(57)【要約】【課題】  簡単な回路構成で、しかもインバータ回路の簡便な通常の制御方法で、確実に放電負荷に放電を発生させ、かつ定常放電状態を維持することができること。【解決手段】  インバータ回路と、１次巻線と２次巻線とを有するトランスと、該２次巻線に接続されて前記交流電圧を整流する全波整流回路とを備え、放電開始時には定常の放電電圧よりも高いトリガ電圧を放電負荷に供給し、放電開始後は全波整流回路から直流電力を放電負荷に供給する放電用電源装置において、全波整流回路の入力側と出力側との間に、トリガ用コンデンサとトリガ用ダイオードとを直列接続してなる回路を接続し、全波整流回路の入力側と、トリガ用コンデンサとトリガ用ダイオードとの接続点との間に、充電用ダイオードを接続している放電用電源装置。【選択図】  図１
2005033968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ回路の交流出力電圧が印加される１次巻線と２次巻線とを有するトランスと、該２次巻線に接続されて前記交流電圧を整流する全波整流回路とを備え、放電開始時には該全波整流回路の出力電圧よりも高いトリガ電圧を放電負荷に供給し、放電開始後は前記全波整流回路が出力する直流電力を前記放電負荷に供給する放電用電源装置において、
前記全波整流回路の入力側と出力側との間に、トリガ用コンデンサとトリガ用ダイオードとを直列接続してなる回路を接続し、前記全波整流回路の入力側と、前記トリガ用コンデンサと前記トリガ用ダイオードとの接続点との間に、充電用ダイオードを接続し、前記２次巻線の電圧に前記トリガ用コンデンサの電圧を重畳して前記トリガ電圧得ることを特徴とする放電用電源装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記全波整流回路の出力には、平滑用コンデンサ又は平滑用コンデンサとバイパス用ダイオードとが備えられ、前記トリガ用ダイオードのカソードと前記バイパス用ダイオードのカソードとが接続されていることを特徴とする放電用電源装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記トランスは、直列接続された二つの２次巻線を有し、前記全波整流回路は前記二つの２次巻線のそれぞれの端子に直列に接続された一対のダイオードからなるセンタタップ型の整流回路であり、前記充電用ダイオードは前記直列接続された二つの２次巻線の接続点と、前記トリガ用コンデンサと前記トリガ用ダイオードとの接続点との間に接続されていることを特徴とする放電用電源装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、
前記トランスは、前記２次巻線の一端に直列接続されている付加巻線を有し、前記充電用ダイオードは前記付加巻線の他端と、前記トリガ用コンデンサと前記トリガ用ダイオードとの接続点との間に接続されていることを特徴とする放電用電源装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
前記コンデンサの容量Ｃは、放電開始前の放電電流をＩｔ、定常放電状態の放電電圧をＥ、インバータ回路の変換周波数をＦとするとき、
Ｃ≧Ｉｔ／（Ｆ×Ｅ）
の式を満足する値であることを特徴とする放電用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トリガ電圧の印加によって放電状態に至る放電負荷に、トリガ電圧とその後に定常放電電力を供給する放電用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電エネルギーを利用する放電負荷として、各種のレーザ、放電灯、ストロボ装置、放電加工、光ファイバの融着接続、薄膜の形成などがあり、非常に広い分野において放電負荷が使用されている。その放電は、不活性ガスのような特定のガス中、あるいは大気中などで発生されるが、放電の発生時には高い電圧をトリガ電圧として放電負荷の放電電極間に印加する必要がある。このとき、トリガ電力は放電電力に比べてかなり小さいが、トリガ電力を供給する能力が不足すると、トリガ時の漏れ電流によって放電電極間の電圧が上昇せず、放電状態に至らないことがある。しかし一旦、放電電極間に放電が発生すると、放電の発生時のトリガ電圧に比べて低い電圧で放電が維持されるので、必要な大きさの放電電流を流すことができる電力を供給できればよい。
