CN101248705B - 加热电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的加热电源装置，能对多个负载中选定的负载供给电源变压器的功率，利用选定的带正极半波控制极的整流电路的导通·非导通的控制，进行负载的选定切换或负载的串联数的选定，降低功耗。将多个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路26、29，分别连接到电源变压器21的1个线圈上，在使上述多个桥式电路26、29中的规定的所述带正极半波控制极的整流电路导通时，使上述多个桥式电路26、29中的选定的所述带负极半波控制极的整流电路导通，对连接在所述带正极半波控制极的整流电路与所述带负极半波控制极的整流电路间的多个负载40-43中选定的所述负载，供给所述电源变压器21的功率。

Description

加热电源装置

技术领域

本发明涉及加热多个负载的加热电源装置，例如涉及加热多结晶半导体等的负电阻负载的加热电源装置。

背景技术

图17是示出根据专利文献1的以往的加热电源装置的构成图。图中，1是4线圈变压器，2、3、4、5是连接在4线圈变压器1的次级线圈上的晶闸管整流器，14、15、16、17是连接到各晶闸管整流器2-5的负电阻负载。6、7、8、9、10、11、12、13是作为接在连结晶闸管整流器2-5与负性电阻负载14-17的电路(线路)中的半导体开关的晶闸管开关。因负载14-17具有负电阻特性，所以初期通电时需要高压小电流，最后期通电时需要低压大电流。

如图17所示，为实现对负电阻负载改善功率因数以削减设备容量，以往的加热电源装置在交流变换为直流的晶闸管整流器的4回路负载侧具备模式切换用晶闸管开关的8回路。负载电阻在不断下降过程中，切换晶闸管整流器与晶闸管开关的导通·非导通，初期中切换为“4个负载的个别通电”，其次切换为“使2个负载为串联通电”，最后期切换为“使4个负载串联通电”的三种模式进行通电。

特别是在最后期的大电流区域中，如图18所示，由于经晶闸管整流器2与2个晶闸管开关9、10，以及经晶闸管4与3个晶闸管开关6、9、13进行通电，所以晶闸管开关的功耗大。另在图中，虚线表示电流方向，晶闸管中涂黑的表示通电状态，空白的表示非通电状态。

以往的加热电源装置中，为了在晶闸管整流器的输出侧串并联切换而包括了晶闸管开关，从而存在带来了功耗增加的问题。

专利文献1：特开昭62-1017号公报

发明内容

本发明为消除上述问题而作，其目的在于获得降低功耗的加热电源装置。

本发明的加热电源装置，将多个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路，分别连接到电源变压器的1个线圈上，在使上述多个桥式电路中的规定的上述带正极半波控制极的整流电路导通时，使上述多个桥式电路中的选定的上述带负极半波控制极的整流电路导通，对连接在上述带正极半波控制极的整流电路与上述带负极半波控制极的整流电路间的多个负载中选定的上述负载，供给上述电源变压器的功率。

另外，本发明的加热电源装置，将具有带第1正极半波控制极的整流电路与带第1负极半波控制极的整流电路的桥式电路，具有带第2正极半波控制极的整流电路与带第2负极半波控制极的整流电路的桥式电路，以及具有带第3正极半波控制极的整流电路与带第3负极半波控制极的整流电路的桥式电路，分别连接到电源变压器的1个线圈上，在使上述带第1正极半波控制极的整流电路导通时，使上述带第1负极半波控制极的整流电路与上述带第2负极半波控制极的整流电路的选定的一方导通，在使上述带第2正极半波控制极的整流电路导通时，使上述带第1负极半波控制极的整流电路与上述带第2负极半波控制极的整流电路的选定的一方导通，对连接在上述带正极半波控制极的整流电路与上述带负极半波控制极的整流电路间的多个负载中选定的上述负载，供给上述电源变压器的功率，在使上述带第3正极半波控制极的整流电路导通时，使上述带第3负极半波控制极的整流电路导通，并规定对上述负载的供电方向。

另外，本发明的加热电源装置，将多个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路，分别连接到第1电源变压器的1个线圈上，将多个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路，分别连接到第2电源变压器的1个线圈上，在使连接到上述第1电源变压器的多个上述桥式电路中的规定的带正极半波控制极的整流电路导通时，使连接到上述第1电源变压器的多个上述桥式电路中的选定的带负极半波控制极的整流电路导通，在使连接到上述第2电源变压器的多个上述桥式电路中的规定的带正极半波控制极的整流电路导通时，使连接到上述第2电源变压器的多个上述桥式电路中的选定的带负极半波控制极的整流电路导通，对连接在所述带正极半波控制极的整流电路与所述带负极半波控制极的整流电路间的多个负载，选定它们的串联连接数并供给所述电源变压器的电功率。另外，本发明的加热电源装置，将2个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路，分别连接到第1电源变压器的1个线圈上，将2个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路，分别连接到第2电源变压器的1个线圈上，串联连接上述第1电源变压器连接的上述桥式电路的一方与上述第2电源变压器连接的上述桥式电路的一方，彼此连接上述带正极半波控制极的整流电路端，并联连接上述第1电源变压器连接的上述桥式电路的另一方与上述第2电源变压器连接的上述桥式电路的另一方，在使连接到上述第1电源变压器的多个上述桥式电路中的规定的带正极半波控制极的整流电路导通时，使连接到上述第1电源变压器的多个上述桥式电路中的选定的带负极半波控制极的整流电路导通，在使连接到上述第2电源变压器的多个上述桥式电路中的规定的带正极半波控制极的整流电路导通时，使连接到上述第2电源变压器的多个上述桥式电路中的选定的带负极半波控制极的整流电路导通，对连接在所述带正极半波控制极的整流电路与所述带负极半波控制极的整流电路间的多个负载，选定并联与串联的一种或两者，供给所述电源变压器的电功率。

