KR20210124479A - 직류 펄스 전원 장치 및 직류 펄스 전원 장치의 자기 포화 리셋 방법 - Google Patents

직류 펄스 전원 장치 및 직류 펄스 전원 장치의 자기 포화 리셋 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210124479A
KR20210124479A KR1020217029979A KR20217029979A KR20210124479A KR 20210124479 A KR20210124479 A KR 20210124479A KR 1020217029979 A KR1020217029979 A KR 1020217029979A KR 20217029979 A KR20217029979 A KR 20217029979A KR 20210124479 A KR20210124479 A KR 20210124479A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reactor
pulse
voltage
switching element
power supply
Prior art date
Application number
KR1020217029979A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102535964B1 (ko
Inventor
이쯔오 유즈리하라
토시유키 아다치
토모히로 요네야마
코이치 미야자키
Original Assignee
가부시끼가이샤교산세이사꾸쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시끼가이샤교산세이사꾸쇼 filed Critical 가부시끼가이샤교산세이사꾸쇼
Publication of KR20210124479A publication Critical patent/KR20210124479A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102535964B1 publication Critical patent/KR102535964B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/40—Means for preventing magnetic saturation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/36—Circuit arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

직류 리액터의 자기 포화 상태시에, 스위칭 소자의 온/오프 동작을 소정 시간만큼 휴지시키고, 오프 상태로 함으로써, 직류 리액터의 자기 포화를 리셋함과 함께 부하로의 전력 공급을 유지한다. 자기 포화가 리셋된 후에, 통상의 펄스 모드에 의한 펄스 출력을 재개시킨다.

Description

직류 펄스 전원 장치 및 직류 펄스 전원 장치의 자기 포화 리셋 방법
본 발명은, 직류 리액터의 자기 포화를 방지하는 기술 분야에 관한 것으로서, 초퍼 회로가 구비하는 직류 리액터의 자기 포화를 방지하는 직류 전원 장치, 및 그의 자기 포화 리셋 방법에 관한 것이다.
직류 펄스 전원 장치는, 펄스 출력을 발생하는 펄스 발생 회로로서, 직류 리액터와 스위칭 소자의 직렬 회로를 구비한 회로 구성이 알려져 있다. 펄스 발생 회로는, 스위칭 소자의 온/오프 동작을 반복함으로써 직류 전압을 단속(斷續)시켜 펄스 파형의 직류 전압을 발생시킨다.
직류 펄스 전원 장치가 출력하는 펄스 출력은, 직류 전압의 온 상태와 오프 상태를 수 ㎐∼수백 ㎑에서 반복하는 고주파 출력이다.
직류 펄스 전원 장치는, 플라즈마 발생 장치, 펄스 레이저 여기, 방전 가공기 등의 부하에 펄스 출력을 공급하는 전원 장치로서 이용된다. 직류 전원 장치를 플라즈마 발생 장치에 이용하는 경우에는, 펄스 출력을 플라즈마 발생 챔버 내의 전극 사이에 공급하여, 전극 간의 방전에 의한 플라즈마를 착화시키고, 발생된 플라즈마를 유지한다.
도 21의 (a)는 직류 펄스 전원 장치의 1구성예이고, 초퍼 회로를 이용한 펄스 발생 회로를 구비한 구성예를 도시하고 있다. 직류 펄스 전원 장치에서는 펄스 파형을 발생하는 회로로서 승압 초퍼 회로가 알려져 있다. 직류 펄스 전원 장치(100A)는 직류 전원부(110A)와 펄스부(120A)에 의해 구성된다. 펄스부(120A)의 승압 초퍼 회로는, 직류 리액터(121A)와 스위칭 소자(122A)의 직렬 접속에 의해 구성되고, 스위칭 소자(122A)는 구동 회로(123A)의 구동 신호에 기초하는 온/오프 동작에 의해, 직류 전원부(110A)의 직류 전압을 승압시킨 펄스 출력을 부하(150A)에 공급한다(특허문헌 1, 2).
일본공개특허 평8－222258호 공보(도 1, 단락 0012) 일본공개특허 제2006－6053호 공보(도 1)
도 21의 (a)에 도시하는 펄스부(120A)의 초퍼 회로에서는, 스위칭 소자(122A)의 드레인(D)과 소스(S) 사이의 DS 전압은, 스위칭 소자(122A)의 오프 시에 있어서 직류 리액터(121A)에 포함되는 누설 인덕턴스에 의해 발생하는 서지 전압에 의해 상승한다. 본 출원의 발명자는, 서지 전압에 의한 스위칭 소자(122A)의 손상을 회피하기 위해서, 직류 리액터(121B)의 양단 전압을 소정 전압으로 클램프하는 전압 클램프부(130clamp)를 마련하는 구성을 제안하고 있다. 도 21의 (b)는 제안하는 회로 구성의 개략을 도시하고 있다. 전압 클램프부(130clampB)는, 직류 리액터(121B)에 병렬 접속된 콘덴서(C)를 구비한다. 전압 클램프부(130clampB)는, 콘덴서(C)의 전압(VC)을 서지 전압보다도 낮은 전압으로 클램프함으로써 DC 전압의 과잉 전압 상승을 억제한다.
직류 펄스 전원 장치는, 플라즈마 부하에 전력을 공급할 때에 아크가 발생한 경우에는, 통상 상태에 있어서 펄스 출력을 발생하는 펄스 모드로부터 아크 모드로 전환함으로써 플라즈마를 유지하면서 아크의 발생을 해소한다. 아크 모드에서는, 스위칭 소자(122B)의 온/오프 주기, 및/또는 온 기간의 시간 폭을 변경함으로써 플라즈마 부하에 공급하는 전력을 줄이는 것에 의해, 플라즈마를 유지함과 함께 아크의 발생을 해소한다. 아크 모드에 있어서, 직류 리액터(121B)에 인가되는 전압은, 스위칭 소자(122B) 온 기간과 오프 기간에서 전압 인가의 극성이 역방향으로 된다.
통상, 리액터는 전류의 증가에 수반하여 자계가 증가하면 투자율(透磁率)이 저하해 가고, 자성 재료가 갖는 최대 자속 밀도에 도달하면 자기 포화의 상태로 된다. 자기 포화 시의 저투자율은 과전류의 요인으로 된다. 리액터의 자기 포화는, 리액터에 인가하는 역극성의 전압과 시간의 곱(積)인 전압 시간곱(ET곱)이 동등해지는 것에 의해 리셋된다.
아크 모드에 있어서, 극성이 역방향으로 되는 스위칭 소자(122B) 온 기간과 오프 기간에 있어서 인가 전압과 인가 시간의 전압 시간곱이 동등하게 되는 것에 의해, 직류 리액터(121B)의 자기 포화는 리셋된다.
그렇지만, 전압 클램프부를 구비한 회로 구성에서는, 직류 리액터의 자기 포화 리셋이 불충분하게 된다고 하는 문제가 발생한다. 도 21의 (d)는 자기 포화의 발생 상태를 도시하고 있다. 스위칭 소자(122B) 오프 기간(T―Tw)의 전압은, 전압 클램프부(130clampB)의 콘덴서(C)에서 클램프된 전압(VC)에 의해 억제된다. 그 때문에, 스위칭 소자(122B) 오프 기간의 전압 시간곱(Soff)은 스위칭 소자(122B) 온 기간(Tw)의 전압 시간곱(Son)보다도 작기 때문에, 직류 리액터의 편자(偏磁)는 리셋되는 일 없이 자기 포화에 이른다. 자기 포화를 리셋하려면 오프 기간의 시간 폭을 길게 할 필요가 있지만, 통상, 아크 모드 시의 온 기간(Tw)은 미리 정해진 고정 시간이고, 연속해서 발생한다. 따라서, 오프 기간(T－Tw)은, 매우 짧고, 자기 포화를 리셋하기에 충분히 긴 오프 기간을 마련하는 것은 곤란하다.
자기 포화를 해소하는 구성예로서, 자기 포화 시에 직류 전원부를 정지시키는 구성이 검토된다. 도 21의 (c)는 직류 전원부(110C)를 정지시키는 구성예를 도시하고 있다. 이 구성예에서는, 제어 회로부(140C)는 자기 포화 시에 정지 지령 신호를 직류 전원부(110C)로 출력해서 직류 전원부(110C)의 출력 동작을 정지시킨다. 직류 전원부(110C)는, 정지 지령 신호를 검출하고, 펄스부(120C) 및 부하(150C)로의 전력 공급을 정지시킨다. 펄스부(120C)는, 직류 전원부(110C)로부터의 전력 공급이 정지되기 때문에, 직류 리액터(121C)의 자기 포화는 리셋된다. 제어 회로부(140C)는, 직류 리액터(121C)가 리셋된 후, 재기동 지령을 직류 전원부(110C)에 보내어, 직류 전원부(110C)를 재기동 시킨다.
또한, 도 21의 (c)에 도시하는 구성예에서는, 직류 펄스 전원 장치(100C)의 펄스 모드에 있어서 펄스 출력을 연속 출력하고 있는 동안에 있어서, 아크 검출부(160C)가 부하(150C)의 플라즈마 발생 장치에서의 아크 발생을 검출하면, 제어 회로부(140C)는 인터럽트 처리에 의해, 아크 모드에서 제어를 행한다. 아크 모드에 있어서, 제어 회로부(140C)는 아크 검출에 기초하여 온/오프 주기, 및/또는 온 기간의 시간 폭을 변경해서 직류 전원부(110C)로부터 부하(150C)로의 전력 공급을 억제한다.
도 22, 및 도 23은, 도 21의 (c)의 직류 펄스 전원 장치(100C)에 있어서, 직류 전원부(110C)를 정지시켜서 자기 포화를 리셋시키는 동작을 설명하기 위한 플로우차트(흐름도), 및 파형도이다.
직류 펄스 전원 장치는, 플라즈마 부하로 정상 전력을 공급하는 펄스 모드의 동작 중에 아크의 발생을 검출한 경우에는, 인터럽트 처리에 의해 아크 모드의 제어를 행한다. 아크 검출부(160C)에 의해 플라즈마 부하(150C)의 아크 발생이 검출되면(S121), 제어 회로부(140C)는 이 아크 검출을 계기로, 아크 모드에서 스위칭 소자(122C)를 동작시킨다(S122).
아크 모드에서는, 펄스 주기의 변경, 및/또는, 펄스 주기의 시간 폭(T) 중의 스위칭 소자를 온 상태로 하는 시간 폭(Tw)을 변경한다. 펄스 주기의 시간 폭(T) 중, 시간 폭 Tw 동안 스위칭 소자(122C)를 온 상태로 하고, 부하(150C)로의 전력 공급을 정지시킨다. 다음의 펄스 주기가 개시할 때까지의 시간 폭(T―Tw) 동안은 오프 상태로 하고, 부하(150C)로 전력을 공급한다. 여기서, 시간 폭 Tw를 스위칭 소자의 온/오프 동작의 펄스 주기의 시간 폭(T)보다도 짧은 시간 폭으로 설정한다. 스위칭 소자(122C)가 온 상태인 기간에서는, 직류 전원부(110C)는 스위칭 소자(122C)의 온 저항 전압을 부하(150C)에 인가하지만, 온 저항 전압은 거의 접지 전압에 가까운 전압이기 때문에, 부하로의 전력 공급은 주로 오프 상태인 기간의 시간 폭(T―Tw)으로 된다. 이것에 의해, 부하로의 전력 공급을 억제함으로써 아크의 발생을 해소한다.
아크 모드에 있어서, 직류 리액터(121C)에는 직류 리액터 전류(iDCL)가 흐르고, 직류 리액터 전류(iDCL)의 전류값은 시간 폭 Tw 동안에 점차 증가하고, 시간 폭(T―Tw) 동안에 직류 리액터 전류(iDCL)는 감소한다. 또한, 시간 폭(T―Tw)은 시간 폭 Tw와 비교해서 단시간이기 때문에, 감소량은 얼마 안된다.
아크 모드에 있어서, 서지 전압에 의한 과잉 전압 상승을 회피하기 위해서, 전압 클램프부(130clampC)에 의해 직류 리액터의 전압을 억제하는 구성에서는, 온 기간의 시간 폭(Tw)과 오프 기간의 시간 폭(T―Tw)에서는 역극성의 전압을 인가한다. 이 때, 오프 기간에서의 인가 전압이 클램프되기 때문에, 온 기간의 전압 시간곱(Son)에 비해서, 오프 기간의 전압 시간곱(Soff)이 작아져서 편자가 생기고, 온/오프 동작을 복수회 반복하는 동안에, 직류 리액터(121C)가 자기 포화된다.
아크 발생 중에 있어서, 온 상태의 스위칭 소자에 의해 직류 리액터가 편자 상태로부터 자기 포화에 이르는 동안에, 직류 리액터 전류(iDCL)의 전류값은 점차 증가해 가고, 직류 리액터(121C)가 자기 포화되는 포화 전류 레벨(iSA)에 도달한다. 직류 리액터(121C)가 자기 포화에 이르면, 리액터의 인덕턴스 기능이 저감하고 과잉 전류가 발생해서 스위칭 소자를 손상시키는 요인으로 된다.
제어 회로부(140C)는, 펄스 모드에서의 동작 중에(S111), 아크의 발생을 검출하면(S121), 인터럽트 처리에 의해 아크 모드(S122)로 해서 아크의 발생을 해소함과 함께, 자기 포화의 리셋 처리(S112)를 행한다.
리셋 처리(S112)에서는, 자기 포화가 검출되면(S112a), 직류 전원부(110C)를 정지시킨다(S112b). 직류 전원부(110C)의 정지는, 정지 시간(Tstop)이 설정 시간(TST)으로 될 때까지 계속한다(S113a).
통상, 직류 리액터를 온/오프 동작시키는 스위칭 소자에는, 과잉 전류에 의한 소자 손상을 회피하기 위해서 스너버 회로가 병렬 접속되어 있다. 또한, 도 21에서는 스너버 회로의 도시는 생략하였다. 도 21의 (c)에 있어서, 직류 전원부(110C)의 전력 공급이 정지되면, 스너버 회로의 콘덴서의 방전 전류 등에 의해 직류 리액터 전류(iDCL)는 점차 감소하고, 직류 리액터의 전압이 저하한다. 이것에 의해, 스위칭 소자 온 기간에 대응하는 극성의 전압 시간곱이 감소하고, 오프 기간에 대응하는 극성의 전압 시간곱과의 차분이 감소하기 때문에, 직류 리액터(121C)의 자기 포화는 리셋된다. 직류 리액터(121C)의 자기 포화의 리셋은, 직류 전원부(110C)의 정지 시간(Tstop)이 미리 정해 둔 설정 시간(TST)을 경과했는지 여부에 따라 판정할 수가 있다. 여기서, 설정 시간(TST)은 직류 리액터(121C)의 자기 포화가 리셋되기에 충분한 시간으로서 설정된다.
제어 회로부(140C)는, 자기 포화가 리셋되었다고 판정한 후, 재기동 지령을 출력해서 직류 전원부(110C)를 재기동 시켜, 펄스부(120C)로의 전력 공급을 재개시키고(S113b), 그 후 펄스 모드에서 제어를 행한다(S114).
그렇지만, 직류 전원부를 정지시키는 것에 의해 자기 포화를 리셋시키는 구성에서는, 직류 전원부가 정지하기 때문에 부하로의 전력 공급이 정지된다. 전력 공급이 정지되면, 부하측의 장치를 재기동 시킬 필요가 있고, 재기동 시간을 필요로 한다고 하는 과제가 있다. 예를 들면, 플라즈마 발생 장치 등의 플라즈마 부하에서는, 플라즈마 방전이 정지한 후에 플라즈마를 재차 발생시키기 위해서 재기동을 행할 필요가 있다. 재기동 시간은 플라즈마 처리의 효율을 저하시키는 요인으로 된다. 아크의 발생이 거듭되면, 그 때마다 재기동 시간이 필요하게 되기 때문에, 플라즈마 처리의 효율 저하는 장치 가동률 저하의 큰 요인으로 된다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하고, 직류 펄스 전원 장치에 있어서, 직류 리액터의 자기 포화를 리셋하는 것을 목적으로 한다. 또, 자기 포화의 리셋시에 있어서, 부하로의 전력 공급을 계속하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 직류 리액터가 자기 포화 상태에 이르렀을 때에, 스위칭 소자의 온/오프 동작을 소정 시간만큼 휴지시키고, 오프 상태로 함으로써, 직류 리액터의 자기 포화를 리셋함과 함께 부하로의 전력 공급을 유지한다. 자기 포화가 리셋된 후에, 통상의 펄스 모드에 의한 펄스 출력을 재개시킨다. 전압 클램프부에 의해 클램프된 전압이더라도, 온 기간에 있어서의 전압 시간곱에 상응하기에 충분한 길이의 휴지 시간 동안, 스위칭 소자를 오프 상태로 함으로써, 역극성의 전압 시간곱이 캔슬되고 자기 포화된 직류 리액터는 리셋시킨다. 이 때, 직류 리액터의 투자율은, 직류 리액터의 편자 해소, 및 자기 포화의 리셋에 수반하여 증가하고, 직류 리액터 전류(iDCL)의 전류값은 감소한다.
