JPH0628010B2 - 高電圧制御回路 - Google Patents
高電圧制御回路Info
- Publication number
- JPH0628010B2 JPH0628010B2 JP31751087A JP31751087A JPH0628010B2 JP H0628010 B2 JPH0628010 B2 JP H0628010B2 JP 31751087 A JP31751087 A JP 31751087A JP 31751087 A JP31751087 A JP 31751087A JP H0628010 B2 JPH0628010 B2 JP H0628010B2
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- effect transistor
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高電圧制御回路に関し、特に、高電圧出力の
オン／オフ制御を含め、任意の値に連続制御することを
可能とした高電圧制御回路に関する。
オン／オフ制御を含め、任意の値に連続制御することを
可能とした高電圧制御回路に関する。
［従来の技術］ 第２図は、従来の高電圧制御回路の回路図である。
同図において、１は直流高圧電源、１７は高電圧出力端
子、１８は微調用の可変抵抗器、１９〜２２は分圧用の
抵抗器、２３は粗調用のロータリースイッチ、２４はオ
ン／オフ制御用の高電圧リレーである。
子、１８は微調用の可変抵抗器、１９〜２２は分圧用の
抵抗器、２３は粗調用のロータリースイッチ、２４はオ
ン／オフ制御用の高電圧リレーである。
上記構成からなる従来の高電圧制御回路では、出力のオ
ン／オフ制御に高電圧スイッチ素子として高電圧リレー
２４を使用し、これをオン／オフさせることによって高
電圧出力端子１７に出力される電圧出力のオン／オフを
行なっている。また、このときの高電圧出力の電圧値
は、直流高圧電源１の高電圧出力を抵抗器１８〜２２で
分圧した値となっている。
ン／オフ制御に高電圧スイッチ素子として高電圧リレー
２４を使用し、これをオン／オフさせることによって高
電圧出力端子１７に出力される電圧出力のオン／オフを
行なっている。また、このときの高電圧出力の電圧値
は、直流高圧電源１の高電圧出力を抵抗器１８〜２２で
分圧した値となっている。
一方、高圧出力電圧値の調整には、出力電圧の連続可変
制御素子として微調用の可変抵抗器１８と、粗調用のロ
ータリースイッチ２３を使用している。そして、これら
によって抵抗器の分圧比を変化させ、高電圧出力端子１
７に出力される高電圧出力を連続可変していた。
制御素子として微調用の可変抵抗器１８と、粗調用のロ
ータリースイッチ２３を使用している。そして、これら
によって抵抗器の分圧比を変化させ、高電圧出力端子１
７に出力される高電圧出力を連続可変していた。
［解決すべき問題点］ 上述した従来の高電圧制御回路は、次のような問題点が
あった。
あった。
高電圧出力のオン／オフ制御を、高電圧リレーの機械
接点をオン／オフさせて行なっていたため、接点部分で
アーク放電およびチャタリング発生していた。この結
果、オン／オフ時に高電圧波形が乱れ、安定化するまで
時間がかかるほか、多大なノイズが発生していた。
接点をオン／オフさせて行なっていたため、接点部分で
アーク放電およびチャタリング発生していた。この結
果、オン／オフ時に高電圧波形が乱れ、安定化するまで
時間がかかるほか、多大なノイズが発生していた。
高圧出力電圧を連続可変とするために、高電圧の粗調
用としてロータリースイッチで高抵抗値の切替をし、ま
た、微調用として可変抵抗器を使用していたが、ロータ
リースイッチの切替時は抵抗値がステップ的に変化し、
出力電圧もステップ的に変化する結果、ノイズの発生が
避けられなかった。
用としてロータリースイッチで高抵抗値の切替をし、ま
た、微調用として可変抵抗器を使用していたが、ロータ
リースイッチの切替時は抵抗値がステップ的に変化し、
出力電圧もステップ的に変化する結果、ノイズの発生が
避けられなかった。
本発明は、上記問題点にかんがみてなされたもので、低