根据本发明的加热电源装置，能对多个负载中选定的负载供给电源变压器的功率，负载的选定切换或负载的串联数的选定能通过选定的带正负极半波控制极的整流电路的导通·非导通的控制来实现，能降低功耗。

另外，根据本发明的加热电源装置，能对多个负载中选定的负载供给电源变压器的电功率，在使带第3正极半波控制极的整流电路导通时，使带第3负极半波控制极的整流电路导通，能规定对负载的供电方向，负载的选定切换或负载的串联数的选定能通过选定的正负极整流电路的导通·非导通的控制来实现，能降低功耗。

另外，根据本发明的加热电源装置，对多个负载能选定它们的串联连接数，供给电源变压器的电功率，负载的选定切换或负载的串联数的选定能通过选定的正负极整流电路的导通·非导通的控制来实现，能降低功耗的同时，改变对负载施加的电压或电流。

另外，根据本发明的加热电源装置，因串联连接桥式电路彼此的一方，并联连接桥式电路彼此的另一方，故能用较少的桥式电路达到目的，能对多个负载选定并联与串联的一种或两者，供给电源变压器的电功率，负载的选定切换或负载的串联数或并联的选定能通过选定的带正负极整流电路的导通·非导通的控制来实现，能降低功耗的同时，改变对负载施加的电压或电流。

附图说明

图1示出根据本发明的实施形态1的加热电源装置的构成图。

图2为说明实施形态1的初期模式动作的动作图。

图3为说明实施形态1的中期模式动作的动作图。

图4为说明实施形态1的最后期模式动作的动作图。

图5示出根据实施形态2的加热电源装置的构成图。

图6为说明实施形态2的初期模式动作的动作图。

图7为说明实施形态2的中期模式动作的动作图。

图8为说明实施形态2的最后期模式动作的动作图。

图9示出根据实施形态3的加热电源装置的构成图。

图10为说明实施形态3的初期模式动作的动作图。

图11为说明实施形态3的中期模式动作的动作图。

图12为说明实施形态3的最后期模式动作的动作图。

图13示出根据实施形态4的加热电源装置的构成图。

图14为说明实施形态4的初期模式动作的动作图。

图15为说明实施形态4的中期模式动作的动作图。

图16为说明实施形态4的最后期模式动作的动作图。

图17为以往的加热电源装置的构成图。

图18为说明以往的加热电源装置的动作的动作图。

标号说明

14线圈变压器        2-5晶闸管整流器     6-13半导体开关

14-17负载           21、22电源变压器    23交流三相线路

24带正极半波控制极的整流电路(正极整流电路)

25带负极半波控制极的整流电路(负极整流电路)

26桥式电路          27正极整流电路      28负极整流电路

29桥式电路          30、31、32桥式电路  33正极整流电路

34负极整流电路      35正极整流电路      36负极整流电路

37正极整流电路      38负极整流电路      39电流控制电路    40-43负载

51、52电源变压器    53正极整流电路      54负极整流电路    55桥式电路

56正极整流电路      57负极整流电路      58桥式电路

66正极整流电路      67负极整流电路      68桥式电路

69正极整流电路  70负极整流电路    71桥式电路

76电源变压器    77正极整流电路    78负极整流电路

79桥式电路      80电源变压器      81正极整流电路

82负极整流电路  83桥式电路

具体实施方式

实施形态1

根据图1说明本发明的实施形态1的加热电源装置。21、22是其初级线圈被连接到交流三相线路23的2线圈型电源变压器。电源变压器21的次级线圈(2次线圈)上，分别连接具有带3相的正极半波控制极的整流电路(简称正极整流电路)24与带3相的负极半波控制极的整流电路(简称负极整流电路)25的桥式电路26，以及具有3相的正极整流电路27与3相的负极整流电路28的桥式电路29。带3相的各半波控制极的整流电路例如由带控制极的晶闸管整流器构成。容量不够时，当然也可并联连接多个带控制极的晶闸管整流器来构成。以下各实施形态中也同样。

电源变压器22的次级线圈(2次线圈)上分别连接桥式电路30、31、32。桥式电路30有3相的正极整流电路33与3相的负极整流电路34。同样，桥式电路31有3相的正极整流电路35与3相的负极整流电路36。桥式电路32有3相的正极整流电路37与3相的负极整流电路38。这些正极整流电路24、27、33、35、37与负极整流电路25、28、34、36、38利用电流控制电路39实施导通·非导通控制与导通时的电流控制。另外，从电流控制电路39引出的带箭头线分别连接各正极整流电路、负极整流电路的带箭头的线。40-43是负电阻负载(例如多结晶半导体)，它们利用后述的模式切换以1个串联(这时4个并联)、2个串联(这时2个并联)、4个串联状态连接到电源变压器的电源。