【０００３】
このような放電用電源装置の従来例の１例について、図６によって説明する。図６において、入力側整流回路５１は３相交流電圧を整流して直流電力に変換し、インバータ回路５２はその直流電圧を数ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚの高周波交流電圧に変換する。インバータ回路５２は周知のものであり、通常、パルス幅制御（オン時間比率制御）される。トランス５３は、インバータ回路５２から１次巻線５３ａに印加された高周波交流電圧を所定の変化比で昇圧された交流電圧を２次巻線５３ｂに現出する。２次巻線５３ｂの交流電圧は、出力側の全波整流回路５４によって直流電圧に変換され、コンデンサ５５で平滑化されて、放電負荷５６に印加される。放電負荷５６は、通常、一方の端子は接地され、負の電圧が印加される。
【０００４】
このような構成の従来の放電用電源装置において、商用交流入力電圧をＡＣ２００Ｖとすれば、入力側整流回路５１の整流電圧はほぼ２６０Ｖとなる。定常放電電圧を５００Ｖとすれば、トランス５３の２次巻線５３ｂと１次巻線５３ａとの巻数比、つまり昇圧比ｎは約２でよいが、必要なトリガ電圧を１０００Ｖとすると、この１０００Ｖのトリガ電圧を発生するためには、前記昇圧比ｎは４程度必要である。
【０００５】
この従来の放電用電源装置の動作説明を行うと、放電開始時にはインバータ回路５２が最大のパルス幅で制御され、１０００Ｖのトリガ電圧を発生する。放電負荷５６がこの１０００Ｖのトリガ電圧でトリガされて、定常の放電状態に移行したとすれば、放電負荷５６の不図示の放電電極間の定常放電電圧は５００Ｖ程度に低下する。したがって、インバータ回路５２のオン時間比率（パルス幅）を小さくしなければならない。しかし、インバータ回路５２のオン時間比率を小さくすると、インバータ回路５２の出力電流のピーク値が増加し、実効値が増加するから、インバータ回路５２のスイッチング素子であるＩＧＢＴ又はＦＥＴの電力損失が大きくなり、その発熱やトランス５３の巻線損失が増加するという問題が生じる。
【０００６】
図６の従来の放電用電源装置の欠点を除去するために、図７に示す装置が提案されている。図７で用いる記号で、図６で用いた記号と同一の記号は、同じ名称の部材を示すものとする。この従来装置は２次巻線５３ｂとは別に、５００Ｖ程度のトリガ電圧供給用の第２の２次巻線５３ｃをトランス３に設け、その第２の２次巻線５３ｃの電圧をトリガ用整流器５７で整流し、抵抗５８を通してバイパスダイオード５９の両端にほぼ５００Ｖの電圧を印加する。バイパスダイオード５９の両端の５００Ｖの電圧は、全波整流回路５４の整流電圧５００Ｖに重畳され、放電負荷５６にほぼ１０００Ｖの電圧を供給する。
【０００７】
この電源装置では、トリガ電圧の印加によって放電が開始し、定常放電に移行するときにバイパスダイオード５９が導通し、第２の２次巻線５３ｃが短絡されるので、短絡電流を制限するための抵抗５８が必要になる。この抵抗５８は、定常放電時には無駄な電力を消費することになり、効率の低下と、発熱を招くことになる。
【０００８】
以上の説明から分かるように、従来の放電用電源装置では、その構成及び制御が複雑になり、電力損失の増加、コストアップになるなど種々の欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、簡単な回路構成で、しかもインバータ回路の簡便な通常の制御方法で、放電開始時には放電を発生させるのに必要な大きなトリガ電圧を供給し、放電が発生して放電状態に至ったときには、インバータ回路を流れる電流のピークをできるだけ制限しながら定常放電状態を維持するのに必要な直流電力を供給することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、