CN113812081B - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

为了提供不需要长时间的调整就能够供给期望的时间波形的电力的电源装置，具备：m×n个开关元件(swij)；电容器(cij)，与开关元件分别串联连接，构成m×n个串联电路(sij)；充电器(chij)，对电容器进行充电；m个变压器(Ti)，1次绕组连接于通过将每n个串联电路以使极性一致的方式相互并联地连接而成的m个并联电路(pi)各自的两端；电流检测部(2)，将变压器的2次绕组依次串联连接且两端成为输出端的多级串联电路的电流作为电流检测值(I)输出；控制部(1)，输出根据作为从输出端输出的电流的目标值的电流指令(cc)以及电流检测值而生成的指令信号(sigij)；以及驱动部(gij)，根据指令信号来驱动开关元件以及充电器。

Description

电源装置
技术领域
本发明涉及通过利用多个开关元件进行的电流的调制和使用多个变压器的电压的重叠来供给高输出的电力的电源装置。
背景技术
在利用脉冲电弧放电的杀菌装置、水处理装置、激光振荡器、废气净化装置、臭氧产生机、极紫外光(EUV：Extreme Ultra－Violet)光源等中使用产生高输出的脉冲电流的电源装置。它们被称为等离子体应用设备、放电装置等。
这些电源装置所使用的气体放电开关在寿命和稳定性方面存在课题，利用半导体器件的半导体开关元件被使用。并且，提出了将半导体开关元件的开关动作与基于变压器的感应电压重叠进行组合而供给期望的波形的电力的技术。
在专利文献1中，公开了向气体激光装置的放电电极之间施加高电压的高电压脉冲产生装置。该高电压脉冲产生装置在脉冲变压器的1次侧具备相互并联地连接的n个(n为2以上的自然数)1次侧电路。1次侧电路各自包括1次侧线圈、与1次侧线圈并联地连接的电容器以及与电容器串联地连接的开关。
而且，在脉冲变压器的2次侧具备2次侧电路。2次侧电路包括相互串联地连接的n个2次侧线圈以及与n个2次侧线圈各自的两端分别连接的n个二极管，连接于放电电极。
现有技术文献
专利文献1：国际公开2016/152738号
发明内容
在专利文献1所记载的高电压脉冲产生装置中，将多个开关元件与多个变压器进行组合而产生高电压的脉冲。并且，开关元件的特性依赖于开关元件的电压以及电流而变动，在所使用的多个开关元件之间存在个体差。
而且，电负荷装置的阻抗依赖于向电负荷装置的输出电压以及输出电流而变动，电负荷装置的阻抗存在个体差。如上所述，存在开关元件以及电负荷装置的个体差、依赖于输出电压以及输出电流的变动等，从而有时为了驱动多个开关元件来供给期望的时间波形的电力，要求作业人员进行长时间的调整。
本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种电源装置，不需要由作业人员进行的长时间的调整，就能够向电负荷装置供给期望的时间波形的电力。
本发明的电源装置具备：m×n个(m、n为2以上的整数)开关元件；m×n个电容器，与开关元件分别串联连接，构成m×n个串联电路；充电器，对电容器进行充电；m个变压器，各自的1次绕组的两端连接于m个并联电路各自的两端，该m个并联电路是通过将每n个串联电路以使极性一致的方式相互并联地连接而构成的；电流检测部，检测在m个变压器的2次绕组的两端依次串联连接且两端成为输出端的多级串联电路中流过的电流，并作为电流检测值输出；控制部，输出根据作为从输出端输出的电流的目标值的电流指令以及电流检测值而生成的指令信号；以及驱动部，根据指令信号来驱动开关元件以及充电器。
根据本发明，可提供一种电源装置，不需要由作业人员进行的长时间的调整，就能够将期望的时间波形的电力供给到电负荷装置。
附图说明
图1是示出实施方式1中的电源装置的结构的一个例子的概略图。
图2是示出实施方式1中的模块的结构的一个例子的概略图。
图3是示出实施方式1中的电源装置的结构的一个例子的框图。
图4是示出实施方式1中的控制部的结构例的框图。
图5是示出实施方式1中的控制部的动作例的流程图。
图6是例示实施方式1中的指令信号数据集的图。
图7是示出实施方式1中的动作条件生成部的硬件结构的一个例子的图。
图8是示出实施方式2中的电源装置的结构的一个例子的框图。
图9是示出实施方式2中的机器学习装置的动作的一个例子的流程图。
图10是示出实施方式2中的电源装置的结构的一个例子的框图。
图11是示出实施方式2中的机器学习装置的动作的一个例子的流程图。
图12是示出实施方式3中的电源装置的结构的一个例子的框图。
图13是示出实施方式3中的学习完毕学习器的动作的一个例子的流程图。
(符号说明)
1、1a、1b、1c：控制部；2：电流检测部；6：学习完毕学习器；11：动作条件生成部；12、12a：指令信号决定部；13：指令信号数据集；51：动作结果取得部；52：状态量观测部；53：误差计算部；54：学习模型更新部；55：学习部；57：报酬计算部；58：价值函数更新部；60：学习完毕学习部；100、100a、100b、100c：电源装置；200：数值控制装置；300：电负荷装置；cij：电容器；chij：充电器；D：检测装置；d：检测值；gij：驱动部；ki：温度检测器；MSSC：多级串联电路；Mi：模块；sigij：指令信号；sij：串联电路；pi：并联电路；swij：开关元件；ti：温度检测信号；Ti：变压器。
具体实施方式
以下，使用附图，详细地说明实施方式。此外，以下说明的实施方式只是例示。
实施方式1
图1是示出实施方式1中的电源装置100的结构的一个例子的概略图。图2是示出实施方式1中的模块Mi的结构的一个例子的概略图。图1以及图2所示的电源装置100根据从数值控制装置200输出的电流指令cc，对连接于输出端O1与输出端O2之间的电负荷装置300输出电流。在此，电流指令cc表示输出电流的目标值。作为数值控制装置200，例如能够使用序列发生器、计算机等。
接下来，说明电源装置100的结构。电源装置100具有模块M1至模块Mm。在此，分配给模块Mi的行编号i是1至m中的任意一个，m为2以上的整数。参照图2，说明模块Mi的构造。在以下的说明中，在说明了行编号i的构成要素的情况下，关于行编号1至行编号m的构成要素，也设为与对于行编号i的构成要素的说明相同。
另外，在说明了列编号j的构成要素的情况下，关于列编号1至列编号n的构成要素，也设为与对于列编号j的构成要素的说明相同。在此，列编号j是1至n中的任意一个，n为2以上的自然数。
模块Mi包括充电器chi1至充电器chin、串联电路si1至串联电路sin、驱动部gi1至驱动部gin、变压器Ti以及温度检测器ki。串联电路sij包括开关元件swij以及与开关元件swij串联地连接的电容器cij。
驱动部gij根据指令信号sigij，驱动开关元件swij以及充电器chij。开关元件swij进行开关动作，充电器chij进行电容器cij的充电。驱动部gij还能够将开关元件swij以及充电器chij分别单独地进行驱动。作为驱动部gij，也可以使用对开关元件swij进行驱动的电路。另外，作为驱动部gij，也可以使用对充电器chij进行驱动的半导体元件、开关或者继电器。
串联电路si1至串联电路sin相互使极性一致地并联连接，构成并联电路pi。极性一致的状态是指，在并联电路pi之中电容器cij的正极被充电的一侧在电容器ci1至电容器cin之间一致的状态。
