CN1355734A

CN1355734A - 放电加工用电源装置

Info

Publication number: CN1355734A
Application number: CN00809076A
Authority: CN
Inventors: 大黑裕之; 佐藤清侍; 岩田明彦; 鈴木昭弘
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2002-06-26
Anticipated expiration: 2020-05-15
Also published as: US6660957B1; WO2001087526A1; TW528634B; TW504422B; JP4509457B2; DE10084697B4; CN1184043C; DE10084697T1

Abstract

本发明的放电加工用电源装置,具有包含二极管与电阻器的电流回路,而该电流回路在输出用以产生放电电压的同时或之前,对二极管供给顺向电流,在发生放电的瞬间切断对二极管的顺向电流的供给,将二极管的逆回复电流输出至电极与被加工物之间的极间间隙。

Description

放电加工用电源装置

技术领域

本发明系关于一种放电加工用电源装置，尤其是关于一种使用半导体开关元件以产生间歇性脉冲电流的晶体管式放电加工用电源装置。

背景技术

在通过加工液而形成于电极与被加工物之间的加工间隙，供给间歇性脉冲电流，且边依数值控制方式控制前述电极与被加工物的相对位置边进行放电加工的放电加工机用电源装置中，以利用反覆进行导通·截止动作的半导体开关元件而产生间歇性脉冲电流的晶体管式放电加工用电源装置已为人知。

此种放电加工用电源装置的已知例，系参照第7(a)、(b)图加以说明。另外，图7(a)系表示放电加工用电源装置的电路构成，图7(b)系表示其驱动控制系。

该放电加工用电源装置，具有互为并联连接的第一开关电路20与第二开关电路30，以作为对被加工物W与电极E供给脉冲电流的开关电路。

其中第一开关电路20，包含有直流电源V21；FET等所构成的半导体开关元件S21、S22、S23、S24；以及限制电流用的电阻器R21。第二开关电路30，则包含有直流电源V31；半导体开关元件S31、S32；以及二极管D31、D32。

另外，在图7(a)中，分别将L21、L22、L31、L32表示为电路中的杂散电感，而将C11表示为电路中的杂散电容。

放电加工用电源装置的驱动控制系，包含：放电检测电路31；振荡控制电路32；用以驱动上述第一开关电路20的半导体开关元件S21、S22、S23、S24的驱动电路33；以及用以驱动控制上述第二开关电路30的半导体开关元件S31、S32的驱动电路34。

其次，就动作加以说明。电极E与被加工物W之间(以下，称为极间)，在未放电、未短路的状态下，使开关元件S22、S23截止，且使开关元件S21、S24同时导通时，直流电源V21的电压会出现在极间。同时，电路中的杂散电容C11会充电至直流电源V21的电压。电极E与被加工物W之间的距离，则由未图示的数值控制装置与伺服驱动控制装置所控制，以在极间发生放电。因直流电源V21的输出电压而在极间发生放电时，首先蓄积在电路中的杂散电容C11上的电荷会在极间进行电容器放电，且流通放电开始电流Ic。藉此在极间形成导电路径。

为了维持此导电路径，必须在电路中的杂散电容C11的电荷放电完之后，使电流在极间持续流通，所以开关元件S21与S24预先保持原有的导通状态。

放电维持电流I_R系从直流电源V21，朝电阻R21、开关元件S21、电路电感L21、被加工物W、电极E、电路电感L22、开关元件S24再回到直流电源V21的方式流动，可维持在极间所形成的导电路径。此时，放电维持电流I_R，由于系通过电阻器R21而流动，所以放电维持电流I_R的最大值可通过电阻R21而限制在I_R(max)＝V21/R21。

因而，此放电维持电流I_R的电流值比较小，作为加工能量也弱，所以具有用以使后述放电加工电流Is的大电流流动的预备放电电流的功能。

又，上述的动作，亦可借助使开关元件S21、S24截止、使开关元件S22、S23同时导通，并以对于极间反转输片电压、输出电流的极性的形式来进行。

放电维持电流I_R虽为与发生放电的同时出现在极间的电流，但是在检知放电发生之后而欲流至极间的放电加工电流Is的大电流，则如后所述，在稍晚于最初的放电发生时间输出至极间。

