KR20240094008A

KR20240094008A - power supply

Info

Publication number: KR20240094008A
Application number: KR1020247018194A
Authority: KR
Inventors: 다카시 도미타; 치히로 하세가와
Original assignee: 가부시키가이샤 티마이크
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2024-06-24

Abstract

실시 형태에 따른 전원 장치는, 제1 입력 단자와, 상기 제1 입력 단자 사이에 접속된 제1 콘덴서와, 전자석에 출력 전류를 공급하는 제1 출력 단자와, 상기 콘덴서와 상기 출력 단자 사이에 접속된 제1 전력 변환 회로와, 상기 콘덴서와 상기 전력 변환 회로를 전기적으로 접속하는 제1 배선을 포함하는 전력 변환부와, 외부로부터 연속적으로 공급되는 전류 지령값에 의거하여, 상기 전력 변환부를 제어하는 제어 장치를 구비한다. 상기 제어 장치는, 상기 전류 지령값의 전류값이 연속하는 2개의 극대값 또는 연속하는 2개의 극소값을 검출하여, 상기 출력 전류의 주파수를 추정한다.The power supply device according to the embodiment includes a first input terminal, a first condenser connected between the first input terminal, a first output terminal for supplying an output current to an electromagnet, and a first output terminal connected between the condenser and the output terminal. A power conversion unit including a first power conversion circuit and a first wiring electrically connecting the condenser and the power conversion circuit, and controlling the power conversion unit based on a current command value continuously supplied from the outside. Equipped with a control device. The control device detects two consecutive maximum values or two consecutive minimum values of the current value of the current command value and estimates the frequency of the output current.

Description

power supply

본 발명의 실시 형태는, 하전 입자 빔의 편향 주사용의 전자석의 전원 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a power supply device for an electromagnet for deflecting and scanning a charged particle beam.

가속된 하전 입자 빔을 이용하는 다양한 응용 장치가 개발되고 있다. 이러한 응용 장치에서는, 하전 입자 빔을 편향 주사하여 대상 영역에 조사한다. 하전 입자가 전자석을 통과할 때에, 전자석에 흐르게 하는 전류를 제어하는 것에 의해, 하전 입자 빔을 주사할 수 있다.Various application devices using accelerated charged particle beams are being developed. In these applications, a beam of charged particles is deflected and scanned to irradiate a target area. When charged particles pass through an electromagnet, the charged particle beam can be scanned by controlling the current flowing through the electromagnet.

전자석에 흐르게 하는 전류를 정확하게 제어하는 전원 장치가 있다. 이러한 전원 장치는, 전력 변환 회로에 의해, 외부로부터 공급되는 전류 지령값에 추종하도록, 전자석에 전류를 출력한다.There is a power supply that precisely controls the current flowing through the electromagnet. This power supply device outputs a current to the electromagnet through a power conversion circuit so as to follow a current command value supplied from the outside.

전원 장치의 전력 변환 회로는, 예를 들어 비절연의 초퍼 회로에 의해 구성되는 경우가 있다. 이러한 전력 변환 회로에서는, 초퍼 회로의 직류 입력에 콘덴서를 접속하고, 초퍼 회로의 스위칭 동작에 의한 리플 전류를 흡수하고, 초퍼 회로에 비교적 안정된 직류 전압을 공급한다. 콘덴서와 초퍼 회로 사이의 거리는 충분히 짧고, 충분히 굵은 배선에 의해 접속되지만, 배선 등의 기생 인덕턴스를 제로로 하는 것은 곤란하다. 이러한 배선 등에 기인하는 기생 인덕턴스는, 콘덴서의 정전 용량과 공진 회로를 형성할 수 있다.The power conversion circuit of the power supply device may be comprised of, for example, a non-insulated chopper circuit. In this power conversion circuit, a capacitor is connected to the direct current input of the chopper circuit, the ripple current caused by the switching operation of the chopper circuit is absorbed, and a relatively stable direct current voltage is supplied to the chopper circuit. Although the distance between the condenser and the chopper circuit is sufficiently short and connected by sufficiently thick wiring, it is difficult to make the parasitic inductance of the wiring etc. zero. Parasitic inductance resulting from such wiring, etc. can form a resonance circuit with the capacitance of the condenser.

하전 입자의 주사 범위는, 주사하는 대상에 따라 다양하다. 전원 장치의 부하가 되는 전자석의 인덕턴스값은, 거의 일정하기 때문에, 하전 입자의 주사 범위에 따라, 전원 장치가 출력하는 전류의 주파수는 변화한다. 전원 장치가 출력하는 전류의 주파수가, 콘덴서 및 배선 등의 기생 인덕턴스에 의한 공진 주파수에 가까워지면, 전력 변환 회로의 스위칭 소자에 과도한 전류가 흐르는 경우가 있다. 스위칭 소자에 흐르는 전류나 그 전류에 의한 손실이 허용값을 초과하면, 스위칭 소자의 파손 등의 문제를 발생시킬 수 있다.The scanning range of charged particles varies depending on the subject being scanned. Since the inductance value of the electromagnet that serves as the load of the power supply device is approximately constant, the frequency of the current output by the power supply device changes depending on the scanning range of the charged particles. When the frequency of the current output from the power supply device approaches the resonance frequency caused by parasitic inductance of condensers and wiring, etc., excessive current may flow to the switching element of the power conversion circuit. If the current flowing through the switching element or the loss due to the current exceeds the allowable value, problems such as damage to the switching element may occur.

