JP6340454B2 - 高圧直流電源及びその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、小電力電子高圧直流電源分野に関し、特にレーザプリンタに適用する広範囲正負調整可能な高圧直流電源及びその制御方法に関する。
レーザプリンタなど電子機器において、広範囲に電圧調整が可能である電子高圧直流電源が用いられる。通常、このような高圧直流電源は、制御された電子高圧発生器から発生する。多くの種類のレーザプリンタなどの機器において、マルチチャネルで独立に調整可能なこの種の高圧直流電源が必要とされ、通常複数の独立に制御された電子高圧発生器が用いられる。電子高圧発生器には、高圧変圧器、大電力トランジスタなど大体積、高コストの素子を使用しなければならないため、複数の独立な高圧発生器から構成されたマルチチャネルで独立に調整可能な高圧直流電源には、大体積、高コストという欠点が存在する。
特許文献１（中国特許出願第２０１２１００１４４２０．６号、高圧調節回路）や、特許文献２（中国特許出願第２０１２１００１４６４０．９号、基準高圧源を共用するマルチチャネル高圧出力回路）には、一つの共通の高圧発生器からマルチチャネルで独立に広範囲調整可能な高圧直流電源を発生することが提案されており、小体積、低コストという優れた利点を有する。特許文献１や特許文献２による広範囲電圧調整において、一つの直列接続電圧調整手段と一つの並列接続電圧調整手段が協働して直列接続、並列接続電圧調整装置を構成し、一つの一定高電圧基準源から広範囲調整可能な高圧出力を発生することができる。複数の直列接続、並列接続電圧調整装置と一つの共通の高圧発生器により、マルチチャネルで独立に広範囲調整可能な高圧出力を提供することができる。
しかし、特許文献１や特許文献２に開示されている直列接続電圧調整手段と並列接続電圧調整手段の協働作動による高圧調整において、直列接続電圧調整部分と並列接続電圧調整部分の両方がコントローラにより直接制御され、直列接続電圧調整部分と並列接続電圧調整部分の作動範囲が正確に受け継がれにくいという問題が存在する。理想的な場合では、直列接続電圧調整手段のトランジスタの作動中、並列接続電圧調整手段のトランジスタが遮断し、並列接続電圧調整手段のトランジスタの作動中、直列接続電圧調整手段のトランジスタが遮断し、両者が正確に受け継ぐ。電子素子のパラメータに離散性と様々なバラツキやドリフトが存在するため、特許文献１や特許文献２に開示されている技術では、直列接続電圧調整手段と並列接続電圧調整手段の作動範囲の理想的で正確な受け継ぎが実現されにくい。直列接続電圧調整手段のトランジスタと並列接続電圧調整手段のトランジスタとを同時作動する場合、直列接続電圧調整手段と並列接続電圧調整手段の作動範囲のオーバーラップと称され、オーバーラップ領域で電圧調整に無効な循環電流が形成され、共通の基準源の負荷と余分な回路損失が増える。直列接続電圧調整手段のトランジスタと並列接続電圧調整手段のトランジスタとを同時遮断する場合、直列接続電圧調整手段と並列接続電圧調整手段の作動範囲に空白が存在すると称され、空白領域で直列接続電圧調整手段と並列接続電圧調整手段の両方が制御信号に応答せず、電圧が短時間制御されない現象が生じ、電圧調整特性の非平滑や非線形が問題になる。また、特許文献１や特許文献２の開示は、単一極性の直流高圧に対する調整のみに適用され、多くのレーザプリンタなどの機器に必要とされる広範囲正負調整可能な高圧直流電源の要求を満たすことができない。
中国特許第１０２５６６６４２号明細書 中国特許第１０２５４５６３３号明細書
本発明の目的は、従来技術の欠点と不備を克服するために、広範囲正負調整可能な高圧直流電源を提供することにある。本発明により、一組の一定電圧値を有する正負高圧直流電源（高圧基準源と略称する）から広範囲正負調整可能な直流高圧出力を発生し、共通の正負直流高圧基準源からマルチチャネルで独立に広範囲正負調整可能な直流高圧出力を発生することができる。また、本発明において、協働する二つの電圧調整ユニットの作動範囲が自動的に正確に受け継がれ、協働することができ、従来技術に存在する無効循環電流損失や電圧調整特性制御されないなどの問題が生じず、作動効率が高くなり、電圧調整特性もより平滑で正確である。
本発明の別の目的は、広範囲正負調整可能な高圧直流電源の制御方法を提供することにある。
本発明の目的は、以下の技術手段により実現される。
高電圧発生器と、負高圧端子と、正高圧端子と、第１駆動回路と、第１電圧調整ユニットと、電流検出増幅回路と、第２駆動回路と、第２電圧調整ユニットと、調整可能高圧出力端子とを含み、更に指令入力端子と、指令電圧回路と、誤差アンプと、電圧フィードバック回路とを含む広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、高電圧発生器は、正高圧端子、負高圧端子にそれぞれ接続され、正高圧端子は、第１電圧調整ユニットの入力端子に接続され、負高圧端子は、第２電圧調整ユニットの入力端子に接続され、第１電圧調整ユニットの出力端子と第２電圧調整ユニットの出力端子は、相互に接続されてから調整可能高圧出力端子に接続され、第１駆動回路の出力端子は、第１電圧調整ユニットの駆動端子に接続され、第１電圧調整ユニットの電流検出端子は、電流検出増幅回路の検出入力端子に接続され、電流検出増幅回路の出力端子は、第２駆動回路の入力端子に接続され、第２駆動回路の出力端子は、第２電圧調整ユニットの駆動端子に接続され、指令入力端子、指令電圧回路、誤差アンプは、順に接続され、誤差アンプの出力端子は、第１駆動回路の入力端子に接続され、電圧フィードバック回路の入力端子は、第１電圧調整ユニットの出力端子、第２電圧調整ユニットの出力端子にそれぞれ接続され、電圧フィードバック回路の出力端子は、誤差アンプに接続される。
