直流脉冲电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种直流脉冲电源装置，具备：直流电源；脉冲部(20)，其通过与直流电源连接的升压斩波电路产生脉冲输出；以及电压叠加部(30A、30B)，其与升压斩波电路的直流电抗器连接。电压叠加部(30A、30B)将叠加电压量Vc、V

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】直流脉冲电源装置


[0001]本专利技术涉及向负载供给脉冲输出的直流脉冲电源装置。

技术介绍

[0002]直流脉冲电源装置输出的脉冲输出是以几Hz～几百kHz反复进行直流电压的接通状态和断开状态的高频输出。
[0003]直流脉冲电源装置被用作向等离子体产生用装置、脉冲激光激励、放电加工机等负载供给脉冲输出的电源装置。在将直流电源装置用于等离子体产生用装置的情况下，将脉冲输出供给到等离子体产生腔内的电极间，使由电极间的放电产生的等离子体点火，维持所产生的等离子体。
[0004]图9中的(a)表示直流脉冲电源装置的一个结构例。已知在直流脉冲电源装置中作为产生脉冲波形的电路而具备升压斩波电路的结构。直流脉冲电源装置100由直流电源110和升压斩波电路120构成，将通过升压斩波电路120对直流电源110的直流电压进行升压而得的脉冲输出供给到负载130(专利文献1、2)。
[0005]图9中的(b)表示升压斩波电路的结构例(专利文献3)。升压斩波电路120构成为在直流电源侧与负载侧之间串联连接电感器121，并对负载侧并联连接开关元件122，根据开关元件122的接通期间和断开期间的占空比而形成升压后的脉冲输出。在该接通/断开动作中，在电感器121的直流电抗器中蓄积了与接通期间的时间宽度对应的能量，根据蓄积能量形成升压后的振幅的脉冲输出。
[0006]脉冲输出根据开关元件的接通/断开期间的占空比而确定升压的振幅，但有时由于开关元件122断开时产生的振动等而超过设定的振幅。
[0007]已知如下结构：在由电抗器和开关元件的串联电路构成的升压斩波电路中，在开关元件Q1的两端连接电抗器Lr、二极管D1和电容器C1的串联电路，在电抗器Lr的两端连接构成有源箝位电路的开关元件Q2和电容器C2的串联电路，通过有源箝位电路使升压斩波电路的开关元件Q1进行零电压开关(ZVS)(专利文献4)。
[0008]另外，在专利文献4的结构中，向开关元件Q1、Q2施加对输出电压Vo加上有源箝位电路的电容器C2的充电电压而得到的电压。并且记载了如下结构：此时，为了使施加电压不超过开关元件Q1、Q2的耐压，由磁耦合的2个电抗器(第一电抗器L1‑1、第二电抗器L1‑2)构成升压斩波电路的电抗器，利用蓄积于第二电抗器L1‑2的能量使有源箝位电路的电容器C2放电。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1：日本特开平8
‑
222258号公报(图1、段落0012)
[0012]专利文献2：日本特开2006
‑
6053号公报(图1)
[0013]专利文献3：日本特开平1
‑
252165号公报(图1)
[0014]专利文献4：日本特开2012
‑
178952号公报(图1、图9)