출력해야 할 전류의 주파수가, 콘덴서와 기생 인덕턴스에 의한 공진 주파수에 가까운 경우에 안전하게 보호할 수 있는 전원 장치가 요구되고 있다.There is a need for a power supply device that can provide safe protection when the frequency of the current to be output is close to the resonance frequency caused by the condenser and parasitic inductance.

특허문헌 1 : 특허 제3580254호 공보Patent Document 1: Patent No. 3580254 Publication

본 발명의 실시의 형태는, 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 출력 전류의 주파수가, 콘덴서의 정전 용량 및 기생 인덕턴스에 의한 공진 주파수에 가까운 경우에 안전하게 보호할 수 있는 전원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The embodiment of the present invention was made to solve the above problems, and its purpose is to provide a power supply device that can safely protect when the frequency of the output current is close to the resonance frequency due to the capacitance and parasitic inductance of the condenser. Do it as

본 발명의 실시의 형태에 따른 전원 장치는, 제1 직류 전압을 입력하는 제1 입력 단자쌍과, 상기 제1 입력 단자쌍을 구성하는 2개의 단자 사이에 접속된 제1 콘덴서와, 전자석을 접속하여 출력 전류를 공급하는 제1 출력 단자쌍과, 상기 제1 콘덴서와 상기 제1 출력 단자쌍 사이에 접속된 제1 전력 변환 회로와, 상기 제1 콘덴서와 상기 제1 전력 변환 회로를 전기적으로 접속하는 제1 배선을 포함하는 전력 변환부와, 외부로부터 순서대로 공급되는 전류 지령값에 근거하여, 상기 전력 변환부를 제어하는 제어 장치를 구비한다. 상기 제어 장치는, 상기 전류 지령값의 전류값으로부터, 연속하는 2개의 극대값 또는 연속하는 2개의 극소값을 검출하여 상기 출력 전류의 주파수를 추정하고, 상기 출력 전류의 주파수가 미리 설정된 임계값 범위 이내인 경우에, 상기 전력 변환부의 동작을 정지하기 위한 제1 신호를 생성한다. 상기 임계값 범위는, 상기 콘덴서의 정전 용량 및 상기 제1 배선의 기생 인덕턴스를 포함하는 공진 회로의 공진 주파수에 근거하여 설정된다.A power supply device according to an embodiment of the present invention connects a first input terminal pair for inputting a first direct current voltage, a first condenser connected between two terminals constituting the first input terminal pair, and an electromagnet. electrically connecting a first output terminal pair that supplies an output current, a first power conversion circuit connected between the first condenser and the first output terminal pair, and the first condenser and the first power conversion circuit. It is provided with a power conversion unit including a first wiring, and a control device for controlling the power conversion unit based on a current command value sequentially supplied from the outside. The control device estimates the frequency of the output current by detecting two consecutive maximum values or two consecutive minimum values from the current value of the current command value, and determines whether the frequency of the output current is within a preset threshold range. In this case, a first signal for stopping the operation of the power converter is generated. The threshold range is set based on the resonance frequency of the resonance circuit including the capacitance of the capacitor and the parasitic inductance of the first wiring.

본 발명의 실시의 형태에 의하면, 출력 전류의 주파수가, 콘덴서의 정전 용량 및 기생 인덕턴스에 의한 공진 주파수에 가까운 경우에 안전하게 보호할 수 있는 전원 장치가 실현된다.According to the embodiment of the present invention, a power supply device that can be safely protected when the frequency of the output current is close to the resonance frequency due to the capacitance and parasitic inductance of the condenser is realized.

도 1은 실시 형태에 따른 전원 장치를 예시하는 모식적인 블럭도이다.
도 2는 실시 형태의 전원 장치의 일부를 예시하는 모식적인 블럭도이다.
도 3은 실시 형태의 전원 장치의 동작을 설명하기 위한 모식적인 타이밍 차트의 예이다.
도 4는 실시 형태의 전원 장치의 동작을 설명하기 위한 모식적인 타이밍 차트의 예이다.1 is a schematic block diagram illustrating a power supply device according to an embodiment.
Figure 2 is a schematic block diagram illustrating a part of the power supply device of the embodiment.
Fig. 3 is an example of a schematic timing chart for explaining the operation of the power supply device of the embodiment.
Fig. 4 is an example of a schematic timing chart for explaining the operation of the power supply device of the embodiment.

이하에, 본 발명의 각 실시의 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.Below, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

또한, 도면은 모식적 또는 개념적인 것이며, 각 부분의 두께와 폭의 관계, 부분간의 크기의 비율 등은, 반드시 현실의 것과 동일하다고는 할 수 없다. 또, 동일한 부분을 나타내는 경우에도, 도면에 따라 서로의 치수나 비율이 다르게 표현되는 경우도 있다.In addition, the drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between parts, etc. are not necessarily the same as those in reality. In addition, even when representing the same part, the dimensions or proportions may be expressed differently depending on the drawing.

또한, 본원 명세서와 각 도면에 있어서, 기출의 도면에 관해서 전술한 것과 같은 요소에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 적절히 생략한다.In addition, in the present specification and each drawing, the same elements as those described above with respect to the previous drawings are given the same reference numerals, and detailed descriptions are omitted as appropriate.

도 1은, 실시 형태에 따른 전원 장치를 예시하는 모식적인 블럭도이다.1 is a schematic block diagram illustrating a power supply device according to an embodiment.

