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直流安定化電源装置

シーズコード S130009872
掲載日 2013年6月5日
研究者
  • 井森 正敏
技術名称 直流安定化電源装置
技術概要 直流安定化高圧電源に、電源の出力をバッファ充電電圧とオフセット電圧の和として生成するバッファ回路と、バッファ回路にオフセット電圧を発生する高速電力増幅器と、出力高電圧と参照電圧との間の電圧差を検出し、これを小さくする誤差増幅器を設ける。そして、バッファ充電電圧がオフセット電圧に依存しないフローティング特性を近似的に実現し、出力高電圧を安定化する帰還を、近似的に互いに独立な遅れの少ないオフセット電圧を制御する帰還と遅れの大きいバッファ充電電圧を制御する帰還に分けて別々に実装し、帰還の有効な周波数領域の拡大と帰還量の増加を実現した。そのための機構として、バッファ回路1は、出力高電圧をバッファ充電電圧とオフセット電圧との和として生成するフローティング特性を備える。誤差増幅器3は、出力高電圧とこれを設定する参照電圧との間の電圧の誤差を検出する。バッファ駆動回路4は、検出された誤差により振幅の制御された高周波交流を生成する。この高周波交流の振幅に従い、バッファ回路1のバッファ充電電圧が定められる。高速電力増幅器2は、検出された誤差をもとにオフセット電圧を制御する。
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研究分野
  • 電源回路
展開可能なシーズ 最近の大規模な高エネルギー実験装置の検出器用電源として高性能な高圧電源装置を使用するが、数千個から数万個使用するため、コンパクトかつ低廉性が求められる。これは従来技術では実現困難であった。そこで、精度よく安定化されかつ周波数応答の優れた直流高電圧を提供する簡単な回路構成を導入し、コンパクトで低廉な直流安定化高圧電源を提供することを目的とする。
出力電圧と参照電圧との間の電圧差をもとに発生する高電圧を調節する遅れの大きい帰還とは独立に、これと並行して出力高電圧と参照電圧の電圧差を高速電力増幅器の出力の電圧振幅の範囲で高速に調整する早い帰還が出力高電圧の安定性と周波数応答を改善する。また、出力高電圧と参照電圧とを比較して発生する高電圧を調整する遅れの大きい帰還に原点に位置する極が組み込まれているので、定常状態では発生する高電圧は参照電圧の設定する出力高電圧と等しくなる。この結果出力電圧と参照電圧の電圧差の定常偏差はゼロとなり、定常状態では高速電力増幅器の出力はその電圧振幅の中央付近に位置することとなり、電圧振幅を出力高電圧の制御に有効に利用可能となる。
用途利用分野 高エネルギー実験用直流安定化電源装置
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人科学技術振興機構, . 井森 正敏, . 直流安定化電源装置. 特開2005-137085. 2005-05-26
  • H02M   3/24     

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