下面，用图2、图3、图4说明动作。这些图中，虚线表示电流方向，晶闸管整流器中涂黑的表示导通状态，空白的表示非导通状态。电流控制电路39省略。

因负载40-43具有负电阻特性，所以在初期通电时，高电压小电流是必要的，在最后期通电时必须低电压大电流。因此，如初期通电时将负载并联连接，最后期通电时将负载串联连接，则从电流变压器21、22的电源侧看到的负载实质上为一定。

首先，在初期通电时(初期模式)，使正极整流电路24、27、33、35及负极整流电路25、34同时导通。图2中用虚线表示的通电回路，对负载40-43通电高电压小电流。即，从正极整流电路24经负载40返回负极整流电路25。从正极整流电路27经负载41返回负极整流电路25。同样从正极整流电路33经负载43返回负极整流电路34。从正极整流电路35经负载42返回负极整流电路34。相对于电源而言，这时负载40-43就呈1个串联且4个并联地连接。

随着负载40-43的多结晶半导体成长，电阻下降，导通的正负极整流电路利用电流控制电路39调整电流，使通电与负载40-43相称的电流。因此在功率因数达到一定值时，就转移到中期通电。中期通电(中期模式)中使正极整流电路27、35及负极整流电路28、36同时导通。在图3中用虚线示出的通电回路，对负载40-43通电中电压中电流。即，从正极整流电路27经负载42、43的串联体返回负极整流电路28。从正极整流电路35经负载41、40的串联体返回负极整流电路36。

这时，相对于电源而言，负载40-43就呈2个串联且2个并联地连接。因此，正极整流电路与负极整流电路的直流输出电压为初期通电结束时的2倍，功率因数得以改善。然后，随着负载40-43的多结晶半导体成长，电阻进一步降低，与初期通电时相同，导通的正负极整流电路利用电流控制电路39调整电流，使通电与负载40-43相称的电流。于是因直流电压下降，功率因数恶化。因此在功率因数达到一定值时，就转移到最后期通电。

最后期通电(最后期模式)中，使正极整流电路24、37及负极整流电路28、38同时导通。在图4中用虚线示出的通电回路，对负载40-43通电低电压大电流。即，从正极整流电路24经负载40-43的串联体返回负极整流电路38。从正极整流电路37经负载40-43的串联体返回负极整流电路38。这时规定由两正负极整流电路对负载40-43的串联体通电同方向的电流。因负载40-43相对于电源连接成4个串联体，故直流输出电压为中期通电结束时的2倍，功率因数得以改善。又因使正负极整流电路24、28与正负极整流电路37、38并联运作，故能输出中期通电时的2倍电流。

这样一来，除了桥式电路的正极整流电路与负极整流电路向直流的电功率变换外，还具有模式切换的功能。根据因负电阻负载的通电加热引起的电阻值下降，做成3级通电模式，使负载的串联连接数增加，改善功率因数，同时，从高电压小电流开始经中电压中电流，发生低电压大电流，能使多结晶半导体加热成长。另因利用各正极整流电路与各负极整流电路的选择切换动作实施通电模式的切换，因此切换速度快，不会发生切换时间花费长负载冷却的事。

而且，因利用各正极整流电路与各负极整流电路的选择切换动作实施3级通电模式的切换，所以像以往那样在从整流电路向负载的供给电路中晶闸管就不必要，从而能降低功耗。尤其在对不管通电加热几天的多结晶半导体的加热电源装置中，其效果是极大的。若以最后期为例来说明，仅在3相桥式电路中用带正极整流电路的控制极的晶闸管整流器与带负极整流电路的控制极的晶闸管整流器，元件合计为2个串联，元件的功耗就为以往的1/2。另外，在上述中使用了2台2线圈变压器，但能合并变压器，用1台3线圈变压器来构成。这在其他实施形态中也一样。

实施形态1中以被加热的负载具有负电阻特性的情况为例做出说明，但也适用于不具有负电阻特性的负载的选定切换。

因此，本发明的加热电源装置，将多个具有带正极半波控制极的整流电路24(27)与带负极半波控制极的整流电路25(28)的桥式电路26、29，分别连接到电源变压器21的1个线圈上，在使上述多个桥式电路26、29中的规定的上述带正极半波控制极的整流电路24(27)导通时，使上述多个桥式电路26、29中的选定的上述带负极半波控制极的整流电路25(28)导通，对连接在上述带正极半波控制极的整流电路24、27与上述带负极半波控制极的整流电路25、28间的多个负载40、41、42、43中选定的上述负载，供给上述电源变压器21的电功率。这样一来，负载的选定切换或负载的串联数的选定能通过选定的正负极整流电路的导通·非导通的控制来实现，能降低功耗。

