JPH06141552A - 高周波高圧電源の電力制御装置 - Google Patents

高周波高圧電源の電力制御装置

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JPH06141552A
JPH06141552A JP4309823A JP30982392A JPH06141552A JP H06141552 A JPH06141552 A JP H06141552A JP 4309823 A JP4309823 A JP 4309823A JP 30982392 A JP30982392 A JP 30982392A JP H06141552 A JPH06141552 A JP H06141552A
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circuit
output
power supply
current
pulse
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Takehiko Ueda
武彦 上田
Kohei Sakurai
行平 桜井
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Kasuga Denki Inc
Original Assignee
Kasuga Denki Inc
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Publication date
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Priority to US08/140,549 priority patent/US5486993A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波高圧電源の共振電流との間で同期をと
ったそのゼロ付近でのスイッチング動作を行うことが容
易で、スイッチング損失が少なく、しかも出力電力調整
も、最大出力時の１００％から１％以下まで広範囲に連
続的に簡単に行えるようにする。 【構成】 パルス密度変調回路１６を備え、該回路から
任意に設定された密度のパルスを出力し、該パルスによ
って高周波インバータのスイッチング半導体素子をオン
・オフ動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コロナ放電処理装置等
に使用される高周波高圧電源において、負荷に供給され
る電力を制御する電力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、特開平１−２１８３５６号
公報に記載されているように、商用交流電源からの電力
を整流回路で整流し、その直流電力をインバータにより
スイッチングして高圧トランスで昇圧する高周波高圧電
源において、インバータと高圧トランスとの間にスイッ
チング半導体素子を接続し、そのスイッチング励振周波
数を変化させることによって高圧トランスからの高周波
出力電力を調整する方法を先に提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高周波高圧
電源からの高圧を放電電極に印加してコロナ放電により
プラスチックフィルム等を表面処理する場合、高周波高
圧電源のインバータから見て、高圧トランスと放電電極
と高圧配線部は直列共振回路を形成し、共振負荷とな
る。そのため、上記のようにスイッチング周波数を変化
させることで出力電力を調整しようとする考えでは、共
振電流との間で常に同期をとったそのゼロ付近でのスイ
ッチング動作を行うことが難しく、スイッチング損失の
ため、発熱や素子の破壊などの問題は避けられない。ま
た、出力電力調整を広範囲にしかも連続的に行うことが
難しい。
【０００４】そこで、本発明の目的は、共振電流との間
で同期をとったそのゼロ付近でのスイッチング動作を行
うことが容易で、スイッチング損失が少なく、しかも出
力電力調整も、最大出力時の１００％から１％以下まで
広範囲に連続的に簡単に行えるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明による電力制御装置は、高周波インバー
タのスイッチング半導体素子のオン・オフ制御を行うに
当たり、そのゲート信号となるパルスの密度、つまりＨ
ＩＧＨとＬＯＷの比率を変えるＰＤＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｄ
ｅｎｓｉｔｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御方式を採用
したものである。すなわち、パルス密度変調回路（以
下、ＰＤＭ回路と記す）を備え、該ＰＤＭ回路から任意
に設定された密度のパルスを出力し、該パルスによって
高周波インバータのスイッチング半導体素子をオン・オ
フ動作させるものである。そのスイッチング半導体素子
としては、高速スイッチング素子である絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が好ましい。