将并联电路pi的电容器ci的正极被充电的一侧的端称为并联电路pi的高电位侧Hi。另外，将与高电位侧相反的一侧的端称为并联电路pi的低电位侧Li。另外，将高电位侧Hi和低电位侧Li称为并联电路pi的两端。变压器Ti的1次绕组的两端连接于并联电路pi的两端。
电容器cij的数量与充电器chij的数量的关系并不限定于图1以及图2所示的方式，也可以针对多个电容器cij而设置1个充电器chij。另外，也可以将多个电容器并联连接而成的结构用作电容器cij。另外，串联电路sij也可以除了包括电容器cij以及开关元件swij以外还包括电感器或者电阻。在该情况下，针对电容器cij以及开关元件swij，既可以串联地连接电感器或者电阻，也可以并联地连接电感器或者电阻。
温度检测器ki将对模块Mi的内部的开关元件swij的温度进行测量得到的结果作为温度检测信号ti而输出到控制部1。驱动部gij根据从控制部1输出的指令信号sigij来驱动开关元件swij以及充电器chij。以上是模块Mi的构造。
在本实施方式中，关于温度检测器ki的配置，只要能够测量开关元件swij的温度即可。温度检测器ki的配置不限定于图1以及图2的方式。例如，也可以针对电源装置100或者开关元件swij而设置1个温度检测器。另外，也可以省去温度检测器ki，控制部1不使用温度检测信号ti而决定指令信号sigij。
变压器T1至变压器Tm各自的2次绕组依次串联地连接，构成多级串联电路MSSC。将多级串联电路MSSC的变压器T1的一侧的端设为输出端O1，将变压器Tm的一侧的端设为输出端O2。电负荷装置300连接于输出端O1与输出端O2之间。另外，设置有电流检测部2，该电流检测部2测量流经输出端O1的电流并作为电流检测值I而输出。电流检测部2检测流经多级串联电路MSSC的电流即可，也可以测量流经输出端O2的电流。
另外，也可以关于模块Mi、并联电路Pi、串联电路sij、开关元件swij、多级串联电路MSSC、电负荷装置300中的任意一个或者多个，设置检测电流或者电压的检测装置D，并将检测到的结果作为检测值d而输出。
另外，驱动部gij无需如图1以及图2那样针对串联电路sij的每个而各设置1个，也可以针对多个串联电路sij而设置1个驱动部。另外，也可以并非单独地驱动开关元件swij，而是在相同的定时驱动多个开关元件swij，还可以以使得进行相同的开关动作的方式进行驱动。另外，也可以并非单独地驱动充电器chij，而是在相同的定时驱动多个充电器chij，还可以以同样地进行充电动作的方式进行驱动。
接下来，说明控制部1。图3是示出实施方式1中的电源装置100的结构的一个例子的框图。在图3中，将并联电路pi、充电器chij等总括起来表示为控制对象3，示出控制对象3与电流检测部2、温度检测部kij、控制部1以及驱动部gij之间的关系。
在图3中，控制部1从数值控制装置200取得电流指令cc。控制部1还取得驱动部gij在开关元件swij及充电器chij的驱动中使用的已执行的指令信号sigij即已执行指令信号以及由于已执行指令信号而产生的电流的电流检测值I作为输出数据。作为输出数据，也可以还取得温度检测值ti、关于基于已执行指令信号的动作的检测值d等。
控制部1根据输出数据以及要执行的动作的电流指令cc，推测在要执行的动作中被施加到输出端O1与输出端O2之间的输出电压。然后，控制部1根据包括被推测为电流指令cc的输出电压的动作条件，决定关于要执行的动作的指令信号sigij，并输出到驱动部gij。驱动部gij根据指令信号sigij来驱动控制对象3。
在此，也可以代替输出电压，而推测电负荷装置300的阻抗。另外，控制部1也可以以使从电源装置100输出到电负荷装置300的电流追随电流指令cc的方式，输出指令信号sigij。另外，即使是在基于一连串的指令信号sigij的动作完成之前，只要完成一部分基于该指令信号sigij的动作，则也可以作为已执行指令信号而用于动作条件的生成。
以下，将流经开关元件swij的电流称为开关元件swij的电流，将施加到开关元件swij的电压称为开关元件swij的电压。在此，对于每1个开关元件swij的电流值以及电压值而言，存在实现合适的开关的动作状态的范围。将该电流值以及电压值的范围分别称为电流合适范围以及电压合适范围。在此，实现开关元件swij的合适的动作状态的状态能够设为如下状态。
即，进行开关所需的时间为预先决定的开关时间的基准值以下。并且，开关元件swij的导通电阻的值在导通时即接通时比预先决定的低电阻时的基准值小。并且，在非导通时即断开时，开关元件swij的导通电阻的值比预先决定的高电阻时的基准值大。
此外，关于开关时间的基准值、低电阻时的基准值以及高电阻时的基准值，既可以测量各个开关元件swij的开关动作来决定，也可以根据开关元件swij的规格而通过计算来决定。另外，高电阻时的基准值比低电阻时的基准值大。
控制部1根据动作条件，以使开关元件swij的电流值以及开关元件swij的电压值分别包含于电流合适范围以及电压合适范围的方式决定指令信号sigij。
在此，将指定被驱动的并联电路pi的个数以及被驱动的并联电路pi的内部的被驱动的开关元件swij的个数的信息称为驱动信息。指令信号sigij也可以包含驱动信息。将输出电压除以被驱动的模块Mi的个数而得到的值是1个开关元件swij的电压值。
另外，将电流指令cc除以被驱动的模块Mi的内部的被驱动的开关元件swij的个数而得到的值是1个开关元件swij的电流值。这样，指令信号sigij包含驱动信息，从而能够将动作条件与每1个开关元件swij的电流以及电压关联起来。另外，能够根据动作条件来计算每1个开关元件swij的电流以及电压。
然后，能够将每1个开关元件swij的电流以及电压与电流合适范围以及电压合适范围进行对比，决定指令信号sigij。另外，能够将依赖于各个开关元件swij的电流、电压或者它们的组合而变化的特性反映到输出的指令信号sigij。
另外，能够以使各个开关元件swij能够发挥期望的开关性能的方式决定各个开关元件swij的电流以及电压。在此，作为驱动信息，也可以指定被驱动的串联电路sij的行编号以及列编号。另外，也可以代替并联电路pi的数量而指定模块Mi的数量。
举出具体例来说明开关元件swij的导通电阻、电流合适范围、电压合适范围等。作为开关元件swij的例子，例示MOSFET(Metal－Oxide－Semiconductor Field－EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)。
在基于MOSFET的开关中，开关元件swij的电流越小则开关时间越长，开关元件swij的电压越小则开关时间越长。因此，当开关元件swij的电流或者开关元件swij的电压变得过小时，有时进行开关所需的时间超过开关时间的基准值。
在此，开关时间例如也可以设为电阻值从基于开关的整个变动量的10％变动至90％所需的时间与电阻值从整个变动量的90％变动至10％所需的时间之和。在此，也可以将开关元件swij的高电阻时的电阻值与低电阻时的电阻值的差异设为整个变动量。另外，关于10％以及90％的值，分别能够适当变更为20％以及80％、5％以及95％等来设定。
而且，开关元件swij的低电阻时即接通时的导通电阻需要比低电阻时的基准值小，高电阻时即断开时的导通电阻需要比高电阻时的基准值大。在基于MOSFET的开关下产生如下状态：当开关元件swij的电流或者开关元件swij的电压变得过大时，低电阻时的导通电阻不会下降至期望的值。
