KR20050034315A

KR20050034315A - 도금용 전원 장치

Info

Publication number: KR20050034315A
Application number: KR1020030070201A
Authority: KR
Inventors: 아라이도루; 사쿠라다마코토; 니시오카요시유키; 모리타슈지
Original assignee: 가부시키가이샤 산샤덴키세이사쿠쇼
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2005-04-14
Also published as: KR101025093B1

Abstract

본 발명은 전원 효율을 개선하고 또한 응답성을 향상시키기 위한 것이다. 교류 전원으로부터의 교류 전압을 정류기(34)로 정류한다. 이 정류 전압을 강압 초퍼(36)가 강압한다. 이 강압 초퍼(36)는，펄스폭 변조 신호에 근거하여 통전 기간이 제어되는 FET(40a)，(40b)를 포함하고 이러한 통전 기간의 제어에 의하여, 정류기(34)로부터의 정류 전압을 강압한다．직류-교류 변환기(50)가 이 강압 초퍼(36)으로부터의 직류 전압을 교류 전압으로 변환시키고 도금용 전극(59)，(60)에 공급한다.

Description

도금용 전원 장치{POWER SUPPLY FOR PLATING}

본 발명은 도금용 전원 장치에 관한 것이고，특히 교번 전류를 공급하는 것에 관한 것이다.

종래，교번 전류를 공급하는 도금용 전원 장치는 예를 들면 양면 쓰루홀(through-hole)을 배치한 프린트 기판의 도금에 사용하는 것이다. 이와 같은 도금용 전원 장치의 일례를 도 7에 나타낸다. 이 전원 장치로는 3상 상용 교류 전원으로부터의 3상 교류 전압이 입력측 정류기(2)에 의하여 정류되고 평활용 콘덴서(4)에 의하여 정류된다. 이 정류, 평활된 전압이 인버터(6)에 의하여 예를 들면, 수 KHz 내지 수십 KHz의 고주파 전압으로 변환된다．인버터(6)은 도시되지는 않았으나, IGBT 나 FET 등의 반도체 스위칭 소자를 풀브릿지(full bridge)로 구성한 것으로서, 이러한 도통(導通; 이하 통전 이라 한다) 기간이 제어 회로(8)에 의하여 제어되고 있다．이 고주파 전압은 변압기(1O)에 의하여 소정값의 고주파 전압으로 변압된다. 변압된 고주파 전압은 출력측 정류기(12)에 의하여 정류되고 또한 동일한 자심에 감겨진 리액터(14a)，(14b)에 의하여 평활된다. 이 정류，평활된 전압은 풀브릿지 구성의 인버터(16)에 의하여 수십 Hz 내지 수백 Hz의 저주파 교류 전압으로 변환되고, 직류 리액터(18a)，(l8b)를 통하여 도금조의 도금용 전극(20a)，(20b)에 의하여 도금재에 공급된다. 또한，인버터(l6)도 IGBT나 FET 등의 반도체 스위칭 소자를 풀브릿지에 접속한 것으로서, 이들 반도체 스위칭 소자의 통전 기간이 제어 회로(22)에 의하여 제어되고 있다．

이와 같이 구성된 도금용 전원 장치에서는，인버터(6)과 변압기(10)을 설치하고 있으므로 인버터(6)에 사용되고 있는 IGBT 나 FET 에서의 에너지 손실이 크다. 또한, 인버터(16)의 출력측에 설치되어 있는 직류 리액터(18a)，(l8b)에 있어서 소비되는 에너지 손실도 크다. 이들이 경합함에 의해，이 도금용 전원 장치 전체의 효율이 나빠지고 있다．더욱더, 출력측 정류기(12)로 정류하는 전압이 평활 리액터(14a)，(14b)에 의하여 평활될 때，이 리액터(l4a)，(14b)에서의 소비 에너지가 크고 효율이 더욱 악화된다. 또，직류 리액터(14a)，(14b)를 출력측 정류기 (12)나 인버터(16)에 접속할 때，프린트기판(printed circuit board) 위에 형성된 패턴 배선을 이용하나 이들 패턴 배선의 인덕턴스가 커지고 더욱더 효율을 저하시켰다. 또，인버터(6)과 변압기(10)을 사용하고 있기 때문에，도금용 전극(20a)，(20b)에 발생하는 전류가 형성되어 응답성이 나빠졌다.

