电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于得到一种电源装置，其具有将交流电压变换为直流电压的变换器部（２）；将由前述变换器部（２）输出的直流电压变换为交流电压的逆变器部（３）；与负载（２０）所具有的静电电容构成串联谐振电路的电感器；以及对由前述逆变器部（３）输出的交流电压进行升压的变压器（４），通过在于前述逆变器部（３）的输出部中与前述变压器（４）并联连接电感器（７），前述负载（２０）所具有的放电部（６）中，由于放电停止时前述逆变器部（３）内的回流二极管中恢复电流不流动，或恢复电流的量被减少，所以不增加回流二极管元件数也能够抑制回流二极管的发热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电源装置的技术，该电源装置向具有放电部的负载供给交流电压以使其产生放电。
技术介绍
日本特开平9-129953号公报中公开的现有的气体激光振荡器用电源装置的结构如图7所示。商用电源1的交流电压利用变换器部2变换为直流电压，输入逆变器部3。在逆变器部3中，根据门信号输出电路10的门信号，开关元件接通/断开，将直流电压变换为方形波交流电压。逆变器部3的输出电压利用具有电感L的高频变压器4被升压，施加于具有静电电容C的电介质电极5a、5b之间，由此产生放电6。根据由NC装置9输出的指令值，设定流过电介质电极5a、5b之间的放电电流的大小。门信号输出电路10根据检测前述放电电流的放电电流检测电路8的输出值和NC装置9的指令值，通过PWM控制以放电频率fso(＞1/2π(LC))向逆变器部3输出门信号。放电6起动的情况下(以下称为放电动作时)的逆变器部3的动作如下所示。图8是表示现有技术中的逆变器部3的结构的图，由开关元件11a、11b、11c、11d和与其并联的回流二极管12a、12b、12c、12d构成。图9是通过PWM方式控制逆变器部3的情况下的逆变器部3的输出电压、电流波形的例子。图9中的电压波形以及电流波形的正半周中，电压波形表示在图8中输出电压在箭头方向上为正(高电位)侧时，电流波形表示在图8中输出电流按箭头方向流动时。此时，为了具有高功率因数且减少构成逆变器部3的元件的开关损耗，通常逆变器部3以比由高频变压器4的电感L和电介质电极5a、5b的静电电容C确定的串联谐振频率fr(＝1/2π(LC))稍高的频率fso(＞1/2π(LC))进行动作。如图9所示，相对于逆变器部输出电压，逆变器部输出电流相位滞后。如果从开关元件11a、11b接通的状态(图9的t1期间)开始11b转换为断开，则图8的虚线所示的回流电流If，在正方向流过回流二极管12c(图9的t2期间)。在此状态下，开关元件11c接通，然后开关元件11d接通。在开关元件11d接通的时刻，即在图9的B时，向回流二极管12a施加反向电压，但由于B时回流电流If向正方向流动，所以回流二极管12a中不流过正方向的电流，因此，回流二极管12a中不产生恢复电流。同样地，如果从开关元件11c、11d接通的状态(图9的t3期间)开始11d转换为断开，则向与图8的虚线所示的回流电流If相反的方向即负方向，回流电流If’流过回流二极管12a(图9的t4期间)。此状态下开关元件11a接通、然后11b接通。在开关元件11b接通的时刻即图9的A时，向回流二极管12c施加反向电压，但由于A中回流电流If’沿负方向流动，所以回流二极管12c中不流过正方向电流，因此，回流二极管12c中不产生恢复电流。这样，现有技术中，通常相对于输出电压使输出电流相位滞后，由此实现在放电动作的情况下，回流二极管中不产生恢复电流。但是，在放电6未起动的情况下(以下称为放电停止时)，向电介质电极施加电压直至放电动作的期间，无论是否施加电压，都保持放电电流不流过的状态。该情况下的逆变器部3的输出电压·电流波形，成为例如图10所示的输出电压、电流动作。图10中的电压波形以及电流波形的正半周中，电压波形表示在图8中输出电压在箭头方向上为正(高电位)侧时，电流波形表示在图8中输出电流按箭头方向流动时。如图10所示，放电停止时的逆变器部3的输出电流，是相对于输出电压波形非同步的波形。这是由于，在电介质电极5a、5b之间放电动作时，电介质电极5a、5b之间的间隙起到直流电阻成分的作用，但在放电没有起动时，前述间隙起到电容的作用，所以前述电容等价于串联接入了电介质电极5a、5b的电路，因此由于电流的阻抗以及谐振频率发生变化，所以由它们确定的峰值和频率的暗电流流动。