도 1에 나타내는 바와 같이, 실시 형태의 전원 장치(10)는, 전력 변환부(20)와 제어 장치(50)를 구비한다. 전력 변환부(20)는 전원(1)에 접속된다. 이 예에서는, 전원(1)은 교류 전원이다. 교류 전원은, 예를 들어, 삼상 교류 전원이다. 전력 변환부(20)는 출력 단자(21a, 21b)를 포함한다. 출력 단자(21a)와 출력 단자(21b) 사이에는, 부하가 접속된다.As shown in FIG. 1, the power supply device 10 of the embodiment includes a power conversion unit 20 and a control device 50. The power conversion unit 20 is connected to the power source 1. In this example, power source 1 is an alternating current power source. The alternating current power source is, for example, a three-phase alternating current power source. The power conversion unit 20 includes output terminals 21a and 21b. A load is connected between the output terminal 21a and the output terminal 21b.

부하는 전자석(2)이다. 전자석(2)은, 전자석(2)에 흐르는 전류에 의해, 흐른 전류에 따른 자계를 생성한다. 가속기 등으로부터 사출된 하전 입자는, 전계 가운데를 주행한다. 자계는 전계에 교차하도록 생성된다. 전계 및 자계 가운데를 주행하는 하전 입자는, 전계 및 자계의 방향에 직교하는 방향으로, 전계 및 자계의 크기에 따른 로렌츠력을 받는다. 자계의 크기를 변화시키는 것으로, 하전 입자는 편향되고, 설정된 조사 영역이 주사된다.The load is an electromagnet (2). The electromagnet 2 generates a magnetic field according to the current flowing through the electromagnet 2. Charged particles ejected from an accelerator or the like travel in the middle of an electric field. A magnetic field is created to intersect the electric field. Charged particles traveling in the middle of electric and magnetic fields receive a Lorentz force depending on the magnitude of the electric and magnetic fields in a direction perpendicular to the directions of the electric and magnetic fields. By changing the magnitude of the magnetic field, the charged particles are deflected and a set irradiation area is scanned.

제어 장치(50)는 전력 변환부(20)에 접속되어 있다. 제어 장치(50)는, 도시하지 않는 상위 제어 시스템에 접속되어 있다. 상위 제어 시스템은, 하전 입자의 주사 범위에 근거하여 설정된 전류 지령값 Iref의 데이터를 갖고 있다. 상위 제어 시스템은, 설정된 전류 지령값 Iref의 데이터를 제어 장치(50)에 순서대로 송신한다. 제어 장치(50)는, 수신한 전류 지령값 Iref의 데이터에 의거하여, 게이트 신호 Vg를 생성하고 전력 변환부(20)에 게이트 신호 Vg를 공급한다.The control device 50 is connected to the power conversion unit 20. The control device 50 is connected to a higher-level control system (not shown). The upper control system has data of the current command value Iref set based on the scanning range of charged particles. The upper control system sequentially transmits data of the set current command value Iref to the control device 50. The control device 50 generates a gate signal Vg based on the data of the received current command value Iref and supplies the gate signal Vg to the power conversion unit 20.

제어 장치(50)는 보호 판정부(60)를 포함한다. 보호 판정부(60)는, 상위 제어 시스템으로부터 시계열로 순서대로 수신한 전류 지령값 Iref의 데이터에 의거하여, 전력 변환부(20)가 출력해야 할 출력 전류 iOUT의 주파수를 판정한다. 보호 판정부(60)에서는, 공진 주파수에 관한 임계값 범위 Δfth가 미리 설정되어 있다. 보호 판정부(60)는, 전력 변환부(20)가 출력하는 출력 전류 iOUT의 주파수가, 임계값 범위 Δfth 내인지 여부를 판정한다. 보호 판정부(60)는, 출력하는 출력 전류 iOUT의 주파수가, 임계값 범위 Δfth 이내라고 판정한 경우에는, 예를 들어, 제어 장치(50)에 게이트 블록(GB) 요구를 출력한다. 제어 장치(50)는, GB 요구에 근거하여 GB 지령을 생성하고, 전력 변환부(20)에 공급한다. 전력 변환부(20)는, GB 지령에 의해 동작을 정지한다. 전력 변환부(20)의 동작의 정지에 의해, 전력 변환부(20)는, 과도한 전류 스트레스 등으로부터 보호된다.The control device 50 includes a protection determination unit 60. The protection determination unit 60 determines the frequency of the output current iOUT that the power conversion unit 20 should output based on the data of the current command value Iref received sequentially in time series from the upper control system. In the protection determination unit 60, a threshold range Δfth regarding the resonance frequency is set in advance. The protection determination unit 60 determines whether the frequency of the output current iOUT output by the power conversion unit 20 is within the threshold range Δfth. When the protection determination unit 60 determines that the frequency of the output current iOUT is within the threshold range Δfth, it outputs a gate block (GB) request to the control device 50, for example. The control device 50 generates a GB command based on the GB request and supplies it to the power conversion unit 20. The power conversion unit 20 stops operation by the GB command. By stopping the operation of the power conversion unit 20, the power conversion unit 20 is protected from excessive current stress, etc.

도 2는, 실시 형태의 전원 장치의 일부를 예시하는 모식적인 블럭도이다.Fig. 2 is a schematic block diagram illustrating a part of the power supply device of the embodiment.