한편, 이 휴지 시간 동안, 스위칭 소자는 오프 상태에 있기 때문에 펄스 출력의 발생은 휴지하고 있지만, 직류 전원과 부하는 직류 리액터를 거쳐 접속되기 때문에, 부하에는 직류 전압이 인가되고 전력 공급이 유지된다.
부하로의 전력 공급 정지에 의해 자기 포화를 리셋하는 경우에는, 부하측의 장치의 재기동, 및 재기동 시간이라고 하는 과제가 발생하지만, 본 발명의 스위칭 소자의 휴지에 의한 자기 포화 리셋에 의하면, 부하에 대한 전력 공급은 유지되기 때문에, 부하측의 장치의 재기동, 및 재기동 시간이라고 하는 과제는 해소된다.
본 발명은, 직류 펄스 전원 장치 및 직류 펄스 전원 장치의 제어 방법의 형태를 구비한다.
[직류 펄스 전원 장치]
본 발명의 직류 펄스 전원 장치는,
(a) 직류 전원부
(b) 직류 리액터와 스위칭 소자의 직렬 회로를 구비하고, 직류 전원부의 직류 전압으로부터 펄스 출력을 발생하는 펄스부
(c) 펄스부의 직류 리액터에 병렬 접속된 캐패시터를 포함하고, 캐패시터의 캐패시터 전압에 의해 직류 리액터의 양단 전압을 클램프 전압으로 제한하는 전압 클램프부　
(d) 펄스부의 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어하는 제어 회로부
를 구비한다.
제어 회로부는,
(d1) 스위칭 소자의 스위칭 동작의 주기를 제어하는 스위칭 주기 제어부,
(d2) 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작의 휴지 및 재개를 제어하는 휴지/재개 제어부
를 구비한다.
(d1: 스위칭 주기 제어부)
스위칭 주기 제어부는, 아크 상태에 따라 펄스 주기 및/또는 펄스 폭을 달리하는 아크 모드와 펄스 모드의 두 동작 모드를 구비한다.
(1) 아크 모드：
아크 모드는, 아크 발생 상태에 있어서, 부하로의 전력 공급을 정지해서 아크의 발생을 억제하는 제1 주기 모드이고, 직류 리액터의 편자에 수반하여 직류 리액터 전류의 전류값은 포화 전류 레벨을 향해 증가한다.
(2) 펄스 모드：
펄스 모드는, 통상의 플라즈마 구동 상태에 있어서, 부하로의 전력 공급을 정상적으로 행하는 소정 주기의 제2 주기 모드이고, 직류 리액터 전류의 전류값의 변동은 포화 전류 레벨 이하의 레벨 영역에 들어간다.
펄스 모드는, 모드 사이에 스위칭 소자의 스위칭 동작을 휴지시키는 휴지 시간을 두고, 이 휴지 시간 동안에, 휴지/재개 제어부에 의해 부하로의 전력 공급을 유지하면서 직류 리액터의 자기 포화를 리셋한다.
(d2: 휴지/재개 제어부)
휴지/재개 제어부는,
(a) 직류 리액터가 자기 포화에 도달한 시점에 있어서, 스위칭 소자를 오프 상태로 해서 스위칭 동작을 휴지시키는 휴지 제어를 행한다.
휴지 상태에 있어서 스위칭 소자는 오프 상태로 되고, 이 때의 직류 리액터의 전압 시간곱은 클램프된 캐패시터 전압과 휴지 시간의 곱으로 된다. 휴지 상태의 전압 시간곱은, 휴지 시간을 충분히 취함으로써, 스위칭 소자 온 상태의 전압 시간곱과 동등하게 할 수 있고, 이것에 의해 자기 포화는 리셋된다. 또한, 직류 리액터 전압은, 직류 리액터에 축적된 축적 에너지에 의해 발생하는 전압이고, 휴지 시간의 시간 폭은 클램프 전압과의 전압 시간곱이, 스위칭 소자가 온 상태일 때의 전압 시간곱에 상당하기에 충분한 길이이다. 이 휴지 제어에서는, 스위칭 소자는 오프 상태에 있기 때문에, 직류 전원으로부터 부하로의 직류 전압의 인가는 유지된다.
(b) 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 시점에 있어서, 스위칭 소자의 구동 동작을 재개하는 재개 제어를 행한다.
휴지/재개 제어부에 의한 휴지 제어 및 재개 제어는, 각각 시간에 기초하는 제어 상태, 또는 전류에 기초하는 제어 상태를 구비한다.
(a) 휴지 제어：
(a1) 시간에 기초하는 제어 양태에 따른 휴지 제어는, 복수회의 펄스 동작에 있어서 스위칭 동작을 휴지시키는 누적 시간 폭과, 자기 포화의 포화 레벨에 상당하는 설정 시간 폭의 비교에 기초하여, 누적 시간 폭이 설정 시간 폭을 넘은 경우에 스위칭 소자를 휴지시킨다.
(a2) 전류에 기초하는 제어 양태에 따른 휴지 제어는, 복수회의 펄스 동작으로 증가하는 직류 리액터 전류의 전류값과, 자기 포화의 포화 레벨에 상당하는 설정 전류값의 비교에 기초하여, 직류 리액터 전류의 전류값이 설정 전류값을 넘은 경우에 스위칭 소자를 휴지시킨다.
(b) 재개 제어：
(b1) 시간에 기초하는 제어 양태에 따른 재개 제어는, 휴지 제어에 의한 휴지 시간과, 자기 포화가 리셋되는 설정 시간 폭의 비교에 기초하여, 휴지 시간이 설정 시간 폭에 도달했을 때에 펄스 모드에 의한 스위칭 소자 동작을 재개한다.
(b2) 전류에 기초하는 제어 양태에 따른 재개 제어는, 휴지 제어에 의해 감소하는 직류 리액터 전류의 전류값과, 자기 포화가 리셋되고, 펄스 모드를 행할 때의 직류 리액터 전류의 전류값의 비교에 기초하여, 직류 리액터 전류의 전류값이 펄스 모드 시의 전류값으로 저하했을 때에 펄스 모드에 의한 스위칭 소자 동작을 재개한다.
휴지 제어 및 재개 제어는, 양(兩)제어를 시간에 기초하여 제어하는 시간 제어의 제1 양태, 양 제어를 전류에 기초하여 제어하는 전류 제어의 제2 양태, 휴지 제어를 시간에 기초하여 제어하고, 재개 제어를 전류에 기초하여 제어하는 제3 양태, 휴지 제어를 전류에 기초하여 제어하고, 재개 제어를 시간에 기초하여 제어하는 제4 양태의 각 양태를 구비한다. 또한, 상기의 시간 제어는, 스위칭 소자를 경과 시간에 기초하여 제어하는 제어 양태를 의미하고, 시간 자체를 제어 대상으로 하는 것은 아니다. 또, 상기의 전류 제어는, 스위칭 소자를 전류값에 기초하여 제어하는 제어 양태를 의미하고, 전류 자체를 제어 대상으로 하는 것은 아니다.
(제1 양태)
제1 양태는, 휴지 제어 및 재개 제어를 시간에 기초하는 시간 제어에 의해 행하는 양태이다.
제1 양태에 있어서, 휴지/재개 제어부는, 아크 모드의 스위칭 소자의 온/오프 동작에 있어서 각 온 상태의 시간 폭(Ton)을 누적한 누적 펄스 폭(Tpulse)이 자기 포화의 허용 시간 폭(TP)을 넘은 시점에 스위칭 소자의 동작을 휴지시킨다. 스위칭 소자의 휴지 시간(Trest)이 설정 시간(TRE)을 넘은 시점에 스위칭 소자의 동작을 재개한다.
(제2 양태)
제2 양태는, 휴지 제어 및 재개 제어를 전류에 기초하는 전류 제어에 의해 행하는 양태이다.
제2 양태에 있어서, 휴지/재개 제어부는, 아크 모드에 있어서, 스위칭 소자의 직류 리액터 전류(iDCL)의 증가가 직류 리액터 전류의 자기 포화 레벨(iSA)을 넘은 시점에 스위칭 소자의 동작을 휴지시킨다. 스위칭 소자의 직류 리액터 전류(iDCL)가, 펄스 모드에 있어서의 직류 리액터 전류의 펄스 모드 레벨(iPA)을 넘은 시점에 스위칭 소자의 동작을 재개한다.
(제3 양태)
제3 양태는, 휴지 제어를 시간에 기초하는 시간 제어에 의해 행하고, 재개 제어를 전류에 기초하는 전류 제어에 의해 행하는 양태이다. 제3 양태에 있어서, 휴지/재개 제어부는, 아크 모드의 스위칭 소자의 온/오프 동작에 있어서 각 온 상태의 시간 폭(Ton)을 누적한 누적 펄스 폭(Tpulse)이 자기 포화의 허용 시간 폭(TP)을 넘은 시점에 스위칭 소자의 동작을 휴지시킨다. 스위칭 소자의 직류 리액터 전류(iDCL)가, 펄스 모드에 있어서의 직류 리액터 전류의 펄스 모드 레벨(iPA)을 넘은 시점에 스위칭 소자의 동작을 재개한다.
(제4 양태)
제4 양태는, 휴지 제어를 전류에 기초하는 전류 제어에 의해 행하고, 재개 제어를 시간에 기초하는 시간 제어에 의해 행하는 양태이다. 휴지/재개 제어부는, 아크 모드에 있어서의 스위칭 소자의 직류 리액터 전류(iDCL)가 직류 리액터 전류의 자기 포화 레벨(iSA)을 넘은 시점에 상기 스위칭 소자의 동작을 휴지시킨다. 스위칭 소자의 휴지 시간(Trest)이 설정 시간(TRE)을 넘은 시점에 상기 스위칭 소자의 동작을 재개한다.
휴지 제어 및 재개 제어는, 시간에 기초하는 시간 제어 및 전류에 기초하는 전류 제어의 조합에 대하여 제1 양태 내지 제4 양태의 어느 양태를 적용해도 된다.
(전압 클램프부)
전압 클램프부는, 캐패시터 전압 중, 클램프 전압을 넘는 전압분을 직류 전원부로 회생시키는 회생 회로를 이용하여 구성하는 것 외에도, 다른 통상 알려진 클램프 회로를 이용한 구성을 적용해도 된다. 전압 클램프부로서 회생 회로를 이용한 경우에는, 회생 회로가 직류 전원부와의 사이에 마련한 변압기의 변압비에 의해 정해지는 캐패시터 전압이 클램프 전압으로 되고, 클램프 전압을 넘는 전압분은 직류 전원부로 회생된다.
[직류 펄스 전원 장치의 제어 방법]
본 발명의 직류 펄스 전원 장치의 제어 방법은, 직류 전원부와, 직류 전원부의 직류 전압으로부터 펄스 출력을 발생하는 직류 리액터와 스위칭 소자의 직렬 회로를 구비한 펄스부와, 펄스부의 직류 리액터에 병렬 접속된 캐패시터의 캐패시터 전압에 의해 직류 리액터의 양단 전압을 클램프 전압으로 제한하는 전압 클램프부와, 펄스부의 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어하는 제어 회로부를 구비하는 직류 펄스 전원 장치의 제어 방법이다.
제어 회로부에 의한 제어는,
(d1) 스위칭 소자의 스위칭 동작의 주기를 제어하는 스위칭 주기 제어,
(d2) 스위칭 소자의 스위칭 동작의 휴지 및 재개를 제어하는 휴지/재개 제어
를 구비한다.
(d1: 스위칭 주기 제어)
스위칭 주기 제어는, 아크 상태에 따라 펄스 주기 및/또는 펄스 폭을 달리하는 아크 모드와 펄스 모드의 두 동작 모드를 구비한다.
(1) 아크 모드：
아크 모드는, 아크 발생 상태에 있어서, 부하로의 전력 공급을 정지해서 아크의 발생을 억제하는 제1 주기 모드이고, 직류 리액터의 편자에 수반하여 직류 리액터 전류의 전류값은 포화 전류 레벨을 향해 증가한다.
(2) 펄스 모드：
펄스 모드는, 통상의 플라즈마 구동 상태에 있어서, 부하로의 전력 공급을 정상적으로 행하는 소정 주기의 제2 주기 모드이고, 직류 리액터 전류의 전류값의 변동은 포화 전류 레벨 이하의 레벨 영역에 들어간다.
펄스 모드는, 모드 사이에, 스위칭 소자의 스위칭 동작을 휴지시키는 휴지 시간을 두고, 이 휴지 시간 동안에, 휴지/재개 제어에 의해 부하로의 전력 공급을 유지하면서 직류 리액터의 자기 포화를 리셋한다.
(d2： 휴지/재개 제어)
휴지/재개 제어는,
(a) 직류 리액터가 자기 포화에 도달한 시점에 있어서, 스위칭 소자를 오프 상태로 해서 스위칭 동작을 휴지시키는 휴지 제어를 행한다.
휴지 상태에 있어서 스위칭 소자는 오프 상태로 되고, 이 때의 직류 리액터의 전압 시간곱은 클램프된 캐패시터 전압과 휴지 시간의 곱으로 된다. 휴지 상태의 전압 시간곱은, 휴지 시간을 충분히 취함으로써, 스위칭 소자 온 상태의 전압 시간곱과 동등하게 할 수 있고, 이것에 의해 자기 포화는 리셋된다. 또한, 직류 리액터 전압은, 직류 리액터에 축적된 축적 에너지에 의해 발생하는 전압이고, 휴지 시간의 시간 폭은 클램프 전압과의 전압 시간곱이, 스위칭 소자가 온 상태일 때의 전압 시간곱에 상당하기에 충분한 길이이다. 이 휴지 제어에서는, 스위칭 소자는 오프 상태에 있기 때문에, 직류 전원으로부터 부하로의 직류 전압의 인가는 유지된다.
(b) 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 시점에 있어서, 스위칭 소자의 구동 동작을 재개하는 재개 제어를 행한다.
휴지 제어 및 재개 제어는, 각각 시간에 기초하는 제어, 또는 전류에 기초하는 제어에 의해 행한다.
(a) 휴지 제어：
(a1) 시간에 기초하는 제어 양태에 따른 휴지 제어는, 복수회의 펄스 동작에 있어서 스위칭 동작을 휴지시키는 누적 시간 폭과, 자기 포화의 포화 레벨에 상당하는 설정 시간 폭의 비교에 기초하여, 누적 시간 폭이 설정 시간 폭을 넘은 경우에 스위칭 소자를 휴지시킨다.
(a2) 전류에 기초하는 제어 양태에 따른 휴지 제어는, 복수회의 펄스 동작으로 증가하는 직류 리액터 전류의 전류값과, 자기 포화의 포화 레벨에 상당하는 설정 전류값의 비교에 기초하여, 직류 리액터 전류의 전류값이 설정 전류값을 넘은 경우에 스위칭 소자를 휴지시킨다.
(b) 재개 제어：
(b1) 시간에 기초하는 제어 양태에 따른 재개 제어는, 휴지 제어에 의한 휴지 시간과, 자기 포화가 리셋되는 설정 시간 폭의 비교에 기초하여, 휴지 시간이 설정 시간 폭에 도달했을 때에 펄스 모드에 의한 스위칭 소자 동작을 재개한다.
(b2) 전류에 기초하는 제어 양태에 따른 재개 제어는, 휴지 제어에 의해 감소하는 직류 리액터 전류의 전류값과, 자기 포화가 리셋되고. 펄스 모드를 행할 때의 직류 리액터 전류의 전류값의 비교에 기초하여, 직류 리액터 전류의 전류값이 펄스 모드 시의 전류값으로 저하했을 때에 펄스 모드에 의한 스위칭 소자 동작을 재개한다.
휴지/재개 제어부에 의한 휴지 제어 및 재개 제어는, 각각 시간에 기초하는 제어, 또는 전류에 기초하는 제어에 의해 행한다. 휴지 제어 및 재개 제어의 양 제어를 시간에 기초하여 제어하는 시간 제어의 제1 양태, 양 제어를 전류에 기초하여 제어하는 전류 제어의 제2 양태, 휴지 제어를 시간에 기초하여 제어하고, 재개 제어를 전류에 기초하여 제어하는 제3 양태, 휴지 제어를 전류에 기초하여 제어하고, 재개 제어를 시간에 기초하여 제어하는 제4 양태의 각 양태를 구비한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 직류 펄스 전원 장치에 있어서, 직류 리액터의 자기 포화를 리셋하고, 자기 포화의 리셋시에 있어서, 부하로의 전력 공급을 계속할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 직류 전원 장치의 개략 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 직류 전원 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 직류 전원 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 직류 전원 장치에 의한 자기 포화 리셋의 개략 동작을 설명하기 위한 플로우차트(흐름도)이다.