另外，在基于MOSFET的开关下可能产生如下状态：当开关元件swij的温度过度上升时，在开关元件swij的导通电阻为低电阻时不会下降至期望的值。并且，可能产生无法实现合适的开关动作的状态。例如还能够考虑如上所述的开关元件swij的特性而决定开关元件swij的电流合适范围以及电压合适范围。
另一方面，开关元件swij的温度依赖于开关元件swij的电力、脉冲动作的重复频率、脉冲动作的占空比而变化。在此，开关元件swij的电力是指开关元件swij的电流与开关元件swij的电压之积。另外，能够将占空比设为在脉冲动作的1个循环内将作为电流通过时间的接通时间除以接通时间与作为电流停止时间的断开时间之和而得到的值。
控制部1也可以除了电流指令cc、输出电压的推测值之外，还将重复频率、占空比、开关元件swij的温度等各种条件添加到动作条件，依赖于动作条件而使电流合适范围以及电压合适范围变化。并且，通过对动作条件添加这些各种条件，控制部1能够输出反映了上述各种条件的值的指令信号sigij。
依赖于这样的开关元件swij的电流或者电压的开关时间的变化对输出电流波形造成的影响在脉冲动作的情况下特别显著。另外，在输出电流的脉冲宽度为1微秒以下的情况下显著，在500纳秒以下的情况下影响更显著。并且，在脉冲宽度为100ns以下的情况下影响进一步显著。
另外，不限于MOSFET，能够以根据开关元件swij的种类、规格等来决定电流合适范围以及电压合适范围的方式构成控制部1。另外，作为用于开关元件swij的半导体的材料，既可以使用硅，也可以应用碳化硅、氮化镓等宽带隙半导体，实现开关动作的高速化、低损耗化。另外，也可以实现开关元件swij的高温动作等。
进而，说明控制部1的结构例。图4是示出实施方式1中的控制部1的结构例的框图。图5是示出实施方式1中的控制部1的动作例的流程图。在图5(a)中示出图4(a)所示的结构的动作，在图5(b)中示出图4(b)所示的结构的动作。
说明图4的动作条件生成部11。动作条件生成部11预先取得已执行指令信号和关于由已执行指令信号产生的电流的电流检测值I而作为输出数据。然后，根据输出数据和关于要执行的动作的电流指令cc，推测关于要执行的动作的输出电压。
在此，电负荷装置300的阻抗以及开关元件swij的开关特性依赖于各瞬间的电流、电压等而变化。而且，在电负荷装置300的阻抗或者开关元件swij的性能中，存在相同的规格的元件或者相同的规格的装置之间的个体差或者机器差异变动。因此，在仅根据电流指令cc而生成指令信号sigij的情况下，有时所输出的电流波形与电流指令cc大幅偏离。在本实施方式中，根据输出数据来推测输出电压或者电负荷装置300的阻抗，所以能够针对电流指令cc，精度良好地生成动作条件。
接下来，说明生成指令信号数据集13的指令信号数据集生成部14。指令信号数据集13是使动作范围和数据内指令信号成组而得到的数据集。动作范围是将电源装置的动作条件的可取的值划分为数值范围而得到的各个数值范围。数据内指令信号指定在动作条件包含于动作范围时输出的指令信号sigij。
在此，以满足以下的条件的方式决定数据内指令信号。在此，条件如下。在输出与动作范围对应的数据内指令信号所指定的指令信号sigij的情况下，每1个开关元件swij的电流以及电压分别包含于电流合适范围以及电压合适范围。
图6是例示实施方式1中的指令信号数据集13的图。也可以如图6那样，根据数据内指令信号来指定被驱动的并联电路pi的个数和被驱动的并联电路pi的内部的被驱动的开关元件swij的个数。数据内指令信号包含驱动信息，从而能够构成起到与上述的指令信号sigij包含驱动信息的情况同样的效果的控制部1。
在图6的(A)以及(B)中，作为动作范围，示出输出电流的脉冲宽度、输出电流的峰值、输出电压的峰值以及关于开关元件swij的温度的数值的范围。在图6的例子中，实现50纳秒以上且比100纳秒小的脉冲宽度，且在低电阻时低于期望的值，在高电阻时导通电阻超过期望的值。用于满足这个条件的每1个开关元件swij的电流合适范围以及电压合适范围的上限分别假设为20安培以及1千伏。而且，关于温度也决定了条件，在开关元件swij的温度为摄氏20度以上且摄氏50度以下的情况下，假设为满足上述条件。
根据以上的假设，针对(A)的动作范围，对应的是驱动20级的并联电路pi且在并联电路pi的内部中驱动5列的串联电路si的数据内指令信号。另一方面，针对(B)的动作范围，对应的是驱动4列的串联电路si的数据内指令信号。(A)与(B)的数据内指令信号的差异是因波峰电流值的项目的差异而引起的。
对图6的动作范围的项目进一步添加重复频率或者占空比，例如关于重复频率或者占空比高的动作范围，也可以考虑开关元件swij的温度上升这一情况，下调电流合适范围而决定数据内指令信号。
另外，在图6的数据内指令信号中，指定有被驱动的并联电路pi以及被驱动的并联电路pi的内部的串联电路sij。并且，设为以使在多个并联电路pi之间均等地分割输出电压而得到的电压成为1个并联电路pi的两端电压的方式进行充电，未指定电容器cij的充电量或者充电电压。作为数据内指令信号，也可以仅指定要驱动的串联电路sij。另外，也可以指定充电器chij或者电容器cij，并指定关于它们的充电量或者充电电压。
接下来，说明指令信号决定部12的动作。指令信号决定部12从指令信号数据集13之中抽取由动作条件生成部11生成的动作条件包含于该数值范围的动作范围。然后，将与抽取出的动作范围对应的数据内指令信号作为指令信号sigij而输出到驱动部gij。
以下，说明图5(a)所示的控制部1的处理。在步骤S101中，将动作条件划分为数值范围而生成动作范围。进而，决定与动作范围分别对应的数据内指令信号。然后，使动作范围和与动作范围对应的数据内指令信号成组，生成指令信号数据集13。步骤S101在图4(a)的结构的情况下对应于指令信号数据集生成部14的动作。
接下来，在步骤S102中，根据已执行的动作的输出数据以及要执行的动作的电流指令cc，生成要执行的动作的动作条件。步骤S102在图4(a)的结构的情况下对应于动作条件生成部11的动作。
接下来，在步骤S103中，从指令信号数据集13之中抽取包括在步骤S102中生成的动作条件的动作范围。进而，将与抽取出的动作范围对应的数据内指令信号作为指令信号sigij而输出到驱动部gij。步骤S103在图4(a)的结构的情况下对应于指令信号决定部12的动作。以上是图4(a)所示的控制部1的动作。
在此，数据内指令信号以及指令信号sigij也可以包含驱动信息。然后，指令信号数据集生成部14也可以根据驱动信息将动作条件与每1个开关元件swij的电压以及电流关联起来，反映开关元件的特性，决定数据内指令信号。
另外，指令信号数据集生成部14也可以如下那样决定数据内指令信号。即，在动作条件包含于某个动作范围的情况下，指令信号数据集生成部14在将与该动作范围对应的数据内指令信号作为指令信号sigij输出时，每1个开关元件swij的电流以及电压的值分别包含于电流合适范围以及电压合适范围。
在此，步骤S101和步骤S102能够调换顺序来实施。在开始步骤S103的处理之前，如果完成了步骤S101，则在步骤S102之后，无需等待指令信号数据集13的生成，就能够实施步骤S103，所以能够缩短处理所需的时间。
如果在步骤S102的处理之后执行步骤S101的处理，则能够根据动作条件来生成指令信号数据集13，针对宽范围的动作条件而生成指令信号数据集13。另外，能够减轻保存指令信号数据集13的存储装置的负担。