前記第１電圧調整ユニットは、ｍ（ｍは、１以上であり且つ整数である）個のＰＮＰトランジスタＱ１-１、Ｑ１-２、…、Ｑ１-ｍと、ｍ+１個の抵抗Ｒ１-０、Ｒ１-１、Ｒ１-２、…、Ｒ１-ｍと、一つのツェナーダイオードＤ１-１とを含み、更に入力端子、出力端子、電流検出端子及び駆動端子を含み、ｍ個のＰＮＰトランジスタのコレクタとエミッタは、順に相互に直列接続され、１個目のトランジスタＱ１-１のエミッタがツェナーダイオードＤ１-１の陽極に接続され、ツェナーダイオードＤ１-１の陰極が第１電圧調整ユニットの電流検出端子の一極に接続され、電流検出端子の他極が第１電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗Ｒ１-０の一端が第１電圧調整ユニットの駆動端子の一極に接続され、駆動端子の他極が第１電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗Ｒ１-０の他端がＰＮＰトランジスタＱ１-１のベースに接続され、抵抗Ｒ１-ｍの両端がトランジスタＱ１-ｍのベース、コレクタにそれぞれ接続され、トランジスタＱ１-ｍのコレクタが第１電圧調整ユニットの出力端子にも接続され、残りのｍ-１個の抵抗は、順に直列接続されたｍ個のトランジスタの各ベースの間に跨ぐように接続される。
前記第２電圧調整ユニットは、ｎ（ｎは、１以上であり且つ整数である）個のＮＰＮトランジスタＱ２-１、Ｑ２-２、…、Ｑ２-ｎと、ｎ+１個の抵抗Ｒ２-０、Ｒ２-１、Ｒ２-２、…、Ｒ２-ｎと、一つのツェナーダイオードＤ２-１とを含み、更に入力端子、出力端子及び駆動端子を含み、ｎ個のＮＰＮトランジスタのコレクタとエミッタは、順に相互に直列接続され、１個目のトランジスタＱ２-１のエミッタがツェナーダイオードＤ２-１の陰極に接続され、ツェナーダイオードＤ２-１の陽極が第２電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗Ｒ２-０の一端が第２電圧調整ユニットの駆動端子の一極に接続され、駆動端子の他極が第２電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗Ｒ２-０の他端がＮＰＮトランジスタＱ２-１のベースに接続され、抵抗Ｒ２-ｎの両端がトランジスタＱ２-ｎのベース、コレクタにそれぞれ接続され、トランジスタＱ２-ｎのコレクタが第２電圧調整ユニットの出力端子にも接続され、残りのｎ-１個の抵抗は、順に直列接続されたｎ個のトランジスタの各ベースの間に跨ぐように接続される。
前記第１駆動回路は、一つのトランジスタＱ３-１と五つの抵抗Ｒ３-１、Ｒ３-２、…、Ｒ３-５を含み、更に入力端子と出力端子を含み、トランジスタＱ３-１のエミッタが抵抗Ｒ３-１の一端に接続され、抵抗Ｒ３-１の他端が第１駆動回路の入力端子の一極に接続され、トランジスタＱ３-１のベースが抵抗Ｒ３-２、Ｒ３-３の一端にそれぞれ接続され、抵抗Ｒ３-２、Ｒ３-３の他端が第１駆動回路の入力端子の両極にそれぞれ接続され、トランジスタＱ３-１のコレクタが抵抗Ｒ３-４の一端に接続され、抵抗Ｒ３-４の他端が第１駆動回路の出力端子の一極に接続され、抵抗Ｒ３-５の両端が第１駆動回路の出力端子の両極にそれぞれ接続される。
前記第２駆動回路は、一つの光結合器Ｕ４-１と一つの抵抗Ｒ４-１を含み、更に入力端子と出力端子を含み、光結合器Ｕ４-１の発光ダイオードの陽極が抵抗Ｒ４-１の一端に接続され、抵抗Ｒ４-１の他端が第２駆動回路の入力端子の一極に接続され、発光ダイオードの陰極が第２駆動回路の入力端子の他極に接続され、光結合器Ｕ４-１の光電管の両端が第２駆動回路の出力端子の両極にそれぞれ接続される。
前記電流検出増幅回路は、一つのトランジスタＱ５-１と一つの抵抗Ｒ５-１を含み、更に検出入力端子と出力端子を含み、トランジスタＱ５-１のエミッタとベースが電流検出増幅回路の検出入力端子の両極にそれぞれ接続され、トランジスタＱ５-１のコレクタが電流検出増幅回路の出力端子の一極に接続され、出力端子の他極が基準電位点に接続され、抵抗Ｒ５-１の両端がトランジスタＱ５-１のベース、エミッタにそれぞれ接続される。
前記電流検出増幅回路は、一つの光結合器Ｕ５-１と一つのアンプＡ５-１を含み、更に検出入力端子と出力端子を含み、光結合器Ｕ５-１の発光ダイオードの両端が電流検出増幅回路の検出入力端子の両極にそれぞれ接続され、光結合器Ｕ５-１の光電管の両端がアンプＡ５-１の二つの入力端子にそれぞれ接続され、アンプＡ５-１の二つの出力端子が電流検出増幅回路の出力端子の両極にそれぞれ接続される。
前記アンプＡ５-１は、演算アンプＬＭ３２４からなる比例アンプが採用される。
本発明の別の目的は、以下の技術手段により実現される。
広範囲正負調整可能な高圧直流電源の制御方法において、
ステップ１）電圧値が前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の上限値を超える正高圧端子、電圧値が前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の下限値より低い負高圧端子に、高電圧発生器から発生した正、負高電圧をそれぞれ送る；
ステップ２）指令入力端子からＰＷＭ電圧調整指令を送り込む；
ステップ３）指令電圧回路により、ＰＷＭ電圧調整指令を指令電圧に変換する；
ステップ４）誤差アンプにより、指令電圧と電圧フィードバック回路からのフィードバック回路の比較と増幅を行い、演算結果を第１駆動回路に送り込み、電圧を調整するよう第１駆動回路により第１電圧調整ユニットを駆動する；
ステップ５）電流検出増幅回路により、第１電圧調整ユニットのＰＮＰトランジスタＱ１-１のエミッタ電流を検出し、検出結果を増幅して第２駆動回路に送り込み、電圧調整に参与するよう第２駆動回路により第２電圧調整ユニットを駆動し、
ここで、電流検出増幅回路の増幅倍数が以下の条件を満たすべきであり、
第１電圧調整ユニットのＰＮＰトランジスタＱ１-１のエミッタ電流をＩ１、その最大値をＩ１Ｍとすると、
Ｉ１≧０.１Ｉ１Ｍのとき、遮断状態になるよう第２電圧調整ユニットのＮＰＮトランジスタＱ２-１を駆動し、
０＜Ｉ１＜０．１Ｉ１Ｍのとき、増幅領域に入り、電圧調整に参与するよう、第２電圧調整ユニットのＮＰＮトランジスタＱ２-１を駆動し、
Ｉ１=０のとき、第２電圧調整ユニットのＮＰＮトランジスタＱ２-１のエミッタ電流がその最大値に達するよう駆動する；
ステップ６）電圧フィードバック回路により、前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧をサンプリングして誤差アンプにフィードバックし、指令電圧と比較し、誤差アンプによる演算の後に、指令の要求を満たすよう出力電圧を制御する。
本発明は、従来技術に比べ、以下の利点と有益な効果を有する。