도 5는 본 발명의 직류 전원 장치에 의한 자기 포화 리셋의 휴지 제어 및 재개 제어의 제1, 제2 양태를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 6은 본 발명의 직류 전원 장치에 의한 자기 포화 리셋의 휴지 제어 및 재개 제어의 제3, 제4 양태를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 직류 전원 장치에 의한 자기 포화 리셋의 휴지 제어 및 재개 제어의 개략 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 8은 본 발명의 플라즈마 부하의 직류 전원 장치에 있어서, 자기 포화 리셋의 휴지 제어, 재개 제어, 및 아크 모드의 인터럽트 처리의 제1 양태를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 9는 본 발명의 플라즈마 부하의 직류 전원 장치에 있어서, 자기 포화 리셋의 휴지 제어, 재개 제어, 및 아크 모드의 인터럽트 처리의 제2 양태를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 10은 본 발명의 플라즈마 부하의 직류 전원 장치에 있어서, 자기 포화 리셋의 휴지 제어, 재개 제어, 및 아크 모드의 인터럽트 처리의 제3 양태를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 11은 본 발명의 플라즈마 부하의 직류 전원 장치에 있어서, 자기 포화 리셋의 휴지 제어, 재개 제어, 및 아크 모드의 인터럽트 처리의 제4 양태를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 12는 본 발명의 플라즈마 부하의 직류 전원 장치에 있어서, 제1, 제2 양태의 구성예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 13은 본 발명의 플라즈마 부하의 직류 전원 장치에 있어서, 제3, 제4 양태의 구성예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 14는 본 발명의 직류 펄스 전원에 의한 휴지 제어 및 재개 제어의 파형도이다.
도 15는 본 발명의 직류 펄스 전원의 구성예에 대하여, 전압 클램프부로서 회생부를 구비하는 제1 구성예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 16은 본 발명의 직류 펄스 전원 장치의 회생부의 회로 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 직류 펄스 전원의 구성예에 대하여, 전압 클램프부로서 회생부를 구비하는 제2 구성예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 18은 본 발명의 직류 펄스 전원의 구성예에 대하여, 전압 클램프부로서 회생부를 구비하는 제3 구성예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 19는 본 발명의 직류 펄스 전원의 구성예에 대하여, 전압 클램프부로서 회생부를 구비하는 제4 구성예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 20은 본 발명의 직류 펄스 전원의 구성예에 대하여, 전압 클램프부로서 회생부를 구비하는 제5 구성예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 21은 직류 펄스 전원 장치의 종래 구성예, 및 전압 클램프부를 구비한 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 직류 전원부를 정지시켜서 자기 포화를 리셋시키는 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 23은 직류 전원부를 정지시켜서 자기 포화를 리셋시키는 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
본 발명의 직류 펄스 전원은, 펄스부가 구비하는 직류 리액터가 자기 포화 상태에 이르렀을 때에, 펄스부의 스위칭 동작을 소정 시간 동안만큼 휴지시켜서 펄스 출력의 발생을 멈추고, 직류 리액터의 직류 전압을 저하시키는 것에 의해 직류 리액터의 자기 포화를 리셋한다. 자기 포화 리셋이 행해지는 휴지 시간 동안에 있어서도, 직류 리액터를 거쳐 직류 전원부로부터 부하로 직류 전류가 흐르기 때문에 부하로의 전력 공급은 유지되고, 플라즈마 부하에 있어서의 플라즈마의 소실은 회피된다.
본 발명의 직류 전원 장치의 개략 구성 및 동작을 도 1, 도 2를 이용하여 설명하고, 본 발명의 직류 펄스 전원의 자기 포화 리셋의 동작에 대하여 도 3 내지 도 11의 플로우차트를 이용하여 설명한다. 또한, 도 4 내지 도 6은 자기 포화 리셋의 휴지 제어 및 재개 제어의 개략 동작을 설명하기 위한 플로우차트이고, 도 7 내지 도 11은, 직류 전원 장치가 플라즈마 부하로 전력 공급을 행하는 경우에 있어서, 자기 포화 리셋의 휴지 제어, 재개 제어, 및 아크 모드의 인터럽트 처리의 개략 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다. 도 12, 도 13은, 플라즈마 부하에 적용하는 직류 전원 장치의 개략 구성의 휴지 제어 및 재개 제어의 각 양태를 설명하기 위한 블록도이고, 도 14는, 휴지 제어 및 재개 제어의 파형도이고, 도 14의 (a)는 시간에 기초하는 시간 제어의 파형도이고, 도 14의 (b)는 전류에 기초하는 전류 제어의 파형도이다.
도 15, 도 17 내지 도 20은, 본 발명의 직류 펄스 전원의 구성예에 대하여, 전압 클램프부로서 회생부를 구비하는 제1 구성예 내지 제5 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 도 16은 회생부의 개략 구성도이다.
[직류 펄스 전원 장치의 개략 구성]
도 1은 본 발명의 직류 펄스 전원 장치의 개략 구성예를 도시하고 있다. 직류 펄스 전원 장치는 직류 전원부(10), 펄스부(20), 전압 클램프부(30clamp), 제어 회로부(40)를 구비하고, 펄스부(20)는 직류 전원부(10)의 직류 전압으로부터 펄스 출력을 형성하고, 부하(50)에 공급한다.
펄스부(20)는, 승압 초퍼 회로에 의해 펄스 출력을 형성하는 구성이다. 펄스부(20)는 직류 리액터(21)와 스위칭 소자(22)의 직류 회로를 구비한 승압 초퍼 회로에 의해 구성되고, 직류 리액터(21)는 직류 전원부(10)측과 부하(50)측 사이에 직렬 접속되고, 스위칭 소자(22)는 부하(50)측에 대해서 병렬 접속된다. 구동 회로(23)는 스위칭 소자(22)의 온/오프 동작을 구동하고, 직류 전압으로부터 펄스 파형을 생성한다. 직류 리액터(21)에는 캐패시터(C)가 병렬 접속된다. 캐패시터(C)는 전압 클램프부(30clamp)의 하나의 구성 요소이고, 클램프부의 전압을 소정 전압으로 클램프함으로써, 직류 리액터(21)의 양단 전압이 캐패시터 전압의 소정 전압을 넘지 않도록 전압 억제한다.
도시하는 구성예에서는, 펄스부(20)의 직류 전원측은, 접지된 단자(B)와 저전압측으로서 부전압의 단자(A)를 구비한다. 스위칭 소자(22)는 FET(전계 효과 트랜지스터)인 예를 나타내고, 소스(S)측을 저전압측에, 드레인(D)측을 접지 전압측에 접속하고, 게이트(G)측에는 구동 회로(23)로부터 구동 신호가 입력된다.
제어 회로부(40)는 구동 회로(23)를 거쳐 승압 초퍼 회로를 제어하고, 목표로 하는 펄스 출력에 대응한 스위칭 소자(22)의 온 시간과 오프 시간의 시간 폭 내지는 듀티비를 정하는 제어 신호를 생성한다. 구동 회로(23)는, 제어 회로부(40)의 제어 신호에 기초하여 스위칭 소자(22)의 게이트(G)로 구동 신호를 출력하고, 스위칭 소자(22)를 온/오프 동작시킨다.
스위칭 소자(22)의 소스(S)측은 직류 리액터(21)의 부하측에 접속되고, 스위칭 소자(22)의 드레인(D)측은 접지된다. 스위칭 소자(22)가 온 상태일 때는, 직류 리액터(21)의 부하측은 접지되고, 단자 B로부터 온 상태에 있는 스위칭 소자(22), 및 직류 리액터(21)를 통하여 단자 A로 직류 리액터 전류(iDCL)가 흐른다. 이 때, 직류 리액터(21)에는 전자 에너지가 축적된다. 다음에, 스위칭 소자(22)가 온 상태로부터 오프 상태로 전환되면, 직류 리액터(21)에 축적된 축적 에너지에 의해 직류 리액터(21)에는 직류 리액터 전압(VDCL)이 발생한다. 승압 초퍼 회로는, 스위칭 소자(22)의 온 동작과 오프 동작을 반복함으로써 온/오프 시간의 듀티비에 따라 출력 전압(Vo)을 상승시킨다.
승압 초퍼 회로의 구동에 있어서, 직류 리액터(21)의 직류 리액터 전압(VDCL)의 상한은, 병렬 접속된 전압 클램프부(30clamp)의 캐패시터(C)의 캐패시터 전압(VC)으로 클램프된다. 스위칭 소자(22)의 온/오프 동작에 수반하여, 직류 리액터(21)에는 온 기간에 직류 전원의 전압이 인가되고, 오프 기간에 캐패시터(C)의 캐패시터 전압(VC)이 인가되고, 서로 역극성의 전압 시간곱이 얻어진다. 캐패시터 전압(VC)은 전압 클램프부(30clamp)에 의해 클램프되기 때문에, 양쪽의 전압 시간곱의 차에 의해 편자가 생기고, 복수의 주기를 반복하는 동안에 자기 포화에 이른다. 편자의 증가 및 자기 포화에 수반하여, 직류 리액터(21)의 인덕턴스의 투자율이 저하하고, 직류 리액터 전류(iDCL)가 증가한다. 제어 회로부(40)는, 직류 리액터(21)가 자기 포화된 경우에, 구동 회로(23)의 스위칭 동작을 제어함으로써 직류 리액터(21)의 자기 포화를 리셋한다.
도 2는, 제어 회로부(40)에 의한 자기 포화 리셋 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 2의 (a)는 직류 리액터(21)가 자기 포화에 이르는 상태를 도시하고, 도 2의 (b)는 직류 리액터(21)의 자기 포화를 리셋하는 상태를 도시하고 있다.
펄스부(20)의 승압 초퍼 회로의 통상 동작을 행해서 펄스 출력을 형성할 때에는, 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 구동 회로(23)의 제어에 의해 스위칭 소자(22)는 온/오프 동작을 반복해서 직류 전압으로부터 펄스 출력을 형성한다. 이 반복 동작에 있어서, 스위칭 소자(22)가 온 상태일 때에는, 직류 리액터(21)에는 직류 리액터 전류(iDCL)가 흐른다. 도 2의 (a)에서는, 직류 리액터 전류(iDCL)는 고전압측(B)으로부터 저전압측(A)을 향해 흐른다.
플라즈마가 아크 상태로 되는 등의 부하(50)에 이상이 발생한 경우에는, 제어 회로부(40)는 구동 회로(23)를 제어하고, 스위칭 소자(22)를 구동하는 주기를 변경해서 스위칭 소자(22) 온 상태의 시간 폭을 늘리고, 부하로의 전력 공급을 제한한다. 스위칭 소자(22) 온 상태의 시간 폭이 증가하고, 오프 상태의 시간 폭이 감소하면, 오프 상태에서의 직류 리셋의 전압은, 전압 클램프부(30clamp)의 캐패시터 전압(VC)으로 클램프된다. 그 때문에, 온 상태와 오프 상태의 전압 시간곱에 차분이 생겨서, 직류 리액터(21)는 편자되고 복수 주기 후에 자기 포화에 이르며, 직류 리액터 전류(iDCL)가 증가한다. 또한, 직류 리액터(21)에 병렬 접속된 캐패시터(C)는, 스위칭 소자(22) 오프 상태에 있어서, 직류 리액터(21)에 축적된 에너지에 의해 충전된다.
직류 리액터(21)가 자기 포화에 이른 경우에는, 제어 회로부(40)는 구동 회로(23)를 제어해서, 스위칭 소자(22)를 소정 시간만큼 오프 상태로 하고, 펄스부(20)의 동작을 휴지 상태로 한다. 이 휴지 상태에 있어서, 직류 리액터(21)에는, 캐패시터(C)의 캐패시터 전압(VC)이, 스위칭 소자 온 상태에서의 전압과 역극성으로 인가된다. 이 역극성의 전압 인가는, 휴지 시간 동안 행해진다. 캐패시터 전압(VC)은 전압 클램프부(30clamp)에 의해 상한은 설정 전압으로 클램프되어 있이지만, 휴지 시간을 충분히 길게 설정함으로써, 온 상태에서의 전압 시간곱과 동등한 전압 시간곱이 얻어지고, 직류 리액터(21)의 자기 포화는 리셋된다. 자기 포화의 리셋에 의해, 직류 리액터(21)의 투자율은 증가해 가고, 직류 리액터 전류는 감소한다.
(자기 포화 리셋의 플로우)
본 발명에 의한 자기 포화 리셋의 플로우의 개략을 도 3의 플로우차트를 이용하여 설명한다. 직류 펄스 전원 장치는, 펄스 모드(S1)에 있어서 펄스 출력을 생성하고, 플라즈마 부하에 전력을 공급해서 플라즈마를 유지한다. 플라즈마 부하에 아크 이상이 발생한 경우에는, 인터럽트 처리에 의해 아크 모드로 하고, 스위칭 소자의 주기를 제어해서 부하로의 공급 전력을 억제하여, 아크의 발생을 해소한다. 전압 클램프부에 의해 직류 리액터에 발생하는 과잉 전압을 억제하는 구성에서는, 아크 모드에 있어서, 전압 클램프에 의한 전압 억제에 의해 직류 리액터에 자기 포화가 발생한다.
아크 모드에 있어서 자기 포화를 검출하면(S2), 펄스 모드중에 있어서 휴지 제어에 의해 스위칭 동작을 휴지시켜서 자기 포화를 리셋하고, 자기 포화를 리셋한 후, 재개 제어에 의해 스위칭 동작을 재개시켜(S3), 펄스 출력에 의한 전력 공급을 행한다(S4).
도 3의 (b)는 자기 포화 리셋의 개요를 설명하기 위한 도면이다. 도 21의 (d)에서 도시한 바와 같이, 스위칭 소자 오프 기간(T―Tw)의 전압은, 전압 클램프부에 의해 클램프 전압으로 억제된다. 그 때문에, 스위칭 소자 오프 기간의 전압 시간곱(Soff)은 스위칭 소자 온 기간(Tw)의 전압 시간곱(Son)보다도 작아지기 때문에, 직류 리액터에는 편자가 생겨 자기 포화에 이른다.
자기 포화 상태에 이른 후, 휴지 제어에 의해 스위칭 동작을 휴지시켜, 스위칭 소자를 오프 상태로 한다. 휴지 제어에 있어서, 직류 리액터의 전압 시간곱(Srest)은 클램프 전압과 휴지 시간(Trest)의 곱이다. 직류 리액터 전압은 클램프 전압으로 클램프되어 있이지만, 휴지 시간(Trest)을 충분히 길게 함으로써, 휴지 상태의 전압 시간곱(Srest)은 스위칭 소자 온 상태의 전압 시간곱(Son)과 동등하게 되고, 직류 리액터의 자기 포화는 리셋된다. 이 휴지 제어에서는, 스위칭 소자는 오프 상태에 있기 때문에, 부하에는 직류 전원의 직류 전압이 인가되고, 부하로의 전력 공급은 유지된다.
[직류 펄스 전원 장치의 개략 구성]
본 발명의 직류 펄스 전원 장치의 스위칭 주기 제어부 및 휴지/재개 제어부의 구성예 및 동작에 대하여 도 4, 도 5를 이용하여 설명한다.
도 4에 있어서, 직류 펄스 전원 장치의 제어 회로부(40)는, 스위칭 소자의 스위칭 동작의 주기를 제어하는 스위칭 주기 제어부(40A)와, 스위칭 소자의 스위칭 동작의 휴지 및 재개를 제어하는 휴지/재개 제어부(40B, 40C)를 구비한다.
통상 동작의 펄스 모드에 있어서, 스위칭 주기 제어부(40A)는, 부하에 공급하는 전력에 따른 듀티의 온/오프 신호를 구동 회로(23)에 보내어 스위칭 동작을 제어하고, 펄스 출력을 생성한다.
아크 발생 시에는, 스위칭 주기 제어부(40A)는, 아크 모드에 의해 부하에 공급하는 전력을 줄이는 것에 의해 아크의 발생을 해소한다. 아크 모드에서는, 스위칭 소자의 온/오프 동작의 주기, 및/또는 시간 폭을 제어함으로써 스위칭 소자 온 기간과 오프 기간을 변경하고, 직류 전원으로부터 부하에 공급하는 전력을 제어한다.
한편, 휴지/재개 제어부(40B, 40C)는, 직류 리액터가 자기 포화에 도달한 시점에 휴지 제어에 의해 구동 회로(23)를 휴지시켜 스위칭 소자를 오프 상태로 한다.
스위칭 소자 오프 기간에 있어서, 온 기간 중의 직류 리액터 전류로 축적된 에너지에 의해 직류 리액터 전압이 발생한다.
이 직류 리액터 전압은 전압 클램프부에 의해 클램프된 상태로 되지만, 스위칭 소자를 오프 상태로 하는 휴지 시간을 길게 함으로써 온 기간의 전압 시간곱에 상당하는 전압 시간곱을 확보해서 직류 리액터의 자기 포화를 리셋함과 함께, 부하로의 전력 공급을 유지한다. 그 후, 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 시점에 구동 회로(23)에 재개 신호를 보내어 스위칭 동작을 재개시킨다.
