脉冲电源装置制造方法及图纸

脉冲电源装置(100)具备分别输出单极性的脉冲电压的脉冲电源(P1～Pn)和变压器(Tr1～Trn)。变压器(Tr1～Trn)具有1次绕组(La1～Lan)、2次绕组(T1～Tn)以及3次绕组(T1s～Tns)，1个脉冲电源与1个1次绕组一个一个地连接。2次绕组(T1～Tn)依次串联地连接，负载(8)与2次绕组(T1～Tn)的两端连接。3次绕组(T1s～Tns)依次串联地连接，磁复位电路(4)与3次绕组(T1s～Tns)的两端连接。磁复位电路(4)具备磁复位电源(E1)和用于限制因在3次绕组(T1s～Tns)中感应出的电压而能够流过的感应电流的阻抗变更电路(U1)。阻抗变更电路(U1)构成为能够变更阻抗。够变更阻抗。够变更阻抗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脉冲电源装置


[0001]本公开涉及通过多个开关元件的动作使电压重叠来产生单极性的高电压脉冲的脉冲电源装置。

技术介绍

[0002]产生高电压脉冲的脉冲电源装置被用于利用了脉冲电弧放电的杀菌装置、水处理装置、激光振荡器、废气净化装置、臭氧发生机、极端紫外光(Extreme Ultra
‑
Violet：EUV)光源等。这些装置需要瞬间极高的脉冲电力。因此，要求在这些装置中使用的脉冲电源装置在极短的时间内释放以脉冲方式释放的电能量即脉冲功率。
[0003]以往在这种脉冲电源装置中使用了气体放电开关。但是，关于气体放电开关，存在放电的持续时间短、稳定性低这样的课题。近年来，使用半导体开关元件，通过变压器重叠由半导体开关元件生成的感应电压，从而能够产生单极性且短脉冲宽度的高电压脉冲。
[0004]在反复输出单极性的高电压脉冲的情况下，在重叠感应电压的变压器的磁性体残留因磁饱和而产生的剩磁。在该剩磁大的情况下，存在变压器中的磁通变化小、感应电压的重叠量小而难以产生高电压脉冲这样的问题。
[0005]在这样的技术背景之下，在下述专利文献1中公开了如下结构：为了降低过饱和电抗器的磁饱和，设置对过饱和电抗器的复位绕组供给复位电流来对过饱和电抗器的铁芯进行逆励磁的磁复位电路。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开平9－83052号公报

