(57)【要約】【課題】各アームに配置された複数個のスイッチング素子に対する損失均等化を図ること。【解決手段】複数の半導体スイッチング素子７がそれぞれ直列接続された第１〜第４のアームＳ１〜Ｓ４によって構成され、直流電圧を交流電圧に変換する単相フルブリッジインバータと、各アームＳ１〜Ｓ４の温度を検出する複数の温度センサ３と、複数の温度センサ３の検出出力に基づき、各アームＳ１〜Ｓ４の損失が均等になるように４つのアームＳ１〜Ｓ４の半導体スイッチング素子７に対するスイッチングパターンを可変制御する駆動制御手段とを備える。【選択図】        図２
2007306696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体スイッチング素子がそれぞれ接続された第１〜第４のアームによって構成され、直流電圧を交流電圧に変換する単相フルブリッジインバータと、
各アームの温度を検出するために、各アーム毎に設けられた温度センサと、
前記複数の温度センサの検出出力に基づき、各アームの損失が均等になるように前記４つのアームの半導体スイッチング素子に対するスイッチングパターンを可変制御する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段は、
前記複数の温度センサの検出出力から、上アームとしての第１のアームおよび該第１のアームに直列接続される下アームとしての第４のアームの温度合計と、上アームとしての第３のアームおよび該第３のアームに直列接続される下アームとしての第２のアームの温度合計との温度差を求め、この温度差が第１の閾値より小さいときは、第１のアームおよび第２のアームを先にオンにしてつぎに第３のアームおよび第４のアームをオンにする第１のスイッチングパターンと、第３のアームおよび第４のアームを先にオンにしてつぎに第１のアームおよび第２のアームをオンにする第２のスイッチングパターンを各インバータ出力周期において交互に実行し、前記温度差が第１の閾値より大きい場合は、第１および第４のアーム側と、第２および第３のアーム側の損失が均等になるように、第１または第２のスイッチングパターンのうちの一方のスイッチングパターンをインバータ出力周期において所定の回数連続して実行した後、他方のスイッチングパターンに切り換えるように制御することを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記駆動制御手段は、前記温度差が第１の閾値より大きい場合であってかつ第１のアームおよび第４のアームの温度合計が、第３のアームおよび第２のアームの温度合計よりも大きい場合は、第２のスイッチングパターンが第１のスイッチングパターンより多くなるように第２のスイッチングパターンをインバータ出力周期において所定の回数連続して実行した後、第１のスイッチングパターンに切り換え、前記温度差が第１の閾値より大きい場合であってかつ第１のアームおよび第４のアームの温度合計が、第３のアームおよび第２のアームの温度合計よりも小さい場合は、第１のスイッチングパターンが第２のスイッチングパターンより多くなるように第１のスイッチングパターンをインバータ出力周期において所定の回数連続して実行した後、第２のスイッチングパターンに切り換えるように制御することを特徴とする請求項２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
複数の半導体スイッチング素子がそれぞれ接続された第１〜第４のアームによって構成され、前記第１〜第４のアームを構成する複数の半導体スイッチング素子が縦方向に配置され、直流電圧を交流電圧に変換する単相フルブリッジインバータと、第１〜第４のアームの下側に夫々配置された吸気ファンと、第１〜第４のアームの上側に夫々配置された排気ファンとを備え、各吸気ファンによって吸気した冷却風を各アームを介して各排気ファンによって排気するインバータ装置において、
前記複数のアームをアーム毎にダクト構造とするとともに、
各アームの温度を検出するために、各アーム毎に設けられた温度センサと、
前記複数の温度センサの検出出力に基づき、第１〜第４のアームの損失が均等になるように第１〜第４のアームの半導体スイッチング素子に対するスイッチングパターンを可変制御する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とするインバータ装置。