放电检测电路31，检测通过在极间发生放电而使极间电压降低的情形，以指令振荡控制电路32输出大电流。而振荡控制电路2，可将依极间的加工状态所设定的时间宽度的脉冲信号输出至驱动电路34上。驱动电路34则以振荡控制电路32所设定的时间宽度驱动开关元件S31、S32同时导通驱动

当开关元件S21、S24、S31、S32全部呈导通状态时会形成连接有不同电压的多个直流电源的电路，且由于考虑到因含有浪涌电压的电位差会破坏电路中元件的危险性，所以在使开关元件S31、S32导通时，为了安全起见要将开关元件S21、S24予以截止。

利用使开关元件S31、S32同时导通，大电流的放电加工电流Is即可自直流电源V31流向开关元件S31、电路电感L31、被加工物W、电极E、电路电感L32、开关元件S32再回到直流电源V31。

来自振荡控制电路32的脉冲信号输出消失后，驱动电路34会驱动开关元件S31、S32截止。放电加工电流Is，虽借助电路电感L31、L32的感应作用，而欲持续在电路中流动，但是却会以二极管D32、电路电感L31、被加工物W、电极E、电路电感L32、二极管D31至直流电源V31的流动方式进行回授及再生。

图8系表示依上述动作所得的已有装置的放电加工电流的波形与各控制信号的输出时间。在图8中，分别将V_WE表示为极间电压，将Ic表示为电路中杂散电容C11的电容器放电所产生的放电开始电流，将I_R表示为自第一开关电路20输出的放电维持电流，将Is表示为自第二开关电路30输出的放电加工电流，将PK表示为放电检测输出信号，将PC表示为振荡控制输出信号，将PD表示为半导体开关元件的驱动信号，将I_WE表示为极间电流。

在极间发生放电的瞬间，电路中的杂散电容C11的电容器放电所产生的放电开始电流Ic会出现在极间。在极间发生放电之后，第一开关电路20的开关元件S21、S24导通，从因放电开始电流Ic而在极间形成导电路径的瞬间，放电维持电流I_R可自第一开关电路20开始输出至极间。

放电维持电流I_R，由于通过电路中的电感L21、L22输出至极间，所以不会瞬间上升，而以V21/(L21+L22)的斜率开始流动。另外，放电维持电流I_R由于会如前述般地受到电阻R21限制，所以不会达到最大值I_R(Max)＝V21/R21以上。而开关元件S21、S24，由于在第二开关电路30的开关元件S31、S32导通之前截止，所以放电维持电流I_R在此时间点为止皆会输出。

另一方面，极间电压V_WE，由于会因发生放电而降低到放电电压Va，所以放电检测电路31会检测该现象而输出放电检测信号PK。但是，由于需花费至检知放电发生为止的延迟时间或信号输出用的时间，所以放电检测信号PK会在发生放电的瞬间开始延迟时间tk之后输出。

振荡控制电路32虽接受放电检测信号PK而输出振荡控制信号PC，但是在此同样地也会发生延迟时间tc。又，同样地，在驱动电路的输出信号PD也会发生延迟时间td，而开关元件本身也会发生延迟时间ts。因而，放电加工电流Is，在从发生放电时间点to的tk+tc+td+ts＝tr之后会出现在极间。放电加工电流Is，为自第二开关电路30通过电路电感L31、L32所输出的电流，与放电维持电流I_R同样地不会在瞬间上升，而以V31/(L31+L32)的斜率，在开关元件S31、S32导通的期间中持续上升。通常，由于直流电源V31的电压会比直流电源V21的电压还高出2至3倍左右，所以放电加工电流Is的上升斜率会比放电维持电流I_R的上升斜率还陡峭。

当开关元件S31、S32截止时，放电加工电流Is就会转成下降。极间电流I_WE，为I_WE＝Ic+I_R+Is，可在最初的放电开始电流Ic与最终的放电加工电流Is的大电流的时间差期间维持第一开关电路20输出的放电维持电流I_R，使极间电流I_WE不会中断，从而可边维持极间的放电状态边进行重覆放电加工。