본 발명은，효율을 개선하고 또한 응답성을 향상시킨 도금용 전원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 도금용 전원 장치는，교류 전원으로부터의 교류 전압을 정류하는 정류기를 구비한다. 교류 전원으로서는 3상 교류 전원이나 단상 교류 전원을 사용하는 것이 가능하다. 정류기로서는, 전파 정류 회로나 반파 정류 회로를 사용한 것이 가능하다．정류기로부터의 정류 전압을 강압 초퍼(chopper)가 강압한다．이 강압 초퍼는 반도체 스위칭 소자를 포함하고，이것은 펄스폭 변조 신호에 근거하여 통전 기간을 제어한다. 이 강압 초퍼로 직류 전압을 변환하고 도금용 전극에 직류-교류 변환기가 교류 전압을 공급한다. 직류-교류 변환기로서는, 하프 브릿지(half-bridge)형 또는 풀브릿지형의 인버터를 사용할 수 있다．

이처럼 구성된 도금용 전원 장치로는，교류 전원을 정류하여 얻은 전압을 강압 초퍼에 의하여 강압한 후에 직류-교류 변환기에 의하여 교류 전압으로 변환하여 도금용 전극에 공급하기 때문에，입력측 정류기，고주파 전압 변환용 인버터가 불필요하고 전원 장치의 효율을 향상시키는 것이 가능하다. 특히，강압 초퍼는 반도체 스위칭 소자의 통전 기간을 PWM 신호에 의하여 제어하는 것이기 때문에 부하 단락이 생긴 경우에는 PWM 신호중 통전을 지시한 기간을 나타내는 펄스폭을 축소시킴으로써 단락 보호할 수 있고，상기 펄스폭을 확대함으로써 도금용 전극에 흐르는 전류의 상승을 가파르게 할 수 있으며 또한 도금 전류의 상승도 가파르게 할 수 있으므로 응답성을 개선할 수 있다.

상기의 도금용 전원 장치를 복수개의 조로 병렬 접속할 수 있다. 이 경우 교류 전원은 중성점을 갖는 3상 교류 전원으로 한다. 각 조의 강압 초퍼는 제 1 및 제 2의 강압 초퍼를 구비하고 있다．제 1 강압 초퍼는 직류-교류 변환기，도금용 전극을 이용하여 중성점에 제 1 극성 전류를 흐르게 하고，제 2 강압 초퍼는 직류-교류 변환기 및 도금용 전극을 이용하여 중성점에 제 2 극성 전류를 흐르게 한다. 각조의 직류-교류 변환기는 제 l 강압 초퍼로부터의 제 1 극성 전류를 상기 도금용 전극에서 중성점으로 흐르게 하는 제 1 반도체 스위칭 소자와，제 2 강압 초퍼로부터의 제 2 극성 전류를 상기 도금용 전극을 이용하여 중성점으로 흐르게 하는 제 2 반도체 스위칭 소자를 구비하고 있다. 더욱더，각 조의 제 1 및 제 2 강압 초퍼 및 상기 직류-교류 변환기는，제 1 및 제 2 극성 전류를 상기 중성점에 귀환시키도록 결선되어 있다.

이 구성에서는，3상 교류 전원의 선간 전압이 아니라 이보다 값이 작은 상전압에 상당하는 전압이 각 기기에 공급되고 있다. 따라서，각 조의 도금용 전원 장치의 구성 부품의 내압을 낮게 할 수 있고，비용 절감을 도모할 수 있고，더욱더, 3상 교류 전원을 복수조의 도금용 전원 장치에 대하여 공용할 수 있으며 또한 비용 절감을 도모할 수 있다.