另外，本发明的加热电源装置，将具有带第1正极半波控制极的整流电路24与带第1负极半波控制极的整流电路25的桥式电路26，以及具有带第2正极半波控制极的整流电路27与带第2负极半波控制极的整流电路28的桥式电路29，分别连接到电源变压器21的1个线圈上，在使上述带第1正极半波控制极的整流电路24导通时，使上述带第1负极半波控制极的整流电路25与上述带第2负极半波控制极的整流电路28的选定的一方导通，在使上述带第2正极半波控制极的整流电路27导通时，使上述带第1负极半波控制极的整流电路25与上述带第2负极半波控制极的整流电路28的选定的一方导通，对连接在上述带正极半波控制极的整流电路24、27与上述带负极半波控制极的整流电路25、28间的多个负载40、41、42、43中选定的所述负载，供给上述电源变压器21的电功率。这样一来，负载的选定切换或负载的串联数的选定能通过选定的正负极整流电路的导通·非导通的控制来实现，能降低功耗。

另外，本发明的加热电源装置，将具有带第1正极半波控制极的整流电路33与带第1负极半波控制极的整流电路34的桥式电路30，具有带第2正极半波控制极的整流电路35与带第2负极半波控制极的整流电路36的桥式电路31，以及具有带第3正极半波控制极的整流电路37与带第3负极半波控制极的整流电路38的桥式电路32，分别连接到电源变压器22的1个线圈上，在使上述带第1正极半波控制极的整流电路33导通时，使上述带第1负极半波控制极的整流电路34与上述带第2负极半波控制极的整流电路36的选定的一方导通，在使上述带第2正极半波控制极的整流电路35导通时，使上述带第1负极半波控制极的整流电路34与上述带第2负极半波控制极的整流电路36的选定的一方导通，对连接在上述带正极半波控制极的整流电路与上述带负极半波控制极的整流电路间的多个负载40、41、42、43中选定的上述负载，供给上述电源变压器22的电功率，在使上述带第3正极半波控制极的整流电路37导通时，使上述带第3负极半波控制极的整流电路38导通，并规定对上述负载的供电方向。

这样一来，负载的选定切换或负载的串联数的选定能通过选定的正负极整流电路的导通·非导通的控制来实现，能降低功耗。同时，在使带第3正极半波控制极的整流电路37导通时，使带第3负极半波控制极的整流电路38导通，能规定对负载的供电方向。

另外，本发明的加热电源装置能对多个负载40、41、42、43中选定的多个上述负载，选定并联与串联中的一种或两者，供给上述变压器的电功率。这样一来，能使对负载施加的电压和电流变化。

另外，本发明的加热电源装置，负载是负电阻负载，选定对多个负载中选定的多个上述负载的串联连接数，施加电源变压器的电压。这样一来，按照因负电阻负载的通电加热引起电阻值的下降切换通电模式，使负载的串联数增加，改善功率因数，同时能对负载从高电压小电流开始施加低电压大电流。

另外，本发明的加热电源装置，将多个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路26、29，分别连接到第1电源变压器21的1个线圈上，将多个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路30、31、32，分别连接到第2电源变压器22的1个线圈上，在使连接到上述第1电源变压器21的多个上述桥式电路26、29中的规定的带正极半波控制极的整流电路导通时，使连接到上述第1电源变压器21的多个上述桥式电路26、29中的选定的带负极半波控制极的整流电路导通，在使连接到上述第2电源变压器22的多个上述桥式电路30、31、32中的规定的带正极半波控制极的整流电路导通时，使连接到上述第2电源变压器22的多个上述桥式电路30、31、32中的选定的带负极半波控制极的整流电路导通，对连接在所述带正极半波控制极的整流电路与所述带负极半波控制极的整流电路间的多个负载40、41、42、43，选定它们的串联连接数并供给所述电源变压器的电功率。

这样一来，负载的选定切换与负载的串联数的选定能通过选定的正负极整流电路的导通·非导通的控制来实现，能降低功耗的同时，能使对负载施加的电压和电流变化。

实施形态2

根据图5说明实施形态2的加热电源装置。与实施形态1相同的标号表示相同或相当的部分，引用实施形态1中的说明。以与实施形态1不同之处为中心进行说明。实施形态2与实施形态1一样，负载具有负电阻特性，按照因负电阻负载的通电加热引起的电阻值下降，建立3级通电模式，使负载的串联连接数增加，改善功率因数，同时是从高电压小电流开始经中电压中电流发生低电压大电流的另一实例。

51、52是其初级线圈被连接到交流三相线路的23的2线圈型电源变压器。电源变压器51的次级线圈(2次线圈)上，连接具有带3相的正极半波控制极的整流电路(简称正极整流电路)53与带3相的负极半波控制极的整流电路(简称负极整流电路)54的桥式电路55，同样，电源变压器52的次级线圈上，连接具有3相的正极整流电路56与3相的负极整流电路57的桥式电路58。这些各正极整流电路53、56与各负极整流电路54、57由电流控制电路39实施导通·非导通控制与导通时的电流控制。桥式电路26、55、58、30连接成反向串联。负载40-43利用模式切换以1个串联(这时4个并联)、2个串联(这时2个并联)、4个串联状态连接到电源变压器的电源。

下面，用图6、图7、图8说明动作。这些图中，电流控制电路39省略。首先，在初期通电时，使反向连接的各桥式电路26、55、58、30导通。即，使正极整流电路24、53、56、33及负极整流电路25、54、57、34同时导通。图6中用虚线表示的通电回路，对负载40-43通电高电压小电流。即，从正极整流电路24经负载40返回负极整流电路25。从正极整流电路53经负载41返回负极整流电路34。同样，从正极整流电路56经负载42返回负极整流电路57。从正极整流电路33经负载43返回负极整流电路34。相对于电源而言，这时负载40-43就呈1个串联且4个并联地连接。