技术实现思路

[0009]在磁复位电路中需要用于使复位电流流动的电源以及用于抑制因感应电压而产生的过大电流的抑制线圈。为了不使因感应电压而产生的过大电流流过电源，需要增大抑制线圈的电感值。然而，在抑制线圈的电感值大时，存在对脉冲电源装置中的电源部的输出阻抗造成影响而难以得到所期望的脉冲宽度的输出电压这样的问题。
[0010]本公开是鉴于上述内容而作出的，目的在于得到能够抑制电源部的输出阻抗的影响而得到所期望的脉冲宽度的输出电压的脉冲电源装置。
[0011]为了解决上述课题、达成目的，本公开的脉冲电源装置具备分别输出单极性的脉冲电压的多个脉冲电源和多个变压器。多个变压器分别具有1次绕组、2次绕组以及3次绕组，1个脉冲电源与1个1次绕组一个一个地连接。多个2次绕组依次串联地连接，串联地连接的多个2次绕组的两端构成输出端子。负载与输出端子连接而构成第1闭电路。多个3次绕组依次串联地连接，串联地连接的多个3次绕组的两端构成电压施加端子。磁复位电路与电压施加端子连接，由多个3次绕组和磁复位电路构成第2闭电路。磁复位电路具备作为用于使复位电流流过3次绕组的电源的磁复位电源和阻抗变更电路。阻抗变更电路构成为能够变
更用于限制因在3次绕组中感应出的电压而能够在第2闭电路中流过的感应电流的阻抗。
[0012]根据本公开的脉冲电源装置，起到能够抑制电源部的输出阻抗的影响而得到所期望的脉冲宽度的输出电压这样的效果。
附图说明
[0013]图1是示出实施方式1的脉冲电源装置的结构例的图。
[0014]图2是示出实施方式1中的脉冲电源的结构例的图。
[0015]图3是示出用于说明实施方式1的脉冲电源装置的动作的结构例的图。
[0016]图4是示出在图3所示的脉冲电源装置中生成的感应重叠电压的第1例的图。
[0017]图5是示出在图3所示的脉冲电源装置中生成的感应重叠电压的第2例的图。
[0018]图6是示出实施方式1的磁复位电路的结构例的图。
[0019]图7是用于说明实施方式1的阻抗变更电路的电感值对脉冲电源装置中的电源部的输出阻抗造成的影响的图。
[0020]图8是示出实施方式1的控制部的结构例的图。
[0021]图9是用于说明实施方式1的控制部的动作的流程图。
[0022]图10是示出使实施方式1的脉冲电源装置动作时的动作条件的例子的图。
[0023]图11是示出实施方式1的变形例的控制部的结构例的图。
[0024]图12是用于说明实施方式1的变形例的控制部的动作的流程图。
[0025]图13是示出实施方式2的磁复位电路的结构例的图。
[0026]图14是示出实施方式3的磁复位电路的结构例的图。
[0027](符号说明)
[0028]1、1a：控制部；2：电源部；3：变压器群；3a、3b：输出端子；3c、3d：电压施加端子；3e：磁性体芯；4、4A、4B：磁复位电路；5：第1闭电路；6：第2闭电路；7：驱动电路；8：负载；11：动作条件生成部；12：指令信号生成部；13：指令信号数据集；14：指令信号数据集生成部；15：指令信号候补生成部；16：判定部；17：指令信号输出部；100：脉冲电源装置；C11～C1j、UCa、UCb：电容器；DC1：直流电源；E1：磁复位电源；H1～Hk、S11～S1j：开关元件；L1、L2：电感值；La1～Lan、Trb1：1次绕组；P1～Pn：脉冲电源；T1～Tn、Trb2：2次绕组；T1s～Tns：3次绕组；Tr1～Trn：变压器；Trb：阻抗变换变压器；U1、U1A、U1B：阻抗变更电路；UL1～ULk、ULa、ULb：抑制线圈。
具体实施方式
[0029]以下参照附图，详细说明本公开的实施方式的脉冲电源装置。
[0030]实施方式1.
[0031]图1是示出实施方式1的脉冲电源装置的结构例的图。如图1所示，实施方式1的脉冲电源装置100具备控制部1、电源部2、变压器群3以及磁复位电路4。电源部2具有分别输出单极性的脉冲电压的多个脉冲电源P1、P2、
…
、Pn。N表示2以上的整数。变压器群3具有n个、即与脉冲电源P1～Pn相同数量的变压器Tr1、Tr2、
…
、Trn。多个变压器Tr1～Trn分别具有1次绕组La1、La2、
…
、Lan、2次绕组T1、T2、
…
、Tn、3次绕组T1s、T2s、
…
、Tns以及磁性体芯3e。1次绕组La1～Lan、2次绕组T1～Tn以及3次绕组T1s～Tns经由磁性体芯3e相互磁耦合。
[0032]脉冲电源P1与1次绕组La1连接，脉冲电源P2与1次绕组La2连接，脉冲电源Pn与1次绕组Lan连接。即，1个脉冲电源与1个1次绕组一个一个地连接。
[0033]2次绕组T1～Tn依次串联地连接，串联地连接的2次绕组T1、Tn的两端构成输出端子3a、3b。负载8与输出端子3a、3b连接，由2次绕组T1～Tn和负载8构成第1闭电路5。负载8的例子是前述的杀菌装置、水处理装置、激光振荡器、废气净化装置、臭氧发生机、EUV光源等。
[0034]3次绕组T1s～Tns依次串联地连接，串联地连接的3次绕组T1s、Tns的两端构成电压施加端子3c、3d。磁复位电路4与电压施加端子3c、3d连接，由3次绕组T1s～Tns和磁复位电路4构成第2闭电路6。
[0035]图2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】1.一种脉冲电源装置，其特征在于，具备：多个脉冲电源，分别输出单极性的脉冲电压；以及多个变压器，分别具有1次绕组、2次绕组以及3次绕组，1个所述脉冲电源与1个所述1次绕组一个一个地连接；多个所述2次绕组依次串联地连接，串联地连接的多个所述2次绕组的两端构成输出端子，负载与所述输出端子连接而构成第1闭电路，多个所述3次绕组依次串联地连接，串联地连接的多个所述3次绕组的两端构成电压施加端子，磁复位电路与所述电压施加端子连接，由多个所述3次绕组和所述磁复位电路构成第2闭电路，所述磁复位电路具备：磁复位电源，是用于使复位电流流过所述3次绕组的电源；以及阻抗变更电路，构成为能够变更用于限制因在所述3次绕组中感应出的电压而能够在所述第2闭电路中流过的感应电流的阻抗。2.如权利要求1所述的脉冲电源装置，其特征在于，各个所述脉冲电源具备：多个开关元件；多个电容器，分别与所述开关元件的每一个开关元件串联地连接，且相互并联地连接；以及直流电源，对所述电容器的各两端施加直流电压，各个所述脉冲电源具有多个由1个所述开关元...

【专利技术属性】
技术研发人员：津田真吾，民田太一郎，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：