상기의 도금용 전원 장치에 있어，직류-교류 변환기와 도금용 전극과의 사이에 리액터를 설치할 수 있다. 이 경우，직류-교류 변환기에서 리액터에 전류를 공급하지 않을 경우 상기 리액터에서 상기 강압 초퍼의 입력측에，상기 리액터에 축적된 에너지에 근거한 전류를 회생시키는 단방향성 회생 경로가 마련되어 있다. 이 회생 경로는 예를 들면 직류-교류 변환기 내에 있는 반도체 스위칭 소자의 도전로에 병렬로 설치한 강압 초퍼의 입력측에만 전류를 흐르게 하는 단방향 소자와 이 단방향 소자에 접속되어 강압 초퍼의 입력측에만 전류를 흐르게 하는 다른 단방향 소자로 구성할 수 있다.

이 구성에서는 직류-교류 변환기와 도금용 전극 사이에 설치한 리액터에 축적된 에너지에 근거한 전류를 회생 경로를 이용하여 강압 초퍼의 입력측에 귀환시키기 때문에 전원 장치의 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

다시또, 강압 초퍼의 입력측에 평활용 콘덴서를 설치하고 이 평활용 콘덴서와 강압 초퍼의 입력측 사이에 승압용 콘덴서를 설치하고，회생 경로로부터 승압용 콘덴서를 이용하여 상기 평활용 콘덴서에로 전류를 흐르게 할 수 있다．이 구성에서는 회생 경로에서 나온 전류는 승압용 콘덴서를 통하여 평활용 콘덴서로 흐른다. 이 때，승압용 콘덴서의 전압이 상승한다. 평활용 콘덴서로부터 직류 전압을 강압 초퍼에 공급할 때，평활용 콘덴서의 전압에 승압용 콘덴서의 전압이 중첩된다. 즉 강압 초퍼에의 입력 전압이 승압하여 공급된다. 따라서，도금 전류의 경사가 가파르게 되어 양호한 도금 성능을 얻을 수 있다．

상기의 도금용 전원 장치에 있어서, 강압 초퍼를 양면 프린트 기판에 설치할 수 있다．예를 들면，강압 초퍼가 제 l 및 제 2 극성 전류용 강압 초퍼를 사용하는 경우 양면 프린트 기판의 한 면에 제 l 극성 전류용 강압 초퍼를 설치하고 다른 면에 제 2 극성 전류용 강압 초퍼를 설치할 수 있다. 강압 초퍼는 반도체 스위칭 소자와 리액터를 포함하는 경우，이들을 양면 프린트 기판의 한 면상에서 접속할 수 있고，배선 길이를 단축할 수 있다．

본 발명의 제 1 실시형태에 따른 도금용 전원 장치는 도 1에 나타낸 것과 같이, 교류 전원 예를 들면 3상 상용 전원이 공급된 전원 단자(30a) 내지 (30c)를 갖고 있다. 이들 전원 단자(30a) 내지 (30c)는 변압기，예를 들면 3상 변압기(32)의 스타-결선된 1차 코일(32P)에 접속되어 있다. 이 변압기(32)의 스타 결선된 2차 코일(32S)에는 변압된 3상 교류 전압이 야기된다. 이들 3상 교류 전압은 정류기，예를 들면 3상 전파 정류 회로(34)에 의하여 정류된다. 이 3상 전파 정류 회로(34)는 정류 다이오드(34a) 내지 (34f)로 구성되어 있다. 이 3상 전파 정류 회로(34)에 의하여 정류되는 전압은 정출력 단자(34P)와 부출력 단자(34N) 사이에 생성된다.

이 정류된 전압은 강압 초퍼(36)에 공급된다. 강압 초퍼(36)은 제 l 극성, 예를 들면, 정극성용 강압 초퍼(36a)와 또한 제 2 극성, 예를 들면, 부극성용 강압 초퍼(36b)를 갖고 있다.

정극성용 강압 초퍼(36a)는 정출력 단자(34P)와 2차 코일(32S)의 중성점(32T) 사이에 평활용 콘덴서(38a)를 갖고 있다. 정출력 단자(34P)에 접속되는 평활용 콘덴서(38a)의 정극에，반도체 스위칭 소자 예를 들면, FET(40a)의 드레인이 접속되고 있다. FET(40a)의 소스는 직류 리액터(42a)의 한 끝에 접속되고 다른 끝은 강압 초퍼(38a)의 출력 단자(44a)로 되어 있다．FET(40a)의 드레인 소스 사이에 역병렬로 다이오드(46a)가 접속되고 더욱더 FET(40a)의 소스와 리액터 (42a)의 접속점에 다이오드(48a)의 캐소드가 접속되며 이것의 애노드가 중성점(32T)에 접속되어 있다.