随着负载40-43的多结晶半导体成长，电阻下降，导通的正负极整流电路利用电流控制电路39调整电流，使通电与负载40-43相称的电流。因此在功率因数达到一定值时，转移到中期通电。中期通电中与实施形态1同样，使正极整流电路27、35及负极整流电路28、36同时导通。在图7中用虚线示出的通电回路，对负载40-43通电中电压中电流。即，从正极整流电路27经负载42、43的串联体返回负极整流电路28。从正极整流电路35经负载41、40的串联体返回负极整流电路36。

这时相对于电源而言，负载40-43就呈2个串联且2个并联地连接。因此，正极整流电路与负极整流电路的直流输出电压为初期通电结束时的2倍，功率因数得以改善。然后，随着负载40-43的多结晶半导体成长，电阻进一步降低，与初期通电时相同，导通的正负极整流电路利用电流控制电路39调整电流，使通电与负载40-43相称的电流。于是因直流电压下降，功率因数恶化。因此在功率因数达到一定值时，转移到最后期通电。

最后期通电中与实施形态1同样，使正极整流电路24、37及负极整流电路28、38同时导通。在图8中用虚线示出的通电回路，对负载40-43通电低电压大电流。即，从正极整流电路24经负载40-43的串联体返回负极整流电路28。从正极整流电路37经负载40-43的串联体返回负极整流电路38。这时规定从两个正负极整流电路对负载40-43的串联体通电同方向的电流。因负载40-43相对于电源连接成4个串联，故直流输出电压为中期通电结束时的2倍，功率因数得以改善。又因使正负极整流电路24、28与正负极整流电路27、38并联运作，故能输出中期通电时的2倍电流。

另外，在初期通电时负载40-43的特性存在偏差的情况下，上述实施形态1中各带正极半波控制极的整流电路24、27、33、35与带负极半波控制极的整流电路25、34成为非对称控制，偶次谐波电流就流出到交流三相线路23中，但在本实施形态2中，因初期通电时对4个负载40、41、42、43设置4个桥式电路26、55、58、30，所以成完全对称，能抑制偶次谐波电流流到交流三相线路23中。

由于利用各正极整流电路与各负极整流电路的选择切换动作实施3级通电模式的切换，所以像以往那样在从整流电路向负载的供给电路中晶闸管就不必要，从而能降低功耗。另在初期通电时负载40-43的特性存在偏差的情况下，也能抑制流到交流三相线路23中的偶次谐波电流。另外，在上述中虽使用了4台2线圈变压器，但能合并变压器，例如可用1台5线圈变压器来构成。这在其他实施形态中也一样。实施形态2中以被加热的负载具有负电阻特性的情况为例做出说明，但当然也适用于不具有负电阻特性的负载的选定切换。

本发明的加热电源装置，将多个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路26、29，分别连接到第1电源变压器21的1个线圈上，将多个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路30、31、32，分别连接到第2电源变压器22的1个线圈上，将具有带正极半波控制极的整流电路53与带负极半波控制极的整流电路54的桥式电路55，连接到第3电源变压器51上，将具有带正极半波控制极的整流电路56与带负极半波控制极的整流电路57的桥式电路58，连接到第4电源变压器52上，在使连接到上述第1电源变压器21的多个上述桥式电路26、29中的规定的带正极半波控制极的整流电路导通时，使连接到上述第1电源变压器21的多个上述桥式电路26、29中的选定的带负极半波控制极的整流电路导通，在使连接到上述第2电源变压器22的多个上述桥式电路30、31、32中的规定的带正极半波控制极的整流电路导通时，使连接到上述第2电源变压器22的多个上述桥式电路30、31、32中的选定的带负极半波控制极的整流电路导通，在使连接到上述第3电源变压器51的带正极半波控制极的整流电路53导通时，使连接到上述第3电源变压器51的带负极半波控制极的整流电路54导通，在使连接到上述第4电源变压器52的带正极半波控制极的整流电路56导通时，使连接到上述第4电源变压器52的带负极半波控制极的整流电路57导通，对连接在所述带正极半波控制极的整流电路与所述带负极半波控制极的整流电路间的多个负载40、41、42、43，选定它们的串联连接数并供给所述电源变压器的电功率。

这样一来，负载的选定切换与负载的串联数的选定能通过选定的正负极整流电路的导通·非导通的控制来实现，能降低功耗，而且能抑制偶次谐波流出到交流三相线路中的同时，能使对负载施加的电压和电流变化。

实施形态3

根据图9说明实施形态3的加热电源装置。与其他实施形态相同的标号表示相同或相当的部分，引用其他实施形态中的说明。以与其他实施形态不同之处为中心进行说明。实施形态3与实施形态1一样，负载具有负电阻特性，按照因负电阻负载的通电加热引起的电阻值下降，建立3级通电模式，使负载的串联连接数增加，改善功率因数，同时是从高电压小电流开始经中电压中电流发生低电压大电流的另一实例。

