前記コレクタに対する前記直流電圧の供給停止時、第１の制御信号により、先に前記シリーズレギュレータの出力電圧を低下させ、その後、第２の制御信号により、前記インバータの動作を停止させる電源装置。

【請求項2】

前記シリーズレギュレータは、
直列に接続された複数のトランジスタから成るトランジスタ群と、
所定の基準電圧を生成する基準電圧源と、
前記カソードに供給する直流電圧の検出に用いられる、前記カソードと前記接地電位間に直列に接続された複数の分圧抵抗器と、
前記分圧抵抗器の接続ノードから出力される分圧電圧と前記基準電圧とを比較し、それらが一致するように前記トランジスタ群を制御する差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力信号にしたがって前記トランジスタ群を駆動する駆動トランジスタと、
を有する請求項１記載の電源装置。

【請求項3】

前記差動増幅器の一方の入力端子に接続される論理和回路を有し、
前記論理和回路に、前記分圧電圧と前記第１の制御信号、または前記基準電圧と前記第１の制御信号が入力される請求項２記載の電源装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項記載の電源装置と、
前記電源装置からカソード及びコレクタに所定の直流電圧が供給される電子管と、
を有する高周波システム。

【請求項5】

トランスと、
前記トランスの一次巻線へ交流電圧を供給するインバータと、
前記トランスの二次巻線から出力される交流電圧を整流し、電子管が備えるカソード及びコレクタに供給する所定の直流電圧を生成する複数の整流回路と、
前記整流回路から出力される、前記カソードに供給する直流電圧を安定化させるシリーズレギュレータと、
前記シリーズレギュレータ及び前記インバータの動作を制御する制御部と、
を有する電源装置の制御方法であって、
前記複数の整流回路が、
各々の出力電圧を積み上げることで、前記コレクタに供給する直流電圧及び前記カソードに供給する直流電圧を生成し、
前記制御部が、
前記カソード及び前記コレクタに対する前記直流電圧の供給停止時、第１の制御信号により、先に前記シリーズレギュレータの出力電圧を低下させ、その後、第２の制御信号により、前記インバータの動作を停止させる電源装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子管が備える各電極へ所要の直流電圧を供給する電源装置、該電源装置を備える高周波システム及び該電源装置の制御方法に関する。

【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ＲＦ（Radio Frequency）信号の増幅や発振等に用いる電子管である。進行波管１は、例えば図３に示すように、電子を放出する電子銃１０と、電子銃１０から放出された電子によって形成される電子ビーム５０とＲＦ信号とを相互作用させる高周波回路であるヘリックス２０と、ヘリックス２０から出力された電子を捕捉するコレクタ３０と、電子銃１０から電子を引き出すと共に電子銃１０から放出された電子によって形成される電子ビーム５０をヘリックス２０の螺旋構造内に導くアノード４０とを有する。電子銃１０は、熱電子を放出するカソード１１と、カソード１１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１２とを備える。

【0003】

電子銃１０から放出された電子は、電子ビーム５０を形成しつつカソード１１とアノード４０の電位差によって加速されてヘリックス２０の螺旋構造内に導入され、ヘリックス２０の一端から入力されたＲＦ信号と相互作用しながら該螺旋構造内を進行する。ヘリックス２０の螺旋構造内を通過した電子はコレクタ３０で捕捉される。このとき、ヘリックス２０の他端からは電子ビームとの相互作用によって増幅されたＲＦ信号が出力される。

【0004】

電源装置６０は、カソード１１に対してヘリックス２０の電位ＨＥＬＩＸを基準に負の直流電圧であるヘリックス電圧Ｅｈｅｌを供給するヘリックス電源６１と、コレクタ３０に対してカソード１１の電位Ｈ／Ｋを基準に正の直流電圧であるコレクタ電圧Ｅｃｏｌを供給するコレクタ電源６２と、ヒータ１２に対してカソード１１の電位Ｈ／Ｋを基準に正または負の直流電圧（図３では負の直流電圧）であるヒータ電圧Ｅｈを供給するヒータ電源６３とを備えている。アノード４０及びへリックス２０は電源装置６０内でそれぞれ接地される。

【0005】

なお、図３では１つのコレクタ３０を備える進行波管１の構成例を示しているが、進行波管１には複数のコレクタ３０を備える構成もある。また、図３では、アノード４０が接地された構成例を示しているが、進行波管１には、アノード４０に対してカソード１１の電位Ｈ／Ｋを基準に正の直流電圧であるアノード電圧Ｅａを供給する構成もある。

