JPH01238467A - インバータ電源装置 - Google Patents

インバータ電源装置

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JPH01238467A
JPH01238467A JP63064412A JP6441288A JPH01238467A JP H01238467 A JPH01238467 A JP H01238467A JP 63064412 A JP63064412 A JP 63064412A JP 6441288 A JP6441288 A JP 6441288A JP H01238467 A JPH01238467 A JP H01238467A
Authority
JP
Japan
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switching elements
switching element
output
inverter
switching
Prior art date
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Pending
Application number
JP63064412A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Nashiki
政行 梨木
Motosumi Yura
元澄 由良
Koji Kitagawa
浩二 北川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
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Publication date
Application filed by Okuma Machinery Works Ltd filed Critical Okuma Machinery Works Ltd
Priority to JP63064412A priority Critical patent/JPH01238467A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は単相インバータ電源装置に関し、特に14C直
列共振回路を有する出力電流波形歪のないCO2レーザ
発振器用高圧電源装置に関するものである。
(従来の技術) 第5図はレーザ発振器用高圧電源装置の主回路及び発振
器内等価回路を示すもので、以下にこのインバータ電源
装置の動作を説明する。
3相ダイオードブリツジDBは人力される3相交流(R
、S 、 T)を整流して直流に変換し、平滑用コンデ
ンサCにより直流出力のリップルを取り除く。
また、ブリッジ接続されたFETのスイッチング素子Q
l−04と、これらスイッチング素子Ql−Q4に並列
接続されたフライホイールダイオードDI〜D4とで成
る単相インバータIVは、直流を高周波交流に変換する
。単相インバータIVは第7図に示すように、ダイオー
ドブリッジDBの正電圧直流出力部にスイッチング素子
Ql及びQ3のドレインが接続され、スイッチング素子
qtのソースにスイッチング素子q2のドレインが接続
され、スイッチング素子Q3のソースにスイッチング素
子Q4のドレインが接続され、スイッチング素子Q2及
びq4の各ソースがダイオードブリッジI)Bの負電圧
直流出力部に接続されて成っている。この単相インバー
タIVに接続されたチョークコイルLl及びコンデンサ
CIで成るLC直列共振回路は、昇圧トランスTに直流
が流れるのを防止すると共に、方形波交流を正弦波交流
にする機能を有している。昇圧トランスTからの正弦波
交流iは発振器内放電空間の等価インピーダンスZに流
れる。バラストコンデンサC2及びチョークコイルL2
は放電を安定化させるためのLC直列共振回路を構成し
ている。
次に、このインバータ電源装置の各スイッチング素子Q
iNQ4のON・口FFタイミングチャートと出力電流
iとの関係を第6図に示す。この制御方式の場合、PW
M (Pulse Width Moduration
)制御によりスイッチング素子Ql及びq2のON時間
t1を変化させることにより出力電流iを制御する。こ
の時、スイッチング素子q3及びQ4は交互にONを繰
り返すように制御し、スイッチング素子Ql及びQ2h
旬FFの期間にダイオード01及びD2にフライホイー
ル電流が流れるようにする。
ここで、単相インバータ電圧内の電流の経路を第7図に
示して説明すると、スイッチング素子Q1及びQ4がO
Nである期間t1は、電流はQl−Ll−C1−T→Q
4を通る。次に、スイッチング素子Q1がOFFでスイ
ッチング素子Q4がONである期間t2では、フライホ
イール電流が02→L1→C1→T→q4を通る。
次の期間t3では電流の方向が逆となるため、電流は0
4→T −(:1−Ll→DIを通る。この期間し3は
、インバータIVの出力側から三相電源側に電流が流れ
る。次の期間t4では、スイッチング素子Q4がOFF
でスイッチング素子q3がONとなるため、フライホイ
ール電流はQ3− T −C1−1,1→DIの経路で
流れる。
このような従来の制御方式では、期間t3に電流波形が
歪む。これはインバータ電圧が電流と逆極性に発生する
ためであり、このため期間t3には電力の回生を行なっ
てしまう。このため、従来のインバータ電源装置では放
電空間に投入する有効電力が減少してしまうという問題
があった。
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本
発明の目的は、電流波形の歪を取除き、発振器内放電空
間に対して投入する電力を最大にするレーザ発振器用の
インバータ電源装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、交流電源と:この交流電源の出力を整流する
ダイオードブリッジと;このダイオードブリッジの直流
出力側に接続された平滑用コンデンサと;前記ダイオー
ドブリッジの正電圧直流出力部に第1及び第3スイッチ
ング素子のドレインが接続され、前記第1スイッチング
素子のソースに第2スイッチング素子のドレインが接続
され、前記第3スイッチング素子のソースに第4スイッ
チング素子のドレインが接続され、前記第2及び第4ス
イッチング素子の各ソースが前記ダイオードブリッジの
負電圧直流出力部に接続されている単相インバータと:
前記第2及び第4スイッチング素子のドレインより出力