电源变压器22的次级线圈(2次线圈)上，连接具有带3相的正极半波控制极的整流电路(简称正极整流电路)66与带3相的负极半波控制极的整流电路(简称负极整流电路)67的桥式电路68，同样，电源变压器22的次级线圈上，连接具有3相的正极整流电路69与3相的负极整流电路70的桥式电路71。这些各正极整流电路66、69与各负极整流电路67、70由电流控制电路39实施导通·非导通控制与导通时的电流控制。桥式电路26与桥式电路68连接成串联。桥式电路29与桥式电路71其正极整流电路27、69彼此连接成并联。

下面，用图10、图11、图12说明动作。这些图中，电流控制电路39省略。首先，在初期通电时，使正极整流电路24、27、66及负极整流电路25、67、70同时导通。图10中用虚线表示的通电回路，对负载40-43通电高电压小电流。即，从正极整流电路27经负载40返回负极整流电路25。从正极整流电路66经负载43返回负极整流电路70。从正极整流电路66经负载42与负载41的串联体，经负极整流电路25与正极整流电路24返回负极整流电路67。

相对于电源而言，这时负载40与负载43以1个串联方式连接到电源变压器的1倍电压(电源变压器的次级线圈端电压)上。另一方面，负载42与负载41的串联体以2个串联方式连接到电源电压的2倍电压上。因此在各负载40、41、42、43上各自能通电相同的电流。

随着负载40-43的多结晶半导体成长，电阻下降，导通的正负极整流电路利用电流控制电路39调整电流，使通电与负载40-43相称的电流。因此在功率因数达到一定值时，转移到中期通电。中期通电中使正极整流电路24、29和负极整流电路28、67同时导通。在图11中用虚线示出的通电回路，对负载40-43通电中电压中电流。即，从正极整流电路69经负载40、41、42、43的串联体，经负极整流电路28与正极整流电路24，返回负极整流电路67。

这时负载40-43以4个串联方式连接到电源电压的2倍电压上。这时，对负载40-43的串联体的直流输出电压为初期通电结束时的2倍，功率因数得以改善。然后，随着负载40-43的多结晶半导体成长，电阻进一步下降，与初期通电时一样，导电的正负极整流电路利用电流控制电路39调整电流，对负载40-43通电相称的电流。于是因直流电压下降功率因数恶化。因此在功率因数达到一定值时转移到最后期通电。

最后期通电中，使正极整流电路27、69及负极整流电路28、70同时导通。以在图12中虚线示出的通电回路，对负载40-43通电低电压大电流。即，从正极整流电路27经负载40-43的串联体返回负极整流电路28。与此同时，从正极整流电路69经负载40-43的串联体返回负极整流电路70。这时使对负载40-43的串联体通电同方向的电流。负载40-43以4个串联方式连接电源电压的1倍电压。因正负极整流电路27、28与正极负极整流电路69、67并联连接到负载40-43的串联体进行运作，所以直流输出电压为中期通电结束时的1/2倍，功率因数得以改善。而且能输出中期通电时的2倍电流。

由于利用各正极整流电路与各负极整流电路的切换动作实施3级通电模式的切换，所以像以往那样在从整流电路向负载的供给电路中晶闸管就不必要，从而能降低功耗。实施形态3中，因用4个桥式电路26、29、68、71构成，故在实施形态中能以最少个数达到目的。另外，实施形态3中以被加热的负载具有负电阻特性的情况为例做出说明，但当然也适用于不具有负电阻特性的负载的选定切换。

本发明的加热电源装置，将2个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路26、29，分别连接到第1电源变压器21的1个线圈上，将2个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路68、71，分别连接到第2电源变压器22的1个线圈上，串联连接上述第1电源变压器21连接的上述桥式电路的一方26与上述第2电源变压器22连接的上述桥式电路的一方68，彼此连接上述带正极半波控制极的整流电路端27、69，并联连接上述第1电源变压器21连接的上述桥式电路的另一方29与上述第2电源变压器22连接的上述桥式电路的另一方71，在使连接到上述第1电源变压器21的多个上述桥式电路26、29中的规定的带正极半波控制极的整流电路导通时，使连接到上述第1电源变压器21的多个上述桥式电路26、29中的选定的带负极半波控制极的整流电路导通，在使连接到上述第2电源变压器22的多个上述桥式电路68、71中的规定的带正极半波控制极的整流电路导通时，使连接到上述第2电源变压器22的多个上述桥式电路68、71中的选定的带负极半波控制极的整流电路导通，对连接在所述带正极半波控制极的整流电路与所述带负极半波控制极的整流电路间的多个负载，选定并联与串联的一种或两者，供给所述电源变压器的电功率。

这样一来，负载的选定切换与负载的串联数的选定，能通过选定的正负极整流电路的导通·非导通的控制来实现，能降低功耗的同时，能使对负载施加的电压和电流变化。

实施形态4

根据图13说明实施形态4的加热电源装置。与其他实施形态相同的标号表示相同或相当的部分，引用其他实施形态中的说明。以与其他实施形态不同之处为中心进行说明。实施形态4与实施形态1一样，负载具有负电阻特性，按照因负电阻负载的通电加热引起的电阻值下降，建立3级通电模式，使负载的串联连接数增加，改善功率因数，同时是从高电压小电流开始经中电压中电流发生低电压大电流的另一实例。