【０００６】また、高周波インバータと高圧トランスと
の間を流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流検
出手段の検出電流を入力しそれと位相が対応した信号を
出力するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏ
ｐ）回路とを備え、パルス密度変調回路から該ＰＬＬ回
路の出力信号と同期しかつ間引きしたパルスを出力させ
る。
【０００７】
【作用】ＰＤＭ回路はＰＤＭ指令値を連続的に変化させ
ることにより、パルス密度を連続的に変化させることが
できる。従って、共振電流のゼロ付近との同期をとり易
い。そのパルス密度を変えると、高周波インバータのス
イッチング半導体素子のオンからオフ、またオフからオ
ンになる時間関係が変化するため、出力する電力を連続
的に任意に調整できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。高周波高圧電源は、図１に示すように例えば
３相２００Ｖの商用交流電源１からの交流電圧を整流す
るダイオードブリッジ整流回路２と、直流リアクトル３
及びコンデンサ４からなる平滑回路５と、整流された直
流を高周波に変換する高周波インバータ６と、その高周
波電圧を昇圧する高圧トランス７とで構成され、放電電
極８に高周波高電圧を印加する。高周波インバータ６か
ら見て、高圧トランス７から放電電極８までの間は、高
圧トランス７の漏れインダクタンス及び漂遊容量と、放
電電極８の容量及び配線抵抗とによるＲＣＬ直列共振回
路を構成しており、外付けのリアクトル及びコンデンサ
は不要となっている。
【０００９】高周波インバータ６は、本例ではｔｗｏ−
ｉｎ−ｏｎｅタイプの絶縁ゲート型バイポーラトランジ
スタモジュールを２個使用し、４個の絶縁ゲート型バイ
ポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと記す）９ａ・９
ｂ・９ｃ・９ｄと２個の結合コンデンサ１０とによる単
相フルブリッジ構成となっている。各ＩＧＢＴには、タ
ーンオン時におけるスイッチング損失を防止するための
還流ダイオード１１と、ターンオフ時におけるコレクタ
・エミッタ間電圧の上昇を抑制すると同時にコレクタ電
流をバイパスさせてスイッチング損失を低減するための
スナバコンデンサ１２が並列接続されている。この例で
は、図３の（１）及び（２）に示すように高周波インバ
ータ６の出力電圧ｖ0 に対して出力電流ｉ0 が位相角β
だけ常に遅れ位相になるように、後述の如く制御する。
【００１０】このような高周波高圧電源において、本発
明による制御装置は、高周波インバータ６と高圧トラン
ス７との間に流れる共振電流を電流検出器１３で検出
し、その電流を制御回路１４に入力して該制御回路１４
から共振電流と同期するゲート信号を出力し、該ゲート
信号によってＩＧＢＴ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄをオン・
オフ制御するとともに、そのゲート信号となるパルスの
密度を任意に変調することにより、高周波高圧電源の電
力制御を行うもので、図２に制御回路１４の構成例を示
す。
【００１１】制御回路１４は大別してＰＬＬ回路１５と
ＰＤＭ回路１６とからなっている。ＰＬＬ回路１５はゼ
ロクロスコンパレータ１７と位相比較器１８と低域フィ
ルタ１９と三角波発振器２０とコンパレータ２１とで構
成されている。ゼロクロスコンパレータ１７は、電流検
出器１３で検出された共振電流を図３（３）に示すよう
に矩形波に変換するためのもので、その出力は位相比較
器１８においてコンパレータ２１からの図３（４）に示
す出力と立ち上がり位相を比較される。この位相比較器
１８の出力は低域フィルタ１９を介して三角波発振器２
０へ入力され、該三角波発振器２０から図３（５）に示
すような三角波信号を出力する。この三角波信号は、図
示しない操作部からの位相角指令信号とコンパレータ２
１で比較され、該コンパレータ２１から図３（４）に示
すように位相角指令信号による位相角βだけズレたパル
スが出力され、該パルスは上記のように位相比較器１８
において位相比較される。従って、ＰＬＬ回路１５はコ
ンパレータ１７の出力とコンパレータ２１の出力の位相
が一致する周波数でロックする。
【００１２】ＰＤＭ回路１６は、コンパレータ２２と論
理積回路２３とラッチ回路２４とコンパレータ２５と積
分器２６とデッドタイム回路２７とで構成されている。
コンパレータ２２は、上記三角波発振器２０からの三角
波信号を図３（６）・（７）に示すように２系統の反転
したパルスに変換する。この場合、そのパルスは、ＰＬ
Ｌ回路１５における上記のような動作からコンパレータ
２１の出力、すなわち共振電流ｉ0 よりβだけ進み位相
となる。
【００１３】コンパレータ２２からの一方のパルスは、
図３（８）に示すようにラッチ回路２４に基準信号（ク
ロックパルス）として入力される。該ラッチ回路２４か
らの図３（９）に示す出力は積分器２６に図３（１０）
に示すように入力されて積分され、図３（１１）に示す
ような波形となる。その積分出力は操作部からのＰＤＭ
指令信号とコンパレータ２５で比較され、該コンパレー
