本发明专利技术提供一种直流脉冲电源装置(1)，其具备：直流电源(10)、通过与直流电源连接的升压斩波电路产生脉冲输出的脉冲部(20A)、再生部(30)，再生部将升压斩波电路的直流电抗器(21A)的电抗器电压(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，并维持所产生的等离子体。
[0004]图10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10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时间宽度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。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。
[0006]在图10中的(b)所示的升压斩波电路中，将与电源同极性的二极管123和电阻124的串联电路并联连接于电感器121，通过电阻124消耗由蓄积在电感器121中的能量产生的反向电压，由此对脉冲输出的电压进行箝位，抑制过剩的电压上升。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开平8
‑
222258号公报(图1、段落0012)
[0010]专利文献2：日本特开2006
‑
6053号公报(图1)
[0011]专利文献3：日本特开平1
‑
252165号公报(图1)
技术实现思路
[0012]专利技术所要解决的课题
[0013]专利文献3中提出的升压斩波电路通过利用并联连接的电阻消耗直流电抗器的蓄积能量来抑制过剩的电压上升。因此，应从直流电源供给至负载的电力的一部分因电阻而作为热能被消耗，因此存在电力的供给效率降低的课题。
[0014]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，抑制升压斩
波电路的过剩的电压上升，并且使电力供给高效率化。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]本专利技术的直流脉冲电源装置将升压斩波电路的直流电抗器的电抗器电压再生到直流电源。
[0017]由此，
[0018](1)将升压斩波电路的电压箝位于预定电压来抑制过剩的电压上升，
[0019](2)通过向直流电源进行再生，消除由电阻引起的能量消耗，提高向负载的电力供给效率。
[0020]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；以及再生部，其将过剩电压量再生到直流电源。再生部将升压斩波电路的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直流电源。图1中的(a)、(b)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再生部的概略结构的图。
[0021](脉冲部)
[0022]脉冲部20具备由串联连接在直流电源与负载之间的直流电抗器21和与负载并联连接的开关元件22构成的升压斩波电路。再生部30输入直流电抗器21的电抗器电压V
DCL
，将超过设定电压即再生输入侧电压Vin的过剩电压量(V
DCL
‑
Vin)再生到直流电源。另外，在图1中，示出了将直流电源侧的端子用A、B表示，将低电压侧作为端子A，将高电压侧作为端子B的例子。另外，图1中的(a)表示由无抽头单匝变压器构成升压斩波电路的直流电抗器的例子，图1中的(b)表示由带抽头的单匝变压器构成升压斩波电路的直流电抗器的例子。
[0023]在脉冲部20中，在升压斩波电路的接通动作时，将蓄积能量蓄积于直流电抗器21，在断开动作时，通过该蓄积能量在直流电抗器21中产生电抗器电压。电抗器电压通过反复进行升压斩波电路的接通动作和断开动作而升压。
[0024](再生部)
[0025]再生部30在电抗器电压V
DCL
不超过设定电压的情况下不进行再生，在超过设定电压的情况下将超过设定电压的电压量再生到直流电源。由此，升压斩波电路的升压被箝位于设定电压，抑制了过剩电压的产生。
[0026]设定电压由再生部30的再生输入电压Vin决定，在直流电抗器21的电抗器电压V
DCL
不超过再生部30的再生输入电压Vin的情况下不进行再生部30的再生，在超过再生部30的再生输入电压Vin的情况下，通过再生部30向直流电源侧再生超出的电压量(V
DCL
‑
Vin)。规定再生动作的设定电压即再生部30的再生输入电压Vin能够基于直流电源的直流电压V
AB
以及再生部来设定。
[0027]再生部30的一个结构例具备：电容器，其与脉冲部20的电抗器电压并联连接；逆变器电路，其对电容器两端的电容器电压进行直流交流变换；变压器，其对逆变器电路的交流电压进行变压；以及整流器，其对变压器的交流电压进行整流，整流器的输出端与直流电源连接。
[0028]变压器的变压比确定电容器的两端电压与直流电源的电压的电压比。再生部30的电容器电压由直流电源的电压与变压器的变压比决定，因此，再生部30将该电容器电压作为再生输入电压Vin的设定电压，进行再生动作的开始以及停止的动作。设定电压依赖于直
流电源的电压以及变压器的变压比，因此能够通过改变变压器的变压比来变更设定电压。通过变更设定电压，能够变更升压斩波电路中的箝位电压，并且变更再生动作的动作电压。
[0029]在升压斩波电路中，直流电抗器21连接在直流电源与升压斩波电路的开关元件22的源极S侧之间。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、或者直流电抗器21的抽头连接。图1中的(a)表示在无抽头单匝变压器的负载侧的端部连接开关元件22的源极S侧的结构，图1中的(b)表示在带抽头的单匝变压器的抽头连接开关元件22的源极S侧的结构。
[0030](再生部与直流电抗器的连接方式)
[0031]再生部与脉冲部的直流电抗器的连接能够设为多个方式。第一方式是将无抽头单匝变压器用作直流电抗器，将再生部的一个端子与直流电抗器21的负载侧连接，将另一个端子与直流电源侧连接的方式(图1中的(a)所示的结构例)。第二方式是将带抽头的单匝变压器用作直流本文档来自技高网...
【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、由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：再生部，其将所述升压斩波电路的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至所述直流电源。2.根据权利要求1所述的直流脉冲电源装置，其特征在于，所述直流电抗器连接在所述直流电源的低电压侧与升压斩波电路的开关元件的源极侧之间，所述升压斩波电路的开关元件的源极侧的连接点是直流电抗器的负载侧的端部或直流电抗器的抽头。3.根据权利要求2所述的直流脉冲电源装置，其特征在于，所述直流电抗器由磁耦合的第一直流电抗器和第二直流电抗器构成，第一直流电抗器的一端与所述直流电源的低电压侧的输出端连接，第二直流电抗器的一端与所述脉冲部的低电压侧的输出端连接，第一直流电抗器与第二直流电抗器的连接点连接于所述升压斩波电路的开关元件的源极侧，所述电抗器电压是所述第一直流电抗器的两端电压。4.根据权利要求2或3所述的直流脉冲电源装置，其特征在于，所述再生部将一端连接于所述脉冲部的低电压侧输入端，将以所述低电压侧的电压为基准的直流电抗器的电抗器电压作为再生输入电压。5.根据权利要求1所述的直流脉冲电源装置，其特征在于，所述直流电抗器连接在所述直流电源的高电压侧与升压斩波电路的开关元件的漏极侧之间，所述升压斩波电路的开关元件的...
【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：
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