부극성용 강압 초퍼(36b)는 부출력 단자(34N)과 2차 코일(32S)의 중성점(32T) 사이에 평활용 콘덴서(38b)를 갖고 있다．부출력 단자(34N)에 접속되어 있는 평활용 콘덴서(38b)의 부극에 FET(40b)의 소스가 접속되어 있다. FET(40b)의 드레인은 직류 리액터(42b)의 한 끝에 접속되고 다른 끝은 강압 초퍼(36b)의 출력 단자(44b)로 되어 있다．FET(40b)의 드레인 소스 사이에 역병렬로 다이오드(46b)가 접속되고 더욱더, FET(40a)의 소스와 리액터(42a)의 접속점에는 다이오드(48a)의 애노드가 접속되며 이의 캐소드는 중성점(32T)에 접속되어 있다.

정극성 강압 초퍼(36a)의 리액터(42a)와 부극성 강압 초퍼(36b)의 리액터(42b)란 동일한 자심상에 구성되어 있지 않은 별개의 것이라는 뜻이다.

이들 FET(40a)，(40b)는 강압 초퍼 제어 회로(41)로부터 각각의 게이트에 공급된 PWM 신호에 근거하여 제어된다．이 PWM 신호의 듀티(duty)비를 변경함으로써, FET(40a)，(40b)의 통전 기간을 제어하는 것이 가능하다.

이 강압 초퍼(36)의 출력 단자(44a)와 (44b)의 사이에 직류-교류 변환기(50)이 마련되어 있다．이 직류-교류 변환기(50)으로는 2개의 반도체 스위칭 소자，예를 들면 IGBT(52a)，(52b)가, 이미터 컬렉터 도전로가 직렬이 되도록 접속되어 있다. 즉 IGBT(52a)의 컬렉터가 출력 단자(44a)에 접속되고 IGBT(52a)의 이미터가 IG8T(52b)의 컬렉터에 접속되며 IGBT(52b)의 이미터가 출력 단자(44b)에 접속되어 있다.

이들 IGBT(52a)，(52b)의 통전 기간은 이러한 게이트에서，직류-교류 변환 제어 회로(54)로부터 IGBT(52a)，(52b)에 개별적으로 공급된 PWM 신호에 의하여 제어된다．IGBT(52a)，(52b)는 이들에 공급된 PWM신호가 제 l 상태，예를 들면 H 레벨 상태에 있을 때 통전하고, 제 2 상태，예를 들면 L 레벨의 상태에 있을 때 비통전 상태로 된다. IGBT(52a)가 통전하면 IGBT(52b)가 비통전 상태이고 IGBT(52a)가 비통전일 때는 IGBT(52b)가 통전하도록，2개의 PWM 신호가 설정되어 있다. 또，통전 기간은 이들 PWM 신호의 듀티비를 조정함으로써 제어된다. 또한，2개의 PWM 신호에는 한편의 IGBT가 통전한 상태에서 다른 편의 IGBT가 통전하는 상태로 되기까지의 사이에，양 IGBT가 함께 비통전 상태로 되도록 L 레벨의 경과 기간이 설정되어 있다. 이들 IGBT(52a)，(52b)는 수십 Hz 내지 수백 Hz의 주파수로 통전，비통전을 반복하도록 PWM 신호가 설정되어 있다.

IGBT(52a)，(52b)의 컬렉터ㆍ이미터 도전로에는 역병렬로 다이오드 (56a)，(56b)가 접속되어 있다. 즉 다이오드 (56a)，(56b)의 캐소드가 IGBT(52a)，(52b)의 컬렉터에 접속되며 애노드는 IGBT(52a)，(52b)의 이미터에 접속되어 있다.