１）本発明の制御方法は、第１電圧調整ユニットと第２電圧調整ユニットがプッシュプル方式で協働して行われ、一定の正負高圧直流電源を自動的に分圧調整を行うことにより、正高圧値と負高圧値の間の、広範囲正負連続調整可能な直流高圧出力を取得することができ、低損失、高負荷能力の利点を有する。また、第２電圧調整ユニットが第１電圧調整ユニットのトランジスタの作動電流により駆動されるため、第１電圧調整ユニットのトランジスタの作動電流が十分に小さく、即ち増幅領域から出て遮断領域に入るときのみにおいて、第２電圧調整ユニットのトランジスタが遮断領域から増幅領域に入り、電圧調整を引き続き実行する。第１電圧調整ユニットのトランジスタが増幅領域に戻り電圧調整を行うと、第２電圧調整ユニットのトランジスタが自動的に遮断領域に入り、電圧調整を終了する。これにより、第１電圧調整ユニットと第２電圧調整ユニットの作動範囲が自動的に正確に受け継がれることを保証し、二つの電圧調整ユニットの作動範囲のオーバーラップによる無効循環電流損失や、二つの電圧調整ユニットの作動範囲の間に存在する空白による電圧調整特性と精度の劣化を有効に避けることができる。
２）本発明は、広範囲正負調整可能な高圧直流電源及びその制御方法を提供し、二つの相補的な電圧調整ユニットでプッシュプル方式で協働して電圧調整を実現し、広範な電圧調整範囲、高調整精度、正負連続調整可能な直流電圧の出力が可能、高効率、高負荷能力などの利点を有する。
３）本発明は、電流検出増幅回路の設置により、電圧調整用の相補的な二つの電圧調整ユニットを関連付け、適切な制御方法を組み合わせて使用することで、相補的にプッシュプル方式で作動する二つの電圧調整ユニットの作動範囲が自動的に正確に受け継がれることを保証し、二つの電圧調整ユニットの作動範囲のオーバーラップによる無効循環電流損失や、作動範囲の間に存在する空白による電圧調整性能の劣化を有効に避けることができる。
４）本発明は、電子素子のパラメータの離散性やパラメータドリフトなどの要素による両電圧調整ユニットの協働不良問題を効果的に防止でき、素子パラメータ選定と最終製品パラメータ調整を簡単化し、製品の一致性、温度の安定性及び長期安定性を保証することができる。
５）本発明により、共通の高圧発生器から正負高圧基準源を提供し、相補的電圧調整ユニット群からマルチチャネルで独立に広範囲正負調整可能な高圧出力を発生することができる。
６）本発明は、適用が広く、構造が簡単でありコストが低く、実施されやすい。
本発明の広範囲正負調整可能な高圧直流電源の構造模式図である。 図１に示す電源の第１電圧調整ユニットの回路図である。 図１に示す電源の第２電圧調整ユニットの回路図である。 図１に示す電源の第１駆動回路の回路図である。 図１に示す電源の第２駆動回路の回路図である。 図１に示す電源の電流検出増幅回路の回路図である。 図１に示す電源の電流検出増幅回路の回路図である。 本発明の広範囲正負調整可能な高圧直流電源の構造模式図である。 本発明の広範囲正負調整可能な高圧直流電源の構造模式図である。 本発明の広範囲正負調整可能な高圧直流電源の構造模式図である。
以下、実施例及び図面を参照して本発明を更に詳細に記載するが、本発明の実施形態は、それらに限定されない。
実施例１：
図１に示すように、広範囲正負調整可能な高圧直流電源は、高電圧発生器１と、負高圧端子２と、正高圧端子３と、第１駆動回路８と、第１電圧調整ユニット７と、電流検出増幅回路６と、第２駆動回路５と、第２電圧調整ユニット４と、調整可能高圧出力端子９とを含む。高電圧発生器１は、正高圧端子３、負高圧端子２にそれぞれ接続される。正高圧端子３は、第１電圧調整ユニット７の入力端子に接続される。負高圧端子２は、第２電圧調整ユニット４の入力端子に接続される。第１電圧調整ユニット７の出力端子と第２電圧調整ユニット４の出力端子は、相互に接続されてから調整可能高圧出力端子９に接続される。第１駆動回路８の出力端子は、第１電圧調整ユニット７の駆動端子に接続される。第１電圧調整ユニット７の電流検出端子は、電流検出増幅回路６の検出入力端子に接続される。電流検出増幅回路６の出力端子は、第２駆動回路５の入力端子に接続される。第２駆動回路５の出力端子は、第２電圧調整ユニット４の駆動端子に接続される。
上記広範囲正負調整可能な高圧直流電源において、図２に示すように、第１電圧調整ユニットは、ｍ（ｍは、１以上の整数である）個のＰＮＰトランジスタＱ１-１、Ｑ１-２、…、Ｑ１-ｍと、ｍ+１個の抵抗Ｒ１-０、Ｒ１-１、Ｒ１-２、…、Ｒ１-ｍと、一つのツェナーダイオードＤ１-１とを含む。ｍ個のＰＮＰトランジスタのコレクタとエミッタは、順に相互に直列接続される。１個目のトランジスタＱ１-１のエミッタがツェナーダイオードＤ１-１の陽極に接続される。ツェナーダイオードＤ１-１の陰極が上記第１電圧調整ユニットの電流検出端子の一極に接続される。電流検出端子の他極が上記第１電圧調整ユニットの入力端子に接続される。抵抗Ｒ１-０の一端が上記第１電圧調整ユニットの駆動端子の一極に接続される。駆動端子の他極が上記第１電圧調整ユニットの入力端子に接続される。抵抗Ｒ１-０の他端がＰＮＰトランジスタＱ１-１のベースに接続される。抵抗Ｒ１-ｍの両端がトランジスタＱ１-ｍのベース、コレクタにそれぞれ接続される。トランジスタＱ１-ｍのコレクタが上記第１電圧調整ユニットの出力端子にも接続される。残りのｍ-１個の抵抗は、順に直列接続されたｍ個のトランジスタの各ベースの間に跨ぐように接続される。
上記広範囲正負調整可能な高圧直流電源において、図３に示すように、第２電圧調整ユニットは、ｎ（ｎは、１以上の整数である）個のＮＰＮトランジスタＱ２-１、Ｑ２-２、…、Ｑ２-ｎと、ｎ+１個の抵抗Ｒ２-０、Ｒ２-１、Ｒ２-２、…、Ｒ２-ｎと、一つのツェナーダイオードＤ２-１とを含む。ｎ個のＮＰＮトランジスタのコレクタとエミッタは、順に相互に直列接続される。１個目のトランジスタＱ２-１のエミッタがツェナーダイオードＤ２-１の陰極に接続される。ツェナーダイオードＤ２-１の陽極が上記第２電圧調整ユニットの入力端子に接続される。抵抗Ｒ２-０の一端が上記第２電圧調整ユニットの駆動端子の一極に接続される。駆動端子の他極が上記第２電圧調整ユニットの入力端子に接続される。抵抗Ｒ２-０の他端がＮＰＮトランジスタＱ２-１のベースに接続される。抵抗Ｒ２-ｎの両端がトランジスタＱ２-ｎのベース、コレクタにそれぞれ接続される。トランジスタＱ２-ｎのコレクタが上記第２電圧調整ユニットの出力端子にも接続される。残りのｎ-１個の抵抗は、順に直列接続されたｎ個のトランジスタの各ベースの間に跨ぐように接続される。