【0006】

図３に示すヘリックス電源６１及びコレクタ電源６２は、回路の一部を共通化することが可能であり、例えば図４に示す回路で実現できる。図４に示す電源回路は、２つのコレクタを備える進行波管１に異なるコレクタ電圧（第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１及び第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２）を供給する場合の構成例を示している。

【0007】

図４に示す電源回路は、トランス１０１と、トランス１０１の一次巻線に交流電圧を供給するインバータ１０２と、トランス１０１の二次巻線から出力される交流電圧を整流する整流回路１０３₁〜１０３₃と、整流回路１０３₁〜１０３₃から出力されるヘリックス電圧Ｅｈｅｌを安定化させるシリーズレギュレータ１０４と、インバータ１０２の動作を制御する制御部１０５とを有する。

【0008】

図４に示す電源回路では、接地電位に対して整流回路１０３₁〜１０３₃の出力電圧を積み上げることで、第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１、第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２及びヘリックス電圧Ｅｈｅｌを生成する。また、シリーズレギュレータ１０４を用いてヘリックス電圧Ｅｈｅｌを制御することで、ヘリックス電圧Ｅｈｅｌのリップルを低減して、安定したカソード電位Ｈ／Ｋを実現している。

【0009】

シリーズレギュレータ１０４を用いてカソード電位Ｈ／Ｋを安定化させる構成は、例えば特許文献１及び２にも記載されている。また、複数の整流回路の出力電圧を積み上げることで複数のコレクタ電圧Ｅｃｏｌやヘリックス電圧Ｅｈｅｌを生成する構成は、例えば特許文献３〜６にも記載されている。アノード電圧Ｅａやヒータ電圧Ｅｈ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等を用いて生成すればよい。

【0010】

ところで、上述した進行波管１及び電源装置６０を備える高周波システムでは、電源投入時や電源停止時等の電源電圧が不安定な期間でヘリックス２０に意図しない過大な電流が流れるのを防止するため、各電源電圧の投入順や停止順を制御することが望ましい。

【0011】

例えば、電源投入時は、最初にヒータ電圧Ｅｈを供給して進行波管１のヒータ１２を予熱する。続いて、インバータ１０２を動作させてヘリックス電圧Ｅｈｅｌ、コレクタ電圧Ｅｃｏｌ（Ｅｃｏｌ１，Ｅｃｏｌ２）を供給し、最後にアノード電圧Ｅａを供給する。一方、電源停止時は、最初にアノード電圧Ｅａの供給を停止する（アノード電位ＡＮＯＤＥをカソード電位Ｈ／Ｋと等しくする）。続いて、インバータ１０２の動作を停止してヘリックス電圧Ｅｈｅｌ、コレクタ電圧Ｅｃｏｌ（Ｅｃｏｌ１，Ｅｃｏｌ２）の供給を停止し、最後にヒータ電圧Ｅｈの供給を停止する。

【0012】

通常、進行波管１のカソード１１やコレクタ３０に供給する直流電圧（電源電圧）は数ＫＶ〜数十ＫＶの高電圧であるため、アノード電圧Ｅａの供給及び供給停止には真空リレー等の高耐圧スイッチが用いられる。

【0013】

なお、特許文献７には、パワートランジスタや電界効果トランジスタ等の半導体スイッチ素子を用いてアノード電圧Ｅａを制御することで、上記電源投入時や電源停止時のシーケンスを実現した構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開２００７−３２３９１５号公報

【特許文献2】実開昭６１−０８９９１６号公報

【特許文献3】特開昭６０−１６７２４０号公報

【特許文献4】特開２００１−１４３６２８号公報

【特許文献5】特開２００８−０６１３３２号公報

【特許文献6】特開２００９−０３７７５４号公報

【特許文献7】特公平４−０２９１７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

一般に、真空リレー等の高耐圧スイッチは高価であり、また大型であるため、高耐圧スイッチを用いてアノード電圧Ｅａを制御する構成は電源装置のコストや回路容積が増大する課題がある。

【0016】

一方、特許文献７に記載された構成では、カソード電位Ｈ／Ｋと接地電位間に半導体スイッチ素子と抵抗器とを直列に接続することで、半導体スイッチ素子に対する印加電圧を低減している。しかしながら、そのような構成では、進行波管１の通常動作時に、半導体スイッチ素子と抵抗器とでヘリックス電圧Ｅｈｅｌを分圧した電圧がアノード４０に供給されるため、進行波管１から出力可能なＲＦ信号の最大電力が低下してしまう。すなわち、進行波管１の能力を最大限に利用することができない。