【請求項５】
前記駆動制御手段は、
前記複数の温度センサの検出出力から、上アームとしての第１のアームおよび該第１のアームに直列接続される下アームとしての第４のアームの温度合計と、上アームとしての第３のアームおよび該第３のアームに直列接続される下アームとしての第２のアームの温度合計との温度差を求め、この温度差が第１の閾値より小さいときは、第１のアームおよび第２のアームを先にオンにしてつぎに第３のアームおよび第４のアームをオンにする第１のスイッチングパターンと、第３のアームおよび第４のアームを先にオンにしてつぎに第１のアームおよび第２のアームをオンにする第２のスイッチングパターンを各インバータ出力周期において交互に実行し、前記温度差が第１の閾値より大きい場合は、第１および第４のアーム側と、第２および第３のアーム側の損失が均等になるように、第１または第２のスイッチングパターンのうちの一方のスイッチングパターンをインバータ出力周期において所定の回数連続して実行した後、他方のスイッチングパターンに切り換えるように制御することを特徴とする請求項４に記載のインバータ装置。
【請求項６】
前記駆動制御手段は、前記温度差が第１の閾値より大きい場合であってかつ第１のアームおよび第４のアームの温度合計が、第３のアームおよび第２のアームの温度合計よりも大きい場合は、第２のスイッチングパターンが第１のスイッチングパターンより多くなるように第２のスイッチングパターンをインバータ出力周期において所定の回数連続して実行した後、第１のスイッチングパターンに切り換え、前記温度差が第１の閾値より大きい場合であってかつ第１のアームおよび第４のアームの温度合計が、第３のアームおよび第２のアームの温度合計よりも小さい場合は、第１のスイッチングパターンが第２のスイッチングパターンより多くなるように第１のスイッチングパターンをインバータ出力周期において所定の回数連続して実行した後、第２のスイッチングパターンに切り換えるように制御することを特徴とする請求項５に記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波励起を必要とするＣＯ2レーザなどのガスレーザ発振器の電源装置に用いるインバータ装置に関し、特に各アームに複数のスイッチング素子を接続した大容量のインバータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯ2レーザ発振器では、一対の電極を通してガス空間に交流高電圧を伝達して放電を発生させるために、電極両端にかかる電圧を一定とした場合、放電空間に投入される電力とその時に流れる電流は、ほぼ周波数に比例する特徴を持っている。一般に、交流電源の駆動周波数を高くすると、電源の内部インダクタンスにより、出力電流は流れにくくなる。そこで、高ピーク・短パルスのＣＯ2レーザ駆動電源を実現するために、漏れインダクタンスの原因である昇圧トランスを無くし、高圧を直接ダイレクトスイッチングする方式を採用している。
【０００３】
図１３は、そのような直接ダイレクトスイッチング方式を採用する従来のインバータ装置の概観図、図１４はその上面図、図１５はその側面図である。このインバータ装置１００は、整流器によって３相交流電源を直流電圧に変換した後の直流電圧を複数のスイッチング素子１０７によって所望の周波数の交流電力に変換するものであり、複数のスイッチング素子１０７を複数個接続したものを１アームとして大容量のインバータ装置が得られるようにしている。この従来のインバータ装置１００においては、筐体１０１内に２枚のプリント基板１０５を立設し、２枚のプリント基板１０５に複数のスイッチング素子１０７を配列し、１枚のプリント基板１０５に２アーム分のスイッチング素子１０７を実装している。すなわち、このインバータ装置１００は、４アーム分のスイッチング素子１０７を実装しており、１アーム分のスイッチング素子１０７は、縦（高さ）方向に６個、横方向に２列配列し、それぞれのスイッチング素子１０７には冷却用のフィン１０６が取りつけられている。また、スイッチング素子１０７に取りつけられたフィン１０６を冷却するために、プリント基板５の上下にファン１０２を取りつけて、下のファン１０２が空気を取り入れ、上のファン１０２が空気を排出する役割を果している。この場合には、各アームの上下それぞれに１個ずつファン１０２を取りつけており、インバータ装置１００全体では８個のファン１０２を取りつけている。また、スイッチング素子１０７を保護する目的で、ファン１０２の故障を検出するために、インバータ装置１００の上部に温度センサ１０３を設置し、インバータ装置１００内の温度を監視している。