インバータ回路の交流出力電圧が印加される１次巻線と２次巻線とを有するトランスと、該２次巻線に接続されて前記交流電圧を整流する全波整流回路とを備え、放電開始時には該全波整流回路の出力電圧よりも高いトリガ電圧を放電負荷に供給し、放電開始後は前記全波整流回路が出力する直流電力を前記放電負荷に供給する放電用電源装置において、前記全波整流回路の入力側と出力側との間に、トリガ用コンデンサとトリガ用ダイオードとを直列接続してなる回路を接続し、前記全波整流回路の入力側と、前記トリガ用コンデンサと前記トリガ用ダイオードの双方の接続点との間に、充電用ダイオードを接続し、前記２次巻線の電圧に前記トリガ用コンデンサの電圧を重畳して前記トリガ電圧を得ることを特徴とする放電用電源装置を提供するものである。
【００１１】
請求項１の放電用電源装置によれば、非常に簡単な回路構成で電源電圧の２倍以上の電圧をトリガ電圧として放電負荷に印加することができる。各サイクルでトリガ電圧が発生されるので、条件などの変動で放電電流が少なくなった場合でも、放電が消滅し難い。
【００１２】
請求項２に係る放電用電源装置は、請求項１において、前記全波整流回路の出力には、平滑用コンデンサ又は平滑用コンデンサとバイパス用ダイオードとが備えられ、前記トリガ用ダイオードのカソードと前記バイパス用ダイオードのカソードとが接続されていることを特徴とする放電用電源装置を提供する。
【００１３】
請求項２の放電用電源装置によれば、非常に簡単な回路構成で電源電圧の２倍以上の任意の大きさのトリガ電圧を得ることができ、トリガに要する時間を短縮、又は高いトリガ電圧が要求される場合にも対応することができる。
【００１４】
請求項３に係る放電用電源装置は、請求項１又は請求項２において、前記トランスは、直列接続された二つの２次巻線を有し、前記全波整流回路は前記二つの２次巻線のそれぞれの端子に直列に接続された一対のダイオードからなるセンタタップ型の整流回路であり、前記充電用ダイオードは前記直列接続された二つの２次巻線の接続点と、前記トリガ用コンデンサと前記トリガ用ダイオードとの接続点との間に接続されていることを特徴とする放電用電源装置を提供する。
【００１５】
請求項３の放電用電源装置によれば、非常に簡単な回路構成で電源電圧の２倍のトリガ電圧を得ることができ、トリガに要する時間を短縮することができる。
【００１６】
請求項４に係る放電用電源装置は、請求項１又は請求項２において、前記トランスは、前記２次巻線の一端に直列接続されている付加巻線を有し、前記充電用ダイオードは前記付加巻線の他端と、前記トリガ用コンデンサと前記トリガ用ダイオードとの接続点との間に接続されていることを特徴とする放電用電源装置を提供する。
【００１７】
請求項４の放電用電源装置によれば、非常に簡単な回路構成で電源電圧の２倍以上の高いトリガ電圧を得ることができ、トリガに要する時間を短縮することができる。
【００１８】
請求項５に係る放電用電源装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
前記コンデンサの容量Ｃは、放電開始前の放電電流をＩｔ、定常放電状態の放電電圧をＥ、インバータ回路の変換周波数をＦとするとき、Ｃ≧Ｉｔ／（Ｆ×Ｅ）の式を満足する値であることを特徴とする放電用電源装置を提供する。
【００１９】
請求項５の放電用電源装置によれば、インバータ回路の制御を複雑にすることなく、放電負荷を確実に放電状態に至らせると共に、インバータ回路やトランスなどの電力損失を抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡単な回路構成で、しかもインバータ回路の簡便な通常の制御方法で、確実に放電負荷に放電を発生させ、かつ定常放電状態を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