上記広範囲正負調整可能な高圧直流電源において、図４に示すように、第１駆動回路は、一つのトランジスタＱ３-１と五つの抵抗Ｒ３-１、Ｒ３-２、…、Ｒ３-５を含む。トランジスタＱ３-１のエミッタが抵抗Ｒ３-１の一端に接続される。抵抗Ｒ３-１の他端が上記第１駆動回路の入力端子の一極に接続される。トランジスタＱ３-１のベースが抵抗Ｒ３-２、Ｒ３-３の一端にそれぞれ接続される。抵抗Ｒ３-２、Ｒ３-３の他端が上記第１駆動回路の入力端子の両極にそれぞれ接続される。トランジスタＱ３-１のコレクタが抵抗Ｒ３-４の一端に接続される。抵抗Ｒ３-４の他端が上記第１駆動回路の出力端子の一極に接続される。抵抗Ｒ３-５の両端が上記第１駆動回路の出力端子の両極にそれぞれ接続される。
上記広範囲正負調整可能な高圧直流電源において、図５に示すように、第２駆動回路は、一つの光結合器Ｕ４-１と一つの抵抗Ｒ４-１を含む。光結合器Ｕ４-１の発光ダイオードの陽極が抵抗Ｒ４-１の一端に接続される。抵抗Ｒ４-１の他端が上記第２駆動回路の入力端子の一極に接続される。発光ダイオードの陰極が上記第２駆動回路の入力端子の他極に接続される。光結合器Ｕ４-１の光電管の両端が上記第２駆動回路の出力端子の両極にそれぞれ接続される。
上記広範囲正負調整可能な高圧直流電源において、図６に示すように、電流検出増幅回路は、一つのトランジスタＱ５-１と一つの抵抗Ｒ５-１を含む。トランジスタＱ５-１のエミッタとベースが上記電流検出増幅回路の検出入力端子の両極にそれぞれ接続される。トランジスタのコレクタが上記電流検出増幅回路の出力端子の一極に接続される。出力端子の他極が基準電位点に接続される。抵抗Ｒ５-１の両端がトランジスタＱ５-１のベース、エミッタにそれぞれ接続される。
上記広範囲正負調整可能な高圧直流電源において、図７に示すように、電流検出増幅回路は、一つの光結合器Ｕ５-１と一つのアンプＡ５-１を含む。光結合器Ｕ５-１の発光ダイオードの両端が上記電流検出増幅回路の検出入力端子の両極にそれぞれ接続される。光結合器Ｕ５-１の光電管の両端がアンプＡ５-１の二つの入力端子にそれぞれ接続される。アンプＡ５-１の二つの出力端子が上記電流検出増幅回路の出力端子の両極にそれぞれ接続される。アンプＡ５-１は、公知技術により構成され、例えば演算アンプＬＭ３２４からなる比例アンプが採用される。
上記広範囲正負調整可能な高圧直流電源は、図１に示すように、更に指令入力端子１０と、指令電圧回路１１と、誤差アンプ１２と、電圧フィードバック回路１３とを含む。指令入力端子１０は、指令電圧回路１１の入力端子に接続される。指令電圧回路１１の出力端子は、誤差アンプ１２の一つの入力端子に接続される。誤差アンプ１２の別の入力端子は、電圧フィードバック回路１３の出力端子に接続される。誤差アンプ１２の出力端子は、第１駆動回路８の入力端子に接続される。電圧フィードバック回路１３の入力端子は、調整可能高圧出力端子９に接続される。高電圧発生器１、指令電圧回路１１と、誤差アンプ１２と、電圧フィードバック回路１３は、いずれも公知技術により構成される。例えば、高電圧発生器１は、高圧変圧器とトランジスタなどにより高周波高圧発振器を構成して高周波交流高圧電源を発生し、高周波整流器による整流で正負直流高圧電源を取得する。指令電圧回路は、ＲＣローパスフィルタと抵抗分圧回路から構成される。誤差アンプは、演算アンプＬＭ３２４からなるＰＩ調整器が採用される。電圧フィードバック回路は、適切な抵抗分圧回路が採用される。
広範囲正負調整可能な高圧直流電源の制御方法において、
ステップ１）電圧値が上記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の上限値を超える正高圧端子、電圧値が上記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の下限値より低い負高圧端子に、高電圧発生器から発生した正、負高電圧をそれぞれ送る；
ステップ２）指令入力端子からＰＷＭ電圧調整指令を送り込む；
ステップ３）指令電圧回路により、ＰＷＭ電圧調整指令を指令電圧に変換する；
ステップ４）誤差アンプにより、指令電圧と電圧フィードバック回路からのフィードバック回路の比較と増幅を行い、演算結果を第１駆動回路に送り込み、電圧を調整するよう第１駆動回路により第１電圧調整ユニットを駆動する；
ステップ５）電流検出増幅回路により、第１電圧調整ユニットのＰＮＰトランジスタＱ１-１のエミッタ電流を検出し、検出結果を増幅して第２駆動回路に送り込み、電圧調整に参与するよう第２駆動回路により第２電圧調整ユニットを駆動し、
ここで、電流検出増幅回路の増幅倍数が以下の条件を満たすべきであり、
第１電圧調整ユニットのＰＮＰトランジスタＱ１-１のエミッタ電流をＩ１、その最大値をＩ１Ｍとすると、
Ｉ１≧０.１Ｉ１Ｍのとき、遮断状態になるよう第２電圧調整ユニットのＮＰＮトランジスタＱ２-１を駆動し、
０＜Ｉ１＜０．１Ｉ１Ｍのとき、増幅領域に入り、電圧調整に参与するよう、第２電圧調整ユニットのＮＰＮトランジスタＱ２-１を駆動し、
Ｉ１=０のとき、第２電圧調整ユニットのＮＰＮトランジスタＱ２-１のエミッタ電流がその最大値に達するよう駆動する；
ステップ６）電圧フィードバック回路により、上記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧をサンプリングして誤差アンプにフィードバックし、指令電圧と比較し、誤差アンプによる演算の後に、指令の要求を満たすよう出力電圧を制御する。
実施例２：
図８に示すように、本実施例において、第１電圧調整ユニットは、直列接続される二つのトランジスタからなり、第２電圧調整ユニットは、直列接続される三つのトランジスタからなり、電流検出増幅回路は、図４に示す手段１が採用され、指令電圧回路は、ＲＣローパスフィルタと抵抗分圧回路から構成され、誤差アンプは、演算アンプＬＭ３２４からなるＰＩ調整器が採用され、電圧フィードバック回路は、適切な抵抗分圧回路で構成される。また、第１電圧調整ユニットと第２電圧調整ユニットの出力端子の間に一つのツェナーダイオードＤ０-１が接続され、調整可能高圧出力端子電圧値とは一定の電圧差値を有する第２高圧出力端子を追加して応用側のリクエストを満足させる。第２電圧調整ユニットのトランジスタＱ２-１のエミッタ回路に抵抗Ｒ２Ａ-１を追加して第２電圧調整ユニットの調整特性を改善する。他の部分は、実施例１と同一である。