【０００４】
しかしながら、上記従来のインバータ装置１００においては、各アームの上下に設けた冷却用ファン１０２による冷却風１０４がフィン１０６以外の通路を通ってしまうため、スイッチング素子１０７を効率良く冷却することができなかった。また、従来構成では、下部に配置されたスイッチング素子１０７に対する冷却能力が高いが、上部に配置されたスイッチング素子１０７ほど、下部に配置されたスイッチング素子１０７によって暖められた空気が流れるため、冷却能力が落ちてしまっていた。さらに、ファン１０２から遠い場所に配置されたスイッチング素子１０７の方がファン１０２に近い場所に配置されたスイッチング素子１０７に比べてフィン１０６に到達する風速が小さくなるため、中央部に配置されたスイッチング素子１０７はファン１０２の影響を受けにくく、１アームの中でスイッチング素子１０７の損失ばらつきが生じていた。
【０００５】
このような問題を解決するために、特許文献１においては、各相の上アームと下アームのトランジスタの冷却体に対して、冷却ファンとダクトによる冷却通風路を並列配置するようにしている。
【０００６】
また、特許文献２においては、一対の高電圧側アームと一対の低電圧側アームによりフルブリッジインバータを構成し、各アームを駆動する４つの信号のうち高電圧側アーム同士および低電圧側アーム同士の信号を一定周期で入れ替えることで、各アームの損失を均等にすることが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平０４−２９６０４７号公報
【特許文献２】特開２０００−４０５９号公報（請求項８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１においては、各相の上アームと下アームのトランジスタの冷却体に対して冷却通風路を並列配置しているので、１つのアームに対するスイッチング素子数が多くなってきた場合には、風下側のスイッチング素子に対する冷却能力が低くなり、全てのスイッチング素子を均等に冷却することができないという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２では、各アームを駆動する２つのスイッチングパターンを交互に入れ替えることにより、各アームの損失を均等にしようとしているが、高周波インバータ装置の電源盤内での配置条件やスイッチング素子の部品ばらつきなどによって各アーム毎の温度が異なり、これにより各アーム毎のスイッチング素子の損失にばらつきが生じるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、各アームに配置された複数個のスイッチング素子に対する冷却能力の均等化または損失均等化を図るインバータ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の半導体スイッチング素子がそれぞれ直列接続された第１〜第４のアームによって構成され、直流電圧を交流電圧に変換する単相フルブリッジインバータと、各アームの温度を検出するために、各アーム毎に設けられた温度センサと、前記複数の温度センサの検出出力に基づき、各アームの損失が均等になるように前記４つのアームの半導体スイッチング素子に対するスイッチングパターンを可変制御する駆動制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したとおり、この発明によれば、温度センサによって各アーム毎の温度を検出し、この検出温度に基づいてスイッチングパターンの切替え制御の最適化を実行するようにしているので、電源盤内のインバータの配置やスイッチング素子の部品ばらつきなどによって発生していた各アームの損失ばらつきをより低減することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかるインバータ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