직류-교류 변환기(50)의 출력 단자，즉 IGBT(52a)의 이미터와 IGBT(52b)의 컬렉터의 접속점은 직류 리액터(58)을 이용해 도금조의 도금용 전극(59)에 접속되어 있다. 이 도금용 전극(59) 모두 1개의 도금용 전극(60)과의 사이에 도금재가 배치되어 있다. 도금용 전극(60)과 중성점(32T) 사이에 직류 리액터(61)가 접속되어 있다.

또한，강압 초퍼(36)의 출력 단자(44a)와 강압 초퍼(36)의 평활용 콘덴서(38a)의 정극 사이에는 다이오드(56a)와 함께 회생 경로를 형성하는 단방향성 소자，예를 들면 다이오드(62a)가 접속되어 있다. 이 다이오드(62a)는 출력 단자(44a)에서 평활용 콘덴서(38a)로 전류가 흐르도록，이의 애노드가 출력 단자 (44a)에 접속되고 캐소드가 평활용 콘덴서(38a)의 정극에 접속되어 있다．마찬가지로，강압 초퍼(36)의 출력 단자(44b)와 강압 초퍼(36)의 평활용 콘덴서(38b)의 부극 사이에는 다이오드(56b)와 함께 회생 경로를 형성하는 다이오드(62b)가 접속되어 있다．이 다이오드(62b)는 평활용 콘덴서(38b)의 부극으로부터 출력 단자(44b)에로 전류가 흐르도록 이것의 애노드가 평활용 콘덴서(38b)의 부극에 접속되고 캐소드가 출력 단자(44b)에 접속되어 있다.

이 도금용 전원 장치의 강압 초퍼(36)은 양면 프린트 기판 상에 구성되어 있다. 이 양면 프린트 기판의 한 면에 정극성용 강압 초퍼(36a)가 형성되고 다른 면에 부극성용 강압 초퍼(36b)가 구성되어 있다. 이와 같이 정극성용 강압 초퍼(36a)를 구성하는 FET(40a)，리액터(42a)가 동일면 상에 구성되어 있기 때문에 양자를 접속한 배선 패턴이 짧아지고，불필요한 손실이 생기지 않으며 내노이즈량도 개선된다. 마찬가지로，부극성용 강압 초퍼(36b)를 구성하는 FET(40b)，리액터(42b)도 동일면상에 구성되어 있기 때문에，양자를 접속하는 배선 패턴이 짧아지고 불필요한 손실이 생기지 않는 것에 더하여 내노이즈량도 개선된다.

이와 같이 구성된 도금용 전원 장치에서는，전원 단자(30a) 내지 (30c)에 3상 상용 교류 전원이 접속될 때，변압기(32)의 2차 코일(32S)에는 3상 교류 전압이 야기되고 정류기(34)에 의하여 정류된다. 이 정류 전압은 강압 초퍼(36)의 평활용 콘덴서(38a)，(38b)에 의하여 평활된다. 강압 초퍼 제어 회로(44)로부터의 PWM 신호에 의하여 FET(40a)，(40b)가 통전, 비통전을 반복함에 따라 평활된 전압이 강압된다. 이 강압된 전압이 출력 단자(44a)，(44b) 사이에 생성된다．

IGBT(52a)가 통전하고 있을 때，정극성 전류가 출력 단자(44a)에서 IGBT(52a)，리액터(58)，도금용 전극(59), 도금재，도금용 전극(60)，리액터(61), 중성점(32T)으로 도 2에서 나타낸 바와 같은 기간 tp 사이에 흐른다. IGBT(52b)가 통전하는 경우는，중성점(32T)에서 리액터(61), 도금용 전극(60)，도금재，도금용 전극(59)，리액터(58)，ICBT(52b)으로 부극성 전류가 도 2에서 나타낸 바와 같은 기간 tn 사이에 흐른다．이와 같이 교대로 정극성 및 부극성 전류가 흐르기 때문에 예를 들어 양면 쓰루홀을 배치한 프린트 기판의 도금에 적합하다.