另外，关于使用的频度多的动作范围，在步骤S102之前实施步骤S101的处理而保存到指令信号数据集13。另一方面，关于使用的频度少的动作范围，在执行步骤S102的处理之后执行步骤S101的处理，与动作条件相匹配地生成。也可以这样构成控制部1。
另外，关于指令信号数据集13，还能够设为保存于存储装置的数据。另外，也可以将指令信号数据集生成部14设置于控制部1的外部。另外，也可以代替指令信号数据集生成部14，而由作业人员生成指令信号数据集13。另外，控制部1也可以具备输入部和保存指令信号数据集13的存储装置，从输入部将数据输入到控制部1并存储于存储装置，从而生成指令信号数据集13。
接下来，说明图4(b)以及图5(b)所示的控制部1的结构以及动作。图4(b)的动作条件生成部11的动作以及结构与图4(a)以及图5(a)相同。图4(b)的指令信号候补生成部15生成指令信号sigij的候补作为指令信号候补。所生成的指令信号候补的数量既可以是一个，也可以是多个。
另外，也可以与由动作条件生成部11生成的动作条件对应地生成指令信号候补。也可以以使开关元件swij的电流值以及电压值分别包含于电流合适范围以及电压合适范围的方式生成指令信号候补，但也可以与动作条件无关地生成。另外，也可以省去指令信号候补生成部15，而使用不依赖于动作条件的一定的指令信号候补。
图4(b)的指令信号决定部12a具备判定部16以及指令信号输出部17。判定部16判定指令信号候补是否满足预先决定的基准。在此，指令信号候补以及指令信号sigij也可以包含驱动信息。另外，判定部16也可以利用驱动信息，将动作条件与每1个开关元件swij的电压以及电流关联起来。如果这样做，则判定部16通过利用驱动信息，能够反映开关元件的特性来进行判定。
另外，当在所取得的动作条件下将某个指令信号候补作为指令信号sigij而输出的情况下，每1个开关元件swij的电流以及电压的值分别包含于电流合适范围以及电压合适范围。在这样的情况下，也可以判定为上述指令信号候补满足基准。
关于图4(b)的指令信号决定部12a的判定，在仅输出1个满足基准的指令信号候补的情况下，将满足基准的指令信号候补作为指令信号sigij而输出到驱动部gij。另一方面，也可以在判定为多个指令信号候补满足基准的情况下，进行从满足基准的指令信号候补之中选出最优的指令信号候补的处理。然后，也可以将所选定的指令信号候补作为指令信号sigij而输出到驱动部gij。
在此，指令信号候补也可以仅包括被驱动的串联电路sij的行编号以及列编号的信息。并且，也可以在通过上述判定部16的处理来选定指令信号候补之后，利用所选定的指令信号候补的行编号以及列编号和动作条件来计算电容器cij的充电量，并包括计算出的充电量在内而作为指令信号sigij输出。另外，也可以构成为在指令信号候补中包括电容器cij的充电量。
接下来，说明图5(b)的流程图的控制部1的处理。图5(b)的步骤S201所示的处理与图5(a)的步骤S102的处理相同。接下来，在步骤S202中，针对在步骤S201中生成的动作条件，生成指令信号候补。图5(b)的指令信号候补生成部15与动作条件对应地生成指令信号候补。接下来，在步骤S203中，判定指令信号候补是否为基准的范围内。
当在步骤S203中判定为指令信号候补是基准的范围外的情况下，返回到步骤S202，再次生成指令信号候补。另一方面，当在步骤S203中判定为满足基准的情况下，进入到步骤S204，判定指令信号候补在所生成的指令信号候补之中是否为最优。在此，在满足基准的指令信号候补只有一个的情况下，做出满足该基准的指令信号候补为最优这样的判断。
当在步骤S204中判定为在指令信号候补之中为最优的情况下，进入到步骤S205，将判定为最优的指令信号候补作为指令信号sigij而输出到驱动部gij。另一方面，在判定为在指令信号候补之中不是最优的情况下，返回到步骤S204，对与认为满足基准且不是最优的指令信号候补不同的指令信号候补进行判定。
然后，重复步骤S204的判定直至判定为是最优的指令信号候补。作为在步骤S202中仅生成一个指令信号候补的结构，还能够省去步骤S204。在此，关于最优的指令信号候补，也可以设为开关时间最短的候补。另外，步骤S203和步骤S204也可以改变顺序来执行。以上是图5(b)的流程图的控制部1的处理。
作为控制部1所包含的动作条件生成部11、指令信号决定部12、指令信号数据集生成部14、指令信号候补生成部15、判定部16以及指令信号输出部17，也可以使用处理器或者处理电路。作为这些构成要素的硬件结构的一个例子，说明动作条件生成部11的硬件结构。
图7是示出实施方式1中的动作条件生成部11的硬件结构的一个例子的图。在图7中，动作条件生成部11具有作为信息处理部的处理器1101以及作为存储信息的存储部的存储器1102。处理器1101和存储器1102例如是计算机的一部分。在存储器1102中，安装有程序。
例如经由网络安装程序或者从存储信息的存储介质安装程序。程序也可以包括用于实施取得已执行的指令信号及电流检测值I的处理和输出电压的推测的处理的程序。处理器1101通过执行存储于存储器1102的程序，生成动作条件。
动作条件生成部11的结构的整体或者一部分也可以由包括半导体集成电路的控制电路构成。存储器1102也可以包括半导体存储装置、硬盘装置、向能够取出的记录介质记录信息的装置等各种存储装置。以上是关于动作条件生成部11的硬件结构的一个例子的说明。
另外，作为上述列举的构成要素，也可以使用将处理器或者处理电路与存储装置进行组合得到的结构等。另外，也可以在存储装置中存储程序或者数据。另外，也可以将控制部1的一部分或者全部的构成要素设为包括利用网络而与控制对象3连接的处理器以及存储装置的计算机。
另外，通过图5(a)的步骤S101的处理，预先作为指令信号数据集13而生成将数据保存于查找表(Lookup table)得到的数据集。然后，在步骤S103中，从查找表抽取包括要执行的动作的动作条件的动作范围。进而，从查找表取出与抽取出的动作范围对应的数据内指令信号。并且，也可以构成为将所取出的数据内指令信号作为指令信号sigij而输出。
另外，也可以通过由处理器或者处理电路使软件、固件或者它们的组合进行动作而实现图5所示的处理。也可以将软件或者固件记述为程序并存储于存储装置，读出并执行存储于存储装置的程序。另外，既可以使用1个专用处理电路来实现图5(a)或者图5(b)的一连串的处理，也可以关于各个处理而各设置一个专用处理电路，由各专用处理电路实现各处理。作为专用处理电路的例子，能够列举单一电路、复合电路、被编程的处理器、被并行编程的处理器、ASIC(Application Specific integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、将它们组合而成的结构等。
作为存储装置的例子，能够列举半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、高密度盘、迷你盘或者DVD(Digital Versatile Disc，数字多功能盘)等。在此，半导体存储器既可以是非易失性，也可以是易失性。
根据本实施方式，控制部1根据关于已执行的动作的输出数据和关于要执行的动作的电流指令cc而生成要执行的动作的动作条件，根据动作条件来决定要执行的动作的指令信号sigij。因此，即使在电负荷装置300的阻抗或者开关元件swij的特性中存在变动或者个体差的情况下，也能够通过输出数据将这些变动以及个体差反映到接下来的动作的指令信号sigij。
