專利名稱：具有多個(gè)串聯(lián)到變壓器次級(jí)線圈的二極管電橋的高壓電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓電源電路，該電路用于實(shí)現(xiàn)交流輸入的整流和連續(xù)倍增并輸出高壓直流電，本發(fā)明尤其涉及一種適于為在負(fù)載電流較低的情況下需要高壓的行波管供電的高壓電源電路。
下面參考

圖1，此類高壓電源電路現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)例子包括變壓器100；二極管電橋111、112和113；電容器C101、C102和C103。變壓器100包括外加交流電壓的初級(jí)線圈101；以及根據(jù)期望的升壓而由多匝形成的第一、第二和第三次級(jí)線圈102、103和104。二極管電橋111、112和113實(shí)現(xiàn)第一、第二和第三次級(jí)線圈102、103和104輸出的交流電壓的全波整流。電容器C101-C103分別減小二極管電橋111-113輸出的直流電壓中的紋波。二極管電橋111-113的輸出端彼此串聯(lián)連接。
作為一個(gè)例子，在負(fù)載電流相對(duì)較低的情況下需要高壓的行波管120作為負(fù)載連接到圖1所示前述結(jié)構(gòu)類型的高壓電源電路上。
換言之，行波管120的陰極端子121連接到二極管電橋111的一個(gè)輸出端，行波管120的收集極端子122既連接到二極管電橋111的另一輸出端，又連接到二極管電橋112的一個(gè)輸出端。行波管120的收集極端子123既連接到二極管電橋112的另一輸出端，又連接到二極管電橋113的一個(gè)輸出端。最后，二極管電橋113的另一輸出端連接到行波管120的螺旋線端子124。
因此，負(fù)載電流經(jīng)過(guò)行波管120的收集極端子122、收集極端子123和螺旋線端子124流到陰極端子121。
為了實(shí)現(xiàn)在圖1所示高壓電源電路中使行波管120的陰極端子121、收集極端子122和收集極端子123都加上高壓，變壓器100包括與外加電壓相對(duì)應(yīng)的三個(gè)次級(jí)線圈102、103和104。
變壓器的匝數(shù)比等于初級(jí)線圈外加電壓對(duì)次級(jí)線圈上產(chǎn)生的電壓的比值，匝數(shù)比越大或者次級(jí)線圈數(shù)越多，所需的線圈寬度或線圈厚度越大。
此外，為了能在高壓使用變壓器，必須保證圖1所示結(jié)構(gòu)中的線圈之間有規(guī)定的距離，以便提供高耐壓，因此變壓器的線圈架和鐵心必須做大。但變壓器鐵心尺寸的增加既增加了損耗又降低了變壓器的傳輸效率。
圖1所示現(xiàn)有技術(shù)高壓電源電路中使用的變壓器、二極管和電容器這樣的元件必須具有高耐壓，這導(dǎo)致電路尺寸增加和成本增加。
作為一種解決方案的例子，日本公開專利第77059/87號(hào)公開了一種圖2所示的高壓電源電路。
圖2所示的高壓電源電路包括具有一個(gè)次級(jí)線圈的變壓器以及在次級(jí)線圈的繞組末端有多個(gè)二極管電橋(圖2中為5個(gè))，這些二極管電橋與插入的電容器串聯(lián)連接。此外，在圖1的電路中，用于輸出直流電壓的每個(gè)二極管電橋的輸出端串聯(lián)連接在一起。
此外，負(fù)載RL連接在多個(gè)串聯(lián)連接的二極管電橋中離變壓器次級(jí)線圈最遠(yuǎn)的二極管電橋的輸出端E0和最靠近變壓器次級(jí)線圈的二極管電橋的輸出端之間。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，即使只具有一個(gè)次級(jí)線圈，也可以從二極管電橋的連接點(diǎn)得到多種不同電壓，因此電路可用作需要同時(shí)為多個(gè)負(fù)載供電的行波管的電源。
但在圖2所示高壓電源電路中，變壓器次級(jí)線圈的中點(diǎn)接地，最靠近變壓器次級(jí)線圈的二極管電橋的輸出端導(dǎo)致具有兩個(gè)Cockcroft-Walton電路的結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖3)。
Cockcroft-Walton電路是一種倍壓電路，通過(guò)電容器C1，C2，……CN和二極管D1，D2，……DN實(shí)現(xiàn)了對(duì)次級(jí)線圈輸出的交流電壓Ein的半波整流。因此，與圖1所示實(shí)現(xiàn)全波整流的高壓電源電路相比，存在著變壓器利用率低和輸出電壓紋波大的問(wèn)題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊和輸出電壓紋波水平低的高壓電源電路。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，高壓電源電路包括變壓器、多個(gè)二極管電橋和多個(gè)電容器。