先ず、本発明を実施するための最良の形態を示す実施例１について説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は本発明の第１の実施例である放電用電源装置１００を示し、図２はその動作を説明するためのものである。入力側整流回路１は３相交流電圧を整流して直流電力に変換し、インバータ回路２はその直流電圧を数ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚの高周波交流電圧に変換する。インバータ回路２は周知のものであり、通常、パルス幅制御（オン時間比率制御）される。トランス３は、インバータ回路２から１次巻線３ａに印加された高周波交流電圧を所定の変圧比で昇圧された交流電圧を２次巻線３ｂに現出する。２次巻線３ｂの交流電圧は、図示しない４個のダイオードをブリッジに接続してなる全波整流回路４によって全波整流され、平滑用コンデンサ５で平滑化されて、放電負荷６に印加される。放電負荷６は、通常、一方の端子が接地され、不図示の放電電極間には負の直流電圧が印加される。
【００２３】
全波整流回路４の一方の入力側（つまり、全波整流回路４の一方の入力とトランス３の２次巻線３ｂの一方の端子Ａとの接続点）と、全波整流回路４の出力側（つまり、全波整流回路４の出力と放電負荷６との接続点）との間に、全波整流回路４を跨ぐように、トリガ用コンデンサ７とトリガ用ダイオード８とを直列接続した回路が接続されている。全波整流回路４の他方の入力側（つまり、全波整流回路４の他方の入力とトランス３の２次巻線３ｂの他方の端子Ｂとを接続した接続点）と、トリガ用コンデンサ７とトリガ用ダイオード８との接続点との間に、トリガ用コンデンサ７を充電するための充電用ダイオード９が接続されている。
【００２４】
なお、制御回路１０は負荷電圧を検出する電圧検出器１１、出力電流を検出する電流検出器１２からの電圧検出信号、電流検出信号を受けて、放電負荷６に供給される電力が所定の値になるように、インバータ回路２をパルス幅制御する。
【００２５】
次に、図１に示す実施例の動作について説明を行う。２次巻線３ｂの一方の端子Ａが負、他方の端子Ｂが正の電圧の半サイクルでは、端子Ｂから充電用ダイオード９、トリガ用コンデンサ７、端子Ａを通して電流が流れ、トリガ用コンデンサ７を図示極性で充電する。そして、次の半サイクルになると、端子Ａが正の電圧、端子Ｂが負の電圧になるので、２次巻線３ｂの交流電圧Ｅにトリガ用コンデンサ７の電圧が重畳され、その重畳された電圧が放電負荷６の不図示の放電電極間に印加される。
【００２６】
後述するように、実際の放電負荷では漏れ電流Ｉｔが流れるので、トリガ用コンデンサ７は各サイクルで交流電圧Ｅに達することはできず、各サイクルで前述のような動作を繰り返すことによって、トリガ用コンデンサ７は２次巻線３ｂの交流電圧Ｅまで徐々に充電される。トリガ用コンデンサ７が電圧Ｅまで充電されると、２次巻線３ｂの交流電圧Ｅにトリガ用コンデンサ７の電圧が重畳された電圧２Ｅが、平滑用コンデンサ５を通して放電負荷６に印加され、放電負荷６はトリガされる。そして、全波整流器４が全波整流動作を行って放電電力を供給する。
【００２７】
ここで、トリガ用コンデンサ７が電圧Ｅまで充電される時間はトリガ用コンデンサ７の容量の大きさに左右され、図２に示すように、トリガ用コンデンサ７の容量が大きいほど充電時間は短くて済む。
【００２８】
電圧２Ｅは、放電負荷６の不図示の放電電極間に放電を起させる十分な電圧値とエネルギーとをもつものであり、放電電極間を確実にトリガして放電状態に至らせることができなければならない。その放電の開始によって、放電電極間の気体はイオン化する。放電電極間に存在する気体のイオン化によって、放電電極間のインピーダンスは低下し、その放電電圧も当然に小さくなる。したがって、放電電極間にイオンが多数存在する間に次の半サイクルに移行し、かつ電源が放電を持続するのに必要な電流を供給できる能力があれば、トリガ電圧に比べて小さい電圧で定常放電を維持できる。
【００２９】
ここで、トリガ用コンデンサ７の容量Ｃが小さ過ぎると、放電負荷６を流れる漏れ電流Ｉｔによって、トリガ用コンデンサ７を電圧Ｅまで充電することができないので、放電負荷６の不図示の放電電極間に放電を開始させることができない。次に、巻線電圧の２倍の電圧２Ｅを発生するために、トリガ用コンデンサ７の最低限必要な容量Ｃを求める。