자기 포화 리셋의 양태로서, 스위칭 소자에 흐르는 직류 리액터 전류(iDCL)에 기초하여 행하는 전류 제어의 양태, 및 스위칭 소자를 구동하는 누적 펄스 폭(Tpulse)에 기초하여 행하는 시간 제어의 양태를 구비하며, 휴지/재개 제어부(40B)는 전류 제어의 양태에 따른 구성예를 나타내고, 휴지/재개 제어부(40C)는 시간 제어의 양태에 따른 구성예를 나타내고 있다.
여기서, 전류 제어는, 스위칭 소자를 전류값에 기초하여 제어하는 제어 양태이고, 전류 자체를 제어 대상으로 하는 것은 아니다. 또, 시간 제어는, 스위칭 소자를 펄스 폭의 시간에 기초하여 제어하는 제어 양태이고, 시간 자체를 제어 대상으로 하는 것은 아니다.
휴지 제어 및 재개 제어는, 스위칭 소자의 제어에 있어서, 양 제어를 전류 제어 또는 시간 제어로 행하는 양태 외에도, 전류 제어와 시간 제어를 조합한 양태를 포함한다. 이하, 양 제어를 시간에 기초하여 제어하는 시간 제어의 제1 양태, 양 제어를 전류에 기초하여 제어하는 전류 제어의 제2 양태, 휴지 제어를 시간에 기초하여 제어하고, 재개 제어를 전류에 기초하여 제어하는 제3 양태, 휴지 제어를 전류에 기초하여 제어하고, 재개 제어를 시간에 기초하여 제어하는 제4 양태의 각 양태에 대하여 설명한다.
(전류 제어 및 시간 제어의 개요)
전류 제어 및 시간 제어에 의한 휴지 제어 및 재개 제어의 개요에 대하여 도 4의 개략 구성도, 및 도 5, 도 6의 플로우차트를 이용하여 설명한다. 도 4의 (a)는 휴지 제어 및 재개 제어의 양 제어를 시간에 기초하여 제어하는 시간 제어의 제1 양태의 개략 구성을 도시하고, 도 4의 (b)는 휴지 제어 및 재개 제어의 양 제어를 전류에 기초하여 제어하는 전류 제어의 제2 양태의 개략 구성을 도시하고 있다. 시간 제어와 전류 제어를 조합한 제3 양태 및 제4 양태에 대해서는, 도 6을 이용하여 플로우만을 나타내고 도 4에 대응하는 구성에 대해서는 생략한다.
도 5, 도 6은 본 발명에 의한 자기 포화 리셋에 있어서의 휴지 제어 및 재개 제어의 개략을 설명하기 위한 플로우차트이고, 도 5의 (a), (b)는 제1 양태, 제2 양태의 플로우차트이고, 도 6의 (a), (b)는 제3 양태, 제4 양태의 플로우차트이다. 또한, 도 5, 도 6의 플로우차트에서는, 아크 모드의 인터럽트 처리에 대해서는 생략하였다.
제1 양태 및 제2 양태의 상세에 대해서는, 도 8, 도 9의 플로우차트와 함께 도 12를 이용하여 나중에 설명하고, 제3 양태 및 제4 양태에 대해서는 도 10, 도 11의 플로우차트, 및 도 12를 이용하여 나중에 설명한다.
(제1 양태： 시간 제어의 양태)
시간 제어의 제1 양태를 도 4의 (a)의 구성도, 및 도 5의 (a)의 플로우차트를 이용하여 설명한다. 제어 회로부(40)는, 스위칭 주기 제어부(40A)와 휴지/재개 제어부(40B)를 구비한다. 스위칭 주기 제어부(40A)는, 펄스 모드에 있어서 펄스 출력을 생성해서 부하에 전력을 공급하고, 아크 모드에 있어서 주기 제어에 의해 아킹 상태를 해소한다. 한편, 휴지/재개 제어부(40B)는, 펄스 모드에 있어서 시간에 기초하는 시간 제어에 의해 구동 회로의 구동 동작의 휴지 및 재개를 제어하고, 자기 포화를 리셋한다.
통상, 펄스 모드의 통상 동작에서는, 스위칭 주기 제어부(40A)는 소정의 듀티로 구동 회로(23)의 스위칭 소자(22)를 온/오프 구동시켜 부하에 대해서 소정 전력을 공급한다(S1). 펄스 모드에 있어서, 부하 상태 검출부(60)가 부하 상태에 변동이 발생한 것을 검출하면, 아크 모드를 인터럽트 처리시켜서 부하 상태를 해소한다. 예를 들면, 플라즈마 발생 장치에 아크가 발생한 경우에는, 아크 모드에 의해 스위칭 소자(22)의 온/오프 주기, 및/또는 온 기간의 시간 폭(Tw)을 변경해서 플라즈마 부하에 공급하는 전력을 줄이는 것에 의해, 플라즈마를 유지함과 함께 아킹 상태를 해소한다. 아크 모드는, 예를 들면, 통상 5 ㎲의 시간 폭(Tw)의 펄스 주기에 의한 펄스 모드에 대해서, 온 기간을 10 ㎲의 시간 폭(Tw)으로 해서, 부하로의 전력 공급을 억제한다. 아크 모드중의 온/오프 동작에 있어서, 오프 기간 중에 직류 리액터에 인가되는 전압이 클램프되고, 자기 포화 리셋에 필요로 하는 전압 시간곱이 부족하기 때문에, 직류 리액터는 편자되어 가고 자기 포화에 이른다.
휴지/재개 제어부(40B)는, 스위칭 소자(22)를 오프 상태로 해서 휴지시켜, 아크 모드에서 생긴 자기 포화를 해소한다. 휴지/재개 제어부(40B)는, 직류 리액터가 자기 포화된 것을 검출하여, 휴지/재개 동작을 행한다. 시간 제어의 양태에서는, 스위칭 소자 온 기간의 시간 폭(Tw)에 기초하여 자기 포화를 검출한다. 휴지/재개 제어에서는, 직류 전원으로부터 부하로의 전력 공급은 정지하는 일 없이 유지되기 때문에, 부하측의 장치를 재기동 시키는 일 없이 재개시킬 수가 있다.
휴지/재개 제어부(40B)의 시간 제어에 의한 휴지 제어(S2A)에서는, 스위칭 주기 제어부(40A)에 있어서의 아크 모드 온 기간의 시간 폭(Tw)을 받아, 각 시간 폭(Tw)을 누적해서 누적 펄스 폭(Tpulse)을 구한다. 누적 펄스 폭(Tpulse)은, 직류 리액터의 자기 포화의 전압 시간곱의 시간에 상당한다. 직류 리액터의 전압은 클램프되어 있기 때문에, 구한 누적 펄스 폭(Tpulse)을 설정 펄스 폭(TP)과 비교하여, 누적 펄스 폭(Tpulse)이 설정 펄스 폭(TP)을 넘었을 때에, 직류 리액터가 자기 포화된 것으로 판정한다(S2Aa). 여기서, 설정 펄스 폭(TP)은, 직류 리액터가 자기 포화될 때까지의 누적 펄스 폭(Tpulse)을 미리 구해 둠으로써 설정할 수가 있다.
휴지/재개 제어부(40B)는, 직류 리액터의 자기 포화를 판정하면(S2Aa), 구동 회로(23)에 휴지 신호를 보내, 펄스부(20)의 스위칭 소자(22)를 오프 상태로 해서 휴지 상태로 하고(S2Ab), 직류 리액터(21)의 자기 포화를 리셋시킨다. 펄스부(20)는 휴지 상태에 있어서 부하로의 전력 공급을 완전히 정지하는 일 없이, 공급 전력을 소정 레벨로 제한해서 속행한다.
휴지/재개 제어부(40B)의 시간 제어에 의한 재개 제어(S3A)에서는, 휴지 상태 중의 휴지 시간(Trest)을 계시하고, 휴지 시간(Trest)을 설정 시간(TRE)과 비교하여, 휴지 시간(Trest)이 설정 시간(TRE)을 넘었을 때에는, 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 것으로 판정한다(S3Aa). 여기서, 설정 시간(TRE)은, 직류 리액터의 자기 포화가 리셋될 때까지의 휴지 시간(Trest)의 시간을 미리 구해 둠으로써 설정할 수가 있다.
휴지/재개 제어부(40B)는, 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 것을 판정하면(S3Aa), 구동 회로(23)에 재개 신호를 보내, 구동 회로(23)는 펄스 모드의 휴지 상태로부터 펄스 모드의 동작을 재개한다(S3Ab).
(제2 양태： 전류 제어의 양태)
전류 제어의 제2 양태를 도 4의 (b)의 구성도, 및 도 5의 (b)의 플로우차트를 이용하여 설명한다. 제어 회로부(40)는, 스위칭 주기 제어부(40A)와 휴지/재개 제어부(40C)를 구비한다. 스위칭 주기 제어부(40A)는, 펄스 모드에 있어서 펄스 출력을 생성해서 부하에 전력을 공급하고, 아크 모드에 있어서 주기 제어에 의해 아킹 상태를 해소한다. 한편, 휴지/재개 제어부(40C)는, 펄스 모드에 있어서 전류에 기초하는 전류 제어에 의해 구동 회로의 구동 동작의 휴지 및 재개를 제어하고, 자기 포화를 리셋한다.
통상, 펄스 모드의 통상 동작에서는, 스위칭 주기 제어부(40A)는 소정의 듀티로 구동 회로(23)의 스위칭 소자(22)를 온/오프 구동시켜 부하에 대해서 소정 전력을 공급한다(S1). 펄스 모드에 있어서, 부하 상태 검출부(60)가 부하 상태에 변동이 발생한 것을 검출하면, 제1 양태와 마찬가지로, 인터럽트 처리에 의해 아크 모드로 전환해서 부하 이상을 해소한다.
휴지/재개 제어부(40C)는, 스위칭 소자(22)를 오프 상태로 해서 휴지시켜, 아크 모드에서 생긴 자기 포화를 해소한다. 휴지/재개 제어부(40C)는, 직류 리액터가 자기 포화된 것을 검출한 후, 휴지/재개 동작을 행한다. 전류 제어의 양태에 따른 휴지/재개 제어에서는, 직류 전원으로부터 부하로의 전력 공급은 정지하는 일 없이 유지되기 때문에, 부하측의 장치를 재기동 시키는 일 없이 재개시킬 수가 있다.
휴지/재개 제어부(40C)의 전류 제어에 의한 휴지 제어(S2B)에서는, 직류 리액터 전류(iDCL)를 포화 전류 레벨(iSA)과 비교하여, 직류 리액터 전류(iDCL)가 포화 전류 레벨(iSA)을 넘었을 때 직류 리액터가 자기 포화된 것으로 판정한다(S2Ba).
휴지/재개 제어부(40C)는, 직류 리액터의 자기 포화를 판정하면(S2Ba), 구동 회로(23)에 휴지 신호를 보내, 펄스부(20)의 스위칭 소자(22)를 오프 상태로 해서 휴지 상태로 하고(S2Bb), 직류 리액터(21)의 자기 포화를 리셋시킨다. 펄스부(20)는 휴지 상태에 있어서 부하로의 전력 공급을 완전히 정지하는 일 없이, 공급 전력을 소정 레벨로 제한해서 속행한다.
휴지/재개 제어부(40C)의 전류 제어에 의한 재개 제어(S3B)에서는, 스위칭 소자의 직류 리액터 전류(iDCL)를 검출하고, 직류 리액터 전류(iDCL)가, 펄스 모드에 있어서의 직류 리액터 전류의 펄스 모드 레벨(iPA)을 넘었을 때, 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 것으로 판정한다(S3Ba).
휴지/재개 제어부(40C)는, 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 것을 판정하면(S3Ba), 구동 회로(23)에 재개 신호를 보내, 구동 회로(23)는 펄스 모드의 휴지 상태로부터 펄스 모드의 동작을 재개시켜(S3Bb), 펄스 모드의 동작을 실행시킨다(S4).
(제3 양태： 시간 제어와 전류 제어를 조합한 양태)
시간 제어와 전류 제어를 조합한 제3 양태를 도 6의 (a)의 플로우차트를 이용하여 설명한다. 또한, 제3 양태의 구성예의 도면은 생략하였다.
스위칭 주기 제어부는, 펄스 모드에 있어서 펄스 출력을 생성해서 부하에 전력을 공급하고, 아크 모드에 있어서 주기 제어에 의해 아킹 상태를 해소한다. 한편, 휴지/재개 제어부는, 펄스 모드에 있어서 시간에 기초하는 시간 제어에 의해 구동 회로의 구동 동작의 휴지를 제어하고, 전류에 기초하는 전류 제어에 의해 구동 회로의 구동 동작의 재개를 제어하고, 자기 포화를 리셋한다.
펄스 모드에 있어서, 스위칭 주기 제어부는 소정의 듀티로 스위칭 소자를 구동해서 부하에 대해서 소정 전력을 공급한다(S1). 펄스 모드에 있어서, 부하 상태 검출부(60)가 부하 상태에 변동이 발생한 것을 검출하면, 제1 양태와 마찬가지로, 인터럽트 처리에 의해 아크 모드로 전환해서 부하 이상을 해소한다.
휴지/재개 제어부의 시간 제어에 의한 휴지 제어(S2A)에서는, 스위칭 주기 제어부에 있어서의 아크 모드 온 기간의 시간 폭(Tw)을 받아, 각 시간 폭(Tw)을 누적해서 누적 펄스 폭(Tpulse)을 구한다. 누적 펄스 폭(Tpulse)은, 직류 리액터의 자기 포화의 전압 시간곱의 시간에 상당한다. 직류 리액터의 전압은 클램프되어 있기 때문에, 구한 누적 펄스 폭(Tpulse)을 설정 펄스 폭(TP)과 비교하여, 누적 펄스 폭(Tpulse)이 설정 펄스 폭(TP)을 넘었을 때에, 직류 리액터가 자기 포화된 것으로 판정한다(S2Aa). 여기서, 설정 펄스 폭(TP)은, 직류 리액터가 자기 포화될 때까지의 누적 펄스 폭(Tpulse)을 미리 구해 둠으로써 설정할 수가 있다.
휴지/재개 제어부는, 직류 리액터의 자기 포화를 판정하면(S2Aa), 구동 회로(23)에 휴지 신호를 보내, 펄스부(20)의 스위칭 소자(22)를 오프 상태로 해서 휴지 상태로 하고(S2Ab), 직류 리액터(21)의 자기 포화를 리셋시킨다. 펄스부(20)는 휴지 상태에 있어서 부하로의 전력 공급을 완전히 정지하는 일 없이, 공급 전력을 소정 레벨로 제한해서 속행한다.
휴지/재개 제어부의 전류 제어에 의한 재개 제어(S3B)에서는, 스위칭 소자의 직류 리액터 전류(iDCL)를 검출하고, 직류 리액터 전류(iDCL)가, 펄스 모드에 있어서의 직류 리액터 전류의 펄스 모드 레벨(iPA)을 넘었을 때, 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 것으로 판정한다(S3Ba).
휴지/재개 제어부는, 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 것을 판정하면(S3Ba), 구동 회로(23)에 재개 신호를 보내, 구동 회로(23)는 펄스 모드의 휴지 상태로부터 펄스 모드의 동작을 재개시켜(S3Bb), 펄스 모드의 동작을 실행시킨다(S4).
(제4 양태： 전류 제어와 시간 제어를 조합한 양태)
전류 제어와 시간 제어를 조합한 제4 양태를 도 6의 (b)의 플로우차트를 이용하여 설명한다. 또한, 제4 양태의 구성예의 도면은 생략하였다.
스위칭 주기 제어부는, 펄스 모드에 있어서 펄스 출력을 생성해서 부하에 전력을 공급하고, 아크 모드에 있어서 주기 제어에 의해 아킹 상태를 해소한다. 한편, 휴지/재개 제어부는, 펄스 모드에 있어서 시간에 기초하는 시간 제어에 의해 구동 회로의 구동 동작의 휴지를 제어하고, 전류에 기초하는 전류 제어에 의해 구동 회로의 구동 동작의 재개를 제어하고, 자기 포화를 리셋한다.
펄스 모드에 있어서, 스위칭 주기 제어부는 소정의 듀티로 스위칭 소자를 구동해서 부하에 대해서 소정 전력을 공급한다(S1). 펄스 모드에 있어서, 부하 상태 검출부(60)가 부하 상태에 변동이 발생한 것을 검출하면, 제1 양태와 마찬가지로, 인터럽트 처리에 의해 아크 모드로 전환해서 부하 이상을 해소한다.
휴지/재개 제어부는, 스위칭 소자(22)를 오프 상태로 해서 휴지시켜, 아크 모드에서 생긴 자기 포화를 해소한다. 휴지/재개 제어부는, 직류 리액터가 자기 포화된 것을 검출한 후, 휴지/재개 동작을 행한다. 전류 제어의 양태에 따른 휴지/재개 제어에서는, 직류 전원으로부터 부하로의 전력 공급은 정지하는 일 없이 유지되기 때문에, 부하측의 장치를 재기동 시키는 일 없이 재개시킬 수가 있다.