される交流出力部に接続されたLC直列共振回路とを有
して成るPWM制御のインバータ電源装置に関するもの
で、本発明の上記目的は、前記第1及び第4スイッチン
グ素子を同時にオンした次の期間には、前記第1及び第
3スイッチング素子あるいは前記第2及び第4スイッチ
ング素子を同時にオンし、前記第2及び第3スイッチン
グ素子を同時にオンした次の期間には、前記第1及び第
3スイッチング素子あるいは前記第2及び第4スイッチ
ング素子を同時にオンする制御手段を設けることにより
達成される。
(作用) 本発明では、第6図に対応させて示す第2図のタイミン
グチャートで示すように、インバータ電源装置のスイッ
チング素子Ql及びq4がONである期間【5の次の瞬
間にスイッチング素子q3をONする。
このように制御することにより、期間t6のフライホイ
ール電流はQl−4Ll→C1→T→D3の経路を通り
、フライホイール電流の向ぎが逆になる期間t7は03
→T−C1→Ll−DIの経路で電流が流れる。このた
め、出力電流波形の歪の原因となる不要なインバータ電
圧が発生せず、電力の回生も起こらない。また、電流i
の波形も第2図に示す通り歪のない正弦波となる。
(実施例) 第1図は本発明のインバータ電源装置の制御手段の一実
施例を示し、出力されるON・OFF信号QIS−Q4
Sがそれぞれインバータ電圧内のスイッチング素子01
〜Q4をON・OF F ’するようになっており、第
3図に各部のタイミングチャートを示す。
第1図において、VCMO−はPWM制御を行なう場合
の時間幅を規定する指令電圧を表わしており、VCMD
−は第3図(C)に示すように0〜負電圧に変化する電
圧であり、指令電圧VCMD◆はVCMD−を演算増幅
器optで成る増幅器により反転した0〜正電圧に変化
する電圧である。コンパレータcpa、(可算増幅器O
P3等で成る発振器OSCは第3図(B)で示すような
正負電圧の三角波T11を出力し、三角波TRを発生さ
せるために使用する同図(八)の方形波SQも同時に出
力される。コンパレータCPlは上記指令電圧VCMD
◆及び三角波Trlを比較し、コンパレータCP2は指
令電圧VCMD−及び三角波TRを比較し、比較結果信
号St及びS2は論理回路しに入力される。方形波SQ
も抵抗回路nGを経て論理回路りに人力され、論理信号
S6及びS7が出力される。論理回路りはインバータ(
NOT) LGI、エクスクル−シブ、t 7 (EX
−OR) LG4.7 ンド(八ND) LG2及びL
G5 、ノア(NOR) LG3及びLG6で成ってお
り、方形波SQはアンドLG5に入力されると共に、イ
ンバータLGIを経てアンドLG2に人力される。また
、比較結果SlはノアLG3及びLG6に人力されると
共にエクスクル−シブオアLG4に入力され、比較結果
S2はエクスクル−シブオアLG4に入力されている。
論理信号S6及びS7はスイッチング素子Ql及びQ3
のON期間を表わすものであり、デッドタイム作成回路
DTI及びDT2により実際の各スイッチング素子Ql
−04のON期間を表わすON信号QIS−Q4Sが得
られる。
これら各ON信号QIS−Q4Sはゲートドライブ回路
(図示せず)を経た後、第4図に示すインバータIVの
スイッチング素子Ql−Q4のゲートに入力されるよう
になっている。デッドタイム作成回路DTIはコンパレ
ータCP4 、CF2等で成っており、デッドタイム作
成回路DT2はコンパレータCPfi 、Cr2等で成
っている。
このような構成において、外部から第3図(C)に示す
ような指令電圧VCMD−が与えられると、三角波Tl
lを基卓にしてスイッチング素子QlのON信号QIS
に対応する方形波信号S6の位相が同図(1)のように
前方に進み、スイッチング素子Q3のONN信号3Sに
対応する方形波信号s7の位相が同図(J)のように後
方に遅れる。スイッチング素子Q2のONN信号2S及
びスイッチング素子Q4のONN信号4Sは、それぞれ
スイッチング素子QlのON信号QIS及びスイッチン
グ素子q3のONN信号3Sを反転したものである(第
3図(に)〜(N)参照)。指令電圧VCMD−がOv
の時は、スイッチング素子q1のON信号QISとスイ
ッチング素子Q3のONN信号3Sどの位相が完全に一
致し、指令電圧VCMO−が負電圧を有し、その電圧が
大になるに従ってスイッチング素子q1のON信号QI
S、スイッチング素子Q3のONN信号3Sの位相のず
れが大きくなる。ON信号QIS−Q4Sは”11”で
対応するスイッチング素子をそれぞれONL、、”じテ
OFFするため、ON信号QISとONN信号3Sとの
ずれた部分ではスイッチング素子Ql及びQ4がONL
、三相ダイオードブリッジDBから単相インバータIV
に電流が流れる。また、ON信号QIS及びQ3Sが重
なっている部分では、フライホイール電流が流れる。 
ONN信号2S及びQ4Sについても同様であり、oN
(3号Q2S及びQ4Sのずれた部分ではスイッチング
素子q2及びQ3がONシ、三相ダイオードブリッジD
Bから単相インバータIVに電流が流れる。また、ON
信号Q2S及びQ4Sが重なっている部分ではフライホ
イール電流が流れる。
上述の実施例では論理回路りをインバータLGI。
エクスクル−シブオアLG4 、アンドLG2及びLG
5 。
ノアLG3及びLG6で構成しているが、第3図の(D
)〜(J)で示すような論理出力であれば、他の論理素
子の組合せでも良い。
(発明の効果) 以上のように本発明の電源装置によれば、フライホイー
ル電流が流れる時に不要11インバータ電圧が発生せず
、このために電力の回生は起こらず、また出力電流波形
も歪まない。すなわち、出力電流は正弦波形となり、放
電空間に対して最大電力を投入することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の制御手段の一実施例を示す回路図、第
2図は本発明による各スイッチング素子形を示す図、第
4図は本発明による単相インバータ内の電流経路を示す
図、第5図はレーザ発振器用高圧電源の主回路及び発振
器内等価回路を示す回路図、第6図は従来制御方式によ
る各スイッチング素子のON、OFFを表わすタイミン
グチャート及び出力電流波形図、第7図は従来制御方式
による単相インバータ内の電流経路を示す図である。 DI・・3相ダイオ一ドブリツジ回路、IV・・・単相
インバータ、Ql−04・・・スイッチング素子、O2
0・・・発振器、し・・・論理回路、DTI、DT2・
・・デッドタイム作成回路。 出願人代理人   安 形 雄 三 黍2配 第48 革3 回