タ２５から図３（１２）に示すようにＨＩＧＨとＬＯＷ
の比率を変えたパルスが出力される。この変調（パルス
密度変調）されたパルスを再びラッチ回路２４に入力す
ることで、ＰＤＭループが形成される。そして、このル
ープ出力をコンパレータ２２の２系統の出力パルス（基
準信号）と論理積回路２３で論理積をとることで、共振
電流との同期をとりながらゼロ電圧出力期間を作り出
す。この場合、論理積回路２３からのＡ・Ｂ２系統の出
力は、図３（１３）・（１４）に示すようにＡがＨＩＧ
Ｈの後、Ｂが連続してＨＩＧＨとなってそれがＰＤＭ指
令で設定した時間間隔で繰り返される。すなわち、コン
パレータ２２の２系統の出力パルスのＨＩＧＨ部分を間
引きするもので、その間引き数はＰＤＭ指令により任意
に調整できる。
【００１４】論理積回路２３からのＡ・Ｂ２系統の出力
は、ＩＧＢＴ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄをオン・オフさせ
るゲート信号発生回路でもあるデッドタイム回路２７に
入力され、該デッドタイム回路２７から図３（１５）・
（１６）・（１７）・（１８）に示すように一定のデッ
ドタイムｄだけ遅延した４系統のゲート信号として出力
される。そして、同図（１５）の出力は図１中のＩＧＢ
Ｔ９ａに、（１６）の出力はＩＧＢＴ９ｂに、（１７）
の出力はＩＧＢＴ９ｃに、（１８）の出力はＩＧＢＴ９
ｄにそれぞれゲート信号として入力される。すなわち、
Ａアーム（図１において左側）は、ＩＧＢＴ９ａのため
のゲートパルスを反転したパルスをＩＧＢＴ９ｂに、ま
たＢアーム（右側）は、ＩＧＢＴ９ｃのためのゲートパ
ルスを反転したパルスをＩＧＢＴ９ｄにそれぞれゲート
パルスとして入力し、Ａ側のＩＧＢＴ９ａ・９ｂがオン
の後、必ずＢ側のＩＧＢＴ９ｃ・９ｄがオンになるよう
にするとともに、ゼロ電圧出力期間では、Ａ・Ｂ共に下
側のＩＧＢＴ９ｂ・９ｄが必ずオンになるようにして共
振回路を短絡状態とする。
【００１５】このように、ゼロ電圧出力期間においてＩ
ＧＢＴ９ｂ・９ｄを必ずオンとして負荷の共振回路を短
絡状態とすると、この期間でも上記電流検出器１３は電
流を検出できるため、ＰＬＬ回路１５は動作が不連続と
ならず、上述のような同期動作を継続できる。また、Ｐ
ＤＭ回路１８はＰＤＭ指令値を連続的に変化させること
ができるため、パルス密度も連続に変化し、ゼロ電圧出
力期間を任意に調整できる。放電電力は電圧の２乗に比
例するため、本装置では電力を１００％から１％弱まで
連続的に任意に調整できる。
【００１６】上記のような構成に基づいて試作装置を製
作し、試験を行った。使用したＩＧＢＴモジュールの最
大定格は、コレクタ・エミッタ間電圧５００Ｖ、コレク
タ電流５０Ａで、それによる高周波インバータ６の定常
周波数は３０ＫＨｚ、電力５ＫＷである。また、デッド
タイム回路２７におけるデッドタイムｄは１．５μｓｅ
ｃ、高圧トランス７の巻数比は３０：６００である。図
４から図１０に実験結果を示す。
【００１７】図４は高周波インバータ６の最大出力時の
出力電流ｉ0 と出力電圧ｖ0 の波形、図５はそのときの
出力電流ｉ0 とＩＧＢＴ９ｂ・９ｄのコレクタ・エミッ
タ間電圧ｖceの波形で、出力電力は約５．６ＫＷであ
る。図６は３３％出力時の出力電流ｉ0 と出力電圧ｖ0
の波形、図７はそのときの出力電流ｉ0 とＩＧＢＴ９ｂ
・９ｄのコレクタ・エミッタ間電圧ｖceの波形である。
このとき、出力電圧は共振電流の２周期の間に１パルス
が出力されており、出力電圧は最大出力時の約１／２
で、出力電力は約１．９ＫＷとなっている。図８は３．
４％出力時の出力電流ｉ0 と出力電圧ｖ0 の波形であ
る。このとき、出力電圧は最大出力時の１／１３とな
り、出力電力は約０．２ＫＷとなっている。図９は１
６．６６％出力時の高圧トランス７の２次電圧と２次電
流の波形、図１０は同じく７．１％出力時の２次電圧と
２次電流の波形である。
【００１８】図１に示した実施例では高周波インバータ
６を４個のＩＧＢＴによるフルブリッジ構成としたが、
図１１に示すように２個のＩＧＢＴ９ａ・９ｂによるハ
ーフブリッジ構成とし、コンデンサ２８を介して高圧ト
ランス７と接続してもよい。高周波インバータ６をＩＧ
ＢＴで構成すると、高速動作の確実なインバータとする
ことができるが、ＦＥＴで構成してもよく、また要求さ
れる周波数がそれほど高周波でない場合には、その他の
一般的なスイッチング半導体素子であっても構わない。
【００１９】更に、ＰＤＭ回路１６は上記のようなアナ
ログ回路構成に代えてデジタル回路構成にすることもで
きる。この場合は、ＰＬＬ回路１５からの信号をカウン
タでデジタルデータに変換した後、予め種々のパルスパ
ターンを記憶させてある記憶装置から任意のパターンの
パルスを、カウンタからのデータに従い読み出す。そし
て、その読み出したパルスを、ＰＬＬ回路からのパルス
と同期させて高周波インバータのためのゲート信号を得
る。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、パル
ス密度変調方式で高周波インバータのスイッチング半導
体素子をオン・オフ制御して出力電力を調整するため、
共振電流との間で同期をとったそのゼロ付近でのスイッ
チング動作を行うことが容易で、スイッチング損失が少