【0017】

したがって、進行波管１用の電源装置には、コストや回路容積の制約から高耐圧スイッチ等を用いてアノード電圧Ｅａを制御しない構成もある。その場合、アノード４０は上述したように接地電位と接続される。

【0018】

しかしながら、アノード電圧Ｅａの供給及び供給停止を制御しない構成では、上述したように電源投入時や電源停止時にヘリックス２０へ意図しない過大な電流が流れるため、ヘリックス２０がダメージを受け、進行波管１の製品寿命が短くなるおそれがある。特に、電源停止時では、電流供給能力が高いヘリックス電源６１やコレクタ電源６２に蓄積された電力が放電されてヘリックス２０に大きな電流が流れるため、ヘリックス２０が受けるダメージもより大きくなる。

【0019】

本発明は上述したような背景技術の問題を解決するためになされたものであり、アノード電圧の供給及び供給停止を制御しない構成であっても、ヘリックスが受けるダメージを低減しつつ、電子管に対する電源供給を停止させることが可能な電源装置、該電源装置を備える高周波システム及び該電源装置の制御方法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】

【0020】

上記目的を達成するため本発明の電源装置は、トランスと、
前記トランスの一次巻線へ交流電圧を供給するインバータと、
前記トランスの二次巻線から出力された交流電圧を整流し、電子管が備えるカソード及びコレクタに所定の直流電圧を供給する複数の整流回路と、
前記整流回路から出力される、前記カソードに供給する直流電圧を安定化させるシリーズレギュレータと、
前記シリーズレギュレータ及び前記インバータの動作を制御する制御部と、
を有し、
前記複数の整流回路は、各々の出力電圧を積み上げることで、前記コレクタに供給する直流電圧及び前記カソードに供給する直流電圧を生成し、
前記制御部は、
前記カソード及び前記コレクタに対する前記直流電圧の供給停止時、第１の制御信号により、先に前記シリーズレギュレータの出力電圧を低下させ、その後、第２の制御信号により、前記インバータの動作を停止させる構成である。

【0021】

本発明の高周波システムは、上記電源装置と、
前記電源装置からカソード及びコレクタに所定の直流電圧が供給される電子管と、
を有する。

【0022】

また、本発明の電源装置の制御方法は、トランスと、
前記トランスの一次巻線へ交流電圧を供給するインバータと、
前記トランスの二次巻線から出力される交流電圧を整流し、電子管が備えるカソード及びコレクタに供給する所定の直流電圧を生成する複数の整流回路と、
前記整流回路から出力される、前記カソードに供給する直流電圧を安定化させるシリーズレギュレータと、
前記シリーズレギュレータ及び前記インバータの動作を制御する制御部と、
を有する電源装置の制御方法であって、
前記複数の整流回路が、
各々の出力電圧を積み上げることで、前記コレクタに供給する直流電圧及び前記カソードに供給する直流電圧を生成し、
前記制御部が、
前記カソード及び前記コレクタに対する前記直流電圧の供給停止時、第１の制御信号により、先に前記シリーズレギュレータの出力電圧を低下させ、その後、第２の制御信号により、前記インバータの動作を停止させる方法である。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、アノード電圧の供給及び供給停止を制御しない構成であっても、ヘリックスが受けるダメージを低減しつつ、電子管に対する電源供給を停止させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の電源装置の一構成例を示す図であり、同図（ａ）はヘリックス電源及びコレクタ電源の一構成例を示す回路図、同図（ｂ）は図１（ａ）に示した差動増幅器の他の接続例を示す回路図である。

【図2】図１に示した電源装置のオフ時におけるヘリックス電圧及びコレクタ電圧の変化の様子の一例を示すグラフである。

【図3】背景技術の高周波システムの構成例を示すブロック図である。

【図4】図３に示したヘリックス電源及びコレクタ電源の構成例を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

次に本発明について図面を用いて説明する。

【0026】

図１は、本発明の電源装置の一構成例を示す図であり、同図（ａ）はヘリックス電源及びコレクタ電源の一構成例を示す回路図、同図（ｂ）は図１（ａ）に示した差動増幅器の他の接続例を示す回路図である。