电源变压器76的次级线圈(2次线圈)上，连接具有带3相的正极半波控制极的整流电路(简称正极整流电路)77与带3相的负极半波控制极的整流电路(简称负极整流电路)78的桥式电路79，同样，电源变压器80的次级线圈上，连接具有3相的正极整流电路81与3相的负极整流电路82的桥式电路83。这些各正极整流电路77、81与各负极整流电路78、82由电流控制电路39实施导通·非导通控制与导通时的电流控制。桥式电路29与桥式电路71连接成串联。桥式电路79与桥式电路83连接成串联。桥式电路26，桥式电路79、83的串联体，桥式电路68反向串联地连接。

下面，用图14、图15、图16说明动作。这些图中，电流控制电路39省略。首先，在初期通电时，使正极整流电路24、66、77、81及负极整流电路25、67、78、82同时导通。图14中以虚线表示的通电回路，对负载40-43通电高电压小电流。即，从正极整流电路24经负载40返回负极整流电路25。从正极整流电路66经负载43返回负极整流电路67。从正极整流电路81经负载42与负载41的串联体，经负极整流电路78与正极整流电路77返回负极整流电路82。

相对于电源而言，这时负载40与负载43各自以1个串联方式连接到电源变压器的1倍电压(电源变压器的次级线圈端电压)上。另一方面，负载42与负载41的串联体以2个串联方式连接到电源电压的2倍电压上。因此在各负载40、41、42、43上各自能通电相同的电流。

随着负载40-43的多结晶半导体成长，电阻下降，导通的正负极整流电路利用电流控制电路39调整电流，使通电与负载40-43相称的电流。因此在功率因数达到一定值时，转移到中期通电。中期通电中使正极整流电路27、69和负极整流电路28、70同时导通。在图15中用虚线示出的通电回路，对负载40-43通电中电压中电流。即，从正极整流电路27经负极整流电路70与正极整流电路69，经负载40、41、42、43的串联体，返回负极整流电路28。

这时负载40-43以4个串联方式连接到电源电压的2倍电压上。这时，对负载40-43的串联体的直流输出电压为初期通电结束时的2倍，功率因数得以改善。然后，随着负载40-43的多结晶半导体成长，电阻进一步下降，与初期通电时一样，导电的正负极整流电路利用电流控制电路39调整电流，对负载40-43通电相称的电流。于是因直流电压下降功率因数恶化。因此在功率因数达到一定值时转移到最后期通电。

最后期通电中使正极整流电24、69及负极整流电路28、67同时导通。以在图16中虚线示出的通电回路，对负载40-43通电低电压大电流。即，从正极整流电路24经负载40-43的串联体返回负极整流电路28。与此同时，从正极整流电路69经负载40-43的串联体返回负极整流电路67。这时使对负载40-43的串联体通电同方向的电流。负载40-43以4个串联方式连接电源电压的1倍电压。因正极负极整流电路24、28与正负极整流电路69、67并联连接到负载40-43的串联体进行运作，故直流输出电压为中期通电结束时的1/2倍，功率因数得以改善。而且能输出中期通电时的2倍电流。

另外，在初期通电时负载40-43的特性存在偏差的情况下，上述实施形态3中各带正极半波控制极的整流电路24、27、66与带负极半波控制极的整流电路25、67、70成为非对称控制，偶次谐波电流就流出到交流三相线路23中，但在本实施形态4中，因初期通电时对4个负载40、41、42、43设置4个桥式电路26、79、83、68，所以成完全对称，能抑制偶次谐波电流流到交流三相线路23中。

由于利用各正极整流电路与各负极整流电路的选择切换动作实施3级通电模式的切换，所以像以往那样在从整流电路向负载的供给电路中晶闸管就不必要，从而能降低功耗。另在初期通电时负载40-43的特性存在偏差的情况下，也能抑制流到交流三相线路23中的偶次谐波电流。另外，在上述中虽用2台电源变压器76、80与2个桥式电路79、83构成，但若用1台电源变压器的次级线圈上，使其发生电源变压器21的次级线圈的2倍电压，则能合并成1个桥式电路。实施形态4中以被加热的负载具有负电阻特性的情况为例做出说明，但当然也适用于不具有负电阻特性的负载的选定切换。

本发明的加热电源装置，将2个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路26、29，分别连接到第1电源变压器21的1个线圈上，将2个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路68、71，分别连接到第2电源变压器22的1个线圈上，将具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路，连接到第3电源变压器上，串联连接上述第1电源变压器21连接的上述桥式电路26、29中的一个29与上述第2电源变压器连接的上述桥式电路68、71中的一个71，在使连接到上述第1电源变压器21的多个上述桥式电路26、29中的规定的带正极半波控制极的整流电路导通时，使连接到上述第1电源变压器21的多个上述桥式电路26、29中的选定的带负极半波控制极的整流电路导通，在使连接到上述第2电源变压器22的多个上述桥式电路68、71中的规定的带正极半波控制极的整流电路导通时，使连接到上述第2电源变压器22的多个上述桥式电路68、71中的选定的带负极半波控制极的整流电路导通，在使连接到上述第3电源变压器的带正极半波控制极的整流电路导通时，使连接到上述第3电源变压器的带负极半波控制极的整流电路导通，对连接在所述带正极半波控制极的整流电路与所述带负极半波控制极的整流电路间的多个负载，选定并联与串联的一种或两者，供给所述电源变压器的电功率。