連接到變壓器次級(jí)線圈的多個(gè)二極管電橋通過(guò)電容器串聯(lián)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)次級(jí)線圈輸出的交流電壓的全波整流。每個(gè)二極管電橋設(shè)有電容器將全波整流后的輸出電壓電荷存儲(chǔ)起來(lái)。在多個(gè)二極管電橋中，最靠近次級(jí)線圈的第一級(jí)二極管電橋的輸出端連接到地電勢(shì)，負(fù)載連接在地電勢(shì)和離次級(jí)線圈最遠(yuǎn)的末級(jí)二極管電橋的輸出端。
因此，即使變壓器僅有一個(gè)次級(jí)線圈，也能從二極管電橋的連接點(diǎn)提供多種不同高壓。
此外，由于將輸出電壓轉(zhuǎn)換為高壓是通過(guò)數(shù)級(jí)二極管電橋來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此變壓器次級(jí)線圈的耐壓可以被降低。
此外，從二極管電橋的每個(gè)連接點(diǎn)輸出的電壓是經(jīng)過(guò)全波整流的直流電壓，因此使輸出電壓的紋波低于實(shí)現(xiàn)半波整流的電路中的紋波。
這種結(jié)構(gòu)減小了變壓器、二極管電橋和電容器的尺寸，因此既減小了整個(gè)電路的尺寸又降低了成本。
在根據(jù)本發(fā)明另一方面的高壓電源電路中，在多個(gè)二極管電橋中，最靠近次級(jí)線圈的第一級(jí)二極管電橋的輸出端包括相對(duì)于地電勢(shì)提供期望的直流電壓的直流電源，從而，加到連接在地電勢(shì)和離次級(jí)線圈最遠(yuǎn)的末級(jí)二極管電橋輸出端之間的負(fù)載上的電壓可設(shè)為期望值。
在根據(jù)本發(fā)明另一方面的高壓電源電路中，變壓器具有第二次級(jí)線圈和整流器電路，整流器電路對(duì)第二次級(jí)線圈輸出的交流電壓進(jìn)行整流。對(duì)于包括直流電源的情況來(lái)說(shuō)，該結(jié)構(gòu)允許加到連接在地電勢(shì)和離次級(jí)線圈最遠(yuǎn)的末級(jí)二極管電橋輸出端之間的負(fù)載上的電壓設(shè)為期望值。
因此，加到行波管陰極端子上的電壓可以設(shè)為使得允許行波管以最高效率運(yùn)行，從而可以為多種規(guī)格的行波管提供最佳陰極電壓。
此外，對(duì)直流電源或整流器電路的輸出電壓進(jìn)行精細(xì)調(diào)整后將電壓輸出的串聯(lián)調(diào)節(jié)器的提供允許加到行波管上的電壓設(shè)為最佳值，行波管是連接在接地電勢(shì)和離次級(jí)線圈最遠(yuǎn)的末級(jí)二極管電橋輸出端之間的負(fù)載。
本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下基于附圖對(duì)本發(fā)明最佳實(shí)施例的示例性描述中變得明顯。
圖1是顯示高壓電源電路一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)例子的電路圖；圖2是顯示高壓電源電路另一現(xiàn)有技術(shù)例子的電路圖；圖3是Cockcroft-Walton電路的電路圖，它是倍壓電路的一個(gè)例子；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的高壓電源電路的電路圖5是行波管的示意圖，它是圖4所示高壓電源電路的負(fù)載；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的高壓電源電路的電路圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的高壓電源電路的電路圖；圖8是顯示圖7所示整流器電路的一個(gè)例子的電路圖；圖9是顯示圖7所示整流器電路的另一個(gè)例子的電路圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的高壓電源電路的電路圖。
參考圖4，所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的高壓電源電路，所述電路包括變壓器1；二極管電橋11，12，13和14；以及電容器C11-C16和C21-C24。
