(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体スイッチのオン制御によりリアクトルに電磁エネルギーを蓄積する充電ユニットと、前記半導体スイッチのオフ制御により前記リアクトルの電磁エネルギーでコンデンサを充電し、前記コンデンサを電源として磁気パルス圧縮したパルス電流を発生する磁気圧縮ユニットと、前記パルス電流が供給される負荷ユニットとを備えたパルス電源装置において、
前記半導体スイッチは前記磁気圧縮ユニットに配置し、前記充電ユニットと磁気圧縮ユニット間をライン接続するユニット間分離構造としたことを特徴とするパルス電源装置。
【請求項２】
半導体スイッチのオン制御によりリアクトルに電磁エネルギーを蓄積する充電ユニットと、前記半導体スイッチのオフ制御により前記リアクトルの電磁エネルギーでコンデンサを充電し、前記コンデンサを電源として磁気パルス圧縮したパルス電流を発生する磁気圧縮ユニットと、前記パルス電流が供給される負荷ユニットとを備えたパルス電源装置において、
前記半導体スイッチおよびコンデンサは前記充電ユニットに配置し、前記充電ユニットと磁気圧縮ユニット間をライン接続するユニット間分離構造としたことを特徴とするパルス電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エキシマレーザやオソナイザなどに使用するパルス電源装置に係り、特に複数ユニット構成とする場合の主回路構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のパルス電源装置の主回路構成例を図３に示し、装置構成は充電ユニット１と磁気圧縮ユニット２および負荷ユニット３で分離構成される。
【０００３】
図３で、ＧＴＯやＩＧＢＴ等の半導体スイッチＳＷ１，２を同時にＯＮすることで、Ｉ１で示す経路に電流が流れ、直流電源電圧Ｅ，リアクトルＬ１のインダクタンス値をＬ，ＯＮしてからの時間をｔとするとＩ＝Ｅ／Ｌ×ｔの電流が流れ、この時リアクトルＬ１には１／２×ＬＩ2の電磁エネルギーが蓄えられる。
【０００４】
次に、スイッチＳＷ１，２を同時にＯＦＦすると、Ｉ２で示す経路に電流が流れ、リアクトルＬ１に蓄えられた電磁エネルギーはコンデンサＣ０に転送され、コンデンサＣ０のコンデンサ容量をＣ、充電電圧をＶとすると、Ｖ＝√Ｌ／√Ｃ×Ｉに充電される。
【０００５】
次に、ＳＷ３をＯＮすると、コンデンサＣ０→Ｃ１→Ｃ２と磁気パルス圧縮されながらパルス電流が転送され、負荷ユニット３のレーザ電極等の負荷に放電パルス電流を供給することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
パルス電源装置は、大きさ、重量の制約により、前記のように、充電ユニット、磁気圧縮ユニット、負荷ユニットの３ユニットに分割され、１つのフレームに収められている。各ユニットの主回路構成は図３のようになっている。
【０００７】
図３で、接続Ａ、または接続Ｂ、または接続Ａ・Ｂ両方の接続を忘れたまた運転された場合、スイッチＳＷ１，２を同時にＯＦＦしたとき、リアクトルＬ１に蓄えられた電磁エネルギーは行き場を失い、ＳＷ１，２を電圧破損する可能性がある。
【０００８】
各ユニット間の接続はユーザーが行っており、また、寿命・バージョンアップ等で、ユニット単位で装置を交換することがある。この際、接続Ａ，Ｂの接続忘れによって装置が破損してしまう可能性があるという問題点がある。
【０００９】
また、正常に接続が行われている場合においても、スイッチＳＷ２とコンデンサＣ０は別々のユニットに収められているため、ＳＷ２〜Ｃ０間の閉回路でリアクトル分が大きくなってしまう。ＳＷ２をＯＦＦしたとき、このリアクトル分が大きいほどＳＷ２にはより大きなサージ電圧が発生するため、ＳＷ２にはスナバ回路が必要になったり、ＳＷ２のスイッチング損失が増えるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記の課題を解決したパルス電源装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、充電ユニットと磁気圧縮ユニット間に接続忘れを起こした場合、リアクトルＬ１に電磁エネルギーが蓄積されないユニット間分離構造、またはリアクトルＬ１の蓄積エネルギーを放出できるユニット間分離構造としたもので、以下の構成を特徴とする。