이 도금용 전원 장치는 변압기(32)로부터의 3상 교류 전압을 정류기(34)에서 정류하고 그 후 강압 초퍼(36)에 의하여 강압하도록 구성하고 있기 때문에, 직류 전압을 생성함에도 관련 손실은 IGBT(40a)，(40b)에 의해서만 생긴다. 따라서, 직류 전압의 생성에 의한 손실은 적고 효율은 개선할 수 있다. 더욱더，도금용 전극 (60a)，(60b)에 공급된 전류의 상승이 가파르게 되고 전원의 응답성도 개선할 수 있다．

또한，FET(40a)，(40b)는 제어 회로(41)으로부터의 PWM 신호에 의하여 통전 기간이 제어되기 때문에, 예를 들어 부하 단락이 생긴 경우，PWM 신호의 듀티비를 작게 하고 FET(40a)，(40b)에 흐르는 전류를 제한할 수 있으므로 단락 보호가 가능하고 특별히 단락 보호 회로를 설치할 필요가 없다．또，듀티비를 크게 하는 것에 의하여，강압 초퍼(36)의 출력 전압의 상승이 가파르게 될 수 있고 도금 전극(60a)，(60b)에 공급된 전류의 상승도 가파르게 될 수 있으며, 또한 응답성을 개선할 수 있다.

또한 IGBT(52a)가 통전하고 IGBT(52b)가 비통전인 상태로부터, IGBT(52a)가 비통전이고 IGBT(52b)가 통전하는 상태로 이행하는 동안의 IGBT(52a)，(52b)가 함께 비통전인 상태에서는, 리액터(58)에 축적된 에너지에 근거한 전류가 도금용 전극(59)，도금재，도금용 전극(60)，리액터(61)로 흐르고, 리액터(6l)에 축적된 에너지에 근거한 전류와 함께 평활용 콘덴서(38b)，다이오드(62b)，다이오드(56b)를 통하여 흐르며 평활용 콘덴서(38b)에서 전류가 회생된다. 따라서 이 전원 장치의 효율을 개선할 수 있는 것에 더하여 IGBT(52b)에 대한 스너버(snubber) 회로도 불필요하다.

마찬가지로，IGBT(52b)가 통전하고 IGBT(52a)가 비통전인 상태로부터 lGBT(52b)가 비통전이고 IGBT(52a)가 통전하는 상태로 이행하는 동안의 IGBT(52a)，(52b)가 함께 비통전인 상태에서는, 리액터(61)에 축적된 에너지에 근거한 전류가 도금용 전극(60)，도금재，도금용 전극(59)，리액터(58)로 흐르고，리액터(58)에 축적된 에너지에 수반되는 전류와 함께 다이오드(56a)，다이오드(62a), 평활용 콘덴서(38a)로 흐르며 평활용 콘덴서(38a)에서 전류가 회생된다. 따라서 이 전원 장치의 효율을 개선할 수 있는 것에 더하여 IGBT(52a)에 대한 스너버 회로도 불필요하다.

이 밖에도，예를 들어 IGBT(52a)가 함께 비통전 상태인 경우, 리액터(42a)에 축적된 에너지에 근거한 전류가 다이오드(62a)，평활용 콘덴서 (38a)，다이오드(48a)로 흐르고 평활용 콘덴서(38a)에 전류가 회생된다. 마찬가지로，FET(40b)，IGBT(52b)가 함께 비통전 상태이면，리액터(42b)에 축적된 에너지에 근거한 전류가 다이오드(48b)，평활용 콘덴서(38b)，다이오드(62b)로 흐르고 평활용 콘덴서(38b)에 전류가 회생된다. 이와 같이，강압 초퍼(36)에 있어서 리액터(42a)，(42b)에 의하여 생길 손실도 감소하고 이 전원 장치에 있어서의 효율이 개선된다. 또한 이 때，FET(40a)，(40b)는 소정의 주기로 교대로 통전，비통전을 반복한다.