變壓器1包括外加交流電壓的初級(jí)線圈2，以及由多匝線圈構(gòu)成的次級(jí)線圈3，所述線圈匝數(shù)視期望升高的電壓而定。二極管電橋11-14對(duì)次級(jí)線圈3輸出的交流電壓起全波整流的作用。電容器C11-C16用于累積二極管電橋11-14的輸出電壓，電容器C21-C24通過(guò)二極管電橋11-14的輸出電壓存儲(chǔ)電荷。
二極管電橋11包括串聯(lián)的二極管D11和D13以及串聯(lián)的二極管D12和D14，二極管D11和D12的陰極連接在一起，二極管D13和D14的陽(yáng)極連接在一起。
二極管電橋12包括串聯(lián)的二極管D15和D17以及串聯(lián)的二極管D1 6和D18，二極管D15和D16的陰極連接在一起，二極管D17和D18的陽(yáng)極連接在一起。
二極管電橋13包括串聯(lián)的二極管D19和D21以及串聯(lián)的二極管D20和D22，二極管D19和D20的陰極連接在一起，二極管D21和D22的陽(yáng)極連接在一起。
最后，二極管電橋14包括串聯(lián)的二極管D23和D25以及串聯(lián)的二極管D24和D26，二極管D23和D24的陰極連接在一起，二極管D25和D26的陽(yáng)極連接在一起。
如圖5所示具有兩個(gè)收集極的行波管20作為負(fù)載連接到該實(shí)施例的高壓電源電路。
行波管20包括陰極21，發(fā)射電子束；陽(yáng)極22，會(huì)聚從陰極21發(fā)射的電子束；收集極23和24，吸收陰極21發(fā)射的電子束；以及螺旋線25，在內(nèi)部對(duì)接收到的電磁波進(jìn)行放大。此外，設(shè)置加熱器26，以便在陰極21附近為電子提供能量。
通過(guò)陰極端子27將電壓從外部加到陰極21上。同樣地，分別通過(guò)收集極端子28、收集極端子29和螺旋線端子25將電壓從外部加到收集極23、收集極24和螺旋線25上。
陰極21發(fā)射的電子束通過(guò)陽(yáng)極22聚焦，在螺旋線25的弧線內(nèi)通過(guò)，并被收集極23和收集極24吸收。相反，從陰極21側(cè)接收到的電磁波在螺旋線25內(nèi)被減速，并且以稍低于電子束的速度以收集極23的方向傳播。在這些環(huán)境下，在螺旋線25內(nèi)在電磁波和陰極21發(fā)射的電子束之間產(chǎn)生產(chǎn)生相互影響，從電子束接收能量的電磁波得以放大。
盡管圖5所示的行波管20有兩個(gè)收集極，但收集極的數(shù)量并不限于兩個(gè)。收集極數(shù)量的增加改善了陰極21放電的電子束的吸收率，并由此降低了行波管20的損耗。
但是，過(guò)多的收集極使陰極21相對(duì)于螺旋線25需要更高的電壓，相應(yīng)地增加了收集極所必需的電壓數(shù)，從而增加了高壓電源電路的規(guī)模。因此，要適當(dāng)考慮行波管的性能要求來(lái)最佳地設(shè)定收集極的數(shù)量。
行波管20的陰極端子27與未連接到二極管電橋13的二極管電橋14的輸出端連接，行波管20的收集極端子28連接到二極管電橋13和二極管電橋14的連接點(diǎn)。
此外，行波管20的收集極端子29連接到二極管電橋12和二極管電橋13的連接點(diǎn)，而且，未連接到二極管電橋12的二極管電橋11的輸出端既接地又連接到行波管20的螺旋線端子30。
下面來(lái)描述該實(shí)施例的高壓電源電路的運(yùn)行。
當(dāng)從變壓器1的初級(jí)線圈2的繞組末端提供交流電壓時(shí)，根據(jù)匝數(shù)比在次級(jí)線圈3的繞組末端a和b之間產(chǎn)生交流電壓Ein(最大值為e[V])。
在繞組末端a的電壓相對(duì)于繞組末端b的電壓為正的交流電壓Ein的半個(gè)周期內(nèi)，電流流過(guò)二極管D11、電容器C21和二極管D14，電容器C21被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。同時(shí)，電流流過(guò)電容器C11、二極管D15和二極管D14，電容器C11被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。
另一方面，在繞組末端a的電壓相對(duì)于繞組末端b的電壓為負(fù)的交流電壓Ein的半個(gè)周期內(nèi)，電流流過(guò)二極管D12、電容器C21和二極管D13，電容器C21被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。同時(shí)，電流流過(guò)電容器C12、二極管D16和二極管D13，電容器C12被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。