【0027】

図１（ａ）に示す電源装置７０は、図３に示した背景技術の電源装置６０と同様に、進行波管１の各電極に所要の電源電圧を供給するのに好適な構成例である。また、図１（ａ）に示す電源装置７０は、図４に示した電源回路と同様に、ヘリックス電源とコレクタ電源の回路の一部を共通化した構成である。さらに、図１（ａ）に示す電源装置７０は、図４に示した電源回路と同様に、２つのコレクタを備える進行波管１に、異なるコレクタ電圧（第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１及び第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２）を供給する場合の構成例を示している。進行波管１を含む高周波システムの構成は、進行波管１が備えるコレクタの数を除いて図３に示した背景技術と同様であるため、その説明は省略する。

【0028】

図１（ａ）に示すように、本発明の電源装置７０は、トランス２０１と、トランス２０１の一次巻線へ交流電圧を供給するインバータ２０２と、トランス２０１の二次巻線から出力される交流電圧を整流する整流回路２０３₁〜２０３₃と、整流回路２０３₁〜２０３₃から出力されるヘリックス電圧Ｅｈｅｌを安定化させるシリーズレギュレータ２０４と、シリーズレギュレータ２０４及びインバータ２０２の動作を制御する制御部２０５とを有する。図１（ａ）に示す整流回路２０３₁〜２０３₃の各出力端や接地電位とカソード電位Ｈ／Ｋ間には、周知の整流用コンデンサが接続されていてもよい。

【0029】

図１（ａ）では、ヒータ電圧Ｅｈを生成するヒータ電源の構成例を示していないが、ヒータ電圧Ｅｈは、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等を用いて生成すればよい。ヒータ電圧Ｅｈの生成に用いるインバータやトランスは、上記インバータ２０２やトランス２０１と共通であってもよく、独立して備えていてもよい。

【0030】

図１（ａ）に示す電源装置７０は、図４に示した電源回路と同様に、接地電位に対して整流回路２０３₁〜２０３₃の出力電圧を積み上げることで、第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１、第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２及びヘリックス電圧Ｅｈｅｌを生成する。また、シリーズレギュレータ２０４を用いてヘリックス電圧Ｅｈｅｌを制御することで、ヘリックス電圧Ｅｈｅｌのリップルを低減して、安定したカソード電位Ｈ／Ｋを実現している。

【0031】

インバータ２０２は、例えば不図示の直流電圧源から供給される直流電圧をトランジスタでスイッチングすることで交流電圧に変換する、周知の回路である。

【0032】

トランス２０１は、インバータ２０２から出力された交流電圧を昇圧または降圧して出力する。

【0033】

整流回路２０３₁〜２０３₃は、トランス２０１の二次巻線から出力された交流電圧を整流して出力する、周知のダイオードブリッジで構成される。

【0034】

シリーズレギュレータ２０４は、直列に接続された複数のトランジスタ（図１（ａ）では４つのトランジスタＱ１〜Ｑ４）から成るトランジスタ群２１０と、所定の基準電圧Ｅｒｅｆを生成する基準電圧源２１１と、ヘリックス電圧Ｅｈｅｌの検出に用いられる、カソード１１と接地電位間に直列に接続された複数の分圧抵抗器Ｒ１及びＲ２と、分圧抵抗器Ｒ１及びＲ２の接続ノードから出力される分圧電圧Ｅｄと上記基準電圧Ｅｒｅｆとを比較し、それらが一致するようにトランジスタ群２１０を制御する差動増幅器２１２と、差動増幅器２１２の出力信号にしたがってトランジスタ群２１０を駆動する駆動トランジスタ２１３とを有する。基準電圧源２１１は、比較的安定した直流電圧を生成できればよく、周知のどのような回路を用いてもよい。

【0035】

図１（ａ）では２つの分圧抵抗器Ｒ１及びＲ２を備える構成例を示しているが、分圧抵抗器の数は２つ以上であればいくつでもよい。また、図１（ａ）では、トランジスタ群２１０が複数のバイポーラトランジスタで構成される例を示しているが、トランジスタ群２１０は複数のＦＥＴ（Field Effect Transistor）で構成されていてもよい。

【0036】

上述したように進行波管１のヘリックス電圧Ｅｈｅｌは数ＫＶ〜数十ＫＶの直流高電圧であるため、図１（ａ）に示す電源装置７０では、複数のトランジスタ（図１（ａ）ではＱ１〜Ｑ４）を直列に接続してトランジスタ群２１０を形成することで、各トランジスタＱ１〜Ｑ４に印加される電圧を低減している。