然而，在上述的已有放电加工用电源装置中，由于放电维持电流I_R的上限值受到电阻R21的限制，或因电路中电感L21、L22，使电流值在过渡状态的初期阶段很低，所以无法维持发生放电后所形成的极间的导电路径，从而有放电加工电流Is投入失败的情形。尤其是，在大型的放电加工机中，由于电源装置与机械本体的极间距离变长，且连结该其间的供电缆线长度也变长，所以电路中的电感会变大，而在放电开始电流Ic消失之后，有时放电维持电流I_R也不会上升，使形成于极间的导电路径被切断。

又，在电阻R21中也存在有电阻线圈所产生的电感成份，为了要获得必要的电阻值，结果在电阻的电感变大的情况下，更会带来妨碍放电维持电流I_R上升的影响。

又，最初的放电开始电流Ic为由电容放电所产生的电流，实际上，由于包含有振荡成份，所以即使事先稍微加大放电维持电流I_R的最大值，放电维持电流I_R也有可能因该振荡负侧的成份而互相抵消，从而使形成于极间的导电路径被切断。

如此，在投入放电加工电流Is前，由放电开始电流Ic确保的极间的导电路径被切断时，由于无法获得利用预备放电电流稳定地将放电加工电流Is供给极间的作用，所以在放电加工中会发生各种的障碍。

在极间的导电路径被切断的状态下，由于第二开关电路电源装置30的输出呈开放状态，所以放电加工电流Is不会流动，在此情况下，无法进行正常的放电加工。当发生此种状态的频度变高时，有效的放电次数就会降低，无法获得本来应得的加工速度，存在或无法谋求提高该速度以上的加工速度的问题。

又，直流电源V31的电压，为了要在短时间内输出大电流，通常提高至直流电源V21的2至3倍左右，但是在极间没有导电路径、而呈开放状态的情况下，此直流电源V31的高电压会形成被施加在极间的状态，并依此高电压而重新产生放电，且没有预备放电而突然将大电流流至极间。如此，在电极E为细如金属线电极般的电极时，金属线电极就会断线，或即使不在电极发生断线也会因加工面变糙粗而形成加工精度恶化的原因，并发生无法获得稳定的放电加工特性等问题。

有关上述问题，在日本专利公报(特公平5-9209号)里所揭示的线切割放电加工装置用电源中也同样地指出，因此，该公报就将串联连接有电感与电容器的电路与极间并联设置，藉以维持放电发生后的极间的导电路径，以稳定持续放电状态，防止加工效率的降低。

然而，在此情况下，最后在极间会附加多余的电容，所以例如从电源装置侧来看的电容就会与电路中的杂散电容一起增大，使输出电压施加在极间时的上升时间常数变大，而使极间电压的上升变慢。

因此，发生放电前的电压施加时间会变长，使有效的放电次数减少，从而有无法充分提高加工效率的缺点。

又，利用所附加的电感与电容器的值，虽可获得固有的振荡频率，但是在近年来的放电加工用电源装置中，交互切换施加于极间的电压极性以持续振荡输出的两极性型的放电加工用电源装置则已成为主流，在此情况下，被附加的电容器至少会依电压施加的振荡频率而反覆进行充放电动作。又，即使是高频用途的电容器，也存在有介电损失，所以不仅会对电压施加的振荡频率加以限制，也会伴随介电损失所带来的发热，并发生供给能量损失的问题。

因而，本发明的目的在于提供一种在从放电加工的预备放电开始至加工电流投入为止的延迟时间的期间中，使形成于极间的导电路径不会消失而可稳定维持，且不会造成放电加工电流的投入失败，或对电极、被加工物造成不必要的损伤，而可提高放电加工的效率与品质的放电加工用电源装置。

发明的揭示

本发明提供一种放电加工用电源装置，备有分别并联连接的第一开关电路与第二开关电路，并对电极与被加工物之间的极间间隙，首先自前述第一开关电路供给脉冲电流，其次自前述第二开关电路供给脉冲电流，一边控制前述电极与被加工物的相对位置一边进行放电加工，其特征为：所述放电加工作电源装置还具有包含二极管与电阻的电流回路，而该电流回路可在输出用以产生放电电压的同时或之前对二极管供给顺向电流，在发生放电的瞬间切断对前述二极管的顺向电流供给，将前述二极管的逆回复电流输出至电极与被加工物之间的极间间隙。