図１は、インバータ装置の回路図、図２は本実施の形態のインバータ装置の概観斜視図、図３はその上面図、図４はその側面図である。
【００１５】
図１に示すインバータ装置２０においては、直流電源８は、図示しない整流器によって３相交流電源を直流電圧に変換した後の直流電圧に対応しており、このインバータ装置２０は直流電源８の直流電圧を複数の半導体スイッチング素子７によって所望の周波数の交流電力に変換するものであり、４つのアームＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４によって単相フルブリッジインバータを構成している。各アームＳ１〜Ｓ４は、複数のスイッチング素子７を複数個接続したものを１アームとしており、これにより大容量のインバータ装置が得られるようにしている。なお、図１では、１アームに６個のスイッチング素子７を図示しているが、実際は１アームに２４個のスイッチング素子７を４並列６直列接続している。１０は、放電負荷である。なお、複数のスイッチング素子７の接続形態としては、直列接続、並列接続、直列並列の混合でもよい。
【００１６】
このインバータ装置２０は、図２〜図４に示すように、筐体１内の中央部に２枚のプリント基板５を立設し、２枚のプリント基板５に複数のスイッチング素子７を配列し、１枚のプリント基板５に２アーム分のスイッチング素子７を実装している。図３に示すように、左側の基板５には、アームＳ１、Ｓ３が実装され、右側の基板５には、アームＳ２、Ｓ４が実装されている。図３および図４に示すように、各アームＳ１〜Ｓ４には、縦（高さ）方向に６個、横方向に４個のスイッチング素子７がそれぞれ配列され、これにより１つのアームには、２４個のスイッチング素子７が実装されている。また、それぞれのスイッチング素子７には冷却用のフィン６が取りつけられている。
【００１７】
また、スイッチング素子７に取りつけられたフィン６を冷却するために、プリント基板５の上下にファン２を４個ずつ取りつけている。下側に配置された吸気ファン２ａが空気を取り入れ、上側に配置された排気ファン２ｂが空気を排出する役割を果している。すなわち、各アームＳ１〜Ｓ４の上下に吸気ファン２ａ，排気ファン２ｂを各別に配設している。
【００１８】
また、各アームＳ１〜Ｓ４のスイッチング素子７およびフィン６をそれぞれ囲むように、コの字状のダクト９を立設している。すなわち、インバータ装置２０を４分割のダクト構造とすることで、吸気ファン２ａからの冷却風４を効率良くフィン６にあてることができる構造としている。また、図２または図４に示すように、ダクト９の高さ方向の略中央部（この場合は下から３段目のスイッチング素子の側方）に、空気導入孔９ａを設けるとともに、上側のダクト９にひさし部９ｂを設けるようにしており、ひさし部９ｂおよび空気導入孔９ａによる構成によって、ダクト９の外側を流れる冷却風４をダクト９の内側に流入させ、これにより、空気導入孔９ａの上側に位置するフィン６に当たる風速と、空気導入孔９ａの下側に位置するフィン６に当たる風速との風速差が少なくなるようにしており、これによりファン２からの距離によるフィン６にあたる風速差を少なくなるようにしている。
【００１９】
図５は、本実施の形態のようにダクト構造とした場合（白四角）と、図１３〜図１５に示した従来構成における場合（黒丸）とにおける各スイッチング素子７（各フィン６）への風速を各段（１段が最下段、６段が最上段）毎に示したものである。もちろん、従来構成と実施の形態において、運転条件は同じにしている。従来技術では、段数が上にいくに従って、風速が落ちていたのに対し、本実施の形態によれば、各段の風速をほぼ均一化することができた。
【００２０】
また、図６は、本実施の形態のようにダクト構造とした場合（白四角）と、図１３〜図１５に示した従来構成における場合（黒丸）とにおける各スイッチング素子７（各フィン６）の温度測定結果を各段（１段が最下段、６段が最上段）毎に示したものである。勿論、従来構成と実施の形態において、運転条件は同じにしている。従来技術では、段数が上にいくに従って、スイッチング素子７の温度が大きく上昇していたのに対し、本実施の形態によれば、その温度上昇を緩やかにすることが可能となっている。