휴지/재개 제어부의 전류 제어에 의한 휴지 제어(S2B)에서는, 직류 리액터 전류(iDCL)를 포화 전류 레벨(iSA)과 비교하여, 직류 리액터 전류(iDCL)가 포화 전류 레벨(iSA)을 넘었을 때 직류 리액터가 자기 포화된 것으로 판정한다(S2Ba).
휴지/재개 제어부는, 직류 리액터의 자기 포화를 판정하면(S2Ba), 구동 회로(23)에 휴지 신호를 보내, 펄스부(20)의 스위칭 소자(22)를 오프 상태로 해서 휴지 상태로 하고(S2Bb), 직류 리액터(21)의 자기 포화를 리셋시킨다. 펄스부(20)는 휴지 상태에 있어서 부하로의 전력 공급을 완전히 정지하는 일 없이, 공급 전력을 소정 레벨로 제한해서 속행한다.
휴지/재개 제어부의 시간 제어에 의한 재개 제어(S3A)에서는, 휴지 상태 중의 휴지 시간(Trest)을 계시하고, 휴지 시간(Trest)을 설정 시간(TRE)과 비교하여, 휴지 시간(Trest)이 설정 시간(TRE)을 넘었을 때에는, 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 것으로 판정한다(S3Aa). 여기서, 설정 시간(TRE)은, 직류 리액터의 자기 포화가 리셋될 때까지의 휴지 시간(Trest)의 시간을 미리 구해 둠으로써 설정할 수가 있다.
휴지/재개 제어부는, 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 것을 판정하면(S3Aa), 구동 회로(23)에 재개 신호를 보내, 구동 회로(23)는 펄스 모드의 휴지 상태로부터 펄스 모드의 동작을 재개한다(S3Ab).
[직류 펄스 전원 장치의 구성예]
본 발명의 직류 펄스 전원 장치의 구성예 및 동작에 대하여 도 7 내지 도 13을 이용하여 설명한다. 여기에서는, 펄스 모드, 및 아크 모드의 인터럽트 처리에 대하여 설명한다.
처음에, 도 7의 플로우차트를 이용하여, 직류 펄스 전원 장치에 의한 자기 포화 리셋의 휴지 제어 및 재개 제어의 개략 동작을 설명하고, 전류 제어에 의한 제1 양태, 시간 제어에 의한 제2 양태, 시간 제어 및 전류 제어에 의한 제3 양태, 전류 제어 및 시간 제어에 의한 제4 양태에 대하여, 도 8 내지 도 11의 플로우차트, 및 도 12, 도 13의 구성예를 이용하여 설명한다. 또한, 여기에서는, 부하로서 플라즈마 발생 장치의 경우에 대하여 설명한다.
(아크 모드의 인터럽트 처리)
직류 펄스 전원 장치는, 플라즈마가 착화된 후의 통상 상태에서는 펄스 모드에 의해 플라즈마 부하로 펄스 출력을 출력하고, 플라즈마 상태를 유지한다.
펄스 모드(S11)에 있어서, 아크가 발생해서 플라즈마가 소실되는 아킹 상태가 검출된 경우에는(S21), 아크 모드의 인터럽트 처리를 행하고, 스위칭 소자를 구동하는 주기를 변경함으로써 부하에 공급하는 전력을 억제하여 아킹 상태를 해소시킨다(S22). 아크 모드의 인터럽트 처리는 아크가 소실될 때까지 계속된다.
아크 모드의 스위칭 소자의 온/오프 동작에 있어서, 오프 상태에서 직류 리액터에 인가되는 전압이 클램프되는 것에 의해 편자가 생기고 자기 포화 상태에 이른다. 직류 리액터가 자기 포화에 이른 경우에는, 휴지 제어(S12) 및 재개 제어(S13)에 있어서 자기 포화를 리셋한 후, 펄스 모드에서 펄스 출력을 출력한다(S14).
휴지/재개 제어에 있어서, 휴지 제어(S12)에서는, 자기 포화를 검출하면(S12a) 구동 회로를 휴지시켜서 스위칭 소자를 오프 상태로 하고(S12b), 휴지 시간 동안 오프 상태를 계속함으로써, 전압 시간곱을 온 상태의 전압 시간곱과 동등하게 함으로써 직류 리액터의 자기 포화를 리셋한다.
재개 제어(S13)에서는, 자기 포화가 리셋된 후(S13a), 펄스 모드에 의한 구동 회로의 스위칭 동작을 재개시켜(S13b), 펄스 모드에 의한 펄스 출력을 행한다(S14).
(제1 양태)
시간 제어에 의한 제1 양태의 구성예 및 제어 플로우차트에 대하여, 도 12의 (a) 및 도 8을 이용하여 설명한다. 도 12의 (a)의 구성예는 도 4의 (a)의 개략 구성예에 대응하고, 도 8의 플로우차트는 도 5의 (a)의 플로우차트에 대응하고 있다. 또, 도 14의 (a)는 시간에 기초하는 시간 제어에 의한 파형도를 도시하고 있다.
(시간 제어의 구성예)
도 12의 (a)에 있어서, 제어 회로부(40)는, 스위칭 주기 제어부(40A)와 휴지/재개 제어부(40B)를 구비한다.
스위칭 주기 제어부(40A)는, 통상의 펄스 모드 동작(S11)을 제어함과 함께, 아크 검출 회로(61)의 아크 검출을 계기로(S21), 인터럽트 처리에 의해 아크 모드로 한다. 아크 모드에서는, 아크의 발생 회수(N)를 계수함(S22a)과 함께, 아킹 상태에 있어서 스위칭 소자(22)의 온 시간의 시간 폭을 Tw로 변경하고, 스위칭 소자(22)를 펄스 폭(Tw) 동안만큼 온 상태로 한다(S22b). 시간 폭(Tw)이 경과된 후에(S22c), 스위칭 소자(22)를 오프 상태로 한다(S22d). 여기서, T는 펄스부에 있어서의 펄스 주기의 시간 폭이고, 시간 폭(Tw)은 펄스 주기의 시간 폭(T)보다 단시간으로 설정된다. S22a∼S22d에 의해, 아크 모드의 주기에 따른 스위칭 소자(22)의 온/오프 동작을 반복함으로써 아크를 소실시킨다(S21).
한편, 펄스 모드에서는, 아크 모드에 의해서 생긴 자기 포화를 휴지/재개 제어부(40B)의 휴지/재개 제어에 의해 리셋한다(S12A, S13A).
휴지/재개 제어부(40B)는, 펄스부의 휴지 및 재개를 시간 제어하는 구성으로서, 누적 펄스 폭 연산부(41), 펄스 폭 비교부(42), 및 휴지 시간 비교부(43)를 구비한다.
(S12A： 휴지 제어)
누적 펄스 폭 연산부(41)는, 아크 상태의 발생 회수(N)에 기초하여, 스위칭 소자(22)를 온 상태로 하는 시간 폭(Tw)의 누적 펄스 폭(Tpulse)을 구한다. 누적 펄스 폭(Tpulse)은, Tpulse=Tw×N＋Tv에 의해 구해진다. 또한, 누적 펄스 폭(Tpulse)은 직류 리액터 전류(iDCL)가 최초의 아크가 발생한 시점으로부터 포화 전류 레벨(iSA)에 이를 때까지의 시간 폭이고, 다음 회 발생하는 아크의 시점에 포화 전류 레벨(iSA)을 넘는 아크의 발생 회수를 N회로 했을 때, N회 후에 펄스 모드로 이행한 후, 스위칭 소자(Q)가 온 상태로 되고 나서 직류 리액터 전류(iDCL)가 포화 전류 레벨(iSA)에 도달할 때까지의 시간 폭을 Tv로 하고 있다(S12Aa).
펄스 폭 비교부(42)는, 구한 누적 펄스 폭(Tpulse)과 설정 펄스 폭(TP)을 비교하여(S12Ab), 누적 펄스 폭(Tpulse)이 설정 펄스 폭(TP)을 넘었을 때에 휴지 신호를 구동 회로(23)에 보내(S12Ac), 스위칭 소자(22)를 오프 상태로 해서 펄스부(20)의 동작을 휴지시킨다(S12Ad). 또한, 플로우차트에서는 스위칭 소자를 Q로 표기하고 있다.
(S13A： 재개 제어)
휴지 시간 비교부(43)는, 펄스부(20)의 동작을 휴지 상태로 해서 자기 포화를 리셋시키는 휴지 시간(Trest)을 계시하고, 휴지 시간(Trest)을 설정 시간(TRE)과 비교한다. 설정 시간(TRE)은, 직류 리액터의 자기 포화가 캐패시터로부터의 리셋 전류(ireset)에 의해서 리셋될 때까지의 시간을 미리 구함으로써 설정할 수가 있다(S13Aa).
휴지 시간(Trest)이 설정 시간(TRE)을 경과한 후, 재개 신호를 구동 회로(23)에 보내(S13Ab), 스위칭 소자(22) 온 상태 대신에, 통상의 펄스 모드 동작을 행하는 듀티로 변경해서 펄스부(20)의 동작을 재개시킨다(S13Ac).
(제2 양태)
전류 제어에 의한 제2 양태의 구성예 및 제어 플로우차트에 대하여, 도 12의 (b) 및 도 9를 이용하여 설명한다. 도 12의 (b)의 구성예는 도 4의 (b)의 개략 구성예에 대응하고, 도 9의 플로우차트는 도 5의 (b)의 플로우차트에 대응하고 있다. 또, 도 14의 (a)는 시간에 기초하는 시간 제어에 의한 파형도를 도시하고 있다.
(전류 제어의 구성예)
도 12의 (b)에 있어서, 제어 회로부(40)는, 스위칭 주기 제어부(40A)와 휴지/재개 제어부(40C)를 구비한다.
스위칭 주기 제어부(40A)는, 제1 양태와 마찬가지로, 통상의 펄스 모드 동작(S11)을 제어함과 함께, 아크 검출 회로(61)의 아크 검출을 계기로(S21), 인터럽트 처리에 의해 아크 모드로 한다. 아크 모드에서는, 아크의 발생 회수(N)를 계수함(S22a)과 함께, 아킹 상태에 있어서 스위칭 소자(22)의 온 시간의 시간 폭을 Tw로 변경하고, 스위칭 소자(22)를 시간 폭(Tw)의 동안만큼 온 상태로 한다(S22b). 시간 폭(Tw)이 경과된 후에(S22c), 스위칭 소자(22)를 오프 상태로 한다(S22d). 또한, T는 펄스부에 있어서의 펄스 주기의 시간 폭이고, 시간 폭(Tw)은 펄스 주기의 시간 폭(T)보다 단시간으로 설정된다. S22a∼S22d에 의해, 아크 모드의 주기에 따른 스위칭 소자(22)의 온/오프 동작을 반복함으로써 아크를 소실시킨다(S21).
한편, 펄스 모드에서는, 아크 모드에 의해서 생긴 자기 포화를 휴지/재개 제어부(40B)의 휴지/재개 제어에 의해 리셋한다(S12B, S13B).
휴지/재개 제어부(40C)는, 펄스부의 휴지 및 재개를 시간 제어하는 구성으로서, 포화 레벨 비교부(44), 및 펄스 모드 레벨 비교부(45)를 구비한다.
(휴지 제어： S12B)
포화 레벨 비교부(44)는, 직류 리액터 전류 검출부(80)로부터 직류 리액터 전류(iDCL)를 입력하고(S12Ba), 직류 리액터 전류(iDCL)를 포화 전류 레벨(iSA)과 비교하여(S12Bb), 직류 리액터 전류(iDCL)가 포화 전류 레벨(iSA)을 넘었을 때에 휴지 신호를 구동 회로(23)에 보내(S12Bc), 스위칭 소자(22)를 오프 상태로 해서 펄스부(20)의 동작을 휴지시킨다(S12Bd). 또한, 플로우차트에서는 스위칭 소자를 Q로 표기하고 있다.
(재개 제어： S13B)
펄스 모드 레벨 비교부(45)는, 휴지 상태에 있어서, 직류 리액터 전류(iDCL)를 펄스 모드 레벨(iPA)과 비교하여(S13Ba), 직류 리액터 전류(iDCL)가 펄스 모드 레벨(iPA)을 넘었을 때에는, 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 것으로 판정한다. 여기서, 펄스 모드 레벨(iPA)은, 펄스부가 통상의 펄스 모드 동작을 행하고 있을 때의 직류 리액터 전류(iDCL)를 미리 구해 둠으로써 설정할 수가 있다.
펄스 모드 레벨 비교부(45)는, 직류 리액터가 자기 포화 리셋된 것을 판정하면 구동 회로(23)에 재개 신호를 보내(S13Bb), 펄스부(20)를 휴지 상태로부터 재개시키고, 펄스 모드 동작을 실행시킨다(S13Bc).
(제3 양태)
휴지 제어를 시간 제어로 행하고, 재개 제어를 전류 제어로 행하는 제3 양태의 구성예 및 제어 플로우차트에 대하여, 도 13의 (a) 및 도 10을 이용하여 설명한다. 도 13의 (a)의 구성예는 도 5의 (a)의 개략 구성예에 대응하고, 도 10의 플로우차트는 도 6의 (a)의 플로우차트에 대응하고 있다.
(시간 및 전류 제어의 구성예)
도 13의 (a)에 있어서, 제어 회로부(40)는, 스위칭 주기 제어부(40A)와 휴지/재개 제어부(40D)를 구비한다.
스위칭 주기 제어부(40A) 및 제어 동작은 제1 형태와 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
휴지/재개 제어부(40D)는, 펄스부의 휴지 제어를 시간 제어하는 구성으로서 누적 펄스 폭 연산부(41), 펄스 폭 비교부(42)를 구비하고, 펄스부의 재개 제어를 전류 제어하는 구성으로서 펄스 모드 레벨 비교부(45)를 구비한다.
(S12A： 휴지 제어)
누적 펄스 폭 연산부(41)는, 아크 상태의 발 회수(N)에 기초하여, 스위칭 소자(22)를 온 상태로 하는 시간 폭(Tw)의 누적 펄스 폭(Tpulse)을 구한다. 누적 펄스 폭(Tpulse)은, Tpulse=Tw×N＋Tv에 의해 구해진다. 또한, 누적 펄스 폭(Tpulse)은 직류 리액터 전류(iDCL)가 최초의 아크가 발생한 시점으로부터 포화 전류 레벨(iSA)에 이를 때까지의 시간 폭이고, 다음 회 발생하는 아크의 시점에 포화 전류 레벨(iSA)을 넘는 아크의 발생 회수를 N회로 했을 때, N회 후에 펄스 모드로 이행한 후, 스위칭 소자(Q)가 온 상태로 되고 나서 직류 리액터 전류(iDCL)가 포화 전류 레벨(iSA)에 도달할 때까지의 시간 폭을 Tv로 하고 있다(S12Aa).
펄스 폭 비교부(42)는, 구한 누적 펄스 폭(Tpulse)과 설정 펄스 폭(TP)을 비교하여(S112Ab), 누적 펄스 폭(Tpulse)이 설정 펄스 폭(TP)을 넘었을 때에 휴지 신호를 구동 회로(23)에 보내(S12Ac), 스위칭 소자(22)를 오프 상태로 해서 펄스부(20)의 동작을 휴지시킨다(S12Ad). 또한, 플로우차트에서는 스위칭 소자를 Q로 표기하고 있다.
(S13B： 재개 제어)
펄스 모드 레벨 비교부(45)는, 휴지 상태에 있어서, 직류 리액터 전류(iDCL)를 펄스 모드 레벨(iPA)과 비교하여(S13Ba), 직류 리액터 전류(iDCL)가 펄스 모드 레벨(iPA)을 넘었을 때에는, 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 것으로 판정한다. 여기서, 펄스 모드 레벨(iPA)은, 펄스부가 통상의 펄스 모드 동작을 행하고 있을 때의 직류 리액터 전류(iDCL)를 미리 구해 둠으로써 설정할 수가 있다.
펄스 모드 레벨 비교부(45)는, 직류 리액터가 자기 포화 리셋된 것을 판정하면 구동 회로(23)에 재개 신호를 보내(S13Bb), 펄스부(20)를 휴지 상태로부터 재개시켜, 펄스 모드 동작을 실행시킨다(S13Bc).
(제4 양태)
휴지 제어를 전류 제어로 행하고, 재개 제어를 시간 제어로 행하는 제4 양태의 구성예 및 제어 플로우차트에 대하여, 도 13의 (b) 및 도 11을 이용하여 설명한다. 도 13의 (b)의 구성은 도 5의 (b)의 개략 구성예에 대응하고, 도 11의 플로우차트는 도 6의 (b)의 플로우차트에 대응하고 있다.
(전류 및 시간 제어의 구성예)
도 13의 (b)에 있어서, 제어 회로부(40)는, 스위칭 주기 제어부(40A)와 휴지/재개 제어부(40E)를 구비한다.