【0037】

差動増幅器２１２には、上記分圧電圧Ｅｄ及び基準電圧Ｅｒｅｆが入力されると共に、制御部２０５から出力される、シリーズレギュレータ２０４の動作を制御するための制御信号Ｒｅｇが入力される。

【0038】

本実施形態の制御部２０５は、進行波管１に対する電源供給の停止時、制御信号Ｒｅｇとして、シリーズレギュレータ２０４の出力電圧を接地電位方向へシフト（低下）させるための所定の直流電圧を出力する。

【0039】

差動増幅器２１２が２つの入力端子のみ備える構成の場合、負入力端子または正入力端子へ２つのダイオードを順方向に接続して論理和回路を構成し、該論理和回路に分圧電圧Ｅｄと制御信号Ｒｅｇとを入力すればよい（図１（ｂ）参照）。論理和回路には基準電圧Ｅｒｅｆと制御信号Ｒｅｇとを入力してもよい。その場合、もう一つの入力端子に分圧電圧Ｅｄを入力すればよい。

【0040】

制御部２０５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、該ＣＰＵの処理で必要な情報を一時的に保持する主記憶装置、ＣＰＵに処理を実行させるためのプログラムが記録された記録媒体、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）コンバータ等を備えた情報処理装置または情報処理用のＩＣ（Integrated Circuit）で実現できる。制御部２０５は、記録媒体に記録されたプログラムにしたがってＣＰＵが処理を実行することで、後述する制御部２０５の機能を実現する。記録媒体は、磁気ディスク、半導体メモリ、光ディスクあるいはその他の記憶装置であってもよい。

【0041】

次に本発明の電源装置７０の動作について説明する。

【0042】

図２は、図１（ａ）に示した電源装置のオフ時におけるヘリックス電圧及びコレクタ電圧の変化の様子の一例を示すグラフである。図２（ａ）は、本発明の制御方法を採用しない場合の、進行波管１に対する電源供給の停止時のヘリックス電圧Ｅｈｅｌ、第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１及び第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２の変化の様子を示している。図２（ｂ）は、本発明の制御方法を採用した場合の、進行波管１に対する電源供給の停止時のヘリックス電圧Ｅｈｅｌ、第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１及び第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２の変化の様子を示している。図２（ａ）及び（ｂ）は、ヘリックス電圧Ｅｈｅｌ、第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１、第２のコレクタＥｃｏｌ２、ヘリックス２０に流れる電流（ヘリックス電流Ｉｈｅｌ）を模式的に示した図であり、これらの電圧値や電流値を正確に示すものではない。なお、進行波管１のアノード４０は電源装置７０内で接地されているものとする。

【0043】

進行波管１に対する電源供給の停止時、制御部２０５は制御信号ＨＶを用いてインバータ２０２の動作を停止させる。ここで、本発明の制御方法を採用しない場合、図２（ａ）に示すように制御部２０５が制御信号ＨＶを用いてインバータ２０２の動作を停止させると（ＨＶ ＯＦＦ）、ヘリックス電圧Ｅｈｅｌが徐々に低下する（カソード電位Ｈ／Ｋが徐々に接地電位（ＧＮＤ）へ近づく）。

【0044】

また、インバータ２０２の動作が停止すると、コレクタ電源は出力電位を維持できないため、第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１及び第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２がヘリックス電圧Ｅｈｅｌとほぼ等しくなり、その後、ヘリックス電圧Ｅｈｅｌと共に徐々に低下して接地電位へ近づいていく。

【0045】

進行波管１では、ヘリックス電圧Ｅｈｅｌが十分に低下していない期間ではカソード１１から電子が放出され続けている。そのため、第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１及び第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２がヘリックス電圧Ｅｈｅｌとほぼ等しいと、カソード１１から放出された電子は、２つのコレクタ３０で捕捉されることなく、そのほとんどがヘリックス２０を経由して接地電位へ流れてしまう。特に、インバータ２０２の動作停止直後はヘリックス電圧Ｅｈｅｌが高電圧であるため、図２（ａ）で示すようにヘリックス２０に大きなピーク電流が流れてしまう。また、ヘリックス電源やコレクタ電源に蓄積されていた電力がヘリックス２０以外ではほとんど消費されないため、大きなヘリックス電流Ｉｈｅｌが流れる期間も長くなる。