另外，在指令信号sigij包含驱动信息的情况下，能够根据驱动信息将动作条件与每1个开关元件的电流值以及电压值关联起来。因此，能够在决定要输出的指令信号sigij时反映开关元件的特性。
控制部1也可以以使每1个开关元件swij的电流的值以及电压的值分别包含于电流合适范围以及电压合适范围的方式决定指令信号sigij。而且，电流合适范围以及电压合适范围也可以被决定为：使开关元件swij的开关时间为开关时间的基准以下，并且使开关元件swij的导通电阻的值在低电阻时比低电阻时的基准值小，在高电阻时比高电阻时的基准值大。如果这样做，则能够以使每1个开关元件的电流值以及电压值成为能够进行合适的开关动作的值的方式决定指令信号sigij。
基于以上，根据本实施方式，能够提供一种电源装置，不需要由作业人员进行的长时间的调整，就能够将期望的时间波形的电力供给到电负荷装置。
实施方式2
图8是示出实施方式2中的电源装置100a的结构的一个例子的框图。电源装置100a在具备机器学习装置5且代替控制部1而具备控制部1a的点上与实施方式1的电源装置100不同。在本实施方式的说明中，关于与实施方式1相同或者对应的构成要素，附加相同的符号。
说明机器学习装置5。机器学习装置5具备数据前处理部50、动作结果取得部51、状态量观测部52、学习部55以及意思决定部56。另外，在电源装置100a的外部，设置有附带结果数据记录部18。数据前处理部50进行将电流指令cc、指令信号sigij、温度检测信号ti、电流检测值I等来自外部的信号变换为易于利用的数据的前处理，并输出到动作结果取得部51以及状态量观测部52。
数据前处理部50的配置不限定于图8的结构。例如，在想要仅对来自温度检测器ki的输出数据进行前处理的情况下，也可以在向状态量观测部52输入的来自温度检测器ki的输出数据经过的路径上设置数据前处理部50。另外，如果动作结果取得部51、状态量观测部52具备前处理的功能，则还能够省去数据前处理部50。
动作结果取得部51从数据前处理部50取得电流检测值I，将输出结果输出到附带结果数据记录部18或者学习部55。图8的输出结果也可以是电流检测值I。状态量观测部52取得关于电源装置100a或者电负荷装置300的测量结果、信号等，输出状态量，但也可以在数据前处理部50中对取得的测量结果、信号等实施前处理。
图8的状态量观测部52取得电流指令cc、指令信号sigij以及温度检测信号ti，将状态量输出到学习部55或者附带结果数据记录部18。关于图8中的状态量，例如能够设为电流指令cc、指令信号sigij、温度检测信号ti以及电流检测值I。
学习部55从动作结果取得部51或者附带结果数据记录部18取得输出结果，从状态量观测部52或者附带结果数据记录部18取得状态量。学习部55还将指令信号sigij与状态量以及输出结果关联起来进行学习，并将学习的结果输出到意思决定部56。
作为学习的结果的例子，能够列举指令信号sigij的候补、指令信号sigij应满足的条件等。这些也可以针对在实施方式1中说明的每个动作条件来决定。在此，状态量观测部52以及动作结果取得部51也可以无需作业人员介入，而是自动地观测电源装置100a的状态量以及输出结果，但也可以使动作的一部分或者全部依赖于作业人员的操作、观测或者输入。
意思决定部56也可以参照学习部55所输出的学习的结果来决定指令信号sigij，并将所决定的指令信号sigij输出到控制部1a。例如，也可以是学习部55将多个指令信号sigij的候补作为学习结果数据而输出，意思决定部56从指令信号sigij的候补之中决定指令信号sigij。
更详细地说明学习部55。学习部55具备误差计算部53以及学习模型更新部54。误差计算部53计算电流检测值I与电流指令cc之间的误差。学习模型更新部54根据误差计算部53计算出的误差来更新学习模型。在此，误差是输出结果与输出结果的目标值之间的差异即可，不限定于电流检测值I与电流指令cc之间的误差。例如，也可以将输出电压的目标值与实测值之间的差异作为误差。也可以以使电源装置100a的各部分追随目标值的方式，适当选择各部分的检测值d与其目标值的差异而设定为误差。
说明学习模型。学习部55既可以具有对指令信号sigij进行学习的多个学习模型，也可以针对每个输出条件而具有不同的学习模型。关于输出条件，例如能够设为电负荷装置300的种类、电流指令cc所包含的电流脉冲的规格等。在此，关于电流脉冲的规格，例如能够设为频率、电流峰值、脉冲宽度。
另外，在根据指令信号sigij产生电流的过程中，如果作为来自动作结果取得部51的输出结果而取得的电流检测值I超过预定的水平，则误差计算部53也可以输出视为在指令信号sigij的输出结果中产生预定的误差的计算结果。并且，学习模型更新部54也可以根据视为产生该误差的计算结果来更新学习模型。
图9是示出实施方式2中的机器学习装置5的动作的一个例子的流程图。图9所示的机器学习装置5应用将作为输入的指令信号sigij和作为输出结果的电流检测值I以配对方式提供的监督学习(supervised learning)。
如图9所示，当在机器学习装置5中开始学习动作时，首先在步骤S301中判定是否存在电流指令cc向电源装置100a的输入。当在步骤S301中判定为没有电流指令cc的输入的情况下，间隔一定的时间，再次进行步骤S301的处理。当在步骤S301中判定为存在电流指令cc的输入的情况下，在步骤S302中机器学习装置5取得电流指令cc。
而且，在步骤S303中，参照与所取得的电源装置100a的最新的状态量相匹配的学习模型来决定指令信号sigij，并输出到控制部1a。接下来，在步骤S304中，控制部1a将指令信号sigij输出到驱动部gij。驱动部gij根据指令信号sigij来控制充电器chij以及开关元件swij，使电流输出到电负荷装置300。
在电负荷装置300中流过电流的期间，观察电流检测值I，监视检测到的电流检测值I是否未超过作为预定的水平的第1基准值。图9的步骤S305示出监视该电流检测值I的动作。当在步骤S305中判定为电流检测值I超过第1基准值的情况下，在步骤S306中输出表示产生预定的误差的结果。然后，在步骤S307中，根据所输出的误差来更新学习模型。然后，返回到步骤S303，决定接下来的指令信号sigij。
当在步骤S305中未判定为电流检测值I超过第1基准值的情况下，在步骤S308中判断基于机器学习装置5所输出的指令信号sigij的电流的产生是否结束。然后，在电流的产生未结束的情况下返回到步骤S305，继续电流的产生和电流检测值I的监视。然后，当在步骤S308中判断为基于指令信号sigij的电流的产生结束的情况下，在步骤S309中作为输出结果而受理电流检测值I。
进而，在步骤S310中计算电流指令cc与关于根据电流指令cc而输出的电流的电流检测值I之间的误差。接着，在步骤S311中，根据计算出的误差来更新学习模型。然后，返回到步骤S301，再次执行步骤S301至步骤S311的流程。通过重复步骤S301至步骤S311的流程，学习部55反复更新学习模型来学习指令信号sigij。
图8示出具备进行监督学习的机器学习装置5的电源装置100a。简单地叙述基于监督学习的学习方法。作为基于监督学习的学习的一个例子，例如也可以设定如式(1)所示的预测模型的回归公式。
[数学式1]
y＝a0+a1x1+a2x2+a2x2+a3x3+…+anxn (1)
并且，也可以在学习的过程中，在将状态变量x1至状态变量xn所取的值应用于回归公式时，以能够得到目标变量y的值的方式调整系数a0至系数an的值，从而推进学习。此外，学习的方法针对监督学习的每个算法而不同。不限于使用(1)式而说明的学习方法，作为监督学习的算法，能够使用神经网络、最小二乘法、逐步法(stepwise method)等各种方法。
