在具備逆變器的電壓型直流電源裝置中，在電弧發(fā)生時(shí)抑制從逆變器向負(fù)載側(cè)的電流供給。在電壓型直流電源裝置的直流輸出的停止/恢復(fù)中，停止時(shí)使斬波部從逆變器分離，由此抑制電弧發(fā)生時(shí)的向負(fù)載的過剩電流，高速地進(jìn)行電弧的消弧，保持流過斬波部的電流作為循環(huán)電流，并在逆變器的重新啟動時(shí)向負(fù)載供給所保持的循環(huán)電流，由此減少電壓型直流電源裝置的直流輸出的恢復(fù)時(shí)的、向負(fù)載的直流電力的供給延遲。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種電壓型直流電源裝置及其控制方法，例如涉及一種在等離子發(fā)生裝置等負(fù)載中所使用的電壓型直流電源裝置及其控制方法。
技術(shù)介紹
在等離子發(fā)生用裝置中使用的直流電源裝置，要求在電弧發(fā)生時(shí)抑制過剩電流，高速地進(jìn)行電弧的消弧。電壓型直流電源存在如下的問題:因與輸出連接的大的電容器在電弧發(fā)生時(shí)流過過剩的放電電流，或?yàn)榱搜a(bǔ)償電弧發(fā)生時(shí)的輸出電壓下降使輸出進(jìn)一步增加，從而使電弧長時(shí)間化等向負(fù)載的影響增加。作為電弧放電的對應(yīng)方法，已知的有如下的方法等:(I)暫停電源，經(jīng)過一定時(shí)間后重新開始運(yùn)轉(zhuǎn)。(2)通過由電抗和電容器的組合構(gòu)成的LC振動電路產(chǎn)生逆電壓而使電弧自身消弧。(3)通過基于半導(dǎo)體開關(guān)元件的逆電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生逆電壓而使電弧自身消弧。在這些對應(yīng)方法中被指出存在如下的問題:在電弧放電頻繁發(fā)生的情況下無法控制輸出電流，或在正常放電的重新開始時(shí)產(chǎn)生時(shí)間延遲。為了解決上述課題，提出了如下的等離子用直流電源裝置:作為逆變器使用電流型逆變器，作為電流源控制電流型逆變器的開關(guān)動作，由此控制向等離子發(fā)生裝置的供給電量(專利文獻(xiàn)I)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-40962號公報(bào)(段落?段落)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的課題在專利文獻(xiàn)I中提出的等離子用直流電源裝置，是通過控制電流型逆變器的開關(guān)動作來控制向等離子發(fā)生裝置的供給量，并通過電流源動作供給穩(wěn)定的直流電力的電流型直流電源裝置。也就是說，不是作為電壓源而是作為電流源控制電力，由此能夠進(jìn)行穩(wěn)定的控制。因此，并沒有已知如下的電壓型直流電源:其在電流源中沒有變更，維持電壓源的結(jié)構(gòu)，能夠在電弧發(fā)生時(shí)抑制過剩電流，并能夠迅速進(jìn)行電弧消弧后的直流輸出的供給恢復(fù)。本專利技術(shù)的目的是解決上述的以往的問題點(diǎn)，在電壓型直流電源裝置中，在電弧發(fā)生時(shí)抑制從逆變器向負(fù)載側(cè)的過剩電流的供給。用于解決課題的手段在將等離子發(fā)生裝置作為負(fù)載，供給直流電力的情況下，在負(fù)載即等離子發(fā)生裝置中發(fā)生了電弧放電時(shí)，停止從電壓型直流電源裝置向等離子發(fā)生裝置的直流電力的供給，由此抑制過剩電流來減少電極或基板的損傷。并且，在電弧放電消弧時(shí)，恢復(fù)從電壓型直流電源裝置向等離子發(fā)生裝置的直流電力的供給。本專利技術(shù)的電壓型直流電源裝置，在電弧發(fā)生時(shí)保持流過電壓型直流電源裝置的直流電流，抑制向負(fù)載側(cè)的供給，并在電弧消弧后的電壓型直流電源裝置的直流輸出的供給恢復(fù)時(shí)，使用所保持的直流電流迅速地進(jìn)行向負(fù)載的直流輸出的供給。在電壓型直流電源裝置的直流輸出的停止/恢復(fù)中，在停止時(shí)使斬波部從逆變器分離，由此抑制電弧發(fā)生時(shí)的向負(fù)載的過剩電流來高速地進(jìn)行電弧的消弧。