ノイズ化および高速度化した高電圧オン／オフ、および
高電圧の連続制御を行なうことができる高電圧制御回路
の提供を目的とする。
ノイズ化および高速度化した高電圧オン／オフ、および
高電圧の連続制御を行なうことができる高電圧制御回路
の提供を目的とする。
［問題点の解決手段］ 上記目的を達成するため、本発明の高電圧制御回路は、
ゲートへのバイアス電圧を変化させることで能動領域又
は飽和領域で能動させることができ、かつ、能動領域で
動作させると分圧用可変抵抗器として機能し、飽和領域
で動作させるとスイッチング素子として機能する第１の
電界効果トランジスタと、この第１の電界効果トランジ
スタと抵抗器を挟んで直列に接続され、上記第１の電界
効果トランジスタのゲートバイアスがオフとなって上記
第１の電界効果トランジスタのドレイン，ソース間がハ
イインピーダンス状態となったときにオンとなる第２の
電界効果トランジスタとを含み、上記抵抗器と上記第２
の電界効果トランジスタとの接続点から高電圧出力を取
り出す高電圧出力回路と、この高電圧出力回路に直流高
電圧を印加する直流高圧電源と、低電圧スイッチとゲー
トバイアス用可変電源とからなり、第１の電界効果トラ
ンジスタのゲートへのバイアス電圧の印加及びバイアス
電圧値を制御して上記第１の電界効果トランジスタを能
動領域から飽和領域で動作させるようにし、第１の電界
効果トランジスタのインピーダンスを変化させることに
よって、高電圧出力の制御を行なう出力制御回路とを具
備した構成としてある。
ゲートへのバイアス電圧を変化させることで能動領域又
は飽和領域で能動させることができ、かつ、能動領域で
動作させると分圧用可変抵抗器として機能し、飽和領域
で動作させるとスイッチング素子として機能する第１の
電界効果トランジスタと、この第１の電界効果トランジ
スタと抵抗器を挟んで直列に接続され、上記第１の電界
効果トランジスタのゲートバイアスがオフとなって上記
第１の電界効果トランジスタのドレイン，ソース間がハ
イインピーダンス状態となったときにオンとなる第２の
電界効果トランジスタとを含み、上記抵抗器と上記第２
の電界効果トランジスタとの接続点から高電圧出力を取
り出す高電圧出力回路と、この高電圧出力回路に直流高
電圧を印加する直流高圧電源と、低電圧スイッチとゲー
トバイアス用可変電源とからなり、第１の電界効果トラ
ンジスタのゲートへのバイアス電圧の印加及びバイアス
電圧値を制御して上記第１の電界効果トランジスタを能
動領域から飽和領域で動作させるようにし、第１の電界
効果トランジスタのインピーダンスを変化させることに
よって、高電圧出力の制御を行なう出力制御回路とを具
備した構成としてある。
［実施例］ 以下、図面にもとづいて本発明の実施例を説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る高電圧制御回路の回
路図である。なお、従来例と共通または対応する部分に
ついては同一の符号で表す。
路図である。なお、従来例と共通または対応する部分に
ついては同一の符号で表す。
同図において、１は直流高圧電源、２はＰゲート電界効
果トランジスタであり、耐電圧特性を得るためにｎ個の
Ｐゲート電界効果トランジスタ２1〜２nを直列接続して
ある。また、このうち、Ｐゲート電界効果トランジスタ
２2〜２nは、そのゲートを電圧バランス用抵抗７1〜
７n，５2〜５nによって自己バイアスする接続となって
いる。
果トランジスタであり、耐電圧特性を得るためにｎ個の
Ｐゲート電界効果トランジスタ２1〜２nを直列接続して
ある。また、このうち、Ｐゲート電界効果トランジスタ
２2〜２nは、そのゲートを電圧バランス用抵抗７1〜
７n，５2〜５nによって自己バイアスする接続となって
いる。
この電界効果トランジスタ２は、ゲートへのバイアス電
圧の印加及びバイアス電圧値を変化させることで能動領
域又は飽和領域で動作させることができ、能動領域で動
作させると一種の分圧可変抵抗器として機能し、飽和領
域で動作させるとスイッチング素子として機能する。
圧の印加及びバイアス電圧値を変化させることで能動領
域又は飽和領域で動作させることができ、能動領域で動
作させると一種の分圧可変抵抗器として機能し、飽和領