도 2에는, 제어 장치(50)를 구성하는 보호 판정부(60)의 구성예가 나타나고 있다.FIG. 2 shows a configuration example of the protection determination unit 60 that constitutes the control device 50.

실시 형태의 전원 장치(10)에서는, 출력 전류 iOUT는, 전류 지령값 Iref에 추종하도록 출력되므로, 보호 판정부(60)는, 전류 지령값 Iref의 주파수를 계산하는 것에 의해, 출력 전류 iOUT의 주파수를 추정한다.In the power supply device 10 of the embodiment, the output current iOUT is output to follow the current command value Iref, so the protection determination unit 60 calculates the frequency of the current command value Iref to determine the frequency of the output current iOUT. Estimate .

도 2에 나타내는 바와 같이, 보호 판정부(60)는, 영역 전환 검출부(61)와 주파수 판정부(62)를 포함한다. 영역 전환 검출부(61)는, 제어 장치(50)가 시계열로 취득한 전류 지령값 Iref의 데이터를 순서대로 입력하고, 전류 지령값 Iref의 전류값이, 직전의 전류값보다 큰지, 작은지를 감시하는 것에 의해, 전류값의 극대값을 검출한다. 영역 전환 검출부(61)는, 전류 지령값 Iref의 극대값을 검출했을 때에 액티브로 되는 검출 신호 OUT1를 출력한다. 영역 전환 검출부(61)는, 전류 지령값 Iref의 전류값이 극대값인 것을 검출할 때마다 검출 신호 OUT1를 출력한다.As shown in FIG. 2, the protection determination unit 60 includes an area change detection unit 61 and a frequency determination unit 62. The area change detection unit 61 sequentially inputs the data of the current command value Iref acquired in time series by the control device 50 and monitors whether the current value of the current command value Iref is larger or smaller than the immediately preceding current value. This detects the maximum value of the current value. The area change detection unit 61 outputs a detection signal OUT1 that becomes active when detecting the maximum value of the current command value Iref. The area change detection unit 61 outputs a detection signal OUT1 whenever it detects that the current value of the current command value Iref is the maximum value.

영역 전환 검출부(61)에서는, 전류 지령값 Iref의 전류값이 극대값인 것을 검출하기 위해서, 현재의 전류 지령값 Iref의 전류값이 직전의 전류 지령값 Iref의 전류값보다 큰지, 작은지를 감시한다. 영역 전환 검출부(61)에서는, 전류 지령값 Iref의 전류값이 증대하고 있는 기간에 있어서, 현재의 전류값이 직전의 전류값보다 작아졌을 때에 극대값을 검출한 것으로 한다. 또한, 극대값의 검출 시각은, 직전의 전류값보다 작아진 현재의 시각이라고 해도 좋고, 직전의 시각이라고 해도 좋다.The area switching detection unit 61 monitors whether the current value of the current command value Iref is larger or smaller than the current value of the immediately preceding current command value Iref in order to detect that the current value of the current command value Iref is the maximum value. It is assumed that the area change detection unit 61 detects the maximum value when the current current value becomes smaller than the immediately preceding current value during a period in which the current value of the current command value Iref is increasing. Additionally, the detection time of the maximum value may be the current time that is smaller than the immediately previous current value, or may be the immediately preceding time.

영역 전환 검출부(61)는, 전류 지령값 Iref의 전류값이 극소값인 것을 검출하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 영역 전환 검출부(61)에서는, 전류 지령값 Iref의 전류값이 감소하고 있는 기간에 있어서, 현재의 전류값이 직전의 전류값보다 커졌을 때에 극소값을 검출한 것으로 한다.The area switching detection unit 61 may detect that the current value of the current command value Iref is the minimum value. In this case, it is assumed that the area change detection unit 61 detects the minimum value when the current current value becomes larger than the immediately preceding current value during the period in which the current value of the current command value Iref is decreasing.

주파수 판정부(62)는, 영역 전환 검출부(61)로부터 검출 신호 OUT1가 입력될 때마다, 검출 신호 OUT1의 입력 시각을 기억한다. 주파수 판정부(62)는, 그 입력 시각 및 그 직전에 입력되고 기억된 입력 시각의 차분을 계산하여, 전류 지령값 Iref의 주기를 계산한다. 주파수 판정부(62)는, 계산한 주기의 역수를 계산하여 주파수를 산출한다.The frequency determination unit 62 stores the input time of the detection signal OUT1 each time the detection signal OUT1 is input from the area change detection unit 61. The frequency determination unit 62 calculates the period of the current command value Iref by calculating the difference between the input time and the input time input and stored immediately before that. The frequency determination unit 62 calculates the frequency by calculating the reciprocal of the calculated period.

주파수 판정부(62)에는, 임계값 범위 Δfth가 설정되어 있다. 주파수 판정부(62)는, 계산된 전류 지령값 Iref의 주파수가 임계값 범위 Δfth 이내인지 여부를 판정한다. 주파수 판정부(62)는, 전류 지령값 Iref의 주파수의 계산값이 임계값 범위 Δfth 이내인 경우에는, 출력이 액티브로 되는 주파수 판정 신호(제1 신호) OUT2를 출력한다.In the frequency determination unit 62, a threshold value range Δfth is set. The frequency determination unit 62 determines whether the frequency of the calculated current command value Iref is within the threshold range Δfth. The frequency determination unit 62 outputs a frequency determination signal (first signal) OUT2 whose output becomes active when the calculated value of the frequency of the current command value Iref is within the threshold range Δfth.