【００２１】
また、各アームＳ１〜Ｓ４の上部に、すなわち各ダクト９の上部に温度センサ３をそれぞれ設け、これら温度センサ３によって各アームのダクト９内の温度を検出するようにしている。各温度センサ３には、あらかじめ異常温度を記憶させておき、異常温度に達すると対応するダクト９の上下に取りつけたファン２が故障したと判断し、インバータ装置２０を停止するようにする。因みに、図１３〜図１５に示した従来のインバータ装置では、４つのアームに対応して１つの温度センサ１０３しか設けられていなかったので、複数個のファン１０２の殆どが故障しなければ、ファン１０２の故障を検出することができなかった。
【００２２】
つぎに、温度センサ３の検出出力に基づきインバータ装置２０の各アームのスイッチングパターンを可変制御する手法について説明する。図７は各アームＳ１〜Ｓ４のスイッチングモードを示すタイムチャート、図８はインバータ出力時における第１のパルスモードＡを示すタイムチャート、図９はインバータ出力時における第２のパルスモードＢを示すタイムチャート、図１０はインバータ出力時のスイッチングの際に各アームを流れる電流を示す図である。
【００２３】
図７に示すように、インバータ装置は、所定の繰り返し周期Ｔで、インバータ動作期間であるインバータ出力モードと、インバータ動作の休止期間であるシマーモードとを繰り返している。なお、シマーモードの際には、アームＳ１とアームＳ３が同時にオンする期間とアームＳ２とアームＳ４が同時にオンする期間とを交互に繰り返すことにより、過大な充電電流が流れることによるスイッチング素子７の破壊を防止している。このシマーモードについては、本発明とは関係ないのでこれ以上の説明は省略する。図７におけるインバータ出力モードは、アーム毎の損失の違いを無くすための通常の基本的なスイッチングパターンを示すものであり、この基本的なスイッチングパターンにおいては、例えば特許文献２に示すように、図８に示すパルスモードＡと図９に示すパルスモードＢとが交互に実行される。パルスモードＡにおいては、アームＳ１およびアームＳ２を先にオンにして（ｔ１〜ｔ２）、つぎにアームＳ３およびアームＳ４をオンにする（ｔ３〜ｔ４）。パルスモードＢにおいては、アームＳ３およびアームＳ４を先にオンにして（ｔ１〜ｔ２）、つぎにアームＳ１およびアームＳ２をオンにする（ｔ３〜ｔ４）。
【００２４】
図８および図１０を用いてパルスモードＡについて説明する。図１０において、各アームＳ１〜Ｓ４に設けられる２４個のスイッチング素子７はそれぞれ１つのスイッチング素子７として示されており、Ｄ１〜Ｄ４は環流ダイオード、Ｃ１〜Ｃ４はスイッチング素子７の出力容量や図示しない分圧コンデンサなどの等価並列容量を表している。
【００２５】
時刻ｔ１では、Ｓ１がオンするとともに、この時刻ｔ１には、Ｓ２がオンしているので、Ｓ１には電源からＣ４を充電するための浮遊容量充電電流Ｉc1とＣ１を放電するための浮遊容量放電電流Ｉd1が流れる。Ｃ４への充電によって浮遊容量Ｃ４の電圧が徐々に上昇し、それと共にＳ１の電圧が低下する。負荷電流Ｉ0はＳ１の電圧低下と共に徐々にＳ１に分配されＳ１の電圧が完全に０になった時点でスイッチングが完了する。すなわちこの場合のＳ１の損失としては、Ｓ１の電圧が０になるまでの期間の負荷電流Ｉ0分のスイッチング損失（ターンオン損失）と、浮遊容量Ｃ１、Ｃ４の充放電損失とが存在することになる。
【００２６】
時刻ｔ２ではＳ２がオフすることによりＳ２に流れていた電流が最終的にＳ３の還流ダイオードＤ３を通って還流し始める。Ｓ２がターンオフを始めると負荷電流Ｉ0からＳ２のチャネルに流れる分を差し引いた分だけ、Ｓ２の浮遊容量Ｃ２とＳ３の浮遊容量Ｃ３とに分流する（Ｉc2、Ｉd2）。Ｓ３の浮遊容量Ｃ３の初期電荷は分流電流Ｉd２によって徐々に放電される。また、これと同時にＳ２の浮遊容量Ｃ２にも分流電流Ｉc2によって徐々に電圧が充電される。Ｃ２とＣ３は同じ容量であるから、Ｓ２の電圧が上昇した分だけＳ３の電圧が低下するため、分流電流Ｉc2と分流電流Ｉd2は等しくなる。この時、等価的にはＳ３からＳ２に電荷を単に移行しているように振舞い、浮遊容量Ｃ２とＣ３を充放電する損失は０になる。つまり、時刻t２でのＳ２の損失は、Ｓ２のチャネルに流れている電流損失のみとなる。