なく、しかも出力電力調整も、最大出力時の１００％か
ら１％以下まで広範囲に連続的に簡単に行える。
【００２１】請求項２によれば、共振電流との位相同期
を確実に行え、また請求項３によれば高周波インバータ
を高速動作の確実なインバータにできるため、安定した
高周波出力が取り出せる。
【図面の簡単な説明】
【図１】高周波高圧電源の一例の電気回路図である。
【図２】同高周波高圧電源を制御する本発明による電力
制御装置の一例のブロック図である。
【図３】同電力制御装置の動作タイミングチャートであ
る。
【図４】同電力制御装置の試作装置による実験結果の最
大出力時の出力電流と出力電圧の波形図である。
【図５】同上における出力電流と絶縁ゲート型バイポー
ラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のコレクタ・エミッタ間電
圧の波形図である。
【図６】３３％出力時の出力電流と出力電圧の波形図で
ある。
【図７】同上における出力電流とＩＧＢＴのコレクタ・
エミッタ間電圧の波形図である。
【図８】３．４％出力時の出力電流と出力電圧の波形図
である。
【図９】１６．６６％出力時の高圧トランスの２次電圧
と２次電流の波形図である。
【図１０】７．１％出力時の高圧トランスの２次電圧と
２次電流の波形図である。
【図１１】高周波インバータをＩＧＢＴ２個によるハー
フブリッジ構成とした高周波高圧電源の電気回路図であ
る。
【符号の説明】
１ 商用交流電源 ２ 平滑回路 ６ 高周波インバータ ７ 高圧トランス ８ 放電電極 ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ 絶縁ゲート型バイポーラト
ランジスタ １３ 電流検出器 １４ 制御回路 １５ ＰＬＬ回路 １６ パルス密度変調回路（ＰＤＭ回路）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１０月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高周波高圧
電源からの高圧を放電電極に印加してコロナ放電により
プラスチックフィルム等を表面処理する場合、高周波高
圧電源のインバータから見て、高圧トランスと放電電極
と高圧配線部は直列共振回路を形成し、共振負荷とな
る。そのため、共振電流との間で常に同期をとったその
ゼロ付近でのスイッチング動作を行わないと、スイッチ
ング損失のため、発熱や素子の破壊などを招くが、上記
公開公報は単にスイッチング励振周波数を変化させると
いう概括的な方法を開示しているだけで、このような問
題点につき具体的に考慮されていない。また、出力電力
調整についても具体性に欠け、広範囲にわたる連続的な
調整を具体的に実現できない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】そこで、本発明の目的は、共振電流との間
で同期をとったそのゼロ付近でのスイッチング動作を行
うことが容易で、スイッチング損失が少なく、しかも出
力電力調整も、最大出力時の１００％から１％以下まで
広範囲に連続的に簡単に行え、従ってコロナ放電処理す
る場合、弱い処理から強い処理まで広範囲にかつ精密に
調整することができる、高周波高圧電源の電力制御装置
を提供することにある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】制御回路１４は大別してＰＬＬ回路１５と
ＰＤＭ回路１６とからなっている。ＰＬＬ回路１５はゼ
ロクロスコンパレータ１７と位相比較器１８と低域フィ
ルタ１９と三角波発振器（電力制御発振器）２０とコン
パレータ２１とで構成されている。ゼロクロスコンパレ
ータ１７は、電流検出器１３で検出された共振電流を図
３（３）に示すように矩形波に変換するためのもので、
その出力は位相比較器１８においてコンパレータ２１か
らの図３（４）に示す出力と立ち上がり位相を比較され
る。この位相比較器１８の出力は低域フィルタ１９を介
して三角波発振器２０へ入力され、該三角波発振器２０
から図３（５）に示すような三角波信号を出力する。こ
の三角波信号は、図示しない操作部からの位相角指令信
号とコンパレータ２１で比較され、該コンパレータ２１
から図３（４）に示すように位相角指令信号による位相
角βだけズレたパルスが出力され、該パルスは上記のよ
うに位相比較器１８において位相比較される。従って、
ＰＬＬ回路１５はコンパレータ１７の出力とコンパレー
タ２１の出力の位相が一致する周波数でロックする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】論理積回路２３からのＡ・Ｂ２系統の出力
は、ＩＧＢＴ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄをオン・オフさせ
るゲート信号発生回路でもあるデッドタイム回路２７に
入力され、該デッドタイム回路２７から図３（１５）・
（１６）・（１７）・（１８）に示すように一定のデッ
ドタイムｄだけ遅延した４系統のゲート信号として出力
される。そして、同図（１５）の出力は図１中のＩＧＢ
Ｔ９ａに、（１６）の出力はＩＧＢＴ９ｂに、（１７）