因此，在電容器C11、電容器C12和電容器C21的兩端都產(chǎn)生了由交流電壓Ein的全波整流而得到的直流電壓-e[V]。
此外，在繞組末端a的電壓相對(duì)于繞組末端b的電壓為正的交流電壓Ein的半個(gè)周期內(nèi)，電流流過(guò)電容器C11、二極管D15、電容器C22和二極管D18，電容器C22被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。同時(shí)，電流流過(guò)電容器C11、電容器C13、二極管D19和二極管D18，電容器C13被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。
因此，在電容器C11、電容器C12和電容器C21的兩端都產(chǎn)生了由交流電壓Ein的全波整流而得到的直流電壓-e[V]。
在繞組末端a的電壓相對(duì)于繞組末端b的電壓為正的交流電壓Ein的半個(gè)周期內(nèi)，電流流過(guò)電容器C11、二極管D15、電容器C22和二極管D18，電容器C22被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。同時(shí)，電流流過(guò)電容器C11、電容器C13、二極管D19和二極管D18，電容器C13被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。
另一方面，在繞組末端a的電壓相對(duì)于繞組末端b的電壓為負(fù)的交流電壓Ein的半個(gè)周期內(nèi)，電流流過(guò)電容器C12、二極管D16、電容器C22和二極管D17，電容器C22被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。同時(shí)，電流流過(guò)電容器C12、電容器C14、二極管D20和二極管D1 7，電容器C14被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。
二極管電橋11和二極管電橋12的連接點(diǎn)通過(guò)電容器C11、電容器C12和電容器C21保持為-e[V]，因此，在二極管電橋12和二極管電橋13的連接點(diǎn)處形成-2e[V]的電壓。
在繞組末端a的電壓相對(duì)于繞組末端b的電壓為正的交流電壓Ein的半個(gè)周期內(nèi)，電流流過(guò)電容器C11、電容器C13、二極管D19、電容器C23和二極管D22，電容器C23被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。同時(shí)，電流流過(guò)電容器C11、電容器C13、電容器C15、二極管D23和二極管D22，電容器C15被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。
此外，在繞組末端a的電壓相對(duì)于繞組末端b的電壓為負(fù)的交流電壓Ein的半個(gè)周期內(nèi)，電流流過(guò)電容器C12、電容器C14、二極管D20、電容器C23和二極管D21，電容器C23被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。同時(shí)，電流流過(guò)電容器C12、電容器C14、電容器C16、二極管D24和二極管D21，電容器C16被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。
二極管電橋12和二極管電橋13的連接點(diǎn)通過(guò)電容器C11-C14、電容器C21和電容器C22保持為-2e[V]，因此，在二極管電橋13和二極管電橋14的連接點(diǎn)處形成-3e[V]的電壓。
類似地，在繞組末端a的電壓相對(duì)于繞組末端b的電壓為正的交流電壓Ein的半個(gè)周期內(nèi)，電流流過(guò)電容器C11、電容器C13、電容器C15、二極管D23、電容器C24和二極管D26，電容器C24被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。
另一方面，在繞組末端a的電壓相對(duì)于繞組末端b的電壓為負(fù)的交流電壓Ein的半個(gè)周期內(nèi)，電流流過(guò)電容器C12、電容器C14、電容器C16、二極管D24、電容器C24和二極管D25，電容器C24被充電到交流電壓Ein的最大值-e[V]。
二極管電橋13和二極管電橋14的連接點(diǎn)通過(guò)電容器C11-C16和電容器C21-C23保持為-3e[V]，因此，在未連接到二極管電橋13的二極管電橋14的輸出端形成-4e[V]的電壓。