実施例３：
図９に示すように、本実施例において、第１電圧調整ユニットは、直列接続される三つのトランジスタからなり、第２電圧調整ユニットは、直列接続される四つのトランジスタからなり、電流検出増幅回路は、図５に示す手段２が採用され、第１駆動回路は、図３に示す第２駆動回路と同一の回路が採用され、より高い正高圧出力リクエストを満足させる。指令電圧回路、誤差アンプ、電圧フィードバック回路は、いずれも実施例２と同一であり、第２電圧調整ユニットのトランジスタＱ２-１のエミッタ回路にも抵抗Ｒ２Ａ-１が追加され、他の部分は、実施例１と同一である。
実施例４：
図１０に示すように、本実施例において、一つの共通の高圧発生器と電圧調整ユニット群の協働により、マルチチャネルで独立に広範囲正負調整可能な直流高圧出力を取得することができる。各電圧調整ユニットの構造は、実施例１と同一である。
上述の実施例は、本発明の好適な実施形態であるが、本発明の実施形態は、上述の実施例による限定を受けない。本発明の実質精神と原理を逸脱することなく成し遂げた変更、修飾、代替、組み合わせ、簡単化は、いずれも等価の置換方式であり、いずれも本発明の保護範囲内に含まれる。
（付記）
（付記１）
高電圧発生器と、負高圧端子と、正高圧端子と、第１駆動回路と、第１電圧調整ユニットと、電流検出増幅回路と、第２駆動回路と、第２電圧調整ユニットと、調整可能高圧出力端子とを含み、更に指令入力端子と、指令電圧回路と、誤差アンプと、電圧フィードバック回路とを含む広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、高電圧発生器は、正高圧端子、負高圧端子にそれぞれ接続され、正高圧端子は、第１電圧調整ユニットの入力端子に接続され、負高圧端子は、第２電圧調整ユニットの入力端子に接続され、第１電圧調整ユニットの出力端子と第２電圧調整ユニットの出力端子は、相互に接続されてから調整可能高圧出力端子に接続され、第１駆動回路の出力端子は、第１電圧調整ユニットの駆動端子に接続され、第１電圧調整ユニットの電流検出端子は、電流検出増幅回路の検出入力端子に接続され、電流検出増幅回路の出力端子は、第２駆動回路の入力端子に接続され、第２駆動回路の出力端子は、第２電圧調整ユニットの駆動端子に接続され、指令入力端子、指令電圧回路、誤差アンプは、順に接続され、誤差アンプの出力端子は、第１駆動回路の入力端子に接続され、電圧フィードバック回路の入力端子は、第１電圧調整ユニットの出力端子、第２電圧調整ユニットの出力端子にそれぞれ接続され、電圧フィードバック回路の出力端子は、誤差アンプに接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
（付記２）
付記１に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記第１電圧調整ユニットは、ｍ（ｍは、１以上であり且つ整数である）個のＰＮＰトランジスタＱ１-１、Ｑ１-２、…、Ｑ１-ｍと、ｍ+１個の抵抗Ｒ１-０、Ｒ１-１、Ｒ１-２、…、Ｒ１-ｍと、一つのツェナーダイオードＤ１-１とを含み、更に入力端子、出力端子、電流検出端子及び駆動端子を含み、ｍ個のＰＮＰトランジスタのコレクタとエミッタは、順に相互に直列接続され、１個目のトランジスタＱ１-１のエミッタがツェナーダイオードＤ１-１の陽極に接続され、ツェナーダイオードＤ１-１の陰極が第１電圧調整ユニットの電流検出端子の一極に接続され、電流検出端子の他極が第１電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗Ｒ１-０の一端が第１電圧調整ユニットの駆動端子の一極に接続され、駆動端子の他極が第１電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗Ｒ１-０の他端がＰＮＰトランジスタＱ１-１のベースに接続され、抵抗Ｒ１-ｍの両端がトランジスタＱ１-ｍのベース、コレクタにそれぞれ接続され、トランジスタＱ１-ｍのコレクタが第１電圧調整ユニットの出力端子にも接続され、残りのｍ-１個の抵抗は、順に直列接続されたｍ個のトランジスタの各ベースの間に跨ぐように接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
（付記３）
付記１に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記第２電圧調整ユニットは、ｎ（ｎは、１以上であり且つ整数である）個のＮＰＮトランジスタＱ２-１、Ｑ２-２、…、Ｑ２-ｎと、ｎ+１個の抵抗Ｒ２-０、Ｒ２-１、Ｒ２-２、…、Ｒ２-ｎと、一つのツェナーダイオードＤ２-１とを含み、更に入力端子、出力端子及び駆動端子を含み、ｎ個のＮＰＮトランジスタのコレクタとエミッタは、順に相互に直列接続され、１個目のトランジスタＱ２-１のエミッタがツェナーダイオードＤ２-１の陰極に接続され、ツェナーダイオードＤ２-１の陽極が第２電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗Ｒ２-０の一端が第２電圧調整ユニットの駆動端子の一極に接続され、駆動端子の他極が第２電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗Ｒ２-０の他端がＮＰＮトランジスタＱ２-１のベースに接続され、抵抗Ｒ２-ｎの両端がトランジスタＱ２-ｎのベース、コレクタにそれぞれ接続され、トランジスタＱ２-ｎのコレクタが第２電圧調整ユニットの出力端子にも接続され、残りのｎ-１個の抵抗は、順に直列接続されたｎ個のトランジスタの各ベースの間に跨ぐように接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
（付記４）
付記１に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記第１駆動回路は、一つのトランジスタＱ３-１と五つの抵抗Ｒ３-１、Ｒ３-２、…、Ｒ３-５を含み、更に入力端子と出力端子を含み、トランジスタＱ３-１のエミッタが抵抗Ｒ３-１の一端に接続され、抵抗Ｒ３-１の他端が第１駆動回路の入力端子の一極に接続され、トランジスタＱ３-１のベースが抵抗Ｒ３-２、Ｒ３-３の一端にそれぞれ接続され、抵抗Ｒ３-２、Ｒ３-３の他端が第１駆動回路の入力端子の両極にそれぞれ接続され、トランジスタＱ３-１のコレクタが抵抗Ｒ３-４の一端に接続され、抵抗Ｒ３-４の他端が第１駆動回路の出力端子の一極に接続され、抵抗Ｒ３-５の両端が第１駆動回路の出力端子の両極にそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