因而，在发生放电的瞬间，可将二极管的逆回复电流比第二开关电路所输出的加工电流先输出至电极与被加工物之间的极间间隙，且在从放电加工中的预备放电开始至加工电流投入为止的延迟时间的期间中，使形成于极间的导电路径不会消失而可维持稳定。

又，本发明可提供一种具有用以供给与切断相对前述二极管的顺向电流的半导体开关元件的放电加工用电源装置。因而，可依半导体开关元件的导通·截止而对二极管的顺向电流进行供给与切断，在发生放电的瞬间，可将二极管的逆回复电流比第二开关电路所输出的加工电流先输出至电极与被加工物之间的极间间隙上，且在从放电加工中的预备放电开始至加工电流投入为止的延迟时间的期间中，使形成于极间的导电路径不会消失而可维持稳定。

又，本发明可提供一种构成于发生放电的瞬间在前述二极管的两端会施加逆向电压的电路，并将此时所产生的二极管的逆回复电流输出至电极与被加工物之间的极间间隙的放电加工用电源装置。因而，在发生放电的瞬间会在二极管的两端施加逆向电压，且在发生放电的瞬问，可将二极管的逆回复电流比第二开关电路所输出的加工电流先输出至电极与被加工物之间的极间间隙，且在从放电加工中的预备放电开始至加工电流投入为止的延迟时间的期间中，使形成于极间的导电路径不会消失而可维持稳定。

又，本发明可提供一种前述二极管以并联或串联方式设有多个的放电加工用电源装置。因而，可按照所需要的逆回复电流的电流值而将二极管的并联连接个数、串联连接个数设为适当值。

又，本发明可提供一种对前述二极管供给顺向电流的直流电源，除了设有构成前述第一开关电路或前述第二开关电路的直流电源以外，亦设有其他的直流电源的放电加工用电源装置。因而，可利用构成第一开关电路或第二开关电路的直流电源以外的直流电源对二极管供给顺向电流。

又，本发明可提供一种前述二极管的顺向电流，由前述第一开关电路的直流电源所供给的电路构成的放电加工用电源装置。因而，可利用构成第一开关电路的直流电源对二极管供给顺向电流。

又，本发明可提供一种放电加工用电源装置，备有分别并联连接的第一开关电路与第二开关电路，并对电极与被加工物之间的极间间隙，首先自前述第一开关电路供给脉冲电流，其次自前述第二开关电路供给脉冲电流，一边控制前述电极与被加工物的相对位置一边进行放电加工，其特征为：进一步备有包含电容器舆电阻器的电流回路，而该电流回路可在输出用以产生放电电压的同时或之前，对电容器充电，在发生放电之后，将来自前述电容器的放电电流比前述第二开关电路所输出的加工电流先输出至电极与被加工物之间的极间间隙而构成者。

因而，在发生放电后可将来自电容器的放电电流比第二开关电路所输出的加工电流先输出至电极与被加工物之间的极间间隙，且在从放电加工中的预备放电开始至加工电流投入为止的延迟时间的期间中，使形成于极间的导电路径不会消失而可维持稳定。

附图简要说明

图1表示本发明的放电加工用电源装置实施形态1的电路构成图。

图2(a)至(c)为二极管的逆回复电流的原理说明图。

图3表示由本发明实施形态1的放电加工用电源装置的动作所得的电流波形图。

图4表示本发明放电加工用电源装置实施形态2的电路构成图。

图5表示本发明放电加工用电源装置实施形态3的电路构成图。

图6表示本发明放电加工用电源装置实施形态4的电路构成图。

图7为已有例放电加工用电源装置的电路构成图。

图8为已有例放电加工用电源装置的动作原理与电流波形的说明图。

发明所实施的最佳形态

为了更详细说明本发明，将按照所附图加以言明。

图1表示本发明放电加工用电源装置实施形态1的电路构成图。该放电加工用电源装置，具有并联连接的第一开关电路1与第二开关电路10，以作为在被加工物W与电极E供给脉冲电流的开关电路。