这样，由于等价于与电介质电极5a、5b串联插入前述电容的电路，所以通常放电部整体的静电电容变小，谐振频率变高。在如图10所示的暗电流流动的情况下，在图10的开关元件11b接通的时刻A，开关元件11b接通，向回流二极管12c施加反向电压，但A时刻暗电流向正方向即开关元件11a→高频变压器→回流二极管12c的方向流动，回流二极管12c中在正方向流过电流，所以回流二极管12c中流过恢复电流，回流二极管12c中会产生异常发热。同样地，在图10的开关元件11d接通的时刻B，开关元件11d接通，向回流二极管12a施加反向电压，但B中暗电流向负方向即开关元件11c→高频变压器→回流二极管12a的方向流动，回流二极管12c中在正方向流过电流，所以回流二极管12a中流过恢复电流，回流二极管12c中会产生异常发热。这样，在具有放电动作时和放电停止时不连续的负载的气体激光振荡器用电源装置中，现有技术中，针对放电停止时发生的上述问题，只能通过增加回流二极管的并联数量，使由回流二极管的恢复电流产生的损耗分散。不过近年来，气体激光振荡器用电源装置中的放电频率逐步高频化，所使用的回流二极管的响应速度也被要求高速化，这样由恢复电流产生的损耗也增大。而且，由于必须以多个并联的方式使用比较昂贵的高速二极管，从成本以及安装空间的扩大这方面来说，存在非常严重的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对放电动作时和放电停止时这样的具有不连续的负载的电源装置，提供一种更小型且廉价的电源装置，其可以在所有的动作区域中，防止或者减少逆变器部的回流二极管进入恢复模式，其结果减少由恢复电流产生的回流用二极管的发热。本专利技术所涉及的电源装置具有具有变换器部，其利用整流原件将商用交流电压变换为直流电压；逆变器部，其将从前述变换器部输出的直流电压变换为高频的交流电压；变压器，其具有第1电感器，将从逆变器输出的高频交流电压升压为高电压，所述第1电感器与负载所具有的静电电容构成串联谐振电路，该电源装置还具有第2电感器，其与前述变压器并联地与前述逆变器的输出部连接。由于本专利技术所涉及的电源装置具有具有变换器部，其利用整流原件将商用交流电压变换为直流电压；逆变器部，其将从前述变换器部输出的直流电压变换为高频的交流电压；变压器，其具有与负载所具有的静电电容构成串联谐振电路的第1电感器，将从逆变器输出的高频交流电压升压为高电压，该电源装置还具有第2电感器，其与前述变压器并联地与前述逆变器的输出部连接，所以，在负载放电停止时，前述逆变器中的回流二极管中不流过恢复电流，或者恢复电流的量减少，因此不增加回流二极管的元件数即可以抑制二极管的发热，从而达到实现电源装置的小型化以及低成本化。附图说明图1是本专利技术的实施方式1所涉及的电源装置的基本结构图。图2是表示本专利技术的实施方式1所涉及的电源装置的逆变器部的负载侧的等价电路图。图3是本专利技术的实施方式1所涉及的电源装置的逆变器部的负载在放电动作时的输出电压、电流波形。图4是本专利技术的实施方式1所涉及的电源装置的逆变器部的负载在放电停止时的输出电压、电流波形。图5是本专利技术的实施方式2所涉及的电源装置的基本结构图。图6是本专利技术的实施方式3所涉及的电源装置的基本结构图。图7是现有的气体激光振荡器用电源装置的基本结构图。图8是现有的气体激光振荡器用电源装置的逆变器部的基本结构图。图9是现有的气体激光振荡器用电源装置的逆变器部在放电动作时的输出电压、电流波形。图10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源装置，其特征在于，具有：变换器部，其将交流电压变换为直流电压；逆变器部，其具有开关元件以及与之并联的回流二极管，将从前述变换器部输出的直流电压变换为交流电压；变压器，其具有第１电感器，对从前述逆变器输出的交流电压进行变压，前述第１电感器与负载所具有的静电电容构成串联谐振电路；以及第２电感器，其与前述变压器并联地与前述逆变器的输出部连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：城所仁志，松原真人，岩田明彦，岩蕗宽康，铃木昭弘，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]