주파수 판정부(62)는, 전류 지령값 Iref의 주파수를 계산하고, 액티브인 주파수 판정 신호 OUT2를 출력하면, 다음의 전류 지령값 Iref의 주파수의 계산의 결과가 출력될 때까지, 액티브인 주파수 판정 신호 OUT2 상태를 유지한다. 다음의 전류 지령값 Iref의 주파수의 계산값이 임계값 범위 Δfth 이내인 경우에는, 주파수 판정부(62)는, 액티브인 주파수 판정 신호 OUT2 상태를 더 유지한다. 다음의 전류 지령값 Iref의 주파수의 계산값이 임계값 범위 Δfth 밖인 경우에는, 주파수 판정부(62)는, 주파수 판정 신호 OUT2를 비액티브로 반전시킨다. 비액티브인 주파수 판정 신호 OUT2 상태는, 다음의 전류 지령값 Iref의 주파수의 계산의 결과가 출력될 때까지 유지된다.The frequency determination unit 62 calculates the frequency of the current command value Iref and outputs the active frequency determination signal OUT2, and then determines the active frequency until the result of calculating the frequency of the next current command value Iref is output. Maintain signal OUT2 status. When the calculated value of the frequency of the next current command value Iref is within the threshold range Δfth, the frequency determination unit 62 further maintains the active frequency determination signal OUT2 state. When the calculated value of the frequency of the next current command value Iref is outside the threshold range Δfth, the frequency determination unit 62 inverts the frequency determination signal OUT2 to inactive. The inactive frequency determination signal OUT2 state is maintained until the result of calculation of the frequency of the next current command value Iref is output.

보호 판정부(60)는, 바람직하게는, 리플폭 검출부(63), 리플폭 판정부(64) 및 진폭 판정부(65)를 포함할 수 있다. 리플폭 검출부(63) 및 리플폭 판정부(64)는, 입력된 전류 지령값 Iref의 리플폭을 검출하고, 검출된 리플폭이 미리 설정된 임계값 이상인 경우에, 출력이 액티브로 되는 리플폭 판정 신호(제2 신호) OUT4를 출력한다.The protection determination unit 60 may preferably include a ripple width detection unit 63, a ripple width determination unit 64, and an amplitude determination unit 65. The ripple width detection unit 63 and the ripple width determination unit 64 detect the ripple width of the input current command value Iref, and determine the ripple width at which the output becomes active when the detected ripple width is greater than or equal to a preset threshold value. Outputs a signal (second signal) OUT4.

보다 구체적으로는, 리플폭 검출부(63)는, 전류 지령값 Iref의 데이터를 시계열 데이터로서 입력하고, 전류 지령값 Iref의 전류값을 감시한다. 예를 들어, 리플폭 검출부(63)는, 전류 지령값 Iref의 전류값이 점차 작아지는 기간에 있어서, 전류값이 직전의 전류값보다 커지는 것으로 바뀐 타이밍에서 그 때의 전류값 Irv를 리플폭 판정부(64)에 출력한다. 그 후, 리플폭 검출부(63)는, 전류 지령값 Iref의 전류값이 커지는 기간에 있어서, 전류값이 직전의 전류값보다 작아지는 것으로 바뀐 타이밍에서 그 때의 전류값 Irp를 리플폭 판정부(64)에 출력한다.More specifically, the ripple width detection unit 63 inputs the data of the current command value Iref as time series data and monitors the current value of the current command value Iref. For example, in a period when the current value of the current command value Iref gradually decreases, the ripple width detection unit 63 determines the ripple width of the current value Irv at the timing when the current value changes to become larger than the immediately preceding current value. Printed to the government (64). After that, the ripple width detection unit 63, in the period when the current value of the current command value Iref increases, at the timing when the current value changes to become smaller than the immediately preceding current value, the current value Irp at that time is determined by the ripple width determination unit ( 64).

리플폭 판정부(64)는, 2개의 전류값 Irp, Irv의 차를 리플폭으로서 계산한다. 리플폭 판정부(64)는, 미리 설정된 임계값(제1 임계값) Irth를 갖는다. 리플폭 판정부(64)는, 계산된 리플폭(Irp－Irv)이 임계값 Irth 이상인 경우에는, 출력이 액티브로 되는 리플폭 판정 신호 OUT4를 출력한다. 리플폭 판정부(64)는, 리플폭이 임계값 Irth 이상인 경우에, 고장 가능성이 높아지는 것으로서, GB 요구 생성을 위한 조건으로 한다.The ripple width determination unit 64 calculates the difference between the two current values Irp and Irv as the ripple width. The ripple width determination unit 64 has a preset threshold value (first threshold value) Irth. The ripple width determination unit 64 outputs a ripple width determination signal OUT4 whose output becomes active when the calculated ripple width (Irp-Irv) is equal to or greater than the threshold value Irth. The ripple width determination unit 64 determines that when the ripple width is greater than or equal to the threshold Irth, the possibility of failure increases, and this is set as a condition for generating a GB request.