第一开关电路1，包含：有直流电源V1、V3；FET等组成的半导体开关元件S1、S2、S3、S4、S5；二极管D1、D2；以及电阻器R1、R1。第二开关电路10，则包含：有直流电源V11；半导体开关元件S11、S12；以及二极管D11、D12，其构成与已有电路相同。另外，在图1中，分别将LI、L2、L11、L12表示为电路中的杂散电感，而将C1表示为电路中的杂散电容。

放电加工用电源装置，利用第一开关电路1的半导体开关元件S1至S4、及第二开关电路10的半导体开关元件S11、S12的导通·截止控制动作，首先从第一开关电路1将脉冲电流供给至电极E与被加工物W之间的极间间隙，其次，从第二开关电路10将脉冲电流供给至电极E与被加工W之间的极间间隙。第一开关电路1的二极管D1、D2，互相并联连接，在利用半导体开关元件S5的导通·截止，以输出用以发生放电电压的同时或之前由直流电源V3供给顺向电流，且将包含电阻器R2的电流回路，相对于电阻器R1形成并联的电路。然后，利用半导体开关元件S5的导通·截止，在发生放电的瞬间，切断二极管D1、D2的顺向电流I_f供给，并将此时所发生的二极管D1、D2的逆回复电流，比第二开关电路10输出的加工电流先输出至电极E与被加工物W之间的极间间隙。

发生二极管逆回复电流的电路，简要地说，包含：互相并联连接且相对于电阻器R1形成并联电路的二极管D1、D2；相对于二极管D1、D2串联连接的直流电源V3、电阻器R1；以及用以对与直流电源V3、电阻器R1的串联电路并联连接的二极管D1、D2的通电进行通/断控制的半导体开关元件S5。

在此，参照图2(a)至(c)而就一般二极管的逆回复电流的原理加以说明。另外，此现象，由于已是众所周知的现象，所以在此简略说明。在图2(a)所示电路中，使开关SW导通时，顺向电流I_f会流至二极管D。在此状态下，使开关SW截止时，电流虽会依二极管D的开关动作而被切断，但并不是被瞬间切断，如图2(b)所示某时间会流动着逆向电流I_rr。此因在二极管D的pn接合部残留有少数载流子所致，而该残留载流子至消失为止所花的时间为逆回复时间t_rr，此期间会逆向发生逆回复电荷Q_rr。因为此作用，就会发生这回复电流I_rr。逆回复时间t_rr，即使较短也有50ns左右，而较长则可达100μs左右。

二极管D的逆回复电流I_rr，表示如图2(C)所示的特性，其与顺向电流I_f的大小并无多大的关联性，却受到电流变化率di/dt很大的影响。另外，若为肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode)，由于其为多数载流子元件，所述基本上没有上述的逆回复现象。

其次，就如上述构成的实施形态1的动作加以说明。在极间未放电、未短路的状态下，使第一开关电路1的开关元件S2、S3、S5截止，而使开关元件S1、S4同时导通时，直流电源V1的电压会出现在极间。同时，电路中的杂散电容C1会充电至直流电源V1的电压。

此时，开关元件S5为截止状态，顺向电流I_f则以直流电源V3、电阻器R2、二极管D1、D2、电阻器R1、再回到直流电源V3的方式流动至二极管D1、D2。另外，电极E与被加工物W之间的距离，利用未图示的数值控制装置与伺服驱动控制装置控制在极间可发生放电的适当值。因直流电源V1的输出电压而在极间发生放电时，首先，蓄积在电路中的杂散电容C1上的电荷会在极间进行电容放电，且流动着放电开始电流Ic。由此在极间形成导电路径。

为了维持此导电路径，必须在电路中的杂散电容CI的电荷放电完之后，使电流继续在极间流动，所以开关元件S1与S4要维持于导通，而开关元件S2与S3要维持于截止状态。

开关元件S5，在发生放电的同时会导通。由此，二极管D1、D2的顺向电流I_f的供给会被切断，且逆回复电流I_rr会流至二极管D1、D2。此逆回复电流I_rr，以二极管D1、D2、开关元件S5、开关元件S1、电路电感L1、被加工物W、电极E、电路电感L2、开关元件S4、直流电源V1、再回到二极管D1、D2的方式流动。亦即，逆回复电流I_rr会输出至极间。此样态，在图3中虽以波形ID表示，但是为了统一极间电流的方向，而将图2(b)的波形予以极性反转来表示。