并且，保持此時(shí)流過斬波部的電流作為循環(huán)電流，并在重新啟動逆變器時(shí)將所保持的循環(huán)電流供給到負(fù)載，由此減少電壓型直流電源裝置的直流輸出的恢復(fù)時(shí)的、向負(fù)載的直流電力的供給延遲。在此，逆變器可以是單相逆變器或多相逆變器，以下簡單地用逆變器進(jìn)行表述。本專利技術(shù)包括電壓型直流電源裝置的形態(tài)和直流電源裝置的控制方法的形態(tài)。本專利技術(shù)的電壓型直流電源裝置具備:電壓型降壓斬波部，其構(gòu)成直流源；逆變器，其具有由第I開關(guān)元件?第4開關(guān)元件這4個(gè)開關(guān)元件構(gòu)成的電橋電路，并通過開關(guān)元件的動作將電壓型降壓斬波部的直流輸出變換為單相的交流電力；整流部，其對逆變器的輸出進(jìn)行交直變換，并將得到的直流供給到負(fù)載；控制部，其控制電壓型降壓斬波部和逆變器；以及短路部，其在電壓型降壓斬波部和逆變器之間，通過短路開關(guān)元件使電壓型降壓斬波部的正端子和負(fù)端子之間短路。在通常的電力供給動作中，電壓型降壓斬波部將直流電力的電壓變換為預(yù)定電壓而輸出直流電壓。逆變器通過多個(gè)開關(guān)元件的動作切換電流路徑，由此將電壓型降壓斬波部的直流輸出變換為單相的交流電力。整流部通過交直變換將由逆變器進(jìn)行變換而得的交流電力變換為直流電力，并將變換后的直流電力供給到負(fù)載。在向負(fù)載供給直流電力的動作狀態(tài)中，在負(fù)載即等離子發(fā)生裝置中發(fā)生電弧放電時(shí)，負(fù)載電壓下降，并且從電源側(cè)向負(fù)載流過過剩電流。本專利技術(shù)的電壓型直流電源裝置，在發(fā)生了該電弧放電時(shí)，停止從電源側(cè)向負(fù)載的電力供給，之后，在電弧放電消弧后，恢復(fù)從電源側(cè)向負(fù)載的電力供給。控制部在發(fā)生了電弧放電的時(shí)間點(diǎn)，將逆變器部的開關(guān)元件設(shè)為斷開狀態(tài)，將所述電壓型降壓斬波部的開關(guān)元件設(shè)為斷開狀態(tài)，將短路部的短路開關(guān)元件設(shè)為接通狀態(tài)，通過電壓型降壓斬波部的電感器和二極管以及短路部的所述短路開關(guān)元件形成循環(huán)電路。在電弧放電消弧的時(shí)間點(diǎn)或從電弧放電發(fā)生后經(jīng)過了預(yù)定的設(shè)定時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)，將逆變器部的開關(guān)元件設(shè)為接通狀態(tài)，將電壓型降壓斬波部的開關(guān)元件設(shè)為接通狀態(tài)，將短路部的短路開關(guān)元件設(shè)為斷開狀態(tài)，向逆變器供給流過循環(huán)電路的循環(huán)電流。電弧放電的消弧的有無，除了可以通過負(fù)載電壓等的電壓檢測來判定外，還可以預(yù)先設(shè)定電弧放電發(fā)生后到電弧放電消弧為止的時(shí)間，并根據(jù)該設(shè)定時(shí)間的經(jīng)過來判斷是否消弧。本專利技術(shù)所具備的短路部的形態(tài)可以是設(shè)在電壓型降壓斬波部和逆變器之間的、通過開關(guān)元件使電壓型降壓斬波部的正端子和負(fù)端子間斷續(xù)的短路電路。本專利技術(shù)所具備的短路部的其他形態(tài)可以是設(shè)在電壓型降壓斬波部和逆變器之間的、作為使電壓型降壓斬波部的直流輸出升壓后向逆變器供給的升壓電路發(fā)揮功能的短路電路。作為升壓電路發(fā)揮功能的短路電路具備:連接在電壓型降壓斬波部的正端子和負(fù)端子間的開關(guān)元件、連接在逆變器的輸入端之間的平滑電容器以及連接在平滑電容器的正端子間或負(fù)端子間的二極管。本專利技術(shù)的電壓型直流電源裝置的控制方法，是具備以下各部的電壓型直流電源裝置的控制方法:電壓型降壓斬波部，其構(gòu)成直流源；逆變器，其具有由第I開關(guān)元件?第4開關(guān)元件這4個(gè)開關(guān)元件構(gòu)成的電橋電路，并通過開關(guān)元件的動作將電壓型降壓斬波部的直流輸出變換為單相的交流電力；整流部，其對逆變器的輸出進(jìn)行交直變換，并將得到的直流供給到負(fù)載；短路部，其在電壓型降壓斬波部和逆變器間，通過短路開關(guān)元件使電壓型降壓斬波部的正端子和負(fù)端子間短路；以及控制部，其控制電壓型降壓斬波部和逆變器。