JP2012226930A - 電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電源装置は、コンバータ20と、LC共振回路30と、CT59と、異常放電検出回路60とを備えている。コンバータ20は、DC入力電圧をスイッチングして一定レベルのDC電圧に変換し、DC出力電圧を出力する。LC共振回路30は、コンバータ20の出力電圧を入力し、その出力電圧を放電負荷40へ供給すると共に、放電負荷40における異常放電の発生時に共振電流を発生して放電負荷40に逆電圧を印加する。CT59は、前記共振電流のAC成分を検出して電流検出結果を出力する。更に、異常放電検出回路60は、前記電流検出結果を電圧レベルに変換し、変換された電圧レベルが閾値を超えた回数をカウントして前記異常放電の発生回数を検出する。
【選択図】図1
Description
図1(a)、(b)は、本発明の実施例1における電源装置(例えば、プラズマ発生用の電源装置)を示す概略の構成図であり、同図(a)は電源装置全体の構成ブロック図、更に、同図(b)は同図(a)中のコンバータ、LC共振回路及び異常放電検出回路の回路図である。
図1(a)において、3φ200VのAC電圧Vinが入力ラインフィルタ1に入力されると、そのAC電圧Vinのノイズが、入力ラインフィルタ1にて除去され、ノイズが除去されたAC電圧Vinが整流突防回路10へ入力される。整流突防回路10に入力されたAC電圧Vinは、整流部11にて全波整流される。この際、制御部50の制御により、突入電流防止部12内のスイッチング素子12cがオフ状態になっている。そのため、整流後のDC電流により、突入電流防止部12内の抵抗12a,12bを介して、図1(b)に示すコンバータ20内の入力側電解コンデンサ22が初期充電される。電解コンデンサ22への大きな突入電流は、抵抗12a,12bにより抑制される。
図1(b)のコンバータ20において、スイッチング回路23内のNMOS23a,23b,23c,23dは、制御部50によりオン/オフ制御され、例えば、数十kHzにてオン/オフ動作を繰り返し、高周波のAC電圧を作る。この高周波のAC電圧は、トランス24により電圧レベルが変換され、整流回路25により全波整流された後、平滑回路26のインダクタ26a及びキャパシタ26bにより平滑される。平滑されたDC電圧Voutは、LC共振回路30を介して、出力端子32a,32bから出力され、放電負荷40へ供給される。
Vout=Vin×D×n2/n1 ・・・(1)
但し、デューティ;D=t1/f=t2/f
n1;トランス24の1次巻数
n2;トランス24の2次巻数
f;NMOS23a〜23dのオン/オフ周波数
図4は、従来の異常放電検出回路における異常放電発生回数のカウント方法を示す波形図である。
f2=1/[2×π×√(L2×C2)] ・・・(2)
Ip=Vout/√(L2/C2) ・・・(3)
本実施例1の電源装置によれば、コンバータ20の出力側にLC共振回路30が接続されているので、放電負荷40の異常放電によりLC共振回路30の出力端子32a,32b間が短絡状態になって共振電流が発生する。この時の共振電流のAC成分をCT59により検出し、異常放電検出回路60によって異常放電の発生回数をカウントしているので、次の(1)、(2)のような効果がある。
本発明は、上記実施例1、2に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(a)〜(d)のようなものがある。
20 コンバータ
23 スイッチング回路
24 トランス
25 整流回路
26 平滑回路
30 LC共振回路
40 放電負荷
50 制御部
59 CT
60,60A 異常放電検出回路
61 抵抗
62 コンパレータ
63 マイコン
Claims (6)
- 直流の入力電圧をスイッチングして一定レベルの直流電圧に変換し、直流の出力電圧を出力するコンバータと、
第1のインダクタ及びキャパシタを有し、前記コンバータの前記出力電圧を入力し、前記出力電圧を放電負荷へ供給すると共に、前記放電負荷における異常放電の発生時に前記第1のインダクタ及び前記キャパシタにより共振電流を発生して前記放電負荷に逆電圧を印加するLC共振回路と、
前記共振電流の交流成分を検出して電流検出結果を出力する変流器と、
前記電流検出結果を電圧レベルに変換し、変換された前記電圧レベルが閾値を超えた回数をカウントして前記異常放電の発生回数を検出する異常放電検出回路と、
を備えたことを特徴とする電源装置。 - 前記コンバータは、
前記直流の入力電圧をスイッチング素子によりスイッチングして交流電圧に変換するスイッチング回路と、
変換された前記交流電圧の電圧レベルを変換する変圧器と、
前記変圧器の出力電圧を整流する整流回路と、
第2のインダクタ及び前記キャパシタにより構成され、前記整流回路の出力電圧を平滑して前記直流の出力電圧を出力する平滑回路と、
を有することを特徴とする請求項1記載の電源装置。 - 前記異常放電検出回路は、
前記電流検出結果を前記電圧レベルに変換する電圧レベル変換部と、
変換された前記電圧レベルを前記閾値と比較し、前記電圧レベルが前記閾値を超えた場合には、前記放電負荷に前記異常放電が発生したと判定して前記異常放電判定結果を出力する比較部と、
前記異常放電判定結果の出力回数をカウントして前記異常放電の前記発生回数を求めるカウント部と、
を有することを特徴とする請求項1記載の電源装置。 - 前記電圧レベル変換部は、
前記電流検出結果を前記電圧レベルに変換する抵抗により構成されていることを特徴とする請求項3記載の電源装置。 - 前記電圧レベル変換部は、
前記電流検出結果を整流するダイオードと、
整流された前記電流検出結果を前記電圧レベルに変換する抵抗と、
により構成されていることを特徴とする請求項3記載の電源装置。 - 前記電圧レベル変換部は、
前記電流検出結果を前記電圧レベルに変換する抵抗と、
変換された前記電圧レベルを整流するダイオードと、
により構成されていることを特徴とする請求項3記載の電源装置。
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