の出力はＩＧＢＴ９ｃに、（１８）の出力はＩＧＢＴ９
ｄにそれぞれゲート信号として入力される。すなわち、
Ａアーム（図１において左側）は、ＩＧＢＴ９ａのため
のゲートパルスを反転したパルスをＩＧＢＴ９ｂに、ま
たＢアーム（右側）は、ＩＧＢＴ９ｃのためのゲートパ
ルスを反転したパルスをＩＧＢＴ９ｄにそれぞれゲート
パルスとして入力し、ＩＧＢＴ９ａ・９ｃがオンの後、
必ずＩＧＢＴ９ｃ・９ｂがオンになるようにする。ゼロ
電圧出力期間では、Ａ・Ｂ共に下側のＩＧＢＴ９ｂ・９
ｄが必ずオンになるようにして共振回路を短絡状態とす
る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、パル
ス密度変調方式で高周波インバータのスイッチング半導
体素子をオン・オフ制御して出力電力を調整するため、
共振電流との間で同期をとったそのゼロ付近でのスイッ
チング動作を行うことが容易で、スイッチング損失が少
なく、しかも出力電力調整も、最大出力時の１００％か
ら１％以下まで広範囲に連続的に簡単に行える。従っ
て、コロナ放電処理する場合、弱い処理から強い処理ま
で広範囲にかつ精密に調整することができるようにな
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】商用交流電源からの交流電圧を整流回路で
    直流に整流し、スイッチング半導体素子による高周波イ
    ンバータで高周波に変換した後、高圧トランスで昇圧す
    る高周波高圧電源において、設定したパルス密度のパル
    スを出力し、該パルスをトリガとして前記高周波インバ
    ータのスイッチング半導体素子をオン・オフさせるパル
    ス密度変調回路を備えたことを特徴とする高周波高圧電
    源の電力制御装置。
  2. 【請求項２】前記高周波インバータと前記高圧トランス
    との間を流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流
    検出手段の検出電流を入力しそれと位相が対応した信号
    を出力するＰＬＬ回路とを備え、前記パルス密度変調回
    路は該ＰＬＬ回路からの出力信号を入力してそれと同期
    しかつ間引きしたパルスを出力することを特徴とする請
    求項１に記載の高周波高圧電源の電力制御装置。
  3. 【請求項３】前記スイッチング半導体素子が絶縁ゲート
    型バイポーラトランジスタである請求項１に記載の高周
    波高圧電源の電力制御装置。
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DE69307653T DE69307653T2 (de) 1992-10-26 1993-10-25 Steuergerät für eine Hochfrequente Hochspannungsleistungsquelle
EP93117258A EP0595232B1 (en) 1992-10-26 1993-10-25 Controlling apparatus for high frequency high voltage power source
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08171978A (ja) * 1994-08-25 1996-07-02 Hughes Aircraft Co コロナ放電生成用のコロナ源とコロナ放電による流体廃棄物処理
JP2010027905A (ja) * 2008-07-22 2010-02-04 Mitsubishi Electric Corp ガスレーザ用電源装置
JP2013116032A (ja) * 2011-12-01 2013-06-10 Fuji Electric Co Ltd インバータ装置
JP2018007309A (ja) * 2016-06-27 2018-01-11 株式会社東芝 沿面放電素子駆動用電源回路
WO2018127945A1 (ja) * 2017-01-04 2018-07-12 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
JP2020137252A (ja) * 2019-02-19 2020-08-31 有限会社エイチ・エス・エレクトリック 電源装置

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0749671A1 (en) * 1994-03-09 1996-12-27 Aktiebolaget Electrolux A circuit for the control of energy supply in a resonance converter
US5777867A (en) * 1995-09-14 1998-07-07 Suitomo Electric Industries, Ltd. Electric discharge method and apparatus
US5845488A (en) * 1996-08-19 1998-12-08 Raytheon Company Power processor circuit and method for corona discharge pollutant destruction apparatus