控制部，(a)在負(fù)載中發(fā)生了電弧放電的時(shí)間點(diǎn)，將逆變器部的開關(guān)元件設(shè)為斷開狀態(tài)，將電壓型降壓斬波部的開關(guān)元件設(shè)為斷開狀態(tài)，將短路部的短路開關(guān)元件設(shè)為接通狀態(tài)，通過電壓型降壓斬波部的電感器和二極管以及短路部的短路開關(guān)元件形成循環(huán)電路。(b)在電弧放電消弧為止或經(jīng)過對認(rèn)定為消弧來說充分的時(shí)間為止的期間，維持循環(huán)電路的循環(huán)電流。(C)在電弧放電消弧的時(shí)間點(diǎn)或從電弧發(fā)生后經(jīng)過了預(yù)定的設(shè)定時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)，將逆變器部的開關(guān)元件設(shè)為接通狀態(tài)，將電壓型降壓斬波部的開關(guān)元件設(shè)為接通狀態(tài)，將所述短路部的短路開關(guān)元件設(shè)為斷開狀態(tài)，向逆變器供給流過所述循環(huán)電路的循環(huán)電流。專利技術(shù)效果如以上說明所示，根據(jù)本專利技術(shù)，在電弧發(fā)生時(shí)能夠抑制從逆變器向負(fù)載側(cè)的電流供給。此外，在電弧發(fā)生時(shí)保持流過電壓型直流電源裝置的直流電流，并在電弧消弧后的電壓型直流電源裝置的直流輸出的供給恢復(fù)時(shí)，使用所保持的直流電流能夠迅速地進(jìn)行向負(fù)載的直流輸出的供給。【附圖說明】圖1是用于說明本專利技術(shù)的電壓型直流電源裝置的結(jié)構(gòu)例的概要框圖。圖2是用于說明本專利技術(shù)的控制部的一結(jié)構(gòu)例的概要框圖。圖3是用于說明本專利技術(shù)的電壓型直流電源裝置的動作例的流程圖。圖4是用于說明本專利技術(shù)的電壓型直流電源裝置的動作例本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電壓型直流電源裝置，具備：電壓型降壓斬波部，其構(gòu)成直流源；逆變器，其具有由第1開關(guān)元件～第4開關(guān)元件這4個(gè)開關(guān)元件構(gòu)成的電橋電路，并通過所述開關(guān)元件的動作將所述電壓型降壓斬波部的直流輸出變換為單相的交流電力；整流部，其對所述逆變器的輸出進(jìn)行交直變換，并將得到的直流供給到負(fù)載；以及控制部，其控制所述電壓型降壓斬波部和所述逆變器，該電壓型直流電源裝置的特征在于，具備短路部，其在所述電壓型降壓斬波部和所述逆變器之間，通過短路用開關(guān)元件(Q2)使所述電壓型降壓斬波部的正端子和負(fù)端子間短路，所述控制部在發(fā)生了電弧放電的時(shí)間點(diǎn)，將所述逆變器的第1開關(guān)元件～第4開關(guān)元件設(shè)為斷開狀態(tài)，將所述電壓型降壓斬波部的開關(guān)元件(Q1)設(shè)為斷開狀態(tài)，將所述短路部的短路用開關(guān)元件(Q2)設(shè)為接通狀態(tài)，通過所述電壓型降壓斬波部的電感器(LF)和二極管(D1)以及所述短路部的所述短路用開關(guān)元件(Q2)形成循環(huán)電路，所述控制部在所述電弧放電消弧的時(shí)間點(diǎn)或從電弧放電發(fā)生后經(jīng)過了預(yù)定的設(shè)定時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)，將所述逆變器的第1開關(guān)元件～第4開關(guān)元件設(shè)為接通狀態(tài)，將所述電壓型降壓斬波部的開關(guān)元件(Q1)設(shè)為接通狀態(tài)，將所述短路部的短路用開關(guān)元件(Q2)設(shè)為斷開狀態(tài)，向逆變器供給流過所述循環(huán)電路的循環(huán)電流。...
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：讓原逸男，小玉真一，安達(dá)俊幸，
申請(專利權(quán))人：株式會社京三制作所，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。