此期间，由于开关元件S1与S4为导通，而开关元件S2与S3为截止状态，所以放电维持电流I_R从直流电源V1流至电阻器R1、开关元件S1、电路电感L1、被加工物W、电极E、电路电感L2、开关元件S4、再回到直流电源V1。

因而，从第一开关电路1输出I_R+I_rr的电流至极间。利用此输出电流I_R+I_rr，就可维持因放电开始电流Ic而形成于极间的导电路径。但是，该等电流由于电流值比较小，作为加工能量亦太弱，所以具有使后述放电加工电流Is的大电流流动的预备放电电流的作用。

又，上述动作，亦可通过使开关元件S1、S4截止，使开关元件S2、S3同时导通，对极间反转输出电压、输出电流的极性模式加以进行。

自第二开关电路10所输出的放电加工电流Is，为了在检知放电发生之后流至极间，故在晚于最初放电发生的某个时间输出至极间。亦即，在将开关元件S11、S12驱动成导通以前，因加工状态而花在用以设定导通时间的运算处理或振荡控制、开关元件S1、S2本身的驱动等的时间，而存在着延迟时间。当开关元件S1、S4、S11、S12全部变成导通状态时，会形成连接有电压不同的多个直流电源的电路，且考虑因包含浪涌电压的电位差而有破坏电路中元件的危险，所以使开关元件S11、S12导通时就必须将开关元件S1、S4截止以作为其安全对策。

通过使开关元件S11、S12同时导通，放电加工电流Is的大电流即从直流电源V1流至开关元件S11、电路电感L11、被加工物W、电极E、电路电感S12、开关元件S12、再回到直流电源V11。

设定的导通时间经过之后，开关元件S11、S12虽会截止，但是因电路电感L11、L12的感应作用而欲持续流动于电路中的放电加工电流Is，会朝向二极管D12、电路电感L11、被加工物W、电极E、电路电感L12、二极管D11、直流电源V11进行回授及再生。

图3为表示依上述动作所得的放电加工电流的波形。在图3中，分别将V_WE表示为极间电压，将Ic表示为电路中的杂散电容C1的电容器放电所产生的放电开始电流，将ID表示为二极管D1、D2的电流，将Is表示为自第二开关电路10输出的放电加工电流，将I_R表示为自第一开关电路1输出的放电维持电流，将I_WE表示为极间电流。

在发生放电之后，至放电加工电流Is出现在极间的延迟时间通常为400ns左右，放电开始电流Ic的电容器放电的脉冲宽度则为350ns左右。此情况，极间电流有可能中断的期间为50ns左右

然而，二极管D1、D2发生逆回复电流I_rr的时间，亦即逆回复时间t_rr在100ns左右以上，所以在放电开始电流Ic输出后，至出现放电加工电流Is的延迟时间的期间中，利用逆回复电流I_rr，极间电流就不会被中断而可维持形成于极间的导电路径。

又，在此，发生逆回复电流I_rr的二极管，虽只有两个二极管D1、D2，但是为了要获得必要的逆回复电流I_rr，除此的外，也可并联或串联连接多个。又，出现于极间的极间电流I_WE，成为I_WE＝Ic+I_R+I_rr+Is，且利用逆回复电流I_rr可比以往增加整个电流波形的面积。藉此，由于加工能量增加，所以当以同一放电频率加以比较时，加工效率会提高。

另外，若为依二极管D1、D2的逆回复电流I_rr，而在放电开始电流Ic与放电加工电流Is的延迟时间的期间中，可维持极间导电路径的范围内的话，则开关元件S11、S12亦可为交换响应时间慢的元件。

一般而言，半导体开关元件，倾向于额定电容容量越大则开关响应时间就会变得越慢。若开关响应时间可慢的话，则可使用IGBT或功率模块(power module)。在IGBT模块等中，即使1元件其容量也很大，而且在需要电流容量时没有必要将元件并联组合成多个，可使电源装置小型化。

