[發明專利]直流脈沖電源裝置

在審

• 申請號: 201980089853.8
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN113348618A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 讓原逸男;安達俊幸;米山知宏;宮嵜洸一
• 申請（專利權）人: 株式會社京三制作所
• 主分類號: H02M9/02
• 分類號: H02M9/02;H02M1/34;H02M3/155;H02M3/28;H02M7/537
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 范勝杰;曹鑫

本發明提供一種直流脈沖電源裝置，具備：直流電源；脈沖部(20)，其通過與直流電源連接的升壓斬波電路產生脈沖輸出；以及電壓疊加部(30A、30B)，其與升壓斬波電路的直流電抗器連接。電壓疊加部(30A、30B)將疊加電壓量Vc、V_DCL2疊加于升壓斬波電路的輸出電壓。脈沖部(20)對通過電壓疊加部(30A、30B)疊加了疊加電壓量Vc、V_DCL2的輸出電壓Vo進行脈沖輸出。通過將疊加電壓量疊加于升壓斬波電路的脈沖輸出，提高升壓斬波電路的脈沖輸出的輸出電壓。

技術領域

本發明涉及向負載供給脈沖輸出的直流脈沖電源裝置。

背景技術

直流脈沖電源裝置輸出的脈沖輸出是以幾Hz～幾百kHz反復進行直流電壓的接通狀態和斷開狀態的高頻輸出。

直流脈沖電源裝置被用作向等離子體產生用裝置、脈沖激光激勵、放電加工機等負載供給脈沖輸出的電源裝置。在將直流電源裝置用于等離子體產生用裝置的情況下，將脈沖輸出供給到等離子體產生腔內的電極間，使由電極間的放電產生的等離子體點火，維持所產生的等離子體。

圖9中的(a)表示直流脈沖電源裝置的一個結構例。已知在直流脈沖電源裝置中作為產生脈沖波形的電路而具備升壓斬波電路的結構。直流脈沖電源裝置100由直流電源110和升壓斬波電路120構成，將通過升壓斬波電路120對直流電源110的直流電壓進行升壓而得的脈沖輸出供給到負載130(專利文獻1、2)。

圖9中的(b)表示升壓斬波電路的結構例(專利文獻3)。升壓斬波電路120構成為在直流電源側與負載側之間串聯連接電感器121，并對負載側并聯連接開關元件122，根據開關元件122的接通期間和斷開期間的占空比而形成升壓后的脈沖輸出。在該接通/斷開動作中，在電感器121的直流電抗器中蓄積了與接通期間的時間寬度對應的能量，根據蓄積能量形成升壓后的振幅的脈沖輸出。

脈沖輸出根據開關元件的接通/斷開期間的占空比而確定升壓的振幅，但有時由于開關元件122斷開時產生的振動等而超過設定的振幅。

已知如下結構：在由電抗器和開關元件的串聯電路構成的升壓斬波電路中，在開關元件Q₁的兩端連接電抗器Lr、二極管D₁和電容器C₁的串聯電路，在電抗器Lr的兩端連接構成有源箝位電路的開關元件Q₂和電容器C₂的串聯電路，通過有源箝位電路使升壓斬波電路的開關元件Q₁進行零電壓開關(ZVS)(專利文獻4)。

另外，在專利文獻4的結構中，向開關元件Q₁、Q₂施加對輸出電壓Vo加上有源箝位電路的電容器C₂的充電電壓而得到的電壓。并且記載了如下結構：此時，為了使施加電壓不超過開關元件Q₁、Q₂的耐壓，由磁耦合的2個電抗器(第一電抗器L_1-1、第二電抗器L_1-2)構成升壓斬波電路的電抗器，利用蓄積于第二電抗器L_1-2的能量使有源箝位電路的電容器C₂放電。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平8-222258號公報(圖1、段落0012)

專利文獻2：日本特開2006-6053號公報(圖1)

專利文獻3：日本特開平1-252165號公報(圖1)

專利文獻4：日本特開2012-178952號公報(圖1、圖9)

發明內容

發明所要解決的課題