[發明專利]電源設備

有效

• 申請號: 200710103510.1
• 申請日: 2007-03-02
• 公開（公告）號: CN101090227A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: 石井秀雄;荒井亨
• 申請（專利權）人: 株式會社三社電機制作所
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M7/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 秦晨

技術領域

本發明涉及一種電源設備，并且尤其涉及一種具有由風扇冷卻其熱量產生元件的電源設備。

背景技術

電源設備使用功率半導體器件，例如二極管，晶體管和IGBT。由于設備在運行時的溫度和設備在不運行時的溫度差別變的越來越大，所以功率半導體器件的壽命也趨向于縮短。當電源設備使用例如電焊機、切割機、或者電鍍設備時，它將承受在相對較短的間隔內在供電和暫停之間切換。這些電源設備的功率半導體器件承受頻繁的溫度變化，這將導致半導體器件壽命的進一步縮短。JP?2000-166217A提出了一種解決這類問題的技術。

根據JP?2000-166217A，當電源設備通過啟動起動開關而被起動時，風扇也開始被起動以冷卻功率半導體器件從而抑制設備溫度升高。當電源設備的起動開關被關閉時，風扇被停止以抑制功率半導體器件溫度的降低。這減少了功率半導體器件在運行時的溫度和它們不運行時的溫度的差別。

接下來的問題出現在當風扇在電源設備起動開關被關閉的同時停止。特定的功率半導體器件在許多情況下被安裝在電源設備的散熱器(heat?sink)上。如果風扇在電源設備起動開關被關閉的同時停止，熱量將保留并且停留在散熱器上，這將給散熱器周圍的組成元件以熱應力。為了避免它，風扇的驅動必須持續到即使電源起動開關被關閉后。這可是會導致功率半導體器件的溫度被降低的太多，并且，因此功率半導體器件的壽命不能長久。

本發明的目標是給功率半導體器件提供具有壽命維持的電源設備，而除了電源設備的功率半導體器件外不會給組成元件帶來熱應力。

發明內容

根據具有電源單元的本發明的第一方面的電源設備，其使用包括功率半導體器件在內的生熱元件。電源單元包括，例如整流交流電壓的整流部分，用于將來自整流部分的整流電壓轉換為高頻電壓的高頻轉換部分，用于電壓變換來自高頻轉換部分的高頻電壓的變壓器，和另一個用于整流電壓變換的高頻電壓的整流部分。風扇用來冷卻熱生成元件。電源設備在供電期間電力被供應給電源單元的供電狀態和在暫停期間供應給電源單元的電力被移除的暫停狀態之間變換。供電期間可以被預先設定，并且暫停期間也可以被預先設置。供電期間和暫停期間可以相等或者不同。交替可以是固定間隔。風扇被驅動以用來冷卻包括功率半導體器件在內的發熱元件。風扇可以被驅動以額定轉速旋轉或者低于額定轉速的旋轉速度。溫度測量裝置測量發熱元件的溫度并且生成表示發熱元件測量溫度的測量溫度表示信號。參考值生成裝置根據在暫停期間的開始的測量溫度表示信號，表示在暫停期間結束時達到了希望溫度的希望溫度表示信號，以及暫停期間的長度來生成參考值。參考值在暫停期間減少，從與暫停期間起始時的測量溫度表示信號相對應的值減少到與希望溫度表示信號對應的值?？刂蒲b置以這樣的方式控制風扇的轉速，使得測量溫度表示信號基本上跟蹤參考值。

在暫停期間，如上面所述設置的電源設備的風扇的轉速被以這樣的方式控制，即功率半導體器件在暫停期間的開始時的溫度可以減少到暫停期間結束時的希望溫度。因此，在暫停期間結束時，功率半導體器件的溫度可以是希望溫度。希望溫度可以被適當的設置以使功率半導體器件在運行時的溫度與裝置在不運行時的溫度之間的差得到減少，這將盡可能的維持功率半導體器件的壽命。此外，由于風扇在暫停期間持續的旋轉，熱量不能持久，這將使在功率半導體器件周圍的元件免于承受熱應力。

風扇在動力狀態下可以以額定轉速或者低于額定轉速的速度旋轉。當風扇在低于額定轉速的速度旋轉時，需要控制轉速以阻止在半導體器件達到希望溫度后的溫度升高。

由測量溫度表示信號表示的溫度可以是在給予熱應力時候布置在功率半導體器件周圍的電源設備的元件所能承受的溫度。功率半導體器件可以被安裝在散熱器上，并且這些電源設備元件可以布置在功率半導體器件周圍。具有這種布置，有可能并不僅僅只是減少功率半導體器件運行時的溫度和它不運行時的溫度的差別，也不僅僅是維持功率半導體器件的長壽命，還可以使功率半導體器件周圍的元件免于承受熱應力。

附圖說明

圖1是根據本發明的第一實施例的電源設備的方塊電路圖。

圖2用于描述由圖1所示的電源設備的調節器產生的參考值。

圖3A到3D描述在連接到額定負載時圖1的電源設備的不同部分的運行狀態是有用的。

圖4A到4D用于描述在連接到較低負載時圖1的電源設備的不同部分的運行狀態。

圖5A到5D用于描述在連接到輕負載時圖1的電源設備的不同部分的運行狀態。