图4为表示本发明放电加工用电源装置的实施形态2的电路构成图。另外，在图4中，对应图1的部分，附记与图1所附的元件编号相同的元件编号，并省略其说明。

在此实施形态中，第一开关电路2的放电维持电流I_R所用的直流电源与二极管D1、D2的直流电源由共用一直流电源V2所构成。与二极管D1、D2的并联电路串联连接有电阻器R2、半导体开关元件S6，相对于电阻器R2与半导体开关元件S6的串联电路则并联连接有平滑用电容器C2。而半导体开关元件S6按照PWM控制电路3作PWM控制。

直流电源V2的输出电压，通过电阻器R1、二极管D1、D2，而施加在平滑用电容器C2的两端。PWM控制电路3，一边将施加在平滑用电容器C2两端上的电压回授，一边检测与自外部设定的基准电压V_ref的差，并通过对与电阻器R2串联连接的开关元件S6进行PWM控制，以定电压控制平滑用电容器C2的两端电压成为设定的希望值。

直流电源V2的输出电压与平滑用电容器C2两端电压的电压差，由于由电阻器R1所担当，所以若忽略电路中损失的话，则出现于极间的电压就会变成平滑用电容器C2两端电压。换句话说，在此施加于极间的电压由于可由PWM控制电路3而作变更设定，所以直流电源V2的输出电压就没有必要为可变电压。

其次，就上述构成的实施形态2的动作加以说明。在极间未放电、未短路的状态下，使第一开关电路2的开关元件S2、S3截止，使半导体开关元件S1、S4同时导通时，平滑用电容器C2两端电压会出现在极间。同时电路中杂散电容C1可充电至平滑用电容器C2两端电压。另外，由直流电源V2、电阻器R1、二极管D1、D2、平滑用电容器C2、又回到直流电源V2的顺向电流Ir则流向二极管D1、D2。

当发生放电时，由于极间电压变得比平滑用电容器C2两端电压低，所以二极管D1、D2两端电压会逆向反转极性，且供给对二极管D1、D2顺向电流Ir会被切断，而发生逆回复电流I_rr。此逆回复电流I_rr，以二极管D1、D2、开关元件S1、电路电感L1、被加工物W、电极E、电路电感L2、开关元件S4、平滑用电容器C2、再回到二极管D1、D2的方式流动。由此，逆回复电流I_rr会输出至极间。至此以后的动作，与实施形态1相同。因而即使在实施形态2中，亦可获得与实施形态1同样的效果。

图5表示本发明放电加工用电源装置实施形态3的电路构成图。另外，在图5中，对应图1的部分，也附记与图1所附元件编号相同的元件编号，并省略其说明。

在此实施形态中，直流电源V3，与第一开关电路4的直流电源V1、电阻器R1串联设在第一开关电路4的主电路中，产生二极管的逆回复电流的电路，将并联连接的二极管D1、D2与直流电源V3及电阻器R1并联连接，且利用直流电源V3、电阻器R1形成在二极管D1、D2流过顺向电流的电流回路。另外，直流电源V3的产生电压设定成低于直流电源V1的产生电压的值。

在上述电路中，当半导体开关元件S1、S4导通时，利用直流电源V1所施加的电压，使二极管D1、D2逆向偏置，随的会在二极管D1、D2发生逆回复电流I_rr。与实施形态1同样地，将此逆回复电流I_rr比第二开关电路10所输出的加工电流先输出至电极E与被加工物W之间的极间间隙。

由此，在放电开始电流Ic输出后，在通过第二开关电路10供给放电加工电流Is之前，可使逆回复电流I_rr流至极间，可防止极间电流中断的情形。因而，在实施形态3中，亦可获得与实施形态1同样的效果。

在实施形态3的电路构成中，从第二开关电路10侧察看第一开关电路4侧时，可看到并联连接有电阻器R1与二极管D1、D2。此时，从第二开关电路10朝向第一开关电路4的方向，由于为二极管D1、D2的顺方向，所以从第二开关电路10所供给的电流的一部分会通过二极管D1、D2流入直流电源V1，而有带来不良影响的可能性。为了规避此现象，在实施形态3中，设有用以阻止来自第二开关电路10的电流流入直流电源V1的输出的二极管D3。