【００３０】
放電開始前の放電負荷６の漏れ電流をＩｔとし、トランス３の２次巻線３ｂの高周波交流電圧の１周期をＴとすると、その１周期Ｔにおける漏れ電流Ｉｔによる漏れ電荷量Ｑは、Ｑ＝Ｉｔ×Ｔとなる。
【００３１】
この電荷量Ｑが漏れ電流Ｉｔとしてすべて放電されるとき、平滑用コンデンサ５の充電電圧の低下する電圧値ΔＶが電圧Ｅよりも小さくなければ、平滑用コンデンサ５の充電電圧を２倍の電圧２Ｅに向けて上昇させることができない。したがって、ΔＶ＝Ｑ／Ｃ＜Ｅの式が成り立ち、この式はＣ＞Ｑ／Ｅ＝Ｉｔ×Ｔ／Ｅ＝Ｉｔ／（Ｅ×Ｆ）となる。ただし、Ｆはトランス３の２次巻線３ｂの高周波交流電圧の周波数、つまりインバータ回路２の変換周波数であり、周期Ｔの逆数である。
【００３２】
前記式から、トリガ用コンデンサ７の容量ＣがＩｔ／（Ｅ×Ｆ）よりも小さいと、漏れ電流Ｉｔの影響で、トリガ用コンデンサ７が電圧Ｅまで達しないので、トリガ電圧が２Ｅまで上昇できず、放電負荷６を放電状態に至らせることが難しくなる。したがって、トリガ用コンデンサ７の容量Ｃは、Ｃ＞Ｉｔ／（Ｅ×Ｆ）の式を満足する値でなければならない。しかし、実際上では電力損失やトリガに要する時間を考慮しなければならないので、確実に、しかも短い時間で放電負荷６を放電状態に至らせるには、トリガ用コンデンサ７の容量Ｃは、Ｉｔ／（Ｅ×Ｆ）の１．５倍以上であることが好ましい。トリガ用コンデンサ７の容量ＣをＩｔ／（Ｅ×Ｆ）の１．５倍以上の値に選ぶことによって、高周波交流電圧の各サイクルでトリガ用コンデンサ７の充電電圧は確実に上昇し、短い所要時間で放電負荷６はトリガされる。
【００３３】
また、他方ではトリガ用コンデンサ７の容量Ｃが大き過ぎると、放電負荷６が定常放電状態に至って、全波整流回路４が全波整流動作を行い、放電負荷６に電力を供給しているときに、トリガ用コンデンサ７だけを通して電力が放電負荷６に供給、つまり全波整流回路４が半波整流動作を行う期間が発生してしまう。全波整流回路４が半波整流動作を行うと、当然に導通期間が狭くなるので、インバータ回路２がパルス幅を絞って狭いパルス幅で動作することになる。その狭いパルス幅で必要な放電電流を流すので、電流のピーク値は大きくなり、インバータ回路２において電流容量の大きなスイッチング半導体素子が必要となるばかりでなく、電力損失が大きくなる。したがって、トリガ用コンデンサ７の容量Ｃは、全波整流回路４のダイオード４Ａ〜４Ｄがカットオフしない、つまり全波整流動作から半波整流動作に入ることがない上限容量Ｃｕよりも小さいことが好ましい。
【００３４】
この上限容量Ｃｕは、負荷条件、例えば放電負荷６に供給する放電電流、放電負荷６における不図示の放電電極間の間隔、その放電電極の雰囲気における気体の種類などによって影響を受けるので、一概には決められない。負荷条件が決められると、その負荷条件に従って実験を行い、全波整流回路４が全波整流動作から半波整流動作に移行するときのトリガ用コンデンサ７の容量Ｃをもって上限容量Ｃｕとする。
【００３５】
このように、トリガ用コンデンサ７の容量ＣがＩｔ／（Ｅ×Ｆ）よりも大きく、好ましくはＩｔ／（Ｅ×Ｆ）の１．５倍よりも大きく、かつ上限容量Ｃｕよりも小さいとすると、確実に放電負荷６をトリガできるものの、放電開始後もトリガ用コンデンサ７に充電されたエネルギーが毎サイクル、平滑用コンデンサ５に移行するために定常放電時のリプル電圧が大きくなる。しかし、そのエネルギーは放電エネルギーとして使われるから、無駄な電力損失にならない。
【００３６】
次に、上述のような考え方に基づいて設計を行い、シミュレーションした結果を図２に示す。条件は下記のとおりである。
（１）定常放電電圧Ｅｏ＝５００Ｖ
（２）定常放電時の放電電流Ｉｏ＝２０Ａ（このときの負荷抵抗２５Ω）
（３）トリガ電圧Ｖｔ＝１０００Ｖ
（４）トリガ前の漏れ電流Ｉｔ＝１０ｍＡ（このときの負荷抵抗１００ｋΩ）
（５）高周波電源の出力電圧の実効値Ｖｏ＝２６０Ｖ
（６）トランス３の昇圧比ｎ＝２