技术实现思路

[0015]专利技术所要解决的课题
[0016]在将直流脉冲电源装置输出的脉冲输出供给到等离子体产生腔内的电极之间，使基于电极间的放电的等离子体点火时，脉冲输出的输出电压越高，则在点火性越优异。
[0017]升压斩波电路的脉冲输出根据开关元件的接通/断开期间的占空比来决定升压的振幅，因此为了提高脉冲输出的输出电压需要提高占空比，为了成为高的占空比，需要缩短断开期间的时间宽度。
[0018]另外，在使用了专利文献4的结构的有源箝位电路的结构中，有源箝位电路的电容器的充电电压被施加于开关元件侧，因此无助于高电压的输出电压，从而无法提高脉冲输出的输出电压。
[0019]本专利技术的目的在于解决上述现有的问题点，在直流脉冲电源装置中，提高升压斩波电路的脉冲输出的输出电压。
[0020]用于解决课题的手段
[0021]本专利技术的直流脉冲电源装置通过对升压斩波电路的脉冲输出叠加再生电压和/或电抗器电压，从而提高升压斩波电路的脉冲输出的输出电压。
[0022]本专利技术的直流脉冲电源装置具备：直流电源；脉冲部，其通过与直流电源连接的升压斩波电路产生脉冲输出；以及电压叠加部，其与升压斩波电路的直流电抗器连接。电压叠加部将叠加电压量叠加于升压斩波电路的输出电压来进行电压提升。脉冲部对通过电压叠加部叠加了叠加电压量的输出电压进行脉冲输出。
[0023]电压叠加部具备多个方式。第一方式的电压叠加部是再生电压部，第二方式的电压叠加部是电抗器电压部。
[0024]第一方式的电压叠加部可以使用再生部来构成。再生部将升压斩波电路的输出电压箝位为设定电压，对升压斩波电路的直流电抗器叠加箝位电压的再生电压来作为叠加电压量，并且将超过设定电压的电压再生到直流电源。
[0025]第二方式的电抗器电压部将通过与构成升压斩波电路的直流电抗器磁耦合而在第二直流电抗器中感应出的感应电压的电抗器电压作为叠加电压来进行叠加。
[0026]就本专利技术的直流电源装置而言，作为电压叠加部，能够采用具备第一方式的再生电压部的结构、具备第二方式的电抗器电压部的结构、以及具备第一方式的再生电压部和第二方式的电抗器电压部这2个电压叠加部的第三方式的结构。
[0027]图1是用于说明本专利技术的直流脉冲电源装置所具备的脉冲部及电压叠加部的概略结构的图，图1中的(a)表示作为电压叠加部的第一方式而具备再生电压部的结构，图1中的(b)表示作为电压叠加部的第二方式而具备电抗器电压部的结构，图1中的(c)表示作为电压叠加部的第三方式而具备再生电压部和电抗器电压部的结构。
[0028]第一方式：
[0029]在图1中的(a)中，脉冲部20具备由直流电抗器21和开关元件22的串联电路构成的升压斩波电路，作为第一方式的电压叠加部，具备对脉冲部20的脉冲输出的输出电压叠加再生电压的再生电压部30A。再生电压部30A并联连接于直流电抗器21的两端之间，将直流电抗器21的电抗器电压V
DCL
施加于电容器电压Vc。脉冲部20的脉冲输出的输出电压Vo成为对直流电源的直流电压V
AB
叠加了电容器电压Vc的(V
AB
+Vc)。
[0030]再生电压部30A能够采用在升压斩波电路的直流电抗器21的两端之间并联连接再生部的结构。再生部将直流电抗器21的电抗器电压中的超过设定电压的电压量再生到直流电源。再生部构成将与直流电抗器的两端并联连接的电容器的充电电压作为箝位电压的箝位电路，并且将超过箝位电压的电压再生到直流电源。再生电压部30A将再生部的箝位电压即设定电压的再生电压作为叠加电压量，与脉冲输出的输出电压叠加。
[0031]在第一方式中，如图1中的(a)所示，将升压斩波电路的开关元件22的源极S侧与直流电抗器21的负载侧的端部连接。在该方式中，将直流电抗器21的全部电抗器电压输入到再生电压部30A，基于与再生电压部30A的设定电压的比较来进行再生动作。
[0032]第二方式：
[0033]在图1中的(b)中，脉冲部20具备由直流电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种直流脉冲电源装置，具备直流电源、以及通过与所述直流电源连接的升压斩波电路产生脉冲输出的脉冲部，其特征在于，所述直流脉冲电源装置具备与所述升压斩波电路的直流电抗器连接的电压叠加部，所述电压叠加部将叠加电压量叠加于脉冲输出。2.根据权利要求1所述的直流脉冲电源装置，其特征在于，所述电压叠加部连接在所述升压斩波电路的直流电抗器的两端之间，所述电压叠加部是由将所述直流电抗器的电抗器电压中的超过设定电压的电压量再生到所述直流电源的再生部构成的再生电压部，所述叠加电压量是所述再生部的设定电压。3.根据权利要求2所述的直流脉冲电源装置，其特征在于，所述再生部具备：电容器，其与所述脉冲部的电抗器电压并联连接；逆变器电路，其对所述电容器的电容器电压进行直流交流转换；变压器，其对所述逆变器电路的交流电压进行变压；以及整流器，其对所述变压器的交流电压进行整流，所述再生部将所述设定电压作为所述电容器的两端电压，将超过该两端电压的电压量再生至所述直流电源，所述再生部根据所述变压器的变压比改变所述叠加电压量。4.根据权利要求1所述的直流脉冲电源装置，其特征在于，所述直流电抗器具备磁耦合的第二直流电抗器，所述电压叠加部是由所述第二直流电抗器构成的电抗器电压部，所述叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：让原逸男，安达俊幸，米山知宏，宫嵜洸一，
申请(专利权)人：株式会社京三制作所，
类型：发明
国别省市：