換言之，在接地的螺旋線端子30和二極管電橋連接點(diǎn)之間輸出的是次級(jí)線圈中交流電壓Ein最大值e[V]和二極管電橋的級(jí)數(shù)的(整數(shù))倍數(shù)。
因此，即使只有一個(gè)次級(jí)線圈，本實(shí)施例也能從二極管電橋的連接點(diǎn)獲得多種不同高壓，因此，高壓電源電路可以用作需要同時(shí)為多個(gè)負(fù)載供電的行波管的電源。
而且，由于一個(gè)變壓器次級(jí)線圈就能滿足需要，所以變壓器可以做得比圖1所示高壓電源電路小。
此外，因?yàn)檩敵鲭妷菏歉鶕?jù)二極管電橋的級(jí)數(shù)來(lái)增加的，所以變壓器可以做得更小一些，從而允許降低變壓器次級(jí)線圈的繞組耐壓。
從二極管電橋的每個(gè)連接點(diǎn)輸出的電壓是經(jīng)過(guò)全波整流的直流電壓，因此可以減小來(lái)自圖1所示現(xiàn)有技術(shù)高壓電源電路的紋波電壓。
但在圖4所示的結(jié)構(gòu)中，行波管20的陰極端子27與未連接到二極管電橋13的二極管電橋14的輸出端相連接，行波管20的收集極端子28連接到二極管電橋13和二極管電橋14之間的連接點(diǎn)，行波管20的收集極端子29連接到二極管電橋12和二極管電橋13之間的連接點(diǎn)。
結(jié)果，在本實(shí)施例的高壓電源電路中，由于后級(jí)二極管電橋與變壓器1次級(jí)線圈3距離的增加，因此有更多的負(fù)載電流流過(guò)。
在該結(jié)構(gòu)中，從防止電壓降落的觀點(diǎn)來(lái)看，對(duì)于電容器C11-C16和C21-C24來(lái)說(shuō)使用損耗小的電容器是優(yōu)選的。對(duì)于電容器C11-C16和C21-C24來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例采用多層陶瓷電容器，近幾年在降低這種電容器損耗方面已經(jīng)取得了進(jìn)展。與具有同樣靜電容量的云母紙電容器或薄膜電容器相比，所能選擇的多層陶瓷電容器更小且耐壓更高。因此，多層陶瓷電容器的使用使高壓電源電路的結(jié)構(gòu)更為緊湊。
在圖4所示的結(jié)構(gòu)中，加到電容器C11-C16和C21-C24以及二極管D11-D26上的電壓是e[V]和紋波電壓的和。因此，為了和圖2所示現(xiàn)有技術(shù)電路相比所能夠達(dá)到的減小紋波電壓的程度，在本實(shí)施例的高壓電源電路中，可選擇反向耐壓低的二極管元件，選擇耐壓低的電容器元件。
耐壓低的二極管和電容器比耐壓高的二極管和電容器更小且更便宜。因此，本實(shí)施例的高壓電源電路可以做得比圖2所示現(xiàn)有技術(shù)高壓電源電路更小并且成本更低。此外，如果紋波電壓小，則二極管和電容器的使用壽命會(huì)更長(zhǎng)。
最后，二極管每次導(dǎo)通或截止所產(chǎn)生的尖峰電壓越低意味著不再需要例如用于減小尖峰電壓的緩沖電路這樣的附加電路，從而進(jìn)一步減少了元件數(shù)量，使電壓電路更為緊湊。
尤其是，由于緩沖電路是通過(guò)消耗作為有效功率的尖峰電壓能量來(lái)減小尖峰電壓的，因此，消除對(duì)緩沖電路的需求有助于提高電壓轉(zhuǎn)換效率，使用更小的變壓器使整個(gè)電路結(jié)構(gòu)更緊湊、價(jià)格更低廉。
而且在本實(shí)施例中，圖5所示的行波管20的陽(yáng)極22接地，加熱器26從另一電源(未示出)汲取能量。盡管圖4所示為四個(gè)二極管電橋串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，但二極管電橋的數(shù)量不限于4個(gè)。圖4示出了一種行波管20是負(fù)載的情況下的電路結(jié)構(gòu)，行波管20具有兩個(gè)收集極，但也可以增加二極管電橋的數(shù)量，以便處理為具有三個(gè)或更多收集極的行波管供電的情況。
第二實(shí)施例現(xiàn)在參考圖6，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的高壓電源電路包括直流電源40，用于在二極管電橋11的輸出端和第一實(shí)施例所示高壓電源電路的螺旋線端子30之間提供指定直流電壓Ek。其他結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相同，在此不再贅述。
根據(jù)該實(shí)施例，通過(guò)電源40的輸出電壓可以將作為負(fù)載的行波管20的陰極端子電勢(shì)設(shè)為期望值。