리플폭 판정부(64)는, 전류 지령값 Iref의 리플폭이 임계값 Irth보다 작은 값이 될 때까지, 출력이 액티브 상태를 유지한다. 리플폭이 임계값 Irth보다 작은 경우에, 리플폭 판정부(64)는, 리플폭 판정 신호 OUT4를 비액티브로 반전시킨다. 리플폭 판정부(64)는, 출력이 비액티브 상태를, 전류 지령값 Iref의 리플폭이 임계값 Irth 이상이 될 때까지 유지한다.The ripple width determination unit 64 maintains the output in an active state until the ripple width of the current command value Iref becomes a value smaller than the threshold value Irth. When the ripple width is smaller than the threshold value Irth, the ripple width determination unit 64 inverts the ripple width determination signal OUT4 to inactive. The ripple width determination unit 64 maintains the output inactive state until the ripple width of the current command value Iref becomes equal to or greater than the threshold value Irth.

진폭 판정부(65)는, 전류 지령값 Iref의 전류값을 미리 설정된 임계값(제2 임계값) Iath와 비교한다. 진폭 판정부(65)는, 전류 지령값 Iref의 전류값이 임계값 Iath 이상인 경우에, 출력이 액티브로 되는 진폭 판정 신호(제3 신호) OUT5를 출력한다. 진폭 판정부(65)는, 전류 지령값 Iref의 전류값이 임계값 Iath보다 작은 경우에는, 진폭 판정 신호 OUT5를 비액티브로 한다.The amplitude determination unit 65 compares the current value of the current command value Iref with a preset threshold (second threshold) Iath. The amplitude determination unit 65 outputs an amplitude determination signal (third signal) OUT5 whose output becomes active when the current value of the current command value Iref is greater than or equal to the threshold value Iath. When the current value of the current command value Iref is smaller than the threshold value Iath, the amplitude determination unit 65 makes the amplitude determination signal OUT5 inactive.

진폭 판정부(65)는, 이 구체적인 예와 같이, 전력 변환부(20)가 양음 양극(兩極)의 출력 전류 iOUT를 출력하는 경우에는, 전류 지령값 Iref의 데이터의 크기 및 임계값 Iath는, 양측 및 음측에서 절대값으로 다른 값으로 해도 좋고, 같은 값으로 해도 좋다.As in this specific example, the amplitude determination unit 65, when the power conversion unit 20 outputs a positive and negative output current iOUT, the size of the data of the current command value Iref and the threshold value Iath are, The absolute value may be different on both sides and the negative side, or it may be the same value.

이 예의 보호 판정부(60)에서는, 이러한 복수의 판정 회로가 마련되고, 논리 연산 회로(66)에 의해 논리 연산된다. 이 예에서는, 논리 연산 회로(66)는, AND 회로이다. 논리 연산 회로(66)의 판정 출력(제4 신호) OUT는, 입력이 모두 액티브인 경우에, 액티브로 된다.In the protection determination unit 60 of this example, a plurality of such determination circuits are provided and logical operations are performed by the logic operation circuit 66. In this example, the logical operation circuit 66 is an AND circuit. The judgment output (fourth signal) OUT of the logic operation circuit 66 becomes active when all inputs are active.

이 예에서는, 보호 판정부(60)는 온 딜레이 회로(67)를 더 포함하고 있다. 온 딜레이 회로(67)는, 논리 연산 회로(66)로부터의 판정 출력 OUT를 입력한다. 온 딜레이 회로(67)는, 액티브인 판정 출력 OUT가 입력되고, 액티브인 판정 출력 OUT가, 미리 설정된 시간동안 계속될지 여부를 판정한다. 온 딜레이 회로(67)는, 액티브인 판정 출력 OUT가 소정의 온 딜레이 시간 Td 계속되면, 제어 장치(50)에 대해서, GB 요구(GB request)를 출력한다.In this example, the protection determination unit 60 further includes an on-delay circuit 67. The on-delay circuit 67 inputs the judgment output OUT from the logic operation circuit 66. The on-delay circuit 67 receives the active decision output OUT and determines whether the active decision output OUT will continue for a preset time. The on-delay circuit 67 outputs a GB request (GB request) to the control device 50 when the active judgment output OUT continues for a predetermined on-delay time Td.

보호 판정부(60)에 있어서는, 판정 결과 등이 액티브인 경우에, 논리값 "1"을 출력하는 정논리(positive logic)로 해도 좋고, 판정 결과 등이 액티브인 경우에, 논리값 "0"을 출력하는 부논리(negative logic)로 해도 좋다.In the protection determination unit 60, positive logic may be used to output a logic value of "1" when the judgment result, etc. is active, or a logic value of "0" when the judgment result, etc. is active. You can also use negative logic to output .

도 1에 돌아와 설명을 계속한다.The explanation continues by returning to Figure 1.

전력 변환부(20)의 구성에 대해 설명한다.The configuration of the power conversion unit 20 will be described.

전력 변환부(20)는 변압기(22, 25), 정류 회로(23, 26), 초퍼 유닛(30, 40)을 구비한다.The power conversion unit 20 includes transformers 22 and 25, rectifier circuits 23 and 26, and chopper units 30 and 40.

변압기(22)의 1차측 및 변압기(25)의 1차측은, 차단기(21)를 통해 전원(1)에 접속된다. 변압기(22)의 2차 측에는, 정류 회로(23)가 접속되어 있다. 초퍼 유닛(30)은, 단자(제1 입력 단자쌍)(31a, 31b)를 포함하고 있고, 정류 회로(23)의 출력은, 단자(31a, 31b)를 통해 초퍼 유닛(30)에 접속되어 있다.The primary side of transformer 22 and the primary side of transformer 25 are connected to the power source 1 through a breaker 21. A rectifier circuit 23 is connected to the secondary side of the transformer 22. The chopper unit 30 includes terminals (first input terminal pair) 31a and 31b, and the output of the rectifier circuit 23 is connected to the chopper unit 30 through the terminals 31a and 31b. there is.