US7269034B2 (en) 1997-01-24 2007-09-11 Synqor, Inc. High efficiency power converter
US6026005A (en) * 1997-06-11 2000-02-15 International Rectifier Corp. Single ended forward converter with synchronous rectification and delay circuit in phase-locked loop
US6178101B1 (en) 1997-08-15 2001-01-23 Unitron, Inc. Power supply regulation
JP3318240B2 (ja) * 1997-09-12 2002-08-26 松下電器産業株式会社 スイッチング電源装置
JP3290947B2 (ja) * 1998-03-12 2002-06-10 株式会社東芝 電力変換器
JP2000052051A (ja) * 1998-08-10 2000-02-22 Miyachi Technos Corp インバータ式抵抗溶接制御装置
US7361287B2 (en) * 1999-04-30 2008-04-22 Robert Bosch Gmbh Method for etching structures in an etching body by means of a plasma
DE19961541A1 (de) * 1999-12-20 2001-07-19 Magnet Motor Gmbh Hochspannungswandler
US6755694B2 (en) * 2001-04-19 2004-06-29 Medtronic, Inc. Lead upsizing sleeve
SE523457C2 (sv) * 2001-05-17 2004-04-20 Abb Ab VSC-strömriktare flrsedd med resonanskrets för kommuntering, jämte tillhörande förfarande, datorprogramprodukt och datorläsbart medium
DE10309711A1 (de) * 2001-09-14 2004-09-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Einätzen von Strukturen in einem Ätzkörper mit einem Plasma
US6807070B2 (en) * 2001-12-12 2004-10-19 International Rectifier Corporation Resonant converter with phase delay control
US6903949B2 (en) * 2001-12-12 2005-06-07 International Rectifier Corporation Resonant converter with phase delay control
CN1602580A (zh) * 2001-12-12 2005-03-30 国际整流器公司 带有相位延迟控制的谐振转换器
DE10221450A1 (de) * 2002-05-15 2003-11-27 Philips Intellectual Property Schaltungsanordnung für einen resonanten Konverter und Verfahren zu dessen Betrieb
DE102005028184A1 (de) * 2005-06-17 2006-12-21 Siemens Ag Schaltungsanordnung mit einem Eigendiagnosesystem zum Ansteuern und Überwachen einer Last in einer Brückenschaltung und dazugehöriges Betriebsverfahren
JP5351791B2 (ja) * 2009-04-30 2013-11-27 株式会社クボタ ディーゼルエンジンの排気処理装置
US9072169B1 (en) * 2010-07-13 2015-06-30 Cascodium Inc. Pulse generator and systems and methods for using same
CN102611325B (zh) * 2012-03-19 2014-08-20 西安理工大学 一种基于高阶谐振技术的逆变电路负载匹配的方法
CN103532412A (zh) * 2012-07-05 2014-01-22 台达电子工业股份有限公司 一种功率变换器的反馈控制电路及功率变换器系统
CA2879196A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Xyleco, Inc. Power sources