【００２７】
時刻ｔ３では、時刻ｔ１と同様の損失がＳ４で発生する。また、時刻ｔ４では、時刻ｔ２と同様の損失がＳ３で発生する。
【００２８】
このように、パルスモードＡのみのスイッチングでは、アームＳ１〜Ｓ４によって大きく損失が異なる特性になっている。そこで、パルスモードＡとは排反のパルスパターンである図９に示すようなパルスモードＢを用意し、図７に示したように、インバータ出力期間には、これらパルスモードＡ，Ｂを交互に実行することで、つまりＳ１およびＳ３の信号と、Ｓ２およびＳ４の信号を交互に入れ替えることで、各アームの損失を均一化するようにしている。
【００２９】
しかしながら、高周波インバータ装置の電源盤内での配置条件やスイッチング素子の部品ばらつきなどによって各アーム毎の温度が異なり、これにより各アーム毎のスイッチング素子の損失にばらつきが生じる場合がある。図１１は、図７に示したように、パルスモードＡ，Ｂを交互に実行した場合の、各アームＳ１〜Ｓ４の温度を測定した結果を示すものである。図１１には、各アーム毎に温度差があることが示されている。そこで、本実施の形態では、各アーム毎に設けた温度センサ３の出力から、フルブリッジインバータの直列接続される上アームおよび下アームで構成される一方の一対のアーム（Ｓ１およびＳ４）の温度合計と、同他方の一対のアーム（Ｓ２およびＳ３）の温度合計とを求め、この温度合計差に応じてスイッチングパターンの切り替えを最適化し、これにより各アームＳ１〜Ｓ４の損失ばらつきを低減するようにしている。以下、図１２に従って損失ばらつき低減の手法を説明する。
【００３０】
駆動制御部３０は、運転中、各アームＳ１〜Ｓ４上に設けられた４つの温度センサ３の出力からＳ１およびＳ４の温度合計Ｔ14を求めるとともに、Ｓ２およびＳ４の温度合計Ｔ23を求め、これら温度合計Ｔ14と温度合計Ｔ23とを比較する（ステップＳ１００）。そして、これらの温度差Ｔａ（＝｜Ｔ14−Ｔ23｜）が所定の設定値Ｄ１（例えばＤ１＝１０度）未満であれば、図７に示したように、従来どおり、パルスモードＡ,Ｂの交互切替えを行う（ステップＳ１２０）。
【００３１】
しかし、温度差Ｔａが設定値Ｄ１以上ある場合は、温度差Ｔａを設定値Ｄ２（Ｄ２＞Ｄ１  例えばＤ２＝２０度）と比較する（ステップＳ１３０）。そして、温度差Ｔａが設定値Ｄ２未満であってＤ１以上である場合は、つぎに、温度合計Ｔ14と温度合計Ｔ23とを大小比較する（ステップＳ１４０）。そして、Ｔ14＞Ｔ23である場合は、パルスモードＢが多くなるように、例えば２インバータ期間毎にパルスモードの入れ替えを実行する（ステップＳ１５０）。すなわち、パルスモードＢ、パルスモードＢ、パルスモードＡ、パルスモードＢ、パルスモードＢ、パルスモードＡ、…といった切替えを実行する。一方、ステップＳ１４０の判定でＴ14＜Ｔ23である場合は、パルスモードＡが多くなるように２インバータ期間毎にパルスモードの入れ替えを実行する（ステップＳ１６０）。すなわち、パルスモードＡ、パルスモードＡ、パルスモードＢ、パルスモードＡ、パルスモードＡ、パルスモードＢ、…といった切替えを実行する。
【００３２】
また、ステップＳ１３０の判定において、温度差Ｔａが設定値Ｄ２以上ある場合は、つぎに、温度合計Ｔ14と温度合計Ｔ23とを大小比較する（ステップＳ１７０）。そして、Ｔ14＞Ｔ23である場合は、パルスモードＢが多くなるように、例えば３インバータ期間毎にパルスモードの入れ替えを実行する（ステップＳ１８０）。すなわち、パルスモードＢ、パルスモードＢ、パルスモードＢ、パルスモードＡ、パルスモードＢ、パルスモードＢ、パルスモードＢ、パルスモードＡ、…といった切替えを実行する。一方、ステップＳ１７０の判定でＴ14＜Ｔ23である場合は、パルスモードＡが多くなるように、例えば３インバータ期間毎にパルスモードの入れ替えを実行する（ステップＳ１９０）。すなわち、パルスモードＡ、パルスモードＡ、パルスモードＡ、パルスモードＢ、パルスモードＡ、パルスモードＡ、パルスモードＡ、パルスモードＢ、…といった切替えを実行する。