（付記５）
付記１に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記第２駆動回路は、一つの光結合器Ｕ４-１と一つの抵抗Ｒ４-１を含み、更に入力端子と出力端子を含み、光結合器Ｕ４-１の発光ダイオードの陽極が抵抗Ｒ４-１の一端に接続され、抵抗Ｒ４-１の他端が第２駆動回路の入力端子の一極に接続され、発光ダイオードの陰極が第２駆動回路の入力端子の他極に接続され、光結合器Ｕ４-１の光電管の両端が第２駆動回路の出力端子の両極にそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
（付記６）
付記１に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記電流検出増幅回路は、一つのトランジスタＱ５-１と一つの抵抗Ｒ５-１を含み、更に検出入力端子と出力端子を含み、トランジスタＱ５-１のエミッタとベースが電流検出増幅回路の検出入力端子の両極にそれぞれ接続され、トランジスタＱ５-１のコレクタが電流検出増幅回路の出力端子の一極に接続され、出力端子の他極が基準電位点に接続され、抵抗Ｒ５-１の両端がトランジスタＱ５-１のベース、エミッタにそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
（付記７）
付記１に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記電流検出増幅回路は、一つの光結合器Ｕ５-１と一つのアンプＡ５-１を含み、更に検出入力端子と出力端子を含み、光結合器Ｕ５-１の発光ダイオードの両端が電流検出増幅回路の検出入力端子の両極にそれぞれ接続され、光結合器Ｕ５-１の光電管の両端がアンプＡ５-１の二つの入力端子にそれぞれ接続され、アンプＡ５-１の二つの出力端子が電流検出増幅回路の出力端子の両極にそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
（付記８）
付記７に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
前記アンプＡ５-１は、演算アンプＬＭ３２４からなる比例アンプが採用されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
（付記９）
広範囲正負調整可能な高圧直流電源の制御方法であって、
ステップ１）電圧値が前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の上限値を超える正高圧端子、電圧値が前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の下限値より低い負高圧端子に、高電圧発生器から発生した正、負高電圧をそれぞれ送る；
ステップ２）指令入力端子からＰＷＭ電圧調整指令を送り込む；
ステップ３）指令電圧回路により、ＰＷＭ電圧調整指令を指令電圧に変換する；
ステップ４）誤差アンプにより、指令電圧と電圧フィードバック回路からのフィードバック回路の比較と増幅を行い、演算結果を第１駆動回路に送り込み、電圧を調整するよう第１駆動回路により第１電圧調整ユニットを駆動する；
ステップ５）電流検出増幅回路により、第１電圧調整ユニットのＰＮＰトランジスタＱ１-１のエミッタ電流を検出し、検出結果を増幅して第２駆動回路に送り込み、電圧調整に参与するよう第２駆動回路により第２電圧調整ユニットを駆動し、
ここで、電流検出増幅回路の増幅倍数が以下の条件を満たすべきであり、
第１電圧調整ユニットのＰＮＰトランジスタＱ１-１のエミッタ電流をＩ１、その最大値をＩ１Ｍとすると、
Ｉ１≧０.１Ｉ１Ｍのとき、遮断状態になるよう第２電圧調整ユニットのＮＰＮトランジスタＱ２-１を駆動し、
０＜Ｉ１＜０．１Ｉ１Ｍのとき、増幅領域に入り、電圧調整に参与するよう、第２電圧調整ユニットのＮＰＮトランジスタＱ２-１を駆動し、
Ｉ１=０のとき、第２電圧調整ユニットのＮＰＮトランジスタＱ２-１のエミッタ電流がその最大値に達するよう駆動する；
ステップ６）電圧フィードバック回路により、前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧をサンプリングして誤差アンプにフィードバックし、指令電圧と比較し、誤差アンプによる演算の後に、指令の要求を満たすよう出力電圧を制御する、広範囲正負調整可能な高圧直流電源の制御方法。

Claims (9)

  1. 高電圧発生器と、負高圧端子と、正高圧端子と、第１駆動回路と、第１電圧調整ユニットと、電流検出増幅回路と、第２駆動回路と、第２電圧調整ユニットと、調整可能高圧出力端子とを含み、更に指令入力端子と、指令電圧回路と、誤差アンプと、電圧フィードバック回路とを含む広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、高電圧発生器は、正高圧端子、負高圧端子にそれぞれ接続され、正高圧端子は、第１電圧調整ユニットの入力端子に接続され、負高圧端子は、第２電圧調整ユニットの入力端子に接続され、第１電圧調整ユニットの出力端子と第２電圧調整ユニットの出力端子は、相互に接続されてから調整可能高圧出力端子に接続され、第１駆動回路の出力端子は、第１電圧調整ユニットの駆動端子に接続され、第１電圧調整ユニットの電流検出端子は、電流検出増幅回路の検出入力端子に接続され、電流検出増幅回路の出力端子は、第２駆動回路の入力端子に接続され、第２駆動回路の出力端子は、第２電圧調整ユニットの駆動端子に接続され、指令入力端子、指令電圧回路、誤差アンプは、順に接続され、誤差アンプの出力端子は、第１駆動回路の入力端子に接続され、電圧フィードバック回路の入力端子は、第１電圧調整ユニットの出力端子、第２電圧調整ユニットの出力端子にそれぞれ接続され、電圧フィードバック回路の出力端子は、誤差アンプに接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