스위칭 주기 제어부(40A) 및 제어 동작은 제1 형태와 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
휴지/재개 제어부(40E)는, 펄스부의 휴지 제어를 전류 제어하는 구성으로서 포화 레벨 비교부(44)를 구비하고, 펄스부의 재개 제어를 시간 제어하는 구성으로서 휴지 시간 비교부(43)를 구비한다.
(S12B： 휴지 제어)
(휴지 제어： S12B)
포화 레벨 비교부(44)는, 직류 리액터 전류 검출부(80)로부터 직류 리액터 전류(iDCL)를 입력하고(S12Ba), 직류 리액터 전류(iDCL)를 포화 전류 레벨(iSA)과 비교하여(S12Bb), 직류 리액터 전류(iDCL)가 포화 전류 레벨(iSA)을 넘었을 때에 휴지 신호를 구동 회로(23)에 보내(S12Bc), 스위칭 소자(22)를 오프 상태로 해서 펄스부(20)의 동작을 휴지시킨다(S12Bd). 또한, 플로우차트에서는 스위칭 소자를 Q로 표기하고 있다.
(S13A： 재개 제어)
휴지 시간 비교부(43)는, 펄스부(20)의 동작을 휴지 상태로 해서 자기 포화를 리셋시키는 휴지 시간(Trest)을 계시하고, 휴지 시간(Trest)을 설정 시간(TRE)과 비교한다. 설정 시간(TRE)은, 직류 리액터의 자기 포화가 캐패시터로부터의 리셋 전류(ireset)에 의해서 리셋될 때까지의 시간을 미리 구함으로써 설정할 수가 있다(S13Aa).
휴지 시간(Trest)이 설정 시간(TRE)을 경과한 후, 재개 신호를 구동 회로(23)에 보내(S13Ab), 스위칭 소자(22) 온 상태 대신에, 통상의 펄스 모드 동작을 행하는 듀티로 변경해서 펄스부(20)의 동작을 재개시킨다(S13Ac).
[직류 펄스 전원 장치의 구성예]
이하, 직류 펄스 전원 장치의 구성예에 대하여 설명한다. 구성예의 직류 펄스 전원 장치의 펄스부는, 직류 리액터의 전압을 클램프하는 전압 클램프부로서 직류 리액터의 리셋 전압을 회생시키는 회생부를 구비한다. 전압 클램프부는 직류 리액터의 전압을 클램프함으로써, 직류 리액터의 누설 인덕턴스에 의해서 발생하는 서지 전압이 스위칭 소자에 주는 손상을 회피한다.
회생부에 의한 전압 클램프부를 구비하는 직류 펄스 전원 장치에 있어서, 직류 리액터의 양단 전압이 클램프되는 것에 의해 생기는 자기 포화를, 스위칭 소자의 구동 회로의 휴지/재생을 제어하는 제어 회로부에 의해 리셋한다.
회생부는 직류 리액터의 리셋 전압을 회생시키는 구성으로서, 직류 리액터에 병렬 접속된 캐패시터를 구비한다. 이하에 나타내는 직류 펄스 전원 장치는, 회생부의 캐패시터와 직류 리액터의 자기 포화를 리셋시키기 위한 캐패시터를 공용시키는 구성예이다.
제1 구성예는 승압 초퍼 회로의 직류 리액터의 양단의 직류 리액터 전압을 회생시키는 구성이고, 제2 내지 제5 구성예는 승압 초퍼 회로의 자기 결합되는 두 직류 리액터의 한쪽 직류 리액터의 직류 리액터 전압을 회생시키는 구성이고, 제2, 제5 구성예는 자기 결합되는 두 직류 리액터를 유탭 단권(單卷) 변압기로 하는 구성이고, 제3, 제4 구성예는 자기 결합되는 두 직류 리액터를 복권(複卷) 변압기로 하는 구성이다. 또, 회생시키는 직류 리액터 전압에 대해서, 제1 내지 제5 구성예는 직류 전원의 저전압측의 전압을 기준 전압으로 하고 있다.
[직류 펄스 전원 장치의 제1 구성예]
본 발명의 직류 펄스 전원 장치의 제1 구성예에 대하여 도 15를 이용하여 설명한다.
본 발명의 직류 펄스 전원 장치는, 직류 전원부(DC부)(10)와, 직류 전원부(10)에 접속된 승압 초퍼 회로에 의해 발생한 펄스 출력을 부하(4)에 공급하는 펄스부(20A)와, 펄스부(20A)에서 발생하는 과잉 전압 상승분을 직류 전원부(10)측으로 회생시키는 회생부(30)와, 직류 전원부(10), 펄스부(20A), 및 회생부(30)를 제어하는 제어 회로부(40), 아크 검출 회로(61)를 구비하고, 출력 케이블(3)을 거쳐 부하(4)로 펄스 출력을 공급한다. 제어 회로부(40)는, 펄스부(20A)의 구동 회로(23)의 제어에 있어서, 펄스 주기 제어에 의한 펄스 모드 및 아크 모드의 제어, 및 휴지/재개 제어에 의한 자기 포화 리셋의 제어를 행한다.
도 15에서는, 부하(4)로서 플라즈마 발생 장치의 예를 도시하고 있지만, 부하(4)는 플라즈마 발생 장치에 한하지 않고, 펄스 레이저 여기, 방전 가공기 등에 적용해도 된다.
(직류 전원부)
직류 전원부(DC부)(10)는, 교류 전원(2)의 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류기(11)와, 정류시에 과도적으로 발생하는 스파이크의 고전압을 흡수해서 억제하는 스너버 회로(12)와, 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 단상 인버터 회로(13)와, 단상 인버터 회로(13)의 교류 전압을 소정의 전압값으로 전압 변환하는 단상 변압기(14)와, 단상 변압기(14)에서 전압 변환된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류기(15)와, 양단 전압을 직류 전원부의 직류 전압으로 하는 캐패시터(16)(CF)를 구비한다. 캐패시터(16)의 일단은 접지되고, 타단에 부전압의 저전압이 형성된다. 또한, 도 15에 도시하는 구성에서는, 부하(4)로서 플라즈마 발생 장치의 용량 부하의 예를 나타내고 있다. 여기에서는, 플라즈마 발생 장치의 일단을 접지해서 부전압을 공급하고 있기 때문에, 직류 전원부(10)는 부전압의 펄스 출력을 발생하는 구성을 나타내고 있다.
단상 인버터 회로(13)는, 제어 회로부(40)로부터의 제어 신호에 의해 스위칭 동작을 행해서, 직류 전압을 소정 주파수의 교류 전압으로 변환한다. 직류 전원부(10)를 구성하는, 정류기(11, 15), 스너버 회로(12), 단상 인버터 회로(13), 단상 변압기(14)의 각 회로요소는 통상적으로 알려진 임의의 회로 구성으로 할 수가 있다.
(펄스부)
펄스부(20A)는 승압 초퍼 회로에 의해 직류 전압으로부터 펄스 파형을 생성한다. 승압 초퍼 회로는, 직류 전원측과 부하측 사이에 직렬 접속된 직류 리액터(21a)와, 부하측에 대해서 병렬 접속된 스위칭 소자(Q1)(22)와, 스위칭 소자(22)의 온/오프 동작을 구동하는 구동 회로(23)를 구비한다. 펄스부(20A)의 직류 전원측은, 접지된 단자(B)와 저전압측으로서 부전압의 단자(A)를 구비한다. 도시하는 스위칭 소자(22)는 FET(전계 효과 트랜지스터)인 예를 나타내고, 소스(S)측을 저전압측에, 드레인(D)측을 접지 전압측에 접속하고, 게이트(G)측에는 구동 회로(23)로부터의 구동 신호가 입력된다.
제어 회로부(40)는, 승압 초퍼 회로를 동작시키기 위해서, 목표의 펄스 출력에 대응해서 스위칭 소자(22)의 온 시간과 오프 시간의 시간 폭 내지는 듀티비를 정하는 신호를 생성함과 함께, 직류 전원부(10)의 출력단의 전압, 및 전류에 기초하여 제어 신호를 생성한다.
구동 회로(23)는, 제어 회로부(40)의 제어 신호에 기초하여 스위칭 소자(22)의 게이트(G)로 구동 신호를 출력하고, 스위칭 소자(22)의 온/오프 동작을 행하게 한다.
스위칭 소자(22)의 소스(S)측은 직류 리액터(21a)의 부하측에 접속되고, 스위칭 소자(22)의 드레인(D)측은 접지된다. 스위칭 소자(22)가 온 상태일 때는, 직류 리액터(21a)의 부하측은 접지되고, 단자 B로부터 온 상태에 있는 스위칭 소자(22), 및 직류 리액터(21a)를 통하여 단자 A로 전류가 흐른다. 이 때, 직류 리액터(21a)에는 전자 에너지가 축적된다. 다음에, 스위칭 소자(22)가 온 상태로부터 오프 상태로 전환되면, 직류 리액터(21a)에 축적된 축적 에너지에 의해 직류 리액터(21a)에는 직류 리액터 전압(VDCL)이 발생한다. 승압 초퍼 회로는, 스위칭 소자(22)의 온 동작과 오프 동작을 반복함으로써 온/오프 시간의 듀티비에 따라 출력 전압(Vo)을 상승시킨다.
(회생부)
회생부(30)는 승압 초퍼 회로의 직류 리액터의 직류 리액터 전압 중, 설정 전압을 넘는 전압분을 직류 전원으로 회생시킨다. 회생부(30)는, 다이오드(31), 캐패시터(32)(C1), 인버터 회로(33), 변압기(34), 정류기(35)를 구비한다.
캐패시터(32)(C1)의 일단은 직류 리액터(21a)의 부하측 단부에 접속되고, 타단은 다이오드(31)를 거쳐 직류 리액터(21a)의 직류 전원측 단부에 접속되고, 직류 리액터(21a)에 발생하는 직류 리액터 전압이 인가된다. 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)은, 직류 전원의 직류 전압(VAB) 및 변압기의 변압비에 기초하여 정해지고, 변압기(34)의 변압비가 (n2：n1)인 경우에는 VC1=(n2/n1)×VAB의 설정 전압으로 된다. 다이오드(31)는 펄스부(20A)로부터 회생부(30)의 캐패시터(32)(C1)로 향하는 방향을 순방향으로 해서 접속되고, 직류 리액터(21a)의 직류 리액터 전압(VDCL)이 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 넘은 경우에, 직류 리액터 전압(VDCL)이 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 넘은 전압분에 대하여 회생부(30)에 의한 회생이 행해진다. 따라서, 회생부(30)는 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 임계값으로 해서 회생 동작을 행한다.
캐패시터 전압(VC1)을 정하는 방법으로서는, 변압기(34)의 변압비를 변경하는 것 외에도, 인버터 회로(33)의 출력을 제어하는 방식이 있다. 예를 들면, PWM 제어나 위상 시프트 제어 등이 있지만, 인버터 회로의 출력을 제어하는 방식이라면, 그에 한정되는 것만은 아니다.
또, 도 15에 도시하는 회로 구성에서는, 회생부(30)는, 일단이 펄스부(20A)의 저전압측 입력단에 접속된 구성이고, 저전압측의 전압(부전압)을 기준으로 해서 직류 리액터(21a)의 직류 리액터 전압(VDCL)을 회생 입력 전압(Vin)으로 해서 회생을 행한다.
인버터 회로(33)는 캐패시터(32)측의 직류 전압과 변압기(34)측의 교류 전압 사이에서 직교 변환을 행하고, 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 직류 전원의 직류 전압(VAB)에 기초하여 일정 전압으로 유지함과 함께, 직류 리액터 전압(VDCL)이 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 넘은 경우에는 그 넘은 전압분을 교류로 변환해서 직류 전원측으로 회생시킨다. 캐패시터 전압(VC1)은 일정 전압으로 유지되는 것으로 인해, 직류 리액터(21a)의 직류 리액터 전압(VDCL)은 캐패시터 전압(VC1)으로 클램프된다. 인버터 회로(33)는, 예를 들면, 스위칭 소자의 브리지 회로로 구성할 수가 있다. 스위칭 소자의 개폐 동작은 제어 회로부(40)로부터의 제어 신호(α)에 의해 제어된다.
변압기(34)는, 직류 전원부(10)의 직류 전압(VAB)과 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)의 전압 비율을 변압비에 기초하여 변조한다. 변압기(34)의 변압비가 (n2：n1)인 경우에는, 직류 전압(VAB)과 캐패시터 전압(VC1) 사이의 전압 관계는, VC1=(n2/n1)×VAB로 표시된다.
정류기(35)는 변압기(34)측의 교류 전압을 직류 전원부(10)측의 직류 전압으로 정류한다. 정류기(35)의 직류측 단자는 직류 전원부(10)의 단자(A, B)에 접속되고, 캐패시터 전압(VC1)이 직류 전압(VAB)에 기초한 전압을 넘는 경우에만, 직류 전원부(10)로 전력을 회생시킨다.
또한, 회생부(30)의 구성은 직류 리액터(21a)의 양단 전압을 소정 전압으로 클램프하는 기능, 및 소정 전압을 넘는 전력분을 직류 전원측으로 회생시키는 기능을 구비하는 구성이라면, 상기한 구성에 한정되는 것은 아니다.
(회생부의 구성예)
도 16을 이용하여 직류 펄스 전원 장치의 회생부가 구비하는 인버터 회로의 회로 구성예를 설명한다.
회생부(30)는, 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)의 직류 전압을 직교 변환해서 얻어진 교류 전압을 변압기(34)로 출력하는 인버터 회로(33)를 포함하고 있다. 인버터 회로(33)는, 스위칭 소자(QR1∼QR4)로 이루어지는 브리지 회로(33a)와, 제어 신호(α)에 기초하여 스위칭 소자(QR1∼QR4)를 구동하는 구동 신호를 생성하는 구동 회로(33b)를 구비한다. 또한, 여기에서는, 브리지 회로(33a)로서 풀 브리지 회로의 예를 나타내고 있지만, 하프 브리지 회로나 다상 인버터 회로를 이용해도 된다.
[직류 펄스 전원 장치의 제2 구성]
도 17을 이용하여 본 발명의 직류 펄스 전원 장치의 제2 구성예에 대하여 설명한다. 제2 구성예는, 펄스부(20B)의 승압 초퍼 회로의 구성에 있어서 제1 구성예와 상위하고, 그 밖의 구성은 제1 구성예와 마찬가지이다. 이하, 제1 구성예와 상위한 구성에 대하여 설명하고, 그 밖의 공통된 구성의 설명은 생략한다.
제1 구성예의 승압 초퍼 회로가 구비하는 직류 리액터(21a)는 단일의 코일로 구성된다. 이에 비해, 제2 구성예의 직류 리액터(21b)는, 제1 구성예의 승압 초퍼 회로의 단일 코일 대신에 유탭 단권 변압기로 구성된다. 유탭 단권 변압기에 의한 직류 리액터(21b)는, 자기 결합된 제1 직류 리액터(21b－1)와 제2 직류 리액터(21b－2)를 직렬 접속해서 구성할 수 있고, 제1 직류 리액터(21b－1)와 제2 직류 리액터(21b－2)의 접속점을 탭점으로 하고 있다. 제1 직류 리액터(21b－1)의 일단은 직류 전원의 저전압측의 단자(A)에 접속되고, 제2 직류 리액터(21b－2)의 일단은 부하측에 접속되고, 제1 직류 리액터(21b－1)와 제2 직류 리액터(21b－2)의 접속점의 탭점은 스위칭 소자(22)의 소스(S)단에 접속된다.
스위칭 소자(22)가 온 상태일 때는, 직류 리액터(21b)의 접속점의 탭점은 접지되고, 단자 B로부터 온 상태에 있는 스위칭 소자(22), 및 직류 리액터(21b)의 제1 직류 리액터(21b－1)를 통하여 단자 A로 전류가 흐른다. 이 때, 제1 직류 리액터(21b－1)에 전자기 에너지가 축적된다.
다음에, 스위칭 소자(22)가 온 상태로부터 오프 상태로 전환되면, 직류 리액터(21b)의 제1 직류 리액터(21b－1)에 축적된 축적 에너지에 의해 흐르는 직류 리액터 전류(iL)에 의해서 제1 직류 리액터(21b－1)에는 직류 리액터 전압(VDCL1)이 발생하고, 제2 직류 리액터(21b－2)에는 직류 리액터 전압(VDCL2)이 발생한다. 승압 초퍼 회로는, 스위칭 소자(22)의 온 동작과 오프 동작을 반복함으로써, 제1 구성예와 마찬가지로 출력 전압(Vo)을 상승시킨다.
제1 직류 리액터(21b－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)과 제2 직류 리액터(21b－2)의 직류 리액터 전압(VDCL2)의 전압비는, 제1 직류 리액터(21b－1)와 제2 직류 리액터(21b－2)의 인덕턴스비의 비율에 대응한 값으로 된다. 직류 리액터(21b)의 제1 직류 리액터(21b－1)와 제2 직류 리액터(21b－2)의 유탭 단권 코일의 권수비(卷數比)를 n1p：n2p로 한 경우에는, 제1 직류 리액터(21b－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)과 제2 직류 리액터(21b－2)의 직류 리액터 전압(VDCL2)의 전압비(VDCL1/VDCL2)는 권수비(n1p/n2p)로 된다.