변압기(25)의 2차 측에는, 정류 회로(26)가 접속되어 있다. 초퍼 유닛(40)은, 단자(제2 입력 단자쌍)(41a, 41b)를 포함하고 있고, 정류 회로(26)의 출력은, 단자(41a, 41b)를 통해 초퍼 유닛(40)에 접속되어 있다.A rectifier circuit 26 is connected to the secondary side of the transformer 25. The chopper unit 40 includes terminals (second input terminal pairs) 41a and 41b, and the output of the rectifier circuit 26 is connected to the chopper unit 40 through the terminals 41a and 41b. there is.

초퍼 유닛(30)은, 단자(제1 출력 단자쌍)(31c, 31d)를 포함하고, 초퍼 유닛(40)은, 단자(제2 출력 단자쌍)(41c, 41d)를 포함하고 있다. 초퍼 유닛(30)의 단자(31c)는, 출력 단자(21a)를 통해 전자석(2)의 한쪽 단자(3a)에 접속되어 있다. 전자석(2)의 다른 쪽 단자(3b)는, 출력 단자(21b)를 통해, 초퍼 유닛(40)의 단자(41d)에 접속되어 있다. 초퍼 유닛(30)의 단자(31d) 및 초퍼 유닛(40)의 단자(41c)는, 서로 접속되어 있다. 즉, 초퍼 유닛(30, 40)의 출력은, 전자석(2)을 통해 직렬로 접속되어 있다.The chopper unit 30 includes terminals (first output terminal pair) 31c, 31d, and the chopper unit 40 includes terminals (second output terminal pair) 41c, 41d. The terminal 31c of the chopper unit 30 is connected to one terminal 3a of the electromagnet 2 through the output terminal 21a. The other terminal 3b of the electromagnet 2 is connected to the terminal 41d of the chopper unit 40 through the output terminal 21b. The terminal 31d of the chopper unit 30 and the terminal 41c of the chopper unit 40 are connected to each other. That is, the outputs of the chopper units 30 and 40 are connected in series through the electromagnet 2.

초퍼 유닛(30)은, 전류 지령값 Iref에 의거하여, 고 정밀도의 전류값을 갖는 출력 전류를 출력한다. 초퍼 유닛(40)은, 초퍼 유닛(30)이 출력할 수 있는 전압값보다 높은 전압값을 갖는 직류 전압을 출력한다. 따라서, 변압기(25)는, 변압기(22)보다 높은 교류 전압을 출력하고, 정류 회로(26)는, 정류 회로(23)가 출력하는 전압보다 높은 전압값의 전압을 출력한다.The chopper unit 30 outputs an output current with a highly accurate current value based on the current command value Iref. The chopper unit 40 outputs a direct current voltage having a higher voltage value than the voltage value that the chopper unit 30 can output. Accordingly, the transformer 25 outputs an alternating voltage higher than that of the transformer 22, and the rectifier circuit 26 outputs a voltage with a higher voltage value than the voltage output by the rectifier circuit 23.

초퍼 유닛(30)은 스위칭 소자(32a~32d)를 포함한다. 스위칭 소자(32a, 32b)는 직렬로 접속되고, 스위칭 소자(32c, 32d)는 직렬로 접속되어 있다. 스위칭 소자(32a, 32b)의 직렬 회로 및 스위칭 소자(32c, 32d)의 직렬 회로는, 병렬로 접속되고, 전력 변환 회로(제1 전력 변환 회로)를 구성한다. 콘덴서(제1 콘덴서)(33)는, 배선(제1 배선)(34a, 34b)을 통해 스위칭 소자(32a~32d)로 이루어지는 전력 변환 회로에 병렬로 접속되어 있다.The chopper unit 30 includes switching elements 32a to 32d. Switching elements 32a and 32b are connected in series, and switching elements 32c and 32d are connected in series. The series circuit of the switching elements 32a and 32b and the series circuit of the switching elements 32c and 32d are connected in parallel and constitute a power conversion circuit (first power conversion circuit). The condenser (first condenser) 33 is connected in parallel to a power conversion circuit consisting of switching elements 32a to 32d via wiring (first wiring) 34a and 34b.

초퍼 유닛(40)은 스위칭 소자(42a~42d)를 포함한다. 스위칭 소자(42a, 42b)는 직렬로 접속되고, 스위칭 소자(42c, 42d)는 직렬로 접속되어 있다. 스위칭 소자(42a, 42b)의 직렬 회로 및 스위칭 소자(42c, 42d)의 직렬 회로는, 병렬로 접속되고, 전력 변환 회로(제2 전력 변환 회로)를 구성한다. 콘덴서(제2 콘덴서)(43)는, 배선(제2 배선)(44a, 44b)을 통해 스위칭 소자(42a~42d)로 이루어지는 변환 회로에 병렬로 접속되어 있다.The chopper unit 40 includes switching elements 42a to 42d. Switching elements 42a and 42b are connected in series, and switching elements 42c and 42d are connected in series. The series circuit of the switching elements 42a and 42b and the series circuit of the switching elements 42c and 42d are connected in parallel and constitute a power conversion circuit (second power conversion circuit). The condenser (second condenser) 43 is connected in parallel to a conversion circuit consisting of switching elements 42a to 42d through wiring (second wiring) 44a and 44b.