接下来，列举具备进行强化学习的机器学习装置的电源装置的一个例子。图10是示出实施方式2的电源装置100b的结构的一个例子的框图。图10所示的机器学习装置5a应用了强化学习。在大量提供输入与输出的配对的情况下，视为监督学习是合适的。另一方面，强化学习具有能够开拓未知的学习区域这样的特征。因此，有可能通过在使用监督学习进行了一定量的学习的阶段中进行强化学习，从而能够在以往完全未知的区域中发现更优良的指令信号sigij。
图10的电源装置100b与电源装置100a不同的点在于，除了代替控制部1a而具备控制部1b且代替机器学习装置5而具备机器学习装置5a以外，还未设置附带结果数据记录部18。并且，机器学习装置5a与机器学习装置5不同的点在于，代替学习部55而具备学习部55a。学习部55a具备报酬计算部57以及价值函数更新部58。在电源装置100b的说明中，关于与电源装置100或者电源装置100a相同或者对应的构成要素附加相同的符号。
报酬计算部57针对每个指令信号sigij，计算输出结果与输出结果的目标值之间的差异。例如，也可以将输出结果设为电流检测值I，将目标值设为电流指令cc。并且，在该差异比阈值小的情况下，根据差异小的程度来提供正的报酬。并且，在差异比阈值大的情况下，根据差异大的程度来提供负的报酬。价值函数更新部58根据报酬计算部57提供的报酬来更新价值函数。价值函数更新部58也可以以能够得到尽可能高的报酬的方式更新价值函数。
图11是示出实施方式2中的机器学习装置5a的动作的一个例子的流程图。当开始动作时，在步骤S401中，判定是否存在电流指令cc向电源装置100b的输入。接下来，在判定为存在电流指令cc的输入的情况下，在步骤S402中取得电流指令cc。另一方面，在判定为没有电流指令cc的输入的情况下，在经过一定时间之后重复步骤S401。
接下来，当在步骤S402中取得电流指令cc的情况下，在步骤S403中，机器学习装置5a参照电源装置100b的最新的状态量和与电流指令cc相匹配的价值函数来决定指令信号sigij，并输出到控制部1b。在此，学习部55a也可以具备多个价值函数，还可以根据输出条件来改变价值函数。输出条件与在图8以及图9中说明的输出条件相同。
在步骤S404中，控制部1b将所输出的指令信号sigij输出到驱动部gij，电流从电源装置100b输出到电负荷装置300。在电源装置100b输出电流的期间，作为实时地反馈来的输出结果而观察电流检测值I，监视检测到的电流检测值I是否不超过作为预定的水平的第2基准值。步骤S405示出该监视的动作。
当在步骤S405中判定为电流检测值I超过第2基准值的情况下，在步骤S406中提供负的报酬。然后，在步骤S407中，根据在步骤S406中提供的报酬来更新价值函数。之后，返回到步骤S403而决定接下来的指令信号sigij。
当在步骤S405中未判定为电流检测值I超过第2基准值的情况下，在步骤S408中判断基于所输出的指令信号sigij的电流的产生即指令信号sigij的执行是否结束。然后，在指令信号sigij的执行结束之前，返回到步骤S405而继续输出电流。然后，继续监视电流检测值I。
当在步骤S408中判断为指令信号sigij的执行结束的情况下，在步骤S409中取得输出结果。接着，在步骤S410中，判定输出结果与目标值的差异的大小是否小。在此，也可以将输出结果设为电流检测值I，将目标值设为电流指令cc。
然后，在差异小的情况下，在步骤S412中根据差异小的程度来提供正的报酬。另一方面，在差异大的情况下，在步骤S411中根据差异大的程度来提供负的报酬。在此，也可以在差异的值超过预定的阈值的情况下判断为差异大，在不超过该阈值的情况下判断为小。
接着，在步骤S413中，根据所提供的报酬来更新价值函数。然后，返回到步骤S401，再次执行步骤S401至步骤S413的流程。通过重复以上的步骤，机器学习装置5a继续更新价值函数，学习指令信号sigij。
接下来，叙述基于强化学习的学习方法。强化学习是指，作为某个环境内的代理体(agent)的行动主体观测当前的状态，决定应采取的行动。代理体学习如下的策略：通过选择行动而从环境得到报酬，通过一连串的行动得到最多的报酬。
作为强化学习的代表性的方法，已知有Q学习(Q－learning)、TD学习(TD－learning)等。例如，在Q学习的情况下，行动价值函数Q(s，a)的一般的更新公式(行动价值表格)用式(2)表示。在式(2)中，st表示时刻t下的环境，at表示时刻t下的行动。
[数学式2]
由于行动at，环境变化为st+1。rt+1表示因其环境的变化而得到的报酬，γ表示折扣率，α表示学习系数。在应用Q学习的情况下，指令信号sigij相当于行动at。以下，例示机器学习装置5以及机器学习装置5a的结构的变形例、动作的变化。
电源装置100a或者电源装置100b也可以具备动作条件生成部。在此，动作条件生成部根据输出数据和电流指令，生成包括电流指令以及作为输出端的两端的电压的输出电压的推测值的动作条件，其中，所述输出数据包括作为用于驱动的已执行的指令信号的已执行指令信号以及由已执行指令信号产生的电流的电流检测值。并且，机器学习装置5或者机器学习装置5a也可以根据该动作条件来学习或者决定指令信号sigij。
另外，机器学习装置5或者机器学习装置5a输出的指令信号sigij也可以构成为使指令信号sigij包含驱动信息。通过使指令信号sigij包含驱动信息，从而能够将动作条件与每1个开关元件swij的电流以及电压关联起来。
因此，能够将依赖于各个开关元件swij的电流、电压或者它们的组合而变化的特性反映到输出的指令信号sigij。因此，能够以使各个开关元件swij能够发挥期望的开关性能的方式决定各个开关元件swij的电流以及电压。
例如，报酬计算部57也可以在开关时间为开关时间的基准以下时提供高的报酬，在超过开关时间的基准的情况下提供低的报酬。如果这样做，则能够针对每1个开关元件swij的电流值以及电压值，学习成为开关时间为基准以下的动作的指令信号sigij。并且，通过重复学习，能够迅速且准确地决定成为开关时间为基准以下的动作的指令信号sigij。
另外，例如报酬计算部57也可以构成为如下：在开关元件swij的导通电阻的值在低电阻时比低电阻时的基准值小、在高电阻时比高电阻时的基准值大的情况下提供高的报酬，在除此以外的情况下提供低的报酬。如果这样做，则能够针对每1个开关元件swij的电流值以及电压值，学习能够进行合适的开关动作的指令信号sigij。并且，通过重复学习，能够迅速且准确地决定能够进行合适的开关动作的指令信号sigij。
另外，在图8以及图10中，机器学习装置5以及机器学习装置5a分别设置于控制部1a以及控制部1b的外部，但也可以设置于控制部1a以及1b的内部。另外，也可以设置存储学习结果数据的学习结果数据存储部。并且，也可以由机器学习装置5或者机器学习装置5a更新所存储的学习结果数据，并且控制部参照存储于学习结果数据存储部的学习结果数据来输出指令信号sigij。
而且，也可以构成设置学习结果数据存储部且不搭载机器学习装置5或者机器学习装置5a的电源装置。并且，控制部也可以参照存储于学习结果数据存储部的学习结果数据，输出指令信号sigij。如果这样做，则能够在不进行学习的情况下，以短时间且少的计算负荷来输出反映了学习结果的指令信号sigij。另外，还能够将学习结果数据应用于进行了学习的电源装置以外的电源装置，所以能够效率良好地利用学习结果数据。