  2. 請求項１に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
    前記第１電圧調整ユニットは、ｍ（ｍは、１以上であり且つ整数である）個のＰＮＰトランジスタＱ１-１、Ｑ１-２、…、Ｑ１-ｍと、ｍ+１個の抵抗Ｒ１-０、Ｒ１-１、Ｒ１-２、…、Ｒ１-ｍと、一つのツェナーダイオードＤ１-１とを含み、更に入力端子、出力端子、電流検出端子及び駆動端子を含み、ｍ個のＰＮＰトランジスタのコレクタとエミッタは、順に相互に直列接続され、１個目のトランジスタＱ１-１のエミッタがツェナーダイオードＤ１-１の陽極に接続され、ツェナーダイオードＤ１-１の陰極が第１電圧調整ユニットの電流検出端子の一極に接続され、電流検出端子の他極が第１電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗Ｒ１-０の一端が第１電圧調整ユニットの駆動端子の一極に接続され、駆動端子の他極が第１電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗Ｒ１-０の他端がＰＮＰトランジスタＱ１-１のベースに接続され、抵抗Ｒ１-ｍの両端がトランジスタＱ１-ｍのベース、コレクタにそれぞれ接続され、トランジスタＱ１-ｍのコレクタが第１電圧調整ユニットの出力端子にも接続され、残りのｍ-１個の抵抗は、順に直列接続されたｍ個のトランジスタの各ベースの間に跨ぐように接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
  3. 請求項１に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
    前記第２電圧調整ユニットは、ｎ（ｎは、１以上であり且つ整数である）個のＮＰＮトランジスタＱ２-１、Ｑ２-２、…、Ｑ２-ｎと、ｎ+１個の抵抗Ｒ２-０、Ｒ２-１、Ｒ２-２、…、Ｒ２-ｎと、一つのツェナーダイオードＤ２-１とを含み、更に入力端子、出力端子及び駆動端子を含み、ｎ個のＮＰＮトランジスタのコレクタとエミッタは、順に相互に直列接続され、１個目のトランジスタＱ２-１のエミッタがツェナーダイオードＤ２-１の陰極に接続され、ツェナーダイオードＤ２-１の陽極が第２電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗Ｒ２-０の一端が第２電圧調整ユニットの駆動端子の一極に接続され、駆動端子の他極が第２電圧調整ユニットの入力端子に接続され、抵抗Ｒ２-０の他端がＮＰＮトランジスタＱ２-１のベースに接続され、抵抗Ｒ２-ｎの両端がトランジスタＱ２-ｎのベース、コレクタにそれぞれ接続され、トランジスタＱ２-ｎのコレクタが第２電圧調整ユニットの出力端子にも接続され、残りのｎ-１個の抵抗は、順に直列接続されたｎ個のトランジスタの各ベースの間に跨ぐように接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
  4. 請求項１に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
    前記第１駆動回路は、一つのトランジスタＱ３-１と五つの抵抗Ｒ３-１、Ｒ３-２、…、Ｒ３-５を含み、更に入力端子と出力端子を含み、トランジスタＱ３-１のエミッタが抵抗Ｒ３-１の一端に接続され、抵抗Ｒ３-１の他端が第１駆動回路の入力端子の一極に接続され、トランジスタＱ３-１のベースが抵抗Ｒ３-２、Ｒ３-３の一端にそれぞれ接続され、抵抗Ｒ３-２、Ｒ３-３の他端が第１駆動回路の入力端子の両極にそれぞれ接続され、トランジスタＱ３-１のコレクタが抵抗Ｒ３-４の一端に接続され、抵抗Ｒ３-４の他端が第１駆動回路の出力端子の一極に接続され、抵抗Ｒ３-５の両端が第１駆動回路の出力端子の両極にそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
  5. 請求項１に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
    前記第２駆動回路は、一つの光結合器Ｕ４-１と一つの抵抗Ｒ４-１を含み、更に入力端子と出力端子を含み、光結合器Ｕ４-１の発光ダイオードの陽極が抵抗Ｒ４-１の一端に接続され、抵抗Ｒ４-１の他端が第２駆動回路の入力端子の一極に接続され、発光ダイオードの陰極が第２駆動回路の入力端子の他極に接続され、光結合器Ｕ４-１の光電管の両端が第２駆動回路の出力端子の両極にそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
  6. 請求項１に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
    前記電流検出増幅回路は、一つのトランジスタＱ５-１と一つの抵抗Ｒ５-１を含み、更に検出入力端子と出力端子を含み、トランジスタＱ５-１のエミッタとベースが電流検出増幅回路の検出入力端子の両極にそれぞれ接続され、トランジスタＱ５-１のコレクタが電流検出増幅回路の出力端子の一極に接続され、出力端子の他極が基準電位点に接続され、抵抗Ｒ５-１の両端がトランジスタＱ５-１のベース、エミッタにそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
  7. 請求項１に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
    前記電流検出増幅回路は、一つの光結合器Ｕ５-１と一つのアンプＡ５-１を含み、更に検出入力端子と出力端子を含み、光結合器Ｕ５-１の発光ダイオードの両端が電流検出増幅回路の検出入力端子の両極にそれぞれ接続され、光結合器Ｕ５-１の光電管の両端がアンプＡ５-１の二つの入力端子にそれぞれ接続され、アンプＡ５-１の二つの出力端子が電流検出増幅回路の出力端子の両極にそれぞれ接続されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
  8. 請求項７に記載の広範囲正負調整可能な高圧直流電源であって、
    前記アンプＡ５-１は、演算アンプＬＭ３２４からなる比例アンプが採用されることを特徴とする広範囲正負調整可能な高圧直流電源。
  9. 広範囲正負調整可能な高圧直流電源の制御方法であって、