如以上说明，在实施形态1至3中，在放电开始电流Ic输出后，至通过第二开关电路10而供给放电加工电流Is之前，为了防止极间电流中断，形成使用二极管D1、D2所发生的逆回复电流I_rr的构成。

由此，在从放电加工中的预备放电开始至加工电流投入为止的延迟时间的期间中，可使形成于极间的导电路径不会消失而可继续维持稳定，以防止因加工电流投入失败所造成的加工效率的降低，亦可抑制电极线所不必要的断线情形，具有提高加工效率或加工速度的效果。又，通过自预备放电平滑地投入加工电流可抑制加工面粗糙，从而获得提高加工精度或加工品质的效果。

又，如前述般，由于亦可使用开关响应时间比较慢的大容量元件，所以可减少元件数，电源装置本身亦可谋求小型化，且可廉价提供。

图6为表示本发明放电加工用电源装置实施形态4的电路构成图。另外，在图6中，对应图1的部分，亦附记与图1所附元件编号相同的元件编号，并省略其说明。

在此实施形态中，设有用以强化预备放电电流的电容器C3，且用直流电源V3、电阻器R1、电容器C3使电容器C3的充电回路形成于第一开关电路5中。

其次，就上述构成实施形态4的动作加以说明。第一开关电路5及第二开关电路10在动作以前，可利用电源V3、电阻器R1、电容器C3的电流回路使电容器C3充电。其次，通过使第一开关电路5的半导体开关元件S1、S4同时导通，将充电于电容器C3的电荷释放出来，并通过开关S1、S4而供给极间。

由此，与将实施形态1至3中所述的二极管逆回复电流供给至极间的情况相同，在通过第二开关电路10供给放电加工电流Is之前，使用来自电容器C3放电电流能防止极间电流被中断的情形，可获得与实施形态1至3同等的效果。

产业上的可利用性

本发明适用于线切割放电加工装置等放电加工装置的脉冲通电用电源。

Claims

1.一种放电加工用电源装置，备有分别并联连接的第一开关电路与第二开关电路，对电极与被加工物之间的极间间隙，首先自前述第一开关电路供给脉冲电流，其次自前述第二开关电路供给脉冲电流，一边控制前述电极与被加工物的相对位置一边进行放电加工，其特征为：该装置具有包含二极管与电阻器的电流回，用于在与输出产生放电用电压的同时或之前，对二极管供给顺向电流，在发生放电的瞬间切断对所述二极管的顺向电流的供给，将前述二极管的逆回复电流输出至电极与被加工物之间的极间间隙。

2.如权利要求1所述的放电加工用电源装置，其特征在于，具有用以供给与切断对前述二极管的顺向电流的半导体开关元件。

3.如权利要求1所述的放电加工用电源装置，其特征在于，构成于发生放电的瞬间在前述二极管的两端施加逆向电压的电路，并将此时所产生的二极管的逆回复电流输出至电极与被加工物之间的极间间隙。

4.如权利要求1所述的放电加工用电源装置，其特征在于，前述二极管以并联或串联方式设有多个。

5.如权利要求1所述的放电加工用电源装置，其特征在于，对前述二极管供给顺向电流的直流电源，除了设有构成前述第一开关电路或前述第二开关电路的直流电源以外，亦设有其他的直流电源。

6.如权利要求1所述的放电加工用电源装置，其特征在于，电路结构上使得所述二极管的顺向电流，由前述第一开关电路的直流电源所供给。

7.一种放电加工用电源装置，备有分别并联连接的第一开关电路与第二开关电路，对电极与被加工物之间的极间间隙，首先自前述第一开关电路供给脉冲电流，其次自前述第二开关电路供给脉冲电流，一边控制前述电极与被加工物的相对位置一边进行放电加工，

其特征为：该装置具有包含电容器与电阻器的电流回路，而该电流回路在输出用以产生放电电压的同时或之前，对电容器充电，在发生放电之后，将来自前述电容器的放电电流比前述第二开关电路所输出的加工电流先输出至电极与被加工物之间的极间间隙。