이 전원 장치에서는，정류기(34) 이후의 회로의 경우 변압기(32)의 2차측의 중성점(32T)가 사용되고 있고 이들 회로에 인가되는 전압은 중성점을 사용하지 않는 경우보다도 작은 전압이다. 따라서 이들 회로에 사용할 FET나 IGBT에는 규격이 작은 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 제 2 실시형태를 도 3에 나타낸다. 이 실시형태에서는, 제 1 실시형태로 나타낸 도금용 전원 장치에서의 변압기(32)의 2차측 이후의 회로，즉，정류기(34)，강압 초퍼(36)，직류-교류 변환기(50)，리액터(58), (6l), 다이오드(62a)，(62b) 등으로 된 회로를 복수개의 조, 예를 들어 2조로 설치할 경우, 이들 2조의 회로가 병렬로 접속되어 공통의 변압기(32)로부터 각각의 회로에 3상 교류 전압이 공급된다. 물론，중성점(32T)도 공통으로 접속되고 있다.

이처럼 2개의 회로를 병렬로 접속하고 있기 때문에 동일한 전력을 출력한 경우，각 회로의 구성 요소에는 정격 전류가 낮은 것을 사용할 수 있고 비용 절감을 도모할 수 있다.

본 발명의 제 3 실시형태를 도 4에 나타낸다．이 실시형태는 강압 초퍼(36)의 구성이 일부 서로 다른 것 이외에는 제 1 실시형태와 마찬가지로 구성되어 있다. 동등한 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다．

이 강압 초퍼(36)에서는，평활용 콘덴서(38a)의 정극과 FET(40a)의 드레인 사이에 승압용 콘덴서(70)이 접속되고，더욱더, 이 콘텐서(70)와 병렬로 단방향성 소자，예를 들어 다이오드(72)는 이의 애노드가 평활용 콘덴서(38a)의 정극측에，또한 캐소드가 FET(40)의 드레인에 접속되어 있다.

마찬가지로 평활용 콘덴서(38b)의 부극과 FET(40b)의 소스 사이에，승압용 콘덴서(74)가 접속되고，더욱더, 이 콘덴서(74)와 병렬로 다이오드(76)는 이것의 캐소드가 평활용 콘덴서(38b)의 부극측에，또한 애노드가 FET(40b)의 소스에 접속되어 있다.

이와 같이 구성되기 때문에，FET(40a)나 (40b)가 통전하는 때에는 다이오드(72)나 (76)을 통하여 전류가 흐르기 때문에，승압용 콘덴서(70)，(74)는 충전되지 않는다. 그러나，IGBT(52a)가 통전 상태이고 IGBT(52b)가 비통전 상태인 것으로부터 IGBT(52b)가 통전 상태이고，리액터(58)，(61)의 축적 에너지에 근거한 전류가，다이오드(56a)，(62a)를 이용하여 승압용 콘덴서(70) 및 평활용 콘덴서(38a)를 충전한다．이에 따라，승압용 콘덴서(70)에는 충전 전압이 발생한다. 이어서，IGBT(52a)가 통전 상태, IGBT(52b)가 비통전 상태로 되고 FET(40a)가 통전 상태일 때, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이 평활용 콘덴서(38a)의 전압 A와 승압용 콘덴서(70)의 전압 A'를 가산한 전압，즉 승압용 콘덴서(70)의 충전 전압 A'의 부분만 승압된 전압이 직류-교류 변환기(50)에 인가된다. 마찬가지로，IGBT(52b)가 통전 상태, IGBT(52a)가 비통전인 상태로부터 IGBT(52b)가 통전 상태 및 IGBT(52a)가 비통전 상태로 변화할 때 승압용 콘덴서(74)가 충전된다. 그리고, IGBT(52b)가 통전 상태, IGBT(52a)가 비통전 상태로 되고 FET(40b)가 통전 상태일 때는, 평활용 콘덴서(38b)의 전압을 승압용 콘덴서(74)의 충전 전압 부분만 승압한 전압이，직류-교류 변환기(50)에 인가된다.

이처럼 직류-교류 변환기(50)에 공급되는 전압이 승압하기 때문에，도 5(b)에서 보는 바와 같이, 도금용 전극(59)，(60)을 흐르는 전류의 상승 파형이 종래의 파형 B 보다 급준하는 B'의 파형으로 되고 도금 성능의 향상이 도모된다.