なお、放電負荷６における不図示の放電電極の雰囲気にアルゴン（Ａｒ）ガスを用い、プラズマ放電を発生させた。シミュレーションでは、インバータ回路２を実効値２６０Ｖの高周波交流電源に置き換えた。放電負荷６は、トリガ前には電流負荷を模擬する１００ｋΩの負荷抵抗を接続して漏れ電流を流し、起動後、負荷電圧が１０００Ｖに達するときにトリガして、放電状態に移行するものと仮定して、電子スイッチによりプラズマ放電負荷を模擬する２５Ωの負荷抵抗に切り替えた。
【００３７】
前記式により、トリガ用コンデンサ７の最小の容量Ｃは、
Ｃ＝Ｉｔ／（Ｅ×Ｆ）＝０．０１／（５００×２０３）＝１ｎＦ
あるので、最小の容量よりも容量の小さい０．９ｎＦ、最小容量の１．０ｎＦ、それよりも少し大き目の１．１ｎＦ、更に１．２ｎＦ、１．５ｎＦ、３ｎＦの場合についてシミュレーションを行った。
【００３８】
それぞれのシミュレーション結果を順に曲線Ａ、曲線Ｂ、曲線Ｃ、曲線Ｄ、曲線Ｅ、曲線Ｆで示す。曲線Ａ（０．９ｎＦ）の場合には、トリガ用コンデンサ７の充電電圧が５００Ｖに達しないために、必要なトリガ電圧（１０００Ｖ）が得られず、放電負荷６はトリガされない。曲線Ｂ（１．０ｎＦ）、曲線Ｃ（１．１ｎＦ）の場合には、図示されていないが、長い時間をかけて１０００Ｖに達する。しかし、放電発生までの時間がかかり過ぎるので、実際の装置ではこのような容量を選定することは難しい。
【００３９】
トリガ用コンデンサ７の容量Ｃが１．２ｎＦ（曲線Ｄ）の場合には、比較的短時間でトリガ電圧が電圧１０００Ｖまで上昇し、１１０ｍｓ程度の時間でトリガされ、プラズマ放電に移行している。トリガ用コンデンサ７の容量Ｃが１．５ｎＦ（曲線Ｅ）の場合には、更に短い時間でトリガ電圧が電圧１０００Ｖまで上昇し、４０ｍｓ程度の時間でトリガされ、プラズマ放電に移行しているのが分かる。そして、トリガ用コンデンサ７の容量Ｃが３ｎＦ（曲線Ｆ）の場合には、更に短い時間でトリガ電圧が電圧１０００Ｖまで上昇し、２０ｍｓ程度の時間でトリガされ、プラズマ放電に移行しているのが分かる。図示しないが、トリガ用コンデンサ７の容量Ｃが２０００ｎＦまでシミュレーションしたが、更に短い所要時間でプラズマ放電が発生した。
【実施例２】
【００４０】
次に、図３によって本発明に係る第２の実施例の放電用電源装置２００について説明する。図３において、図１で用いた記号と同一の記号は、図１の部材と同一の名称の部材を示すものとする。
【００４１】
この実施例が、図１に示した放電用電源装置１００と異なる点は、平滑用コンデンサ５と放電負荷６との間に直列にバイパス用ダイオード１３を接続すると共に、バイパス用ダイオード１３のカソードをトリガ用ダイオード８のカソードに接続したことである。
【００４２】
バイパス用ダイオード１３をこのように設けることによって、トリガ電圧２Ｅが平滑用コンデンサ５によって平滑されることなく、トリガ電圧２Ｅが放電負荷６に直接印加されるので、放電負荷６を早期にトリガすることができる。放電負荷６がトリガされ、放電状態に至ると、トランス３の２次巻線３ｂから全波整流回路４と平滑コンデンサ５とバイパス用ダイオード１３とを通して放電負荷６に放電電力が供給される。この実施例によれば、即応性が向上される。
【００４３】
また、全波整流回路４の出力電圧はバイパス用ダイオード１３によってトリガ電圧２Ｅがブロックされ、電圧Ｅが印加されるだけであるので、全波整流回路４を構成するダイオードの耐圧は図１の放電用電源装置１００に比べて、１／２でよいという利点がある。
【実施例３】
【００４４】
次に、図４によって本発明に係る第３の実施例の放電用電源装置３００について説明する。図４において、図１、図３で用いた記号と同一の記号は、図１の部材と同一の名称の部材を示すものとする。
【００４５】
トランス３は、２次巻線３ｂに２次巻線３ｃを直列に付加し、そして２次巻線３ｂと３ｃとがセンタタップ構成になっており、中点３ｄを有する。これら２次巻線３ｂと付加された２次巻線３ｃのそれぞれの端子Ａ、Ｂには、直列にそれぞれダイオード４Ａ、４Ｂのアノードが接続され、カソードは共通に接続されてセンタタップ型の全波整流回路４を構成している。
【００４６】