另外，也可以与包含有在输出电流的过程中变化的状态量以及动作结果的状态量以及动作结果关联起来对指令信号sigij进行机器学习。由此，能够顺应输出过程中的变化而产生期望的输出电流。另外，在电负荷装置300中，也可以检测关于由从电源装置输出的电流产生的现象的测量结果，用作状态量或者输出结果。在此，在电负荷装置300中产生的现象是指例如放电、激光振荡、等离子体振荡等现象。
另外，图8的机器学习装置5也可以具备针对相同的指令信号sigij以及输出结果，误差分配根据脉冲的形状、脉冲的部位、频率等的输出条件、动作模式等而不同的多个学习模型。同样地，图10的机器学习装置5a也可以具有报酬的分配根据输出条件、动作模式等而不同的多个价值函数。
例如，也可以在电流脉冲的波峰部分和上升部分中改变误差或者负报酬的大小的分配。在此，在将上升部分的误差或者负报酬的大小的分配设定得大时，实施重视向上升部分的电流指令cc的追随的精度的学习。另外，还能够根据脉冲宽度来改变误差或者负报酬的大小的分配。例如，在关于脉冲宽度为100ns至300ns的脉冲而增大误差或者负报酬的大小的分配的情况下，实施重视向关于脉冲宽度为100ns至300ns的脉冲的电流指令cc的追随的精度的学习。
另外，也可以构成为设置对作业人员显示学习结果数据、基于学习结果数据的信息、指令信号sigij等的显示部，作业人员能够进行反映了机器学习装置5或者机器学习装置5a输出的学习结果数据等的操作。关于基于学习结果数据的信息，例如也可以是作业人员从学习部55输出的指令信号sigij的候补之中选择指令信号sigij。在此，显示部既可以是打印机、显示器等通过视觉来传递信息的装置，也可以是扬声器等通过听觉来传递信息的装置。
另外，也可以构成为设置于多个电源装置各自的机器学习装置经由通信介质相互共享或者交换数据。另外，机器学习装置也可以设置于电源装置的外部。另外，也可以是多个电源装置共享一个学习装置。在此，也可以是多个电源装置经由通信介质共享单一的机器学习装置。
而且，不仅可以将机器学习装置设置于云服务器上并共享学习效果，还可以使得能够集中管理数据，并利用大规模的高性能处理器进行学习。作为这些机器学习装置，也可以使用通用的计算机或处理器。另外，也可以应用GPGP(General－Purpose computing onGraphics Processing Units，图形处理单元上的通用计算)、大规模PC集群等，高速地进行处理。
另外，应用于本实施方式的机器学习方法不限定于在本实施方式中说明的监督学习和强化学习这两种方法，能够应用监督学习、无监督学习、半监督学习、强化学习等各种方法。
本实施方式的电源装置能够将参照把指令信号sigij与电源装置或者电负荷装置300的状态量以及动作结果关联起来学习的结果而决定的指令信号sigij，输出到驱动部gij。因此，能够提供不需要长时间的调整就能够将期望的波形的电力供给到电负荷装置的电源装置。
另外，还能够将指令信号sigij与还包含有在电源装置的输出过程中变化的状态量以及动作结果的状态量以及动作结果关联起来进行机器学习。由此，能够反映输出过程中的状态量的变化来决定指令信号sigij，能够更迅速地减小输出结果与目标值之间的差异。
另外，在本实施方式中，如果观测表示电源装置或者电负荷装置300的状态的大量的状态量，则不会看漏由状态的差异所致的输出结果的差异而能够进行学习。另外，如果在设置于电源装置的机器学习装置之间相互共享或者交换数据，则能够以更短的时间提高学习效果，以更短时间输出精度高的指令信号sigij。另外，如果在云服务器上设置学习装置，则能够效率良好地提高学习速度、学习的精度。并且，能够以短时间输出更适合的指令信号sigij。
实施方式3
本实施方式的电源装置100c具备使用在实施方式2中说明的机器学习装置5而进行了学习的学习完毕学习器6。图12是示出实施方式3中的电源装置100c的结构的一个例子的框图。在本实施方式中，关于与在实施方式1或者实施方式2中说明的构成要素相同或者对应的构成要素，附加相同的符号。
学习完毕学习器6具备数据前处理部50、状态量观测部52、学习完毕学习部60以及意思决定部56。学习完毕学习部60具有由机器学习装置5进行了学习的学习完毕模型，通过参照学习完毕模型，从而根据状态量将学习结果数据输出到意思决定部56。意思决定部56参照从学习完毕学习部60输出的学习结果数据来决定指令信号sigij。
学习完毕学习器6输出的指令信号sigij也可以构成为使指令信号sigij包含驱动信息。通过使指令信号sigij包含驱动信息，从而能够将动作条件与每1个开关元件swij的电流值以及电压值关联起来。
因此，能够将依赖于每1个开关元件swij的电流、电压或者它们的组合而变化的特性反映到输出的指令信号sigij。因此，能够以使各个开关元件swij能够发挥期望的开关性能的方式决定每1个开关元件swij的电流值以及电压值。
图13是示出学习完毕学习器6的动作的流程图。使用图13，说明学习完毕学习器6的动作。当学习完毕学习器6的动作开始时，首先在步骤S501中判定是否向电源装置100c输入了电流指令cc。在存在电流指令cc的输入的情况下，在步骤S502中取得电流指令cc。
而且，在步骤S503中，参照与电源装置100c的最新的状态量相匹配的学习模型，根据状态量来决定指令信号sigij，并输出到控制部1a。然后，在步骤S504中，控制部1a将指令信号sigij输出到驱动部gij。驱动部gij根据指令信号sigij来驱动充电器chij以及开关元件swij，在电负荷装置300中流过电流。
在电流的输出过程中，作为实时地反馈来的动作结果，观察电流检测值I，监视电流检测值I是否不超过作为预定的水平的第3基准值。图13的步骤S505示出监视的动作。当在步骤S505中判定为电流检测值I超过第3基准值的情况下返回到步骤S503，决定接下来的指令信号sigij。
当在步骤S505中未判定为电流检测值I超过第3基准值的情况下，在步骤S506中判断基于指令信号sigij的电流的产生是否结束。然后，当在步骤S506中未判定为电流的产生结束的情况下，返回到步骤S505而继续电流的产生和电流检测值I的监视直至基于指令信号sigij的电流的产生结束。
当在步骤S506中判断为基于指令信号sigij的电流的产生结束的情况下返回到步骤S501，再次执行步骤S501至步骤S506的流程。这样，通过重复步骤S501至步骤S506的流程，从学习完毕学习器6输出指令信号sigij，由控制部1a对控制对象3进行控制。
也可以通过将学习完毕学习器6搭载于电源装置，从而使用机器学习装置5的学习结果来进行电源装置的制造。另外，也可以代替学习完毕学习器6，而将利用机器学习装置5以外的实施方式2所记载的机器学习装置进行了学习的学习完毕学习器搭载于电源装置。
另外，也可以使用基于机器学习装置5以外的实施方式2所记载的机器学习装置的学习结果，进行电源装置的制造。另外，关于学习完毕学习器，不必针对1台电源装置设置1台，也可以由多台电源装置共享1台学习完毕学习器。机器学习装置5以外的实施方式2所记载的机器学习装置例如也可以是机器学习装置5a。
本实施方式的电源装置100c具备学习完毕学习器6。另外，通过将学习完毕学习器6搭载于电源装置，能够使用基于机器学习的学习结果来进行电源装置的制造。因此，能够提供使用学习结果来输出指令信号sigij，且不需要长时间的调整就能够将期望的电流波形的电力供给到电负荷装置的电源装置。