도 6에 제 4 실시형태를 나타낸다．이 실시형태에서는 제 2 실시형태에 있어서의 2개의 강압 초퍼(36)에 제 3 실시형태에 있어서의 콘덴서(70)，(74)，다이오드(72)，(76)을 부가한 것이다．이와 같이 구성하기 때문에，제 2 및 제 3 실시형태와 마찬가지로 동작한다.

상기의 각 실시형태에서，정극성용 및 부극성용 강압 초퍼(36a),(36b)를 설치했지만 예를 들어 직류-교류 변환기(50)를 풀브릿지 또는 하프 브릿지 같은 구성의 인버터에 의하여 구성한 경우，한편의 강압 초퍼만을 설치하면 좋다．또，상기의 실시 형태에서는 3상 상용 교류 전원을 사용했지만, 단상 상용 교류 전원을 사용해도 좋다.

이상과 같이，본 발명에 의하면 전원 효율이 개선될 수 있고 또한 응답성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 도금용 전원 장치의 회로도이고,

도 2는 도 1의 도금용 전원 장치에 있어서 부하 전류를 나타내는 도면이고,

도 3은 본 발명의 제 2 실시형태의 도금용 전원 장치의 회로도이고,

도 4는 본 발명의 제 3 실시형태의 도금용 전원 장치의 회로도이고,

도 5는 도 4의 도금용 전원 장치의 각 부의 파형을 나타내는 도면이고,

도 6은 본 발명의 제 4 실시형태의 도금용 전원 장치의 회로도이고,

도 7은 종래의 도금용 전원 장치의 회로도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

34 : 정류기 36 : 강압 초퍼

50 : 직류-교류 변환기

Claims

교류 전원으로부터의 교류 전압을 정류하는 정류기와,

펄스폭 변조 신호에 근거하여 통전 기간이 제어되는 반도체 스윗칭 소자를 포함하고，상기 반도체 스위칭 소자의 통전，비통전에 의하여 상기 정류기로부터의 정류 전압을 강압하는 강압 초퍼와，

이 강압 초퍼로부터의 직류 전압을 교류 전압으로 변환하고，도금용 전극에공급하는 직류-교류 변환기를 구비하는 도금용 전원 장치.
제1항에 기재된 도금용 전원 장치가 복수조로 병렬 접속되고,

상기 교류 전원은 중성점을 갖는 3상 교류 전원이고，

상기 각 조의 강압 초퍼는，제 l 극성 전류를 상기 직류-교류 변환기 및 상기 도금용 전극을 이용하여 상기 중성점으로 흐르게 하는 제 1 강압 초퍼와，제 2 극성 전류를 상기 직류-교류 변환기 및 상기 도금용 전극을 이용하여 흐르게 하는 제 2 강압 초퍼를 구비하고，

상기 각 조의 직류-교류 변환기는，제 l 강압 초퍼로부터의 제 1 극성 전류를 상기 도금용 전극을 이용하여 상기 중성점에 흐르게 하는 제 l 반도체 스위칭 소자와 제 2 강압 초퍼로부터의 제 2 극성 전류를 상기 도금용 전극을 이용하여 상기 중성점으로 흐르게 하는 제 2 반도체 스위칭 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 도금용 전원 장치．
제1항에 있어서,

상기 직류-교류 변환기와 상기 도금용 전극의 사이에 리액터가 설치되고，상기 직류-교류 변환기에서 상기 리액터로의 전류 비공급시에，상기 리액터에서 상기 강압 초퍼의 입력측으로 상기 리액터에 축적된 에너지에 근거한 전류를 회생시키는단방향성 회생 경로가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 도금용 전원 장치.
제3항에 있어서,

상기 강압 초퍼의 입력측에 평활용 콘덴서가 설치되고，이 평활용 콘덴서와 상기 강압 초퍼의 입력측 사이에 승압용 콘덴서가 설치되며，상기 회생 경로로부터 상기 승압용 콘덴서를 통하여 상기 평활용 콘덴서로 전류가 흐르는 것을 특징으로 하는 도금용 전원 장치.
제1항에 있어서,

상기 강압 초퍼가 양면 프린트 기판에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 도금용 전원 장치．