【００１２】
（１）半導体スイッチのオン制御によりリアクトルに電磁エネルギーを蓄積する充電ユニットと、前記半導体スイッチのオフ制御により前記リアクトルの電磁エネルギーでコンデンサを充電し、前記コンデンサを電源として磁気パルス圧縮したパルス電流を発生する磁気圧縮ユニットと、前記パルス電流が供給される負荷ユニットとを備えたパルス電源装置において、
前記半導体スイッチは前記磁気圧縮ユニットに配置し、前記充電ユニットと磁気圧縮ユニット間をライン接続するユニット間分離構造としたことを特徴とする。
【００１３】
（２）半導体スイッチのオン制御によりリアクトルに電磁エネルギーを蓄積する充電ユニットと、前記半導体スイッチのオフ制御により前記リアクトルの電磁エネルギーでコンデンサを充電し、前記コンデンサを電源として磁気パルス圧縮したパルス電流を発生する磁気圧縮ユニットと、前記パルス電流が供給される負荷ユニットとを備えたパルス電源装置において、
前記半導体スイッチおよびコンデンサは前記充電ユニットに配置し、前記充電ユニットと磁気圧縮ユニット間をライン接続するユニット間分離構造としたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態１を示すユニット構成図である。同図が図３と異なる部分は、充電ユニット１と磁気圧縮ユニット２との間は、リアクトルＬ１と半導体スイッチＳＷ２との接続ラインで分離構成する。
【００１５】
すなわち、従来充電ユニット１内に構成されていた、スイッチＳＷ２及びダイオードＤ２を磁気圧縮ユニット２内に配置する。
【００１６】
以上の構成によれば、パルス電源装置全体で見たときの主回路構成は変わらないが、接続Ａ，Ｂの接続を忘れた場合、スイッチＳＷ１，２をＯＮしても、電流Ｉ１が流れないため、リアクトルＬ１への磁気エネルギーの蓄積が発生せず、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＦＦにも高いサージ電圧が発生することなく、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の破損を防止できる。
【００１７】
図２は、本発明の実施形態２を示すユニット構成図である。同図では、充電ユニット１と磁気圧縮ユニット２との間は、コンデンサＣ０を充電ユニット１側に配置し、コンデンサＣ０とスイッチＳＷ３との接続ラインで分離構成する。
【００１８】
すなわち、従来磁気圧縮ユニット２内に構成されていた、コンデンサＣ０を充電ユニット２内に配置する。
【００１９】
この構成によれば、パルス電源装置全体で見たときの主回路構成は変わらないが、接続Ａ，Ｂの接続を忘れた場合、スイッチＳＷ３をＯＮしても負荷ユニット３に放電パルス電流を供給することが出来なくなるが、スイッチＳＷ１，２をＯＦＦした時、Ｉ２の経路で電流が流れるため、コンデンサＣ０の充電動作がなされ、スイッチＳＷ１，ＳＷ２に過電圧が発生することなく、その破損を防止できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、充電ユニットと磁気圧縮ユニット間の主回路接続を忘れてもスイッチＳＷ１，２の破損を防ぐことが出来る。
【００２１】
また、スイッチＳＷ２とＣ０コンデンサは同じユニット内に構成されるため、ＳＷ２〜Ｃ０間でリアクトル分が小さくなるような閉回路にすることができ、ＳＷ２のスナバ回路が不要になったり、ＳＷ２のスイッチング損失を低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を示すユニット構成図。
【図２】本発明の実施形態２を示すユニット構成図。
【図３】従来のパルス電源装置のユニット回路構成図。
【符号の説明】
１…充電ユニット
２…磁気圧縮ユニット
３…負荷ユニット
Ｌ１…リアクトル
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３…半導体スイッチ
Ｃ０…コンデンサ
【図１】
0003985580.tif 000002
【図２】
0003985580.tif 000003
【図３】
0003985580.tif 000004