通常，加到行波管20的陰極端子27上的電壓必須設(shè)為能使行波管20以最高效率運(yùn)行的某一值。在第一實(shí)施例的高壓電源電路中，只有變壓器1的次級(jí)線圈3的輸出電壓的整數(shù)倍才能加到陰極端子27、收集極端子28和收集極端子29上，因此，該電源電路僅能用于在這種整數(shù)倍電壓下提供最佳運(yùn)行的行波管。當(dāng)?shù)谝粚?shí)施例的高壓電源電路使用了不符合規(guī)范的行波管時(shí)，就會(huì)降低行波管的效率。
根據(jù)本實(shí)施例的高壓電源電路，另一方面，直流電源40允許加到陰極端子27上的電壓設(shè)置得使行波管20以最高效率運(yùn)行，因此，可以為不同規(guī)范得行波管提供最佳陰極電壓。
第三實(shí)施例下面參考圖7，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的高壓電源電路包括變壓器5、二極管吊橋15-18、電容器C31-C36和C41-C44、以及整流器電路9。
變壓器5包括初級(jí)線圈6，外加交流電壓；第一次級(jí)線圈7和第二次級(jí)線圈8，根據(jù)期望的升壓由多匝線圈構(gòu)成。二極管電橋15-18用于輸出直流電壓的輸出端串聯(lián)并起到了對(duì)第一次級(jí)線圈7輸出的每個(gè)交流電壓進(jìn)行全波整流的作用。電容器C31-C36插在二極管電橋15-18中的每?jī)蓚€(gè)電橋之間，用于累積二極管電橋15-18的輸出電壓。電容器C41-C44存貯用二極管電橋15-18的輸出電壓充電的電荷。整流器電路9對(duì)第二次級(jí)線圈8輸出的交流電壓進(jìn)行整流。
此外，未連接到二極管電橋16的二極管電橋15的輸出端連接到整流器電路9的一個(gè)輸出端，整流器電路9的另一輸出端接地。
正如第一和第二實(shí)施例中所述的，具有兩個(gè)收集極的行波管20作為負(fù)載連接到該實(shí)施例的高壓電源電路。
行波管20的陰極端子27與未連接到二極管電橋17的二極管電橋18的輸出端相連接，行波管20的收集極端子28連接到二極管電橋17和二極管電橋18之間的連接點(diǎn)。行波管20的收集極端子29連接到二極管電橋16和二極管電橋17之間的連接點(diǎn)。最后，螺旋線端子30接地。
由二極管電橋15-18、電容器C31-C36和電容器C41-C44組成的倍壓電路的運(yùn)行與第一實(shí)施例是等效的，在此不再贅述。
正如第二實(shí)施例所述，該實(shí)施例允許通過(guò)整流器電路9的輸出電壓將加到行波管20陰極端子27上的電壓設(shè)為期望值，從而使陰極電壓設(shè)為使行波管20最有效運(yùn)行的最佳設(shè)定值。
但是，因?yàn)楸仨氝m當(dāng)考慮連接到第一次級(jí)線圈7的二極管電橋15-18的輸出電壓，所以必須提高該實(shí)施例的第二次級(jí)線圈8的耐壓。
第二次級(jí)線圈8的匝數(shù)最好壓到最小值，以便保持變壓器5結(jié)構(gòu)緊湊。
最后，由圖8中所示的通過(guò)全波整流的倍壓電路或者圖9所示Cockcroft-Walton電路組成的倍壓電路可以用于整流器電路9。
第四實(shí)施例下面參考圖10，根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的高壓電源電路具有連接到第三實(shí)施例所示整流器電路9的輸出的串聯(lián)調(diào)節(jié)器10，該調(diào)節(jié)器能精細(xì)調(diào)整輸出電壓。其他結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施例等效，在此不做進(jìn)一步說(shuō)明。
在本實(shí)施例中使用串聯(lián)調(diào)節(jié)器10能對(duì)整流器電路9的輸出電壓做更精細(xì)的調(diào)整后將電壓輸出，因此，與第三實(shí)施例中相比，可以將加到行波管20的陰極端子27上的電壓設(shè)為更優(yōu)值。
在圖10中所示結(jié)構(gòu)中，串聯(lián)調(diào)節(jié)器10連接在第三實(shí)施例中所示整流器電路9的輸出側(cè)上，但結(jié)構(gòu)也可能是將串聯(lián)調(diào)節(jié)器10連接在第二實(shí)施例中所示直流電源40的輸出側(cè)上。同樣在這種情況下，與第二實(shí)施例相比，可以將加到行波管20的陰極端子27上的電壓設(shè)為更優(yōu)值。