【0046】

そこで、本発明では、進行波管１に対する電源供給の停止時、制御部２０５は、先にシリーズレギュレータ２０４を用いてヘリックス電圧Ｅｈｅｌ、第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１及び第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２を接地電位方向へシフトさせる。すなわち、制御部２０５は、制御信号Ｒｅｇとして所定の直流電圧を差動増幅器２１２に供給し（Ｒｅｇ ＯＦＦ）、シリーズレギュレータ２０４の出力電圧を低下させる（Ｒｅｇ Ｓｈｉｆｔ）。その後、制御部２０５は、インバータ２０２の動作を停止させる。上述したようにインバータ２０２の動作は制御信号ＨＶを用いて制御する。なお、インバータ２０２の動作を停止させるには、例えば、上記直流電圧源の動作を停止させる、またはスイッチング用のトランジスタをオフ状態で維持させればよい。

【0047】

このようにシリーズレギュレータ２０４を用いてヘリックス電圧Ｅｈｅｌ、第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１及び第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２を制御すると、図２（ｂ）で示すようにヘリックス電圧Ｅｈｅｌ、第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１及び第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２は、Ｒｅｇ ＯＦＦ時に比較的短時間で所定の電圧まで低下し、その後、一定となる。この段階では、インバータ２０２及びシリーズレギュレータ２０４がそれぞれ動作しているため、カソード１１と２つのコレクタ３０間もある程度の電位差でそれぞれ維持されている。したがって、カソード１１から放出された電子の多くが２つのコレクタ３０で捕捉され、該コレクタ３０を介して接地電位へ流れる。そのため、ヘリックス２０に流れる電流（ヘリックス電流Ｉｈｅｌ）が低減される。

【0048】

また、インバータ２０２の動作を停止させた時点（ＨＶ ＯＦＦ）では、ヘリックス電圧Ｅｈｅｌ、第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１及び第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２が既に低下しているため、図２（ｂ）で示すようにヘリックス２０に流れるピーク電流も低減する。さらに、ヘリックス電圧Ｅｈｅｌ、第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１及び第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２が低下していることで、ヘリックス電流Ｉｈｅｌが流れる期間も短縮する。

【0049】

シリーズレギュレータ２０４による出力電圧のシフト時、ヘリックス電源に蓄積されている電力は、主としてシリーズレギュレータ２０４が備えるトランジスタ群２０１で消費される。そのため、シリーズレギュレータ２０４を用いてヘリックス電圧Ｅｈｅｌ、第１のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ１及び第２のコレクタ電圧Ｅｃｏｌ２をシフト（低下）させる場合は、その時間や低下量（低下電圧）をトランジスタ群２１０が備える各トランジスタＱ１〜Ｑ４の最大許容損失等を考慮して設定すればよい。

【0050】

本発明によれば、高耐圧スイッチ等を用いてアノード電圧Ｅａの供給及び供給停止を制御しない構成であっても、進行波管１に対する電源電圧の供給停止時にヘリックス２０に流れる電流を低減できるため、ヘリックス２０が受けるダメージを低減しつつ電源装置７０の動作を停止させることができる。

【0051】

また、本発明の制御方法で用いるシリーズレギュレータ２０４は、元々電源装置７０に備える構成であり、新たに追加する必要もない。そのため、電源装置７０のコストや回路容積の増大も抑制される。

【符号の説明】

【0052】

１０ 電子銃
１１ カソード
１２ ヒータ
２０ ヘリックス
３０ コレクタ
４０ アノード
７０ 電源装置
２０１ トランス
２０２ インバータ
２０３₁〜２０３₃ 整流回路
２０４ シリーズレギュレータ
２０５ 制御部
２１０ トランジスタ群
２１１ 基準電圧源
２１２ 差動増幅器
Ｒ１，Ｒ２ 分圧抵抗器

【要約】

【課題】アノード電圧の供給及び供給停止を制御しない構成であっても、ヘリックスが受けるダメージを低減しつつ、電子管に対する電源供給を停止させることが可能な電源装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】電源装置は、トランスと、トランスへ交流電圧を供給するインバータと、トランスから出力された交流電圧を整流する複数の整流回路と、カソードに供給する直流電圧を安定化させるシリーズレギュレータと、シリーズレギュレータ及びインバータを制御する制御部とを有する。各整流回路は各々の出力電圧を積み上げることでコレクタ及びカソードに供給する直流電圧を生成する。制御部は、電子管に対する電源供給停止時、制御信号により先にシリーズレギュレータの出力電圧を低下させ、その後インバータの動作を停止させる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】