トリガ用コンデンサ７とトリガ用ダイオード８とを直列接続した回路は、２次巻線３ｂの端子Ａとダイオード４Ａ、４Ｂのカソードとの間に接続される。トリガ用コンデンサ７を充電するための充電用ダイオード９は、トリガ用コンデンサ７とトリガ用ダイオード８との接続点と、中点３ｄとの間に接続されている。この放電用電源装置３００の動作は、放電用電源装置１００、２００の動作とほぼ同じであるので、説明を省略する。
【実施例４】
【００４７】
図５によって本発明に係る第４の実施例である放電用電源装置４００について説明する。図５において、図１で用いた記号と同一の記号は、図１の部材と同一の名称の部材を示すものとする。この実施例が放電用電源装置３００と異なる点は、充電用ダイオード９アノードが付加された２次巻線３ｃの端子Ｂに接続されていることである。
【００４８】
放電用電源装置４００の動作について説明すると、２次巻線３ｂの端子Ａが負、付加された２次巻線３ｃの端子Ｂが正の半サイクルでは、２次巻線３ｂの電圧Ｅと付加された２次巻線３ｃの電圧Ｅとが重畳された電圧２Ｅが、充電用ダイオード９を通してトリガ用コンデンサ７に印加され、トリガ用コンデンサ７は電圧２Ｅまで充電される。したがって、放電用電源装置４００によれば、前述の説明から分かるように、放電負荷６には電圧３Ｅを印加することができる。
【００４９】
この実施例によれば、放電負荷６のトリガ電圧が電圧２Ｅならば、トリガ用コンデンサ７が電圧Ｅに充電された時点で、放電負荷６に電圧２Ｅが印加され、トリガされるので、短い所要時間で放電負荷６の放電を開始させることができる。また、トリガ電圧が３Ｅまでのものに対応できる。更に、この実施例では２次巻線３ｂの巻線数に比べて２次巻線３ｃの巻線数を必要な電圧値に対応させて増やせば、トリガ電圧が３Ｅよりも高い放電負荷にも対応できる。
【００５０】
なお、放電負荷６に並列接続されている平滑用コンデンサ５は、放電負荷６がアーク放電状態にあるときの放電エネルギーを小さくするために、省くこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の活用例として、エキシマレーザのようなレーザ装置のレーザ管をトリガするための電源、あるいは高輝度放電灯（ＨＩＤ）のような各種放電灯、あるいはストロボ装置を点灯するための電子点灯装置、又は光ファイバの切断面を突き合わせて接続する際に、放電による熱で光ファイバの端面部分を溶融させて接続する光ファイバ融着接続用の放電用電源装置として、さらにはプラズマ放電を発生させてプラズマガスをイオン化し、そのイオンをターゲット表面に衝突させ、ターゲット材料を蒸発させて、その蒸気を半導体表面又は光ディスク基板表面に薄膜を形成する薄膜形成装置などが挙げられる。また、その他にも電極間の放電エネルギーを利用する種々の機器の放電用電源として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】発明を実施するための最良の形態を説明するための第１の実施例である放電用電源装置１００を示す図である。
【図２】シミュレーション結果を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例である放電用電源装置２００を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施例である放電用電源装置３００を示す図である
【図５】本発明の第４の実施例である放電用電源装置４００を示す図である。
【図６】従来の放電用電源装置の一例を示す図である。
【図７】従来の放電用電源装置の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・入力側整流回路
２・・・インバータ回路
３・・・トランス
４・・・全波整流回路
５・・・平滑用コンデンサ
６・・・放電用負荷
７・・・トリガ用コンデンサ
８・・・トリガ用ダイオード
９・・・充電用ダイオード
１０・・・制御回路
１１・・・電圧検出器
１２・・・電流検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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