域で動作させるとスイッチング素子として機能する。
次に、３は抵抗であり、Ｐゲート電界効果トランジスタ
２1〜２nとＮゲート電界効果トランジスタ４1〜４nが同
時にオンとなったときに出力電圧が短絡するのを防止す
る。ここで、４（４1−４n）はＮゲート電界効果トラン
ジスタであり、Ｐゲート電界トランジスタ２と同様に耐
電圧特性を得るためにｍ個を直列接続している。そし
て、このうちのＮゲート電界効果トランジスタ４1〜４
n-1は、そのゲートを電圧バランス用抵抗８1〜８m，６1
〜６mによって自己バイアスする接続となっている。
２1〜２nとＮゲート電界効果トランジスタ４1〜４nが同
時にオンとなったときに出力電圧が短絡するのを防止す
る。ここで、４（４1−４n）はＮゲート電界効果トラン
ジスタであり、Ｐゲート電界トランジスタ２と同様に耐
電圧特性を得るためにｍ個を直列接続している。そし
て、このうちのＮゲート電界効果トランジスタ４1〜４
n-1は、そのゲートを電圧バランス用抵抗８1〜８m，６1
〜６mによって自己バイアスする接続となっている。
また、９，１０は電界効果トランジスタ１１を駆動する
ためのゲートバイアス抵抗、１２，１３は電界効果トラ
ンジスタ４nを駆動するためのゲートバイアス抵抗であ
る。そして、１４1，１４2はゲートの過電圧保護用ツェ
ナーダイオード、１５は電界効果トランジスタ２1のバ
イアス電圧をオン／オフするスイッチ、１６は同じく電
界効果トランジスタ２1のバイアス電源、１７は高電圧
出力端子である。低電圧スイッチ１５とゲートバイアス
用可変電源１６は、後述するように出力制御回路を構成
する。
ためのゲートバイアス抵抗、１２，１３は電界効果トラ
ンジスタ４nを駆動するためのゲートバイアス抵抗であ
る。そして、１４1，１４2はゲートの過電圧保護用ツェ
ナーダイオード、１５は電界効果トランジスタ２1のバ
イアス電圧をオン／オフするスイッチ、１６は同じく電
界効果トランジスタ２1のバイアス電源、１７は高電圧
出力端子である。低電圧スイッチ１５とゲートバイアス
用可変電源１６は、後述するように出力制御回路を構成
する。
上記構成において、スイッチ１５がオフのときは、直流
高圧電源１の電圧がツェナーダイオード１４1にかか
り、電界効果トランジスタ４nのゲートが過電圧となる
のを防ぐ。そして、このとき、抵抗１２を介して得られ
るツェナー電圧で電界効果トランジスタ４nを駆動し、
これをオンとする。
高圧電源１の電圧がツェナーダイオード１４1にかか
り、電界効果トランジスタ４nのゲートが過電圧となる
のを防ぐ。そして、このとき、抵抗１２を介して得られ
るツェナー電圧で電界効果トランジスタ４nを駆動し、
これをオンとする。
すなわち、スイッチ１５がオフでゲートバイアスがＰゲ
ート電界効果トランジスタ２にかからないときは、電界
効果トランジスタ２のドレイン，ソース間がハイインピ
ーダンス状態になる。
ート電界効果トランジスタ２にかからないときは、電界
効果トランジスタ２のドレイン，ソース間がハイインピ
ーダンス状態になる。
これにより、電界効果トランジスタ４1〜４n-1が同様に
オンとなり、高電圧出力端子１７の出力電圧は電界効果
トランジスタ４1〜４n-1のゲート電圧の和の程度とな
る。これは、入力の高電圧に比べ無視できる値であり、
出力はオフの状態といえる。
オンとなり、高電圧出力端子１７の出力電圧は電界効果
トランジスタ４1〜４n-1のゲート電圧の和の程度とな
る。これは、入力の高電圧に比べ無視できる値であり、
出力はオフの状態といえる。
次に、スイッチ１５をオンとすると、電界効果トランジ
スタ２1がバイアス電源１６によってバイアスされ、電
界効果トランジスタ２1を始め他の電界効果トランジス
タ２2〜２nも全てオンとなり、抵抗９，１０の両端に入
力電圧が印加される。従って、電界効果トランジスタ１
１がオンとなり電界効果トランジスタ４nのゲートバイ
アス電圧を引き込み、これをオフとする。
スタ２1がバイアス電源１６によってバイアスされ、電
界効果トランジスタ２1を始め他の電界効果トランジス
タ２2〜２nも全てオンとなり、抵抗９，１０の両端に入
力電圧が印加される。従って、電界効果トランジスタ１
１がオンとなり電界効果トランジスタ４nのゲートバイ