【００３３】
パルスモードＢを多くするとＳ２、Ｓ３の温度が高くなり、パルスモードＡを多くするとＳ１、Ｓ４の温度が高くなるので、例えば、Ｓ１、Ｓ４の組のほうがＳ２、Ｓ３の組よりも温度が高いＴ14＞Ｔ23の場合は、パルスモードＢを多くし、逆のＴ14＜Ｔ23場合はパルスモードＢを多くするように設定する。
【００３４】
このようにこの実施の形態においては、スイッチング素子を通過する冷却風の風速を上げるために各アームをダクト構造にするとともに、ダクトの外を流れる冷却風を利用する構造にしたので、ファンからの距離に依存せずに各アーム内の風速を均一に保ち、各アームに用いられていた複数のスイッチング素子の損失を均等化することができる。
【００３５】
さらに、アーム毎にダクト構造としたことで、各アーム上に設けた温度センサ３によって、各アーム毎の温度を正確に検出できるようになり、このような正確な検出温度に基づいてスイッチングパターンの切替え制御の最適化が実行でき、これにより電源盤内のインバータの配置やスイッチング素子の部品ばらつきなどによって発生していた各アームの損失ばらつきをより低減することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明にかかるインバータ装置は、高周波励起を必要とするＣＯ2レーザなどのガスレーザ発振器の電源装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施の形態にかかるインバータ装置の回路構成を示す図である。
【図２】本実施の形態にかかるインバータ装置の外観構成を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態にかかるインバータ装置の上面図である。
【図４】本実施の形態にかかるインバータ装置の側面図である。
【図５】１アームにおける複数のスイッチング素子に対する風速を示す図である。
【図６】インバータ装置を動作させたときの１アームにおける複数のスイッチング素子の温度を示す図である。
【図７】各アームのスイッチングモードを示すタイムチャートである。
【図８】インバータ出力時における一方のパルスモードを示すタイムチャートである。
【図９】インバータ出力時における他方のパルスモードを示すタイムチャートである。
【図１０】インバータ出力時のスイッチングの際に各アームを流れる電流を示す図である。
【図１１】各アームの温度ばらつきを示す図である。
【図１２】温度測定によるスイッチングパターンの切替えの最適化制御手順を示すフローチャートである。
【図１３】従来のインバータ装置の外観構成を示す斜視図である。
【図１４】従来のインバータ装置の上面図である。
【図１５】従来のインバータ装置の側面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  筐体
２  ファン
２ａ  各吸気ファン
２ｂ  排気ファン
３  温度センサ
４  冷却風
５  プリント基板
６  フィン
７  スイッチング素子（半導体スイッチング素子）
８  直流電源
９  ダクト
９ａ  空気導入孔
９ｂ  ひさし部
２０  インバータ装置
３０  駆動制御部
Ｃ１〜Ｃ４  浮遊容量
Ｄ１〜Ｄ４  還流ダイオード
Ｓ１〜Ｓ４  アーム
【図１】
2007306696.tif 000003
【図２】
2007306696.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007306696.tif 000006
【図５】
2007306696.tif 000007
【図６】
2007306696.tif 000008
【図７】
2007306696.tif 000009
【図８】
2007306696.tif 000010
【図９】
2007306696.tif 000011
【図１０】
2007306696.tif 000012
【図１１】
2007306696.tif 000013
【図１２】
2007306696.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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