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、交流電源と;この交流電源の出力を整流するダイオ
    ードブリッジと;このダイオードブリッジの直流出力側
    に接続された平滑用コンデンサと;前記ダイオードブリ
    ッジの正電圧直流出力部に第1及び第3スイッチング素
    子のドレインが接続され、前記第1スイッチング素子の
    ソースに第2スイッチング素子のドレインが接続され、
    前記第3スイッチング素子のソースに第4スイッチング
    素子のドレインが接続され、前記第2及び第4スイッチ
    ング素子の各ソースが前記ダイオードブリッジの負電圧
    直流出力部に接続されている単相インバータと;前記第
    2及び第4スイッチング素子のドレインより出力される
    交流出力部に接続されたLC直列共振回路とを有して成
    るPWM制御のインバータ電源装置において、前記第1
    及び第4スイッチング素子を同時にオンした次の期間に
    は、前記第1及び第3スイッチング素子あるいは前記第
    2及び第4スイッチング素子を同時にオンし、前記第2
    及び第3スイッチング素子を同時にオンした次の期間に
    は、前記第1及び第3スイッチング素子あるいは前記第
    2及び第4スイッチング素子を同時にオンする制御手段
    を設けたことを特徴とするインバータ電源装置。
JP63064412A 1988-03-17 1988-03-17 インバータ電源装置 Pending JPH01238467A (ja)

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JP2004282828A (ja) * 2003-03-13 2004-10-07 Honda Motor Co Ltd 双方向dc−dcコンバータ
WO2007058216A1 (ja) * 2005-11-16 2007-05-24 Rohm Co., Ltd. インバータおよびその駆動方法、ならびにそれを用いた発光装置および液晶テレビ

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