アス電圧を引き込み、これをオフとする。
この結果、電界効果トランジスタ４1〜４nは全てオフと
なる。従って、高電圧出力端子１７の両端には直流高圧
電源１の電圧を分圧した高電圧が発生する。なお、この
際の分圧には、抵抗８1〜８m，９，１０、および電界効
果トランジスタ２1〜２n間のインピーダンスが関与する
ことになる。
なる。従って、高電圧出力端子１７の両端には直流高圧
電源１の電圧を分圧した高電圧が発生する。なお、この
際の分圧には、抵抗８1〜８m，９，１０、および電界効
果トランジスタ２1〜２n間のインピーダンスが関与する
ことになる。
また、このときバイアス電源１６の電圧値を変化するこ
とによって電界効果トランジスタ２1〜２nを能動領域で
動作させることができる。このようにして能動領域で動
作させれば、電界効果トランジスタのインピーダンスが
変化して分圧比を変化させるため、高電圧出力端子１７
の出力電圧を任意に変化させることが可能となる。この
場合、スイッチ素子として電界効果トランジスタを使用
しているので、高速度な高電圧スイッチングが可能であ
り、さらに、電子スイッチ回路であるためオン／オフ時
の低ノイズ化および高速化が図れる。
とによって電界効果トランジスタ２1〜２nを能動領域で
動作させることができる。このようにして能動領域で動
作させれば、電界効果トランジスタのインピーダンスが
変化して分圧比を変化させるため、高電圧出力端子１７
の出力電圧を任意に変化させることが可能となる。この
場合、スイッチ素子として電界効果トランジスタを使用
しているので、高速度な高電圧スイッチングが可能であ
り、さらに、電子スイッチ回路であるためオン／オフ時
の低ノイズ化および高速化が図れる。
このように本実施例では、高電圧の電圧制御素子として
ＰゲートおよびＮゲート電界効果トランジスタをそれぞ
れ直列接続とし、最下段の素子にはゲート電圧調整回路
を備えるとともに、最下段の素子以外は自己バイアスの
動作として使用することにより、高電圧オン／オフ時に
おける出力電圧の波形の乱れ、およびノイズ発生を除去
し、さらに動作速度の改善を図ることを可能とし、また
出力電圧の連続制御時には調整回路の低電圧制御電圧値
を連続に変化させることによって出力電圧を任意に制御
することができる。
ＰゲートおよびＮゲート電界効果トランジスタをそれぞ
れ直列接続とし、最下段の素子にはゲート電圧調整回路
を備えるとともに、最下段の素子以外は自己バイアスの
動作として使用することにより、高電圧オン／オフ時に
おける出力電圧の波形の乱れ、およびノイズ発生を除去
し、さらに動作速度の改善を図ることを可能とし、また
出力電圧の連続制御時には調整回路の低電圧制御電圧値
を連続に変化させることによって出力電圧を任意に制御
することができる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、電界効果トランジスタに
よって高電圧出力の制御を行なうことにより、高電圧出
力のオン／オフと連続制御を低ノイズ化および高速度化
した高電圧制御回路を提供できるという効果がある。
よって高電圧出力の制御を行なうことにより、高電圧出
力のオン／オフと連続制御を低ノイズ化および高速度化
した高電圧制御回路を提供できるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例に係る高電圧制御回路の回路
図、第２図は従来の高電圧制御回路の回路図である。 １：直流高圧電源 ２1〜２n：Ｐゲート電界効果トランジスタ ３：抵抗器 ４1〜４n：Ｎゲート電圧効果トランジスタ ５1〜５n，６1〜６m：抵抗 ７1〜７n，８1〜８m：抵抗 １１：Ｎゲート電界効果トランジスタ １２，１３：抵抗 １５：低電圧スイッチ １６：ゲートバイアス用可変電源 １７：高電圧出力端子
図、第２図は従来の高電圧制御回路の回路図である。 １：直流高圧電源 ２1〜２n：Ｐゲート電界効果トランジスタ ３：抵抗器 ４1〜４n：Ｎゲート電圧効果トランジスタ ５1〜５n，６1〜６m：抵抗 ７1〜７n，８1〜８m：抵抗 １１：Ｎゲート電界効果トランジスタ １２，１３：抵抗 １５：低電圧スイッチ １６：ゲートバイアス用可変電源 １７：高電圧出力端子