제2 구성예의 회생부(30)는, 제1 구성예의 직류 리액터(21a)의 직류 리액터 전압(VDCL) 대신에 직류 리액터(21b)의 제1 직류 리액터(21b－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)을 적용함으로써 마찬가지로 동작한다.
회생부(30)에 있어서, 캐패시터(32)(C1)의 일단은 직류 리액터(21b)의 제1 직류 리액터(21b－1)와 제2 직류 리액터(21b－2)의 접속점에 접속되고, 타단은 다이오드(31)를 거쳐 제1 직류 리액터(21b－1)의 직류 전원측 단부에 접속되고, 제1 직류 리액터(21b－1)에 발생하는 직류 리액터 전압(VDCL1)이 인가된다. 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)은, 직류 전원의 직류 전압(VAB) 및 변압기(34)의 변압비에 기초하여 정해지고, 변압기(34)의 변압비가 (n2：n1)인 경우에는 VC1=(n2/n1)×VAB의 설정 전압으로 된다. 다이오드(31)는 펄스부(20B)로부터 회생부(30)의 캐패시터(32)(C1)로 향하는 방향을 순방향으로 해서 접속되고, 제1 직류 리액터(21b－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)이 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 넘은 경우에, 직류 리액터 전압(VDCL1)이 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 넘은 전압분에 대하여 회생부(30)에 의한 회생이 행해진다. 따라서, 회생부(30)는 제1 구성예와 마찬가지로 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 임계값으로 해서 회생 동작을 행한다.
출력 전압(Vo)에는, 직류 전원의 직류 전압(VAB)에 제1 직류 리액터(21b－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)과 제2 직류 리액터(21b－2)의 직류 리액터 전압(VDCL2)이 중첩된 전압(Vo=VAB＋VDCL1＋VDCL2)이 출력된다. 제1 직류 리액터(21b－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)은 캐패시터 전압(VC1)으로 클램프되기 때문에, 출력 전압(Vo)은 Vo=VAB＋VC1＋VDCL2로 된다.
[직류 펄스 전원 장치의 제3 구성]
도 18을 이용하여 본 발명의 직류 펄스 전원 장치의 제3 구성예에 대하여 설명한다. 제3 구성예는, 펄스부(20C)의 승압 초퍼 회로의 구성에 있어서 제1, 제2 구성예와 상위하고, 그 밖의 구성은 제1, 제2 구성예와 마찬가지이다. 이하, 제1, 제2 구성예와 상위한 구성에 대하여 설명하고, 그 밖의 공통된 구성의 설명은 생략한다.
제2 구성예의 승압 초퍼 회로가 구비하는 직류 리액터(21b)는 유탭 단권 변압기로 구성된다. 이에 비해, 제3 구성예의 직류 리액터(21c)는, 제2 구성예의 승압 초퍼 회로의 유탭 단권 변압기 대신에 복권 변압기로 구성된다. 직류 리액터(21c)의 복권 변압기는 가극성(加極性)의 변압기의 예를 나타내고 있다.
복권 변압기에 의한 직류 리액터(21c)는, 자기 결합된 제1 직류 리액터(21c－1)와 제2 직류 리액터(21c－2)가 병렬 접속된 구성이다. 제1 직류 리액터(21c－1)의 일단은 직류 전원의 저전압측의 단자(A)에 접속되고, 타단은 스위칭 소자(22)의 소스(S)단에 접속된다. 제2 직류 리액터(21c－2)의 일단은 스위칭 소자(22)의 소스(S)단에 접속되고, 타단은 부하측에 접속된다.
스위칭 소자(22)가 온 상태일 때는, 직류 리액터(21c)의 제1 직류 리액터(21c－1)의 스위칭 소자(22)측의 단부는 접지되고, 단자 B로부터 온 상태에 있는 스위칭 소자(22), 및 제1 직류 리액터(21c)를 통하여 단자 A로 전류가 흐른다. 이 때, 제1 직류 리액터(21c)에 전자 에너지가 축적된다.
다음에, 스위칭 소자(22)가 온 상태로부터 오프 상태로 전환되면, 직류 리액터(21c)의 제1 직류 리액터(21c－1)에 축적된 축적 에너지에 의해 흐르는 직류 리액터 전류(iL)에 의해서 제1 직류 리액터(21c－1)에는 직류 리액터 전압(VDCL1)이 발생하고, 제2 직류 리액터(21c－2)에는 제1 직류 리액터(21c－1)와의 자기 결합에 의해 직류 리액터 전압(VDCL2)이 발생한다. 승압 초퍼 회로는, 스위칭 소자(22)의 온 동작과 오프 동작을 반복함으로써, 제1, 제2 구성예와 마찬가지로 출력 전압(Vo)을 상승시킨다.
제1 직류 리액터(21c－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)과 제2 직류 리액터(21c－2)의 직류 리액터 전압(VDCL2)의 전압비는, 제1 직류 리액터(21c－1)와 제2 직류 리액터(21c－2)의 인덕턴스비의 비율에 대응한 값으로 된다. 직류 리액터(21c)의 제1 직류 리액터(21c－1)와 제2 직류 리액터(21c－2)의 복권 코일의 권수비를 (n1p：n2p)로 한 경우에는, 제1 직류 리액터(21c－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)과 제2 직류 리액터(21c－2)의 직류 리액터 전압(VDCL2)의 전압비(VDCL1/VDCL2)는 권수비(n1p/n2p)로 된다.
제3 구성예의 회생부는, 제2 구성예의 직류 리액터(21b)의 제1 직류 리액터(21b－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)과 마찬가지로 동작한다.
회생부(30)에 있어서, 캐패시터(32)(C1)의 일단은 직류 리액터(21c)의 제1 직류 리액터(21c－1)의 스위칭 소자측의 단부에 접속되고, 타단은 다이오드(31)를 거쳐 제1 직류 리액터(21c－1)의 직류 전원측 단부에 접속되고, 제1 직류 리액터(21c－1)에 발생하는 직류 리액터 전압(VDCL1)이 인가된다. 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)은, 직류 전원의 직류 전압(VAB) 및 변압기의 변압비에 기초하여 정해지고, 변압기(34)의 변압비가 (n2：n1)인 경우에는 VC1=(n2/n1)×VAB의 설정 전압으로 된다. 다이오드(31)는 펄스부로부터 회생부(30)의 캐패시터(32)(C1)로 향하는 방향을 순방향으로 해서 접속되고, 제1 직류 리액터(21c－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)이 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 넘은 경우에, 직류 리액터 전압(VDCL1)이 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 넘은 전압분에 대하여 회생부(30)에 의한 회생이 행해진다. 따라서, 회생부(30)는 제1, 제2 구성예와 마찬가지로 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 임계값으로 해서 회생 동작을 행한다.
출력 전압(Vo)에는, 직류 전원의 직류 전압(VAB)에 제1 직류 리액터(21c－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)과 제2 직류 리액터(21c－2)의 직류 리액터 전압(VDCL2)이 중첩된 전압(Vo=VAB＋VDCL1＋VDCL2)이 출력된다. 제1 직류 리액터(21c－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)은 캐패시터 전압(VC1)으로 클램프되기 때문에, 출력 전압(Vo)은 Vo=VAB＋VC1＋VDCL2로 된다. 또한, 제1 직류 리액터(21c－1)와 제2 직류 리액터(21c－2)의 권수비가 (n1p/n2p)일 때에는, 직류 리액터 전압(VDCL1 및 VDCL2)은 (VDCL1/VDCL2=n1p/n2p)로 표시된다.
[직류 펄스 전원 장치의 제4 구성]
도 19를 이용하여 본 발명의 직류 펄스 전원 장치의 제4 구성예에 대하여 설명한다. 제4 구성예는, 펄스부(20D)의 승압 초퍼 회로의 직류 리액터를 구성하는 변압기(트랜스)의 구성에 있어서 제3 구성예와 상위하고, 그 밖의 구성은 제3 구성예와 마찬가지이다.
제3 구성예의 승압 초퍼 회로가 구비하는 직류 리액터(21c)는 가극성의 복권 변압기로 구성된다. 이에 비해, 제4 구성예의 직류 리액터(21d)는, 제3 구성예의 승압 초퍼 회로의 가극성의 복권 변압기 대신에 감극성(減極性)의 복권 변압기로 구성된다.
복권 변압기에 의한 직류 리액터(21d)는, 자기 결합된 제1 직류 리액터(21d－1)와 제2 직류 리액터(21d－2)를 병렬 접속하는 구성이다. 제1 직류 리액터(21d－1)의 일단은 직류 전원의 저전압측의 단자(A)에 접속되고, 타단은 스위칭 소자(22)의 소스(S)단에 접속된다. 제2 직류 리액터(21d－2)의 일단은 직류 전원의 저전압측의 단자(A)에 접속되고, 타단은 부하측에 접속된다.
스위칭 소자(22)가 온 상태일 때는, 직류 리액터(21d)의 제1 직류 리액터(21d－1)의 스위칭 소자(22)측의 단부는 접지되고, 단자 B로부터 온 상태에 있는 스위칭 소자(22), 및 제1 직류 리액터(21d－1)를 통하여 단자 A로 전류가 흐른다. 이 때, 제1 직류 리액터(21d－1)에 전자 에너지가 축적된다.
다음에, 스위칭 소자(22)가 온 상태로부터 오프 상태로 전환되면, 직류 리액터(21d)의 제1 직류 리액터(21d－1)에 축적된 축적 에너지에 의해 흐르는 직류 리액터 전류(iL)에 의해서 제1 직류 리액터(21d－1)에는 직류 리액터 전압(VDCL1)이 발생하고, 제2 직류 리액터(21d－2)에는 제1 직류 리액터(21d－1)와의 자기 결합에 의해 직류 리액터 전압(VDCL2)이 발생한다. 승압 초퍼 회로는, 스위칭 소자(22)의 온 동작과 오프 동작을 반복함으로써, 제1, 제2, 제3 구성예와 마찬가지로 출력 전압(Vo)을 상승시킨다.
제1 직류 리액터(21d－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)과 제2 직류 리액터(21d－2)의 직류 리액터 전압(VDCL2)의 전압비는, 제1 직류 리액터(21d－1)와 제2 직류 리액터(21d－2)의 인덕턴스비의 비율에 대응한 값으로 된다. 직류 리액터(21d)의 제1 직류 리액터(21d－1)와 제2 직류 리액터(21d－2)의 복권 코일의 권수비를 (n1p：n2p)로 한 경우에는, 제1 직류 리액터(21d－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)과 제2 직류 리액터(21d－2)의 직류 리액터 전압(VDCL2)의 전압비(VDCL1/VDCL2)는 권수비(n1p/n2p)로 된다.
제4 구성예의 회생부의 직류 리액터(21d)는, 제3 구성예의 직류 리액터(21c)의 제1 직류 리액터(21c)의 직류 리액터 전압(VDCL1)과 마찬가지로 동작한다.
회생부(30)에 있어서, 캐패시터(32)(C1)의 일단은 직류 리액터(21d)의 제1 직류 리액터(21d－1)의 스위칭 소자측의 단부에 접속되고, 타단은 다이오드(31)를 거쳐 제1 직류 리액터(21d－1)의 직류 전원측 단부에 접속되고, 제1 직류 리액터(21d－1)에 발생하는 직류 리액터 전압(VDCL1)이 인가된다. 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)은, 직류 전원의 직류 전압(VAB) 및 변압기의 변압비에 기초하여 정해지고, 변압기(34)의 변압비가 (n2：n1)인 경우에는 VC1=(n2/n1)×VAB의 설정 전압으로 된다. 다이오드(31)는 펄스부로부터 회생부(30)의 캐패시터(32)(C1)로 향하는 방향을 순방향으로 해서 접속되고, 제1 직류 리액터(21d－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)이 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 넘은 경우에, 직류 리액터 전압(VDCL1)이 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 넘은 전압분에 대하여 회생부(30)에 의한 회생이 행해진다. 따라서, 회생부(30)는 제1, 제2, 제3 구성예와 마찬가지로 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 임계값으로 해서 회생 동작을 행한다.
출력 전압(Vo)에는, 직류 전원의 직류 전압(VAB)에 제2 직류 리액터(21d－2)의 직류 리액터 전압(VDCL2)이 중첩된 전압(Vo=VAB＋VDCL2)이 출력된다. 또한, 제1 직류 리액터(21d－1)와 제2 직류 리액터(21d－2)의 권수비가 (n1p/n2p)일 때에는, 직류 리액터 전압(VDCL1 및 VDCL2)는 (VDCL1/VDCL2=n1p/n2p)로 표시된다. 그 때문에, VDCL1이 VC1에 의해서 클램프되는 경우, 출력 전압(Vo)은 Vo=VAB+VC1×(n1p/n2p)로 표시된다.
[직류 펄스 전원 장치의 제5 구성]
도 20을 이용하여 본 발명의 직류 펄스 전원 장치의 제5 구성예에 대하여 설명한다. 제5 구성예는, 승압 초퍼 회로의 직류 리액터의 설치 양태에 있어서 제2 구성예와 상위하고, 그 밖의 구성은 제2 구성예와 마찬가지이다. 이하, 제2 구성예와 상위한 구성에 대하여 설명하고, 그 밖의 공통된 구성의 설명은 생략한다.
제5 구성예의 승압 초퍼 회로가 구비하는 직류 리액터(21e)는 제2 구성예의 승압 초퍼 회로의 직류 리액터(21b)와 마찬가지로 유탭 단권 변압기로 구성되지만, 전원 라인에 대한 설치 양태에 있어서 상위하다. 제2 구성예의 직류 리액터(21b)는 직류 전원의 저전압측의 전원 라인에 접속되는데 비해, 제5 구성예의 직류 리액터(21e)는 직류 전원의 고전압측의 전원 라인에 접속된다.
유탭 단권 변압기에 의한 직류 리액터(21e)는, 자기 결합된 제1 직류 리액터(21e－1)와 제2 직류 리액터(21e－2)를 직렬 접속해서 구성되고, 제1 직류 리액터(21e－1)와 제2 직류 리액터(21e－2)의 접속점을 탭점으로 하고 있다. 제1 직류 리액터(21e－1)의 일단은 직류 전원의 고전압측의 단자(B)에 접속되고, 제2 직류 리액터(21e－2)의 일단은 부하측에 접속되어 접지되고, 제1 직류 리액터(21e－1)와 제2 직류 리액터(21e－2)의 접속점의 탭점은 스위칭 소자(22)의 드레인(D)단에 접속된다.
스위칭 소자(22)가 온 상태일 때는, 직류 리액터(21e)의 접속점의 탭점은 제2 직류 리액터(21e－2)를 거쳐 접지되고, 단자 B로부터 제1 직류 리액터(21e－1), 및 온 상태에 있는 스위칭 소자(22)를 통하여 단자 A로 전류가 흐른다.
이 때, 제1 직류 리액터(21e－1)에 전자 에너지가 축적된다.
다음에, 스위칭 소자(22)가 온 상태로부터 오프 상태로 전환되면, 직류 리액터(21e)의 제1 직류 리액터(21e－1)에 축적된 축적 에너지에 의해 흐르는 직류 리액터 전류(iL)에 의해서 제1 직류 리액터(21e－1)에는 직류 리액터 전압(VDCL1)이 발생하고, 제2 직류 리액터(21e－2)에는 직류 리액터 전압(VDCL2)이 발생한다. 승압 초퍼 회로는, 스위칭 소자(22)의 온 동작과 오프 동작을 반복함으로써, 제1 구성예와 마찬가지로 출력 전압(Vo)을 상승시킨다.
제1 직류 리액터(21e－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)과 제2 직류 리액터(21e－2)의 직류 리액터 전압(VDCL2)의 전압비는, 제1 직류 리액터(21e－1)와 제2 직류 리액터(21e－2)의 인덕턴스비의 비율에 대응한 값으로 된다. 직류 리액터(21)의 제1 직류 리액터(21e－1)와 제2 직류 리액터(21e－2)의 유탭 단권 코일의 권수비를 n1p：n2p로 한 경우에는, 제1 직류 리액터(21e－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)과 제2 직류 리액터(21e－2)의 직류 리액터 전압(VDCL2)의 전압비(VDCL1/VDCL2)는 권수비(n1p/n2p)로 된다.
제5 구성예의 회생부(30)는, 제1 구성예의 직류 리액터(21a)의 직류 리액터 전압(VDCL) 대신에 직류 리액터(21e)의 제1 직류 리액터(21e－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)을 적용함으로써 마찬가지로 동작한다.
회생부(30)에 있어서, 캐패시터(32)(C1)의 일단은 직류 리액터(21e)의 제1 직류 리액터(21e－1)와 제2 직류 리액터(21e－2)의 접속점에 접속되고, 타단은 다이오드(31)를 거쳐 제1 직류 리액터(21e－1)의 직류 전원측 단부에 접속되고, 제1 직류 리액터(21e－1)에 발생하는 직류 리액터 전압(VDCL1)이 인가된다.
캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)은, 직류 전원의 직류 전압(VAB) 및 변압기의 변압비에 기초하여 정해지고, 변압기(34)의 변압비가 (n2：n1)인 경우에는 VC1=(n2/n1)×VAB의 설정 전압으로 된다. 다이오드(31)는 펄스부(20D)로부터 회생부(30)의 캐패시터(32)(C1)로 향하는 방향을 역방향으로 해서 접속되고, 제1 직류 리액터(21e－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)이 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 넘은 경우에, 직류 리액터 전압(VDCL1)이 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 넘은 전압분에 대하여 회생부(30)에 의한 회생이 행해진다. 따라서, 회생부(30)는 제1 구성예와 마찬가지로 캐패시터(32)(C1)의 캐패시터 전압(VC1)을 임계값으로 해서 회생 동작을 행한다.
출력 전압(Vo)에는, 직류 전원의 직류 전압(VAB)에 제1 직류 리액터(21e－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)과 제2 직류 리액터(21e－2)의 직류 리액터 전압(VDCL2)이 중첩된 전압(Vo=VAB＋VDCL1＋VDCL2)이 출력된다. 제1 직류 리액터(21e－1)의 직류 리액터 전압(VDCL1)은 캐패시터 전압(VC1)으로 클램프되기 때문에, 출력 전압(Vo)은 Vo=VAB＋VC1＋VDCL2로 된다.
제1 구성예 내지 제5 구성예에 나타낸 직류 펄스 전원 장치에 있어서, 회생부의 캐패시터(32)(C1)와 자기 포화 리셋의 캐패시터(C)를 공용시키는 것에 의해, 직류 리액터(21a∼21e)의 자기 포화를 리셋시킬 수가 있다.
직류 펄스 전원 장치의 제1 구성 내지 제5 구성에 있어서, 제어 회로부는, 스위칭 소자의 스위칭 동작의 주기를 제어하는 스위칭 주기 제어부, 및 스위칭 소자의 스위칭 동작의 휴지 및 재개를 제어하는 휴지/재개 제어부를 구비하고, 스위칭 주기 제어부는 펄스 모드 및 아크 모드에 있어서의 출력 펄스를 생성하는 주기 제어를 행하고, 휴지/재개 제어부는 직류 리액터의 자기 포화를 리셋하는 휴지/재개 제어를 행한다.
또한, 상기 실시의 형태 및 변형예에 있어서의 기술은, 본 발명에 관계된 직류 펄스 전원 장치의 일례이고, 본 발명은 각 실시의 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지에 기초하여 여러가지로 변형하는 것이 가능하고, 이들을 본 발명의 범위로부터 배제하는 것은 아니다.
산업상의 이용가능성
본 발명의 직류 펄스 전원 장치는, 플라즈마 발생 장치로 전력을 공급하는 전력원으로서 적용하는 것 외에도, 펄스 레이저 여기, 방전 가공기 등의 부하에 펄스 출력을 공급하는 전원 장치로서 이용할 수가 있다.
1: 직류 펄스 전원 장치
2: 교류 전원
3: 출력 케이블
4: 부하
10: 직류 전원부
11: 정류기
12: 스너버 회로
13: 단상 인버터 회로
14: 단상 변압기
15: 정류기
16: 캐패시터
20, 20A, 20B, 20C, 20D: 펄스부
21: 직류 리액터
21b－1: 일차 코일
21b－2: 이차 코일
21a∼21e: 직류 리액터
22: 스위칭 소자
23: 구동 회로
30: 회생부　　
30clamp: 전압 클램프부
31: 다이오드
32: 캐패시터
33: 인버터 회로
33a: 브리지 회로
33b: 구동 회로
34: 변압기
35: 정류기
40: 제어 회로부
40A: 스위칭 주기 제어부
40B, 40C, 40D, 40E: 휴지/재개 제어부
41: 누적 펄스 폭 연산부
42: 펄스 폭 비교부
43: 휴지 시간 비교부
44: 포화 레벨 비교부
45: 펄스 모드 레벨 비교부
50: 부하
60: 부하 상태 검출부
61: 아크 검출 회로
80: 직류 리액터 전류 검출부
100A, 100B, 100C: 직류 펄스 전원 장치
110A, 110B, 110C: 직류 전원부
120A, 120B, 120C: 펄스부
121A, 121B, 121C: 직류 리액터
122A, 122B, 122C: 스위칭 소자
123A, 123B, 123C: 구동 회로
130clampB, 130clampC: 전압 클램프부
140A, 140C: 제어 회로부
150A, 150B, 150C: 부하
160C: 아크 검출부
T: 펄스 주기
TP: 설정 펄스 폭
TRE: 설정 시간
TST: 설정 시간
Toff: 오프 기간
Ton: 온 기간
Tpulse: 누적 펄스 폭
Trest: 휴지 시간
Tstop: 정지 시간
Tw: 시간 폭
VAB: 직류 전압
VC1: 캐패시터 전압
VDCL: 직류 리액터 전압
VDCL1: 직류 리액터 전압
VDCL2: 직류 리액터 전압
VDS: 드레인·소스 전압
Vin: 회생 입력 전압
Vo: 출력 전압
iDCL: 직류 리액터 전류
iPA: 펄스 모드 레벨
iSA: 포화 전류 레벨
ireset: 리셋 전류
α: 제어 신호

Claims (8)

  1. 직류 전원부와,
    직류 리액터와 스위칭 소자의 직렬 회로를 구비하고, 상기 직류 전원부의 직류 전압으로부터 펄스 출력을 발생하는 펄스부와,
    상기 펄스부의 직류 리액터에 병렬 접속된 캐패시터를 포함하고, 그 캐패시터의 캐패시터 전압에 의해 직류 리액터의 양단 전압을 클램프 전압으로 제한하는 전압 클램프부와,
    상기 펄스부의 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어하는 제어 회로부를 구비하고,
    상기 제어 회로부는,
    상기 스위칭 소자의 스위칭 동작의 듀티를 제어하는 스위칭 주기 제어부와,
    상기 스위칭 소자의 스위칭 동작의 휴지 및 재개를 제어하는 휴지/재개 제어부를 구비하고,
    상기 휴지/재개 제어부는,
    상기 직류 리액터가 자기 포화에 도달한 시점에 있어서,
    상기 스위칭 소자를 오프 상태로 해서 스위칭 동작을 휴지시키고,
    상기 스위칭 소자의 휴지 시간 중에, 부하에 직류 전압을 인가함과 함께, 캐패시터 전압으로 클램프된 직류 리액터 전압에 의해 자기 포화를 리셋하고,
    상기 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 시점에 있어서,
    상기 스위칭 소자의 구동 동작을 재개하는
    것을 특징으로 하는 직류 펄스 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 주기 제어부는,
    정상 전력의 펄스 출력을 공급하는 펄스 모드와,
    상기 펄스 모드보다도 저주기로 저전력의 펄스 출력을 공급하는 아크 모드
    의 두 모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 직류 펄스 전원 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 휴지/재개 제어부는,
    상기 아크 모드에 있어서의 상기 스위칭 소자 온 상태의 누적 펄스 폭이 자기 포화의 허용 시간 폭을 넘은 시점에 상기 스위칭 소자의 동작을 휴지시키고,
    상기 스위칭 소자의 휴지 시간이 설정 시간을 넘은 시점에 상기 스위칭 소자의 동작을 재개하는 것을 특징으로 하는 직류 펄스 전원 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 휴지/재개 제어부는,
    상기 아크 모드에 있어서의 상기 스위칭 소자의 직류 리액터 전류가 직류 리액터 전류의 자기 포화 레벨을 넘은 시점에 상기 스위칭 소자의 동작을 휴지시키고,
    상기 스위칭 소자의 직류 리액터 전류가, 펄스 모드에 있어서의 직류 리액터 전류의 펄스 모드 레벨을 넘은 시점에 상기 스위칭 소자의 동작을 재개하는 것을 특징으로 하는 직류 펄스 전원 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 휴지/재개 제어부는,
    상기 아크 모드에 있어서의 상기 스위칭 소자 온 상태의 누적 펄스 폭이 자기 포화의 허용 시간 폭을 넘은 시점에 상기 스위칭 소자의 동작을 휴지시키고,
    상기 스위칭 소자의 직류 리액터 전류가, 펄스 모드에 있어서의 직류 리액터 전류의 펄스 모드 레벨을 넘은 시점에 상기 스위칭 소자의 동작을 재개하는 것을 특징으로 하는 직류 펄스 전원 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 휴지/재개 제어부는,
    상기 아크 모드에 있어서의 상기 스위칭 소자의 직류 리액터 전류가 직류 리액터 전류의 자기 포화 레벨을 넘은 시점에 상기 스위칭 소자의 동작을 휴지시키고,
    상기 스위칭 소자의 휴지 시간이 설정 시간을 넘은 시점에 상기 스위칭 소자의 동작을 재개하는 것을 특징으로 하는 직류 펄스 전원 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전압 클램프부는, 상기 캐패시터 전압 중, 상기 클램프 전압을 넘는 전압분을 상기 직류 전원부로 회생시키는 회생 회로인 것을 특징으로 하는 직류 펄스 전원 장치.
  8. 직류 전원부와,
    직류 리액터와 스위칭 소자의 직렬 회로를 구비하고, 상기 직류 전원부의 직류 전압으로부터 펄스 출력을 발생하는 펄스부와,
    상기 펄스부의 직류 리액터에 병렬 접속된 캐패시터를 포함하고, 그 캐패시터의 캐패시터 전압에 의해 직류 리액터의 양단 전압을 클램프 전압으로 제한하는 전압 클램프부와,
    상기 펄스부의 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어하는 제어 회로부를 구비하는 직류 펄스 전원 장치의 자기 포화 리셋 방법이며,
    상기 제어 회로부에 의한 제어는,
    상기 스위칭 소자의 스위칭 동작의 듀티를 제어하는 스위칭 주기 제어와,
    상기 스위칭 소자의 스위칭 동작의 휴지 및 재개를 제어하는 휴지/재개 제어를 구비하고,
    상기 스위칭 주기 제어는,
    정상 전력의 펄스 출력을 공급하는 펄스 모드와,
    상기 펄스 모드보다도 저주기로 저전력의 펄스 출력을 공급하는 아크 모드
    의 두 모드를 구비하고,
    상기 휴지/재개 제어는,
    상기 직류 리액터가 자기 포화에 도달한 시점에 있어서,
    상기 스위칭 소자를 오프 상태로 해서 스위칭 동작을 휴지시키고,
    상기 스위칭 소자의 휴지 시간 중에, 부하에 직류 전압을 인가함과 함께, 캐패시터 전압으로 클램프된 직류 리액터 전압에 의해 자기 포화를 리셋하고,
    상기 직류 리액터의 자기 포화가 리셋된 시점에 있어서,
    상기 스위칭 소자의 구동 동작을 재개하는
    것을 특징으로 하는 직류 펄스 전원 장치의 자기 포화 리셋 방법.
KR1020217029979A 2019-04-11 2019-11-08 직류 펄스 전원 장치 및 직류 펄스 전원 장치의 자기 포화 리셋 방법 KR102535964B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2019-075937 2019-04-11
JP2019075937A JP6835900B2 (ja) 2019-04-11 2019-04-11 直流パルス電源装置、及び直流パルス電源装置の磁気飽和リセット方法
PCT/JP2019/043860 WO2020208851A1 (ja) 2019-04-11 2019-11-08 直流パルス電源装置、及び直流パルス電源装置の磁気飽和リセット方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210124479A true KR20210124479A (ko) 2021-10-14
KR102535964B1 KR102535964B1 (ko) 2023-05-26

Family

ID=72751008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217029979A KR102535964B1 (ko) 2019-04-11 2019-11-08 직류 펄스 전원 장치 및 직류 펄스 전원 장치의 자기 포화 리셋 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11929668B2 (ko)
EP (1) EP3955446A4 (ko)
JP (1) JP6835900B2 (ko)
KR (1) KR102535964B1 (ko)
CN (1) CN113661644A (ko)
WO (1) WO2020208851A1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08222258A (ja) 1995-02-15 1996-08-30 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池発電装置
JP2004023825A (ja) * 2002-06-13 2004-01-22 Tdk Corp 電力変換回路
JP2006006053A (ja) 2004-06-18 2006-01-05 Shihen Tech Corp 直流電源装置
US20100090539A1 (en) * 2004-03-24 2010-04-15 Richard Carl Auchterlonie Method and apparatus for pulsed power generation
WO2011100819A1 (en) * 2010-02-16 2011-08-25 Cavet Technologies Inc. Dynamic application of cut-out pulses in alternating current power
WO2018021510A1 (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 スイッチング回路装置及び電力変換装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6259235B1 (en) * 1999-08-26 2001-07-10 Tyco Electronics Logistics Ag Active clamp for power converter and method of operation thereof
US6191960B1 (en) * 2000-05-09 2001-02-20 Lucent Technologies Inc. Active clamp for isolated power converter and method of operating thereof
US6239993B1 (en) * 2000-06-23 2001-05-29 Lucent Technologies Inc. Circuit associated with a power converter and method of operation thereof
JP3635538B2 (ja) * 2002-07-05 2005-04-06 株式会社京三製作所 プラズマ発生用直流電源装置
JP5270399B2 (ja) * 2009-02-24 2013-08-21 株式会社京三製作所 磁気パルス圧縮回路およびパルス電源装置
KR101349906B1 (ko) * 2013-06-27 2014-01-14 주식회사 인터엠 전압 클램프 승압형 부스트 컨버터
KR101793009B1 (ko) * 2016-10-31 2017-11-03 한국과학기술원 자동 선택 주파수 고정 회로를 채용한 전류 모드 히스테리틱 벅 컨버터
JP7018030B2 (ja) * 2019-01-24 2022-02-09 株式会社京三製作所 直流パルス電源装置
JP7051726B2 (ja) * 2019-01-24 2022-04-11 株式会社京三製作所 直流パルス電源装置
JP7051727B2 (ja) * 2019-01-24 2022-04-11 株式会社京三製作所 直流パルス電源装置
JP6835901B2 (ja) * 2019-04-11 2021-02-24 株式会社京三製作所 直流パルス電源装置、及び直流パルス電源装置のデューティー制御方法
JP6858805B2 (ja) * 2019-04-11 2021-04-14 株式会社京三製作所 直流パルス電源装置、及び直流パルス電源装置の周波数制御方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08222258A (ja) 1995-02-15 1996-08-30 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池発電装置
JP2004023825A (ja) * 2002-06-13 2004-01-22 Tdk Corp 電力変換回路
US20100090539A1 (en) * 2004-03-24 2010-04-15 Richard Carl Auchterlonie Method and apparatus for pulsed power generation
JP2006006053A (ja) 2004-06-18 2006-01-05 Shihen Tech Corp 直流電源装置
WO2011100819A1 (en) * 2010-02-16 2011-08-25 Cavet Technologies Inc. Dynamic application of cut-out pulses in alternating current power
WO2018021510A1 (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 スイッチング回路装置及び電力変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3955446A4 (en) 2023-05-03
KR102535964B1 (ko) 2023-05-26
JP6835900B2 (ja) 2021-02-24
EP3955446A1 (en) 2022-02-16
US11929668B2 (en) 2024-03-12
US20220149719A1 (en) 2022-05-12
JP2020174484A (ja) 2020-10-22
TW202110054A (zh) 2021-03-01
WO2020208851A1 (ja) 2020-10-15
CN113661644A (zh) 2021-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11342836B2 (en) Overvoltage protection for active clamp flyback converter
JP6607495B2 (ja) 電力変換装置
JP2009273324A (ja) スイッチング電源装置
JP6708175B2 (ja) 電力変換装置
KR102535964B1 (ko) 직류 펄스 전원 장치 및 직류 펄스 전원 장치의 자기 포화 리셋 방법
JP2010161843A (ja) 電力変換装置
TW202046623A (zh) 直流脈衝電源裝置
KR102616560B1 (ko) 직류 펄스 전원 장치, 및 직류 펄스 전원 장치의 주파수 제어 방법
JP6907852B2 (ja) 電力変換装置
KR20210124480A (ko) 직류 펄스 전원 장치, 및 직류 펄스 전원 장치의 듀티 제어 방법
US11799373B2 (en) DC pulse power supply device
JP5584101B2 (ja) アーク加工用電源装置
WO2020152946A1 (ja) 直流パルス電源装置
JP2010068676A (ja) スイッチング電源
TWI842806B (zh) 直流脈衝電源裝置及電源裝置之磁性飽和重置方法
TWI837267B (zh) 直流脈衝電源裝置及直流脈衝電源裝置之頻率控制方法
JP2001178126A (ja) スイッチング電源
JP5419286B2 (ja) フォワードコンバータ
JP2007189850A (ja) 電力変換装置の過電流防止方式
JP2013070446A (ja) 電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right