    ステップ１）電圧値が前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の上限値を超える正高圧端子、電圧値が前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧調整範囲の下限値より低い負高圧端子に、高電圧発生器から発生した正、負高電圧をそれぞれ送る；
    ステップ２）指令入力端子からＰＷＭ電圧調整指令を送り込む；
    ステップ３）指令電圧回路により、ＰＷＭ電圧調整指令を指令電圧に変換する；
    ステップ４）誤差アンプにより、指令電圧と電圧フィードバック回路からのフィードバック回路の比較と増幅を行い、演算結果を第１駆動回路に送り込み、電圧を調整するよう第１駆動回路により第１電圧調整ユニットを駆動する；
    ステップ５）電流検出増幅回路により、第１電圧調整ユニットのＰＮＰトランジスタＱ１-１のエミッタ電流を検出し、検出結果を増幅して第２駆動回路に送り込み、電圧調整に参与するよう第２駆動回路により第２電圧調整ユニットを駆動し、
    ここで、電流検出増幅回路の増幅倍数が以下の条件を満たすべきであり、
    第１電圧調整ユニットのＰＮＰトランジスタＱ１-１のエミッタ電流をＩ１、その最大値をＩ１Ｍとすると、
    Ｉ１≧０.１Ｉ１Ｍのとき、遮断状態になるよう第２電圧調整ユニットのＮＰＮトランジスタＱ２-１を駆動し、
    ０＜Ｉ１＜０．１Ｉ１Ｍのとき、増幅領域に入り、電圧調整に参与するよう、第２電圧調整ユニットのＮＰＮトランジスタＱ２-１を駆動し、
    Ｉ１=０のとき、第２電圧調整ユニットのＮＰＮトランジスタＱ２-１のエミッタ電流がその最大値に達するよう駆動する；
    ステップ６）電圧フィードバック回路により、前記広範囲正負調整可能な高圧直流電源の出力電圧をサンプリングして誤差アンプにフィードバックし、指令電圧と比較し、誤差アンプによる演算の後に、指令の要求を満たすよう出力電圧を制御する、広範囲正負調整可能な高圧直流電源の制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6860094B2 (ja) 2018-02-16 2021-04-14 日本製鉄株式会社 無方向性電磁鋼板、及び無方向性電磁鋼板の製造方法
CN109343632A (zh) * 2018-10-18 2019-02-15 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 一种正负可调的毫伏级电压产生电路及其控制方法
CN109343634A (zh) * 2018-10-31 2019-02-15 惠州华科电器有限公司 宽范围正负高压调压电路及调压***
CN109660122B (zh) * 2018-12-06 2021-04-02 兰州空间技术物理研究所 一种基于分流调整方法的铯钟倍增器可调高压电源电路
CN113556093B (zh) * 2021-06-01 2024-03-22 惠州三华工业有限公司 一种高压放大器及多路可调高压输出电源电路
CN116941172A (zh) * 2022-02-17 2023-10-24 郭桥石 供电电路

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0263107U (ja) * 1988-10-31 1990-05-11
JP2003209972A (ja) * 2002-01-15 2003-07-25 Canon Inc 高圧電源装置および画像形成装置
US6815845B1 (en) * 2002-04-17 2004-11-09 Rantec Power Systems Inc. Method and apparatus for reversing polarity of a high voltage power source
JP2005348239A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Agilent Technol Inc 電力増幅装置
JP2006204016A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Canon Inc 高圧電源装置および画像形成装置
JP2008253075A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Tdk Corp スイッチング電源装置
CN201479023U (zh) * 2009-08-24 2010-05-19 苏州海兹思纳米科技有限公司 一种高精度大量程正负电源
CN102223089B (zh) * 2011-06-29 2013-07-24 中国科学院空间科学与应用研究中心 一种大范围线性可调高精度的高压电路
CN102545633B (zh) * 2012-01-16 2014-09-10 惠州三华工业有限公司 共用基准高压源的多路高压输出电路
CN102566642B (zh) * 2012-01-16 2014-07-09 惠州三华工业有限公司 一种高压调压电路
EP2624422B1 (en) * 2012-01-31 2019-08-28 Canon Kabushiki Kaisha Power source, power failure detection apparatus, and image forming apparatus
US9444340B2 (en) * 2014-06-26 2016-09-13 Gazelle Semiconductor, Inc. Circuits and methods for providing current to a load
DE102014109141A1 (de) * 2014-06-30 2015-12-31 Lisa Dräxlmaier GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Positionieren von elektrischen Leitern sowie Leitergruppe
CN205921523U (zh) * 2016-08-11 2017-02-01 惠州三华工业有限公司 一种宽范围正负可调高压直流电源

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