Claims (2)
- 【請求項１】ゲードへのバイアス電圧を変化させること
で能動領域又は飽和領域で能動させることができ、か
つ、能動領域で動作させると分圧用可変抵抗器として機
能し、飽和領域で動作させるとスイッチング素子として
機能する第１の電界効果トランジスタ(2)と、この第１
の電界効果トランジスタ(2)と抵抗器(3)を挟んで直列に
接続され、上記第１の電界効果トランジスタ(2)のゲー
トバイアスがオフとなって上記第１の電界効果トランジ
スタ(2)のドレイン，ソース間がハイインピーダンス状
態となったときにオンとなる第２の電界効果トランジス
タ(4)とを含み、上記抵抗器(3)と上記第２の電界効果ト
ランジスタ(4)との接続点から高電圧出力を取り出す高
電圧出力回路と、 この高電圧出力回路に直流高電圧を印加する直流高圧電
源(1)と、 低電圧スイッチ(15)とゲートバイアス用可変電源(16)と
からなり、上記第１の電界効果トランジスタ(2)のゲー
トへのバイアス電圧の印加及びバイアス電圧値を制御し
て上記第１の電界効果トランジスタ(2)を能動領域から
飽和領域で動作させるようにし、上記第１の電界効果ト
ランジスタ(2)のインピーダンスを変化させることによ
って、高電圧出力の制御を行なう出力制御回路とを具備
することを特徴とした高電圧制御回路。 - 【請求項２】前記第１および第２の電界効果トランジス
タが、それぞれ、最低電圧位に接続されゲート電圧の制
御が可能な一つの電界効果トランジスタと、自己バイア
ス接続した複数の電界効果トランジスタとを多段に直列
接続したものである特許請求の範囲第１項記載の高電圧
制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31751087A JPH0628010B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 高電圧制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31751087A JPH0628010B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 高電圧制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01160358A JPH01160358A (ja) | 1989-06-23 |
| JPH0628010B2 true JPH0628010B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=18089041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31751087A Expired - Lifetime JPH0628010B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 高電圧制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0628010B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102467143A (zh) * | 2011-11-18 | 2012-05-23 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种基于fpga的多个数控高压电源基准电压的产生方法 |
| JP6171861B2 (ja) | 2013-11-07 | 2017-08-02 | 富士通株式会社 | 充放電信号回路およびｄｃｄｃコンバータ |
-
1987
- 1987-12-17 JP JP31751087A patent/JPH0628010B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01160358A (ja) | 1989-06-23 |
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