盡管本發(fā)明的實(shí)施例是通過(guò)特定術(shù)語(yǔ)來(lái)描述的，但這種描述僅是用于說(shuō)明的目的，應(yīng)當(dāng)理解，在不違背以下權(quán)利要求主題和范圍的情況下可以對(duì)本發(fā)明作出修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種高壓電源電路，實(shí)現(xiàn)整流和連續(xù)倍增交流輸入且輸出直流大電壓，包括變壓器，包括外加交流電壓的初級(jí)線圈，和根據(jù)期望的升壓由多匝組成的一個(gè)次級(jí)線圈；多個(gè)二極管電橋，通過(guò)電容器串聯(lián)連接到所述變壓器的所述次級(jí)線圈，用于實(shí)現(xiàn)所述次級(jí)線圈輸出的交流電壓的全波整流；以及為每個(gè)所述二極管電橋設(shè)置的多個(gè)電容器，用于通過(guò)經(jīng)所述全波整流后的輸出電壓來(lái)累積電荷；其中，在所述多個(gè)二極管電橋中，最靠近所述次級(jí)線圈的第一級(jí)二極管電橋的輸出端連接到接地電勢(shì)；以及負(fù)載連接在所述接地電勢(shì)和離所述次級(jí)線圈最遠(yuǎn)的最末級(jí)二極管電橋的輸出端之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電源電路，其中，負(fù)載連接在所述最末級(jí)二極管電橋的輸出端和在從所述最末級(jí)到第一級(jí)二極管電橋方向上的期望級(jí)數(shù)的二極管電橋輸出端之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電源電路，還包括直流電源，用于根據(jù)接地電勢(shì)為所述多個(gè)二極管電橋中最靠近所述次級(jí)線圈的第一級(jí)二極管電橋的輸出端提供期望的直流電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓電源電路，還包括直流電源，用于根據(jù)接地電勢(shì)為所述多個(gè)二極管電橋中最靠近所述次級(jí)線圈的第一級(jí)二極管電橋的輸出端提供期望的直流電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓電源電路，還包括插在所述第一級(jí)二極管電橋輸出端和所述直流電源之間的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，用于對(duì)所述直流電源輸出電壓做更精細(xì)的調(diào)整后再輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓電源電路，還包括插在所述第一級(jí)二極管電橋輸出端和所述直流電源之間的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，用于對(duì)所述直流電源輸出電壓做更精細(xì)的調(diào)整后再將電壓輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電源電路，其中，所述負(fù)載為行波管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓電源電路，其中所述電容器是多層陶瓷電容器。
9.一種高壓電源電路，起到整流和連續(xù)倍增交流輸入的作用且輸出直流大電壓，所述電路包括變壓器，包括外加交流電壓的初級(jí)線圈，和根據(jù)期望的升壓由多匝組成的第一次級(jí)線圈及第二次級(jí)線圈；多個(gè)二極管電橋，通過(guò)電容器串聯(lián)起來(lái)連接到所述變壓器的所述次級(jí)線圈，用于實(shí)現(xiàn)所述第一次級(jí)線圈輸出的交流電壓的全波整流；為每個(gè)所述二極管電橋設(shè)置的多個(gè)電容器，用于通過(guò)經(jīng)所述全波整流后的輸出電壓來(lái)累積電荷；以及整流器電路，其中一個(gè)輸出端連接到所述多個(gè)二極管電橋中最靠近所述次級(jí)線圈的第一級(jí)二極管電橋的輸出端而另一個(gè)端子接地，用于對(duì)所述第二次級(jí)線圈輸出的交流電壓進(jìn)行整流；其中，負(fù)載連接在所述接地電勢(shì)和離所述次級(jí)線圈最遠(yuǎn)的末級(jí)二極管電橋的輸出端之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高壓電源電路，其中，負(fù)載連接在所述末級(jí)二極管電橋的輸出端和在從所述最末級(jí)到第一級(jí)二極管電橋方向上的期望級(jí)數(shù)的二極管電橋輸出端之