本实施方式的电源装置100c能够将参照把指令信号sigij与电源装置100c的状态量以及动作结果关联起来学习的结果而决定的指令信号sigij，输出到驱动部gij。因此，能够提供在电源装置100c的调整中不需要长的时间就能够将期望的波形的电力供给到电负荷装置300的电源装置100c。
另外，在电源装置100c的内部不进行学习动作，所以能够以更少的计算负荷而输出反映了学习结果的指令信号sigij。另外，还可以不用针对每个电源装置进行学习，就输出反映了学习结果的指令信号sigij。因此，能够提供可在短时间以更少的负荷将学习结果反映到指令信号sigij，高精度地供给期望的波形的电力的电源装置。
以上说明的实施方式能够组合应用。

Claims (10)

1.一种电源装置，其特征在于，具备：
m×n个开关元件，其中m、n为2以上的整数；
m×n个电容器，与所述开关元件分别串联连接，构成m×n个串联电路；
充电器，对所述电容器进行充电；
m个变压器，各自的1次绕组的两端连接于m个并联电路各自的两端，所述m个并联电路是通过将每n个所述串联电路以使极性一致的方式相互并联地连接而构成的；
电流检测部，检测在m个所述变压器的2次绕组的两端依次串联连接且两端成为输出端的多级串联电路中流过的电流，并作为电流检测值输出；
控制部，输出根据作为从所述输出端输出的电流的目标值的电流指令以及所述电流检测值而生成的指令信号；以及
驱动部，根据所述指令信号来驱动所述开关元件以及所述充电器，
所述控制部具备：
动作条件生成部，根据包括作为所述驱动部使用的已执行的所述指令信号的已执行指令信号以及根据所述已执行指令信号产生的电流的所述电流检测值的输出数据和所述电流指令，生成包括所述电流指令以及作为所述输出端的两端的电压的输出电压的推测值的动作条件；以及
指令信号决定部，根据所述动作条件来决定所述指令信号，
所述指令信号包括对被驱动的所述并联电路的数量和被驱动的所述并联电路的内部的被驱动的所述开关元件的数量进行指定的驱动信息，所述指令信号决定部根据所述驱动信息将所述动作条件与每1个所述开关元件的电流值以及电压值关联起来，根据关联起来的所述电流值以及关联起来的所述电压值来决定所述指令信号。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，
所述指令信号决定部以使关联起来的所述电流值以及关联起来的所述电压值包含于电流合适范围以及电压合适范围的方式决定所述指令信号，
在每1个所述开关元件的电流值以及电压值分别包含于所述电流合适范围以及所述电压合适范围的情况下，以实现所述开关元件的合适的动作状态的方式决定所述电流合适范围以及所述电压合适范围。
3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述合适的动作状态是如下状态：所述开关元件的开关所需的时间为预先决定的开关时间的基准值以下，且所述开关元件的导通电阻的值在导通时即接通时比低电阻时的基准值小，且在非导通时即断开时比高电阻时的基准值大。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电源装置，其特征在于，
所述控制部具备使将所述动作条件的能够采用的范围划分为数值范围得到的动作范围和与所述动作范围分别对应的数据内指令信号成组而得到的指令信号数据集，
所述指令信号决定部从所述指令信号数据集之中抽取包含所述动作条件生成部所生成的所述动作条件的所述动作范围，将与抽取出的所述动作范围对应的所述数据内指令信号决定为所述指令信号。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电源装置，其特征在于，
所述指令信号决定部通过从作为所述指令信号的候补的指令信号候补选出作为所述指令信号而输出的所述指令信号候补，由此决定所述指令信号。
6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电源装置，其特征在于，
所述电源装置还具备温度检测部，该温度检测部测量所述开关元件的温度并作为温度检测值而输出，所述控制部根据所述温度检测值来决定所述指令信号。
7.一种电源装置，其特征在于，
所述电源装置具备电源控制装置、动作结果取得部、状态量观测部、学习部以及意思决定部，
所述电源控制装置具备：
m×n个开关元件，其中m、n为2以上的整数；
m×n个电容器，与所述开关元件分别串联连接，构成m×n个串联电路；
充电器，对所述电容器进行充电；
m个变压器，各自的1次绕组的两端连接于m个并联电路各自的两端，所述m个并联电路是通过将每n个所述串联电路以使极性一致的方式相互并联地连接而构成的；
电流检测部，检测在m个所述变压器的2次绕组的两端依次串联连接且两端成为输出端的多级串联电路中流过的电流，并作为电流检测值输出；
控制部，输出根据作为从所述输出端输出的电流的目标值的电流指令以及所述电流检测值而生成的指令信号；以及
驱动部，根据所述指令信号来驱动所述开关元件以及所述充电器，
所述动作结果取得部取得所述电源控制装置的输出结果，
所述状态量观测部观测所述电源控制装置或者与所述电源控制装置连接的电负荷装置的状态量，
所述学习部取得来自所述动作结果取得部的输出以及来自所述状态量观测部的输出，将所述指令信号与所述状态量以及所述输出结果关联起来进行学习，
所述意思决定部参照所述学习部学习得到的学习结果，输出所述指令信号，
所述指令信号包括对被驱动的所述并联电路的数量和被驱动的所述并联电路的内部的被驱动的所述开关元件的数量进行指定的驱动信息。
8.根据权利要求7所述的电源装置，其特征在于，
所述学习部具备学习所述指令信号的学习模型，且所述学习部具备：
误差计算部，计算所述输出结果与所述输出结果的目标值之间的误差；以及
学习模型更新部，根据所述误差来更新所述学习模型。
9.根据权利要求7所述的电源装置，其特征在于，
所述学习部具有决定所述指令信号的价值的价值函数，
所述学习部还具备：
报酬计算部，在所述输出结果与所述输出结果的目标值之间的差异小的情况下根据该差异来提供正的报酬，在所述差异大的情况下根据该差异来提供负的报酬；以及
价值函数更新部，根据所述报酬来更新所述价值函数。
10.一种电源装置，其特征在于，
所述电源装置具备电源控制装置和学习完毕学习部，
所述电源控制装置具备：
m×n个开关元件，其中m、n为2以上的整数；
m×n个电容器，与所述开关元件分别串联连接，构成m×n个串联电路；
充电器，对所述电容器进行充电；
m个变压器，各自的1次绕组的两端连接于m个并联电路各自的两端，所述m个并联电路是通过将每n个所述串联电路以使极性一致的方式相互并联地连接而构成的；
电流检测部，检测在m个所述变压器的2次绕组的两端依次串联连接且两端成为输出端的多级串联电路中流过的电流，并作为电流检测值输出；
控制部，输出根据作为从所述输出端输出的电流的目标值的电流指令以及所述电流检测值而生成的指令信号；以及
驱动部，根据所述指令信号来驱动所述开关元件以及所述充电器，
所述学习完毕学习部将所述指令信号与观测所述电源控制装置或连接于所述电源控制装置的电负荷装置的状态得到的状态量以及作为所述电源控制装置输出的结果的输出结果关联起来进行学习，
所述指令信号包括对被驱动的所述并联电路的数量和被驱动的所述并联电路的内部的被驱动的所述开关元件的数量进行指定的驱动信息。
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