这样一来，负载的选定切换与负载的串联数的选定，能通过选定的正负极整流电路的导通·非导通的控制来实现，能降低功耗，而且能抑制偶次谐波流出到交流三相线路中，同时能使对负载施加的电压和电流变化。

Claims (6)

1.一种加热电源装置，其特征在于，

将多个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路，分别连接到电源变压器的1个线圈上，

多个负载与所述电源变压器的电源连接，向所述多个负载供给所述电源变压器的电功率，

使多个所述桥式电路中的规定的所述带正极半波控制极的整流电路和所述带负极半波控制极的整流电路导通，使得所述多个负载相对于所述电源，能够选定并联、串联、并联与串联。

2.一种加热电源装置，其特征在于，

将多个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路作为第1组，分别连接到第1电源变压器的1个线圈上，

将多个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路作为第2组，分别连接到第2电源变压器的1个线圈上，

多个负载与所述第1电源变压器、所述第2电源变压器的电源连接，向所述多个负载供给所述第1电源变压器、所述第2电源变压器的电功率，

使第1组所述桥式电路中的规定的所述带正极半波控制极的整流电路和所述带负极半波控制极的整流电路导通，并且使第2组所述桥式电路中的规定的所述带正极半波控制极的整流电路和所述带负极半波控制极的整流电路导通，

使得所述多个负载相对于所述电源，能够选定并联、串联、并联与串联。

3.一种加热电源装置，其特征在于，

将多个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路作为第1组，分别连接到第1电源变压器的1个线圈上，

将多个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路作为第2组，分别连接到第2电源变压器的1个线圈上，

将具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路作为第3组，连接到第3电源变压器上，

将具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路作为第4组，连接到第4电源变压器上，

多个负载与所述第1电源变压器、所述第2电源变压器、所述第3电源变压器、所述第4电源变压器的电源连接，向所述多个负载供给所述第1电源变压器、所述第2电源变压器、所述第3电源变压器、所述第4电源变压器的电功率，

使第1组所述桥式电路中的规定的所述带正极半波控制极的整流电路和所述带负极半波控制极的整流电路导通，并且使第2组所述桥式电路中的规定的所述带正极半波控制极的整流电路和所述带负极半波控制极的整流电路导通，并且使第3组和第4组所述桥式电路的所述带正极半波控制极的整流电路和所述带负极半波控制极的整流电路同时导通、非导通，

使得所述多个负载相对于所述电源，能够选定并联、串联、并联与串联。

4.一种加热电源装置，其特征在于，

将2个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路作为第1组，分别连接到第1电源变压器的1个线圈上，

将2个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路作为第2组，分别连接到第2电源变压器的1个线圈上，

连接第1组所述桥式电路的一方的所述带正极半波控制极的整流电路端与第2组所述桥式电路的一方的所述带负极半波控制极的整流电路端，使得第1组所述桥式电路的一方与第2组所述桥式电路的一方串联连接，

连接第1组所述桥式电路的另一方的所述带正极半波控制极的整流电路端与第2组所述桥式电路的另一方的所述带正极半波控制极的整流电路端，连接第1组所述桥式电路的另一方的所述带负极半波控制极的整流电路端与第2组所述桥式电路的另一方的所述带负极半波控制极的整流电路端，使得第1组所述桥式电路的另一方与第2组所述桥式电路的另一方并联连接，

多个负载与所述第1电源变压器、所述第2电源变压器的电源连接，向所述多个负载供给所述第1电源变压器、所述第2电源变压器的电功率，

使第1组所述桥式电路中的规定的所述带正极半波控制极的整流电路和所述带负极半波控制极的整流电路导通，并且使第2组所述桥式电路中的规定的所述带正极半波控制极的整流电路和所述带负极半波控制极的整流电路导通，

使得所述多个负载相对于所述电源，能够选定并联、串联、并联与串联。

5.一种加热电源装置，其特征在于，

将2个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路作为第1组，分别连接到第1电源变压器的1个线圈上，

将2个具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路作为第2组，分别连接到第2电源变压器的1个线圈上，

将具有带正极半波控制极的整流电路与带负极半波控制极的整流电路的桥式电路作为第3组，连接到第3电源变压器上，

将第1组所述桥式电路中的一个与第2组所述桥式电路中的一个串联连接，

多个负载与所述第1电源变压器、所述第2电源变压器、所述第3电源变压器的电源连接，向所述多个负载供给所述第1电源变压器、所述第2电源变压器、所述第3电源变压器的电功率，

使第1组所述桥式电路中的规定的所述带正极半波控制极的整流电路和所述带负极半波控制极的整流电路导通，并且使第2组所述桥式电路中的规定的所述带正极半波控制极的整流电路和所述带负极半波控制极的整流电路导通，并且使第3组所述桥式电路的所述带正极半波控制极的整流电路和所述带负极半波控制极的整流电路同时导通、非导通，

使得所述多个负载相对于所述电源，能够选定并联、串联、并联与串联。

6.如权利要求1～5的任一项所述的加热电源装置，其特征在于，

所述负载是负电阻负载。