US10199950B1 (en) 2013-07-02 2019-02-05 Vlt, Inc. Power distribution architecture with series-connected bus converter
CN106414994B (zh) * 2013-12-12 2018-02-23 费德罗-莫格尔点火公司 用于电晕点火供电的控制系统
CN206386705U (zh) * 2016-01-22 2017-08-08 嘉兴山蒲照明电器有限公司 一种led直管灯
CN114071815B (zh) * 2021-11-10 2023-07-21 福州大学 用于加热磁纳米粒子的高频时谐磁场产生电路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6043077A (ja) * 1983-08-17 1985-03-07 Stanley Electric Co Ltd 高周波負荷用電源装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2196803B (en) * 1986-10-24 1990-10-31 Kyoei Densoku Co Ltd High-frequency power supply output control arrangement
JPH01218356A (ja) * 1988-02-25 1989-08-31 Kasuga Denki Kk コロナ放電用高周波電源の電力制御方法
US4866592A (en) * 1988-03-30 1989-09-12 Fuji Electric Co., Ltd. Control system for an inverter apparatus
DE3842465A1 (de) * 1988-12-16 1990-06-28 Flachenecker Gerhard Schaltregler zur gleichspannungswandlung
US5099410A (en) * 1990-11-13 1992-03-24 Wisconsin Alumni Research Foundation Single phase ac power conversion apparatus
US5245520A (en) * 1991-10-10 1993-09-14 Paul Imbertson Asymmetrical duty cycle power converter
JP3256253B2 (ja) * 1991-11-27 2002-02-12 富士電機株式会社 パルス密度変調形ｄ／ａ変換回路
US5267138A (en) * 1992-03-23 1993-11-30 Creos International Ltd. Driving and clamping power regulation technique for continuous, in-phase, full-duration, switch-mode resonant converter power supply

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6043077A (ja) * 1983-08-17 1985-03-07 Stanley Electric Co Ltd 高周波負荷用電源装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08171978A (ja) * 1994-08-25 1996-07-02 Hughes Aircraft Co コロナ放電生成用のコロナ源とコロナ放電による流体廃棄物処理
JP2010027905A (ja) * 2008-07-22 2010-02-04 Mitsubishi Electric Corp ガスレーザ用電源装置
JP2013116032A (ja) * 2011-12-01 2013-06-10 Fuji Electric Co Ltd インバータ装置
JP2018007309A (ja) * 2016-06-27 2018-01-11 株式会社東芝 沿面放電素子駆動用電源回路
WO2018127945A1 (ja) * 2017-01-04 2018-07-12 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
JP2020137252A (ja) * 2019-02-19 2020-08-31 有限会社エイチ・エス・エレクトリック 電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR940010468A (ko) 1994-05-26
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EP0595232A3 (en) 1994-09-07
KR970005096B1 (ko) 1997-04-12
US5486993A (en) 1996-01-23
DE69307653D1 (de) 1997-03-06
EP0595232B1 (en) 1997-01-22

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