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高壓電源電路，還包括插在所述第一級(jí)二極管電橋的輸出端和所述整流器電路之間的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，對(duì)所述直流電源的輸出電壓進(jìn)行更精細(xì)的調(diào)諧后將電壓輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高壓電源電路，還包括插在所述第一級(jí)二極管電橋的輸出端和所述整流器電路之間的串聯(lián)調(diào)節(jié)器，對(duì)所述直流電源的輸出電壓進(jìn)行更精細(xì)的調(diào)諧后將電壓輸出。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高壓電源電路，其中，所述整流器電路包括通過(guò)電容器串聯(lián)連接到所述第二次級(jí)線圈的多個(gè)二極管電橋，用于對(duì)所述第二次級(jí)線圈輸出的交流電壓進(jìn)行全波整流；以及為每個(gè)所述二極管電橋設(shè)置的多個(gè)電容器，用于通過(guò)經(jīng)所述全波整流后的輸出電壓來(lái)累積電荷。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高壓電源電路，其中，所述整流器電路包括通過(guò)電容器串聯(lián)連接到所述第二次級(jí)線圈的多個(gè)二極管電橋，用于對(duì)所述第二次級(jí)線圈輸出的交流電壓進(jìn)行全波整流；以及為每個(gè)所述二極管電橋設(shè)置的多個(gè)電容器，用于通過(guò)經(jīng)所述全波整流后的輸出電壓來(lái)累積電荷。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述高壓電源電路，其中，所述整流器電路包括通過(guò)電容器串聯(lián)連接到所述第二次級(jí)線圈的多個(gè)二極管電橋，用于對(duì)所述第二次級(jí)線圈輸出的交流電壓進(jìn)行全波整流；以及為每個(gè)所述二極管電橋設(shè)置的多個(gè)電容器，用于通過(guò)經(jīng)所述全波整流后的輸出電壓來(lái)累積電荷。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的高壓電源電路，其中，所述整流器電路包括通過(guò)電容器串聯(lián)連接到所述第二次級(jí)線圈的多個(gè)二極管電橋，用于對(duì)所述第二次級(jí)線圈輸出的交流電壓進(jìn)行全波整流；以及為每個(gè)所述二極管電橋設(shè)置的多個(gè)電容器，用于通過(guò)經(jīng)所述全波整流后的輸出電壓來(lái)累積電荷。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高壓電源電路，其中，所述整流器電路為Cockcroft-Walton電路，它是一種連接到所述第二次級(jí)線圈上的倍壓電路，用于實(shí)現(xiàn)所述第二次級(jí)線圈輸出的交流電源的全波整流。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高壓電源電路，其中，所述負(fù)載為行波管。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高壓電源電路，其中，所述電容器為多層陶瓷電容器。
全文摘要
公開了一種高壓電源電路,該電路接收交流輸入,實(shí)現(xiàn)整流和連續(xù)倍增并輸出大直流電壓。高壓電源電路包括通過(guò)電容器串聯(lián)連接到變壓器次級(jí)線圈的多個(gè)二極管電橋,實(shí)現(xiàn)了對(duì)次級(jí)線圈輸出的交流電壓的全波整流。高壓電源電路還包括為每個(gè)二極管電橋設(shè)置的累積來(lái)自經(jīng)全波整流的輸出電壓的電荷的電容器。在每個(gè)二極管電橋的連接點(diǎn)輸出次級(jí)線圈內(nèi)交流電壓最大值和二極管電橋級(jí)數(shù)(整數(shù)倍)的乘積電壓。
文檔編號(hào)H02M7/06GK1249562SQ9912085
公開日2000年4月5日 申請(qǐng)日期1999年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月30日
發(fā)明者川原竹志, 中川蔵生 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社