배선(34a, 34b) 및 배선(44a, 44b)은, 각각 고유의 기생 인덕턴스를 갖는다. 도 1에서는, 배선(34a, 34b) 및 배선(44a, 44b)은, 인덕턴스를 나타내는 기호로 나타나고 있다. 배선(34a, 34b)의 기생 인덕턴스와 콘덴서(33)의 정전 용량에 근거하여 공진 주파수가 결정되고, 배선(44a, 44b)의 기생 인덕턴스와 콘덴서(43)의 정전 용량에 근거하여 공진 주파수가 결정된다.The wirings 34a and 34b and the wirings 44a and 44b each have their own parasitic inductance. In FIG. 1, the wirings 34a and 34b and the wirings 44a and 44b are shown with symbols representing inductance. The resonance frequency is determined based on the parasitic inductance of the wires 34a and 34b and the capacitance of the condenser 33, and the resonance frequency is determined based on the parasitic inductance of the wires 44a and 44b and the capacitance of the condenser 43. do.

또한, 공진 주파수를 결정하는 인덕턴스값이나 정전 용량값은, 상술한 내용 외에, 콘덴서(33, 43) 내부의 배선 구조나 스위칭 소자 등의 배선 구조 등도 고려될 수 있다. 따라서, 이러한 공진 주파수는, 초퍼 유닛(30, 40)마다 실험이나 시뮬레이션 등에 의해 미리 측정 등 되고, 측정값 등에 의거하여, 주파수에 관한 임계값 범위 Δfth가 설정된다.In addition to the above-described content, the inductance value and electrostatic capacitance value that determine the resonance frequency may also take into account the wiring structure inside the condensers 33 and 43 and the wiring structure of the switching element. Therefore, this resonance frequency is measured in advance for each chopper unit 30, 40 through experiment or simulation, and the threshold value range Δfth regarding the frequency is set based on the measured value, etc.

이 예에서는, 초퍼 유닛(30, 40)은, 스위칭 소자를 풀 브리지 접속하고 있고, 출력 전류 iOUT를 양음의 양 방향으로 흐르게 할 수 있다. 예를 들어, 전자석의 단자(3a)로부터 단자(3b)를 향하는 전류의 방향이 양의 방향이며, 단자(3b)로부터 단자(3a)를 향하는 전류의 방향이 음의 방향이다. 초퍼 유닛의 회로 구성을 풀 브리지를 대신하여, 하프 브리지 구성으로 할 수도 있다. 초퍼 유닛을 하프 브리지 구성으로 한 경우에는, 출력 전류는, 양 또는 음의 단일 방향의 출력으로 된다. 전력 변환부의 구성은, 일례이며, 전자석(2)의 양단에 소망한 직류 전압을 인가하고, 전류 지령값 Iref에 추종하는 출력 전류 iOUT를 전자석(2)에 공급할 수 있으면, 다른 구성으로 해도 좋다.In this example, the chopper units 30 and 40 have full bridge connections to the switching elements, and can cause the output current iOUT to flow in both positive and negative directions. For example, the direction of the current from the terminal 3a of the electromagnet to the terminal 3b is the positive direction, and the direction of the current from the terminal 3b to the terminal 3a is the negative direction. The circuit configuration of the chopper unit may be a half-bridge configuration instead of a full bridge. When the chopper unit is configured as a half-bridge, the output current is output in a single positive or negative direction. The configuration of the power conversion unit is an example, and other configurations may be used as long as a desired direct current voltage is applied to both ends of the electromagnet 2 and an output current iOUT that follows the current command value Iref can be supplied to the electromagnet 2.

실시 형태의 전원 장치(10)의 동작에 대해 설명한다.The operation of the power supply device 10 of the embodiment will be described.

도 3은, 실시 형태의 전원 장치의 동작을 설명하기 위한 모식적인 타이밍 차트의 예이다.Fig. 3 is an example of a schematic timing chart for explaining the operation of the power supply device of the embodiment.

도 3에는, 전원 장치(10)가 출력하고, 전자석(2)에 공급하는 출력 전류 iOUT의 시간 변화의 모습이 나타나고 있다. 출력 전류 iOUT의 방향은, 전자석(2)의 단자(3a)에 유입하고, 단자(3b)로부터 유출하는 방향을 양의 방향으로 하고, 그 반대를 음의 방향으로 한다.FIG. 3 shows the time change of the output current iOUT output by the power supply device 10 and supplied to the electromagnet 2. The direction of the output current iOUT flowing into the terminal 3a of the electromagnet 2 and flowing out from the terminal 3b is the positive direction, and the opposite direction is the negative direction.

도 3에 나타내는 바와 같이, 이 예에서는, 초퍼 유닛(30, 40)은, 풀 브리지 구성의 전력 변환 회로이기 때문에, 출력 전류 iOUT는, 양음의 양 방향으로 흐를 수 있다. 출력 전류 iOUT는, 유도성의 전자석(2)에 흐르기 때문에, 이 예에서는, 직선 형상으로 상승하고, 직선 형상으로 하강한다. 풀 브리지 구성의 전력 변환 회로에서는, A 영역~D 영역의 각각에 따라, 온하는 스위칭 소자가 결정된다. A 영역~D 영역은, 전류 지령값 Iref 및 출력 전류 iOUT가 부하에 흐르는 방향 및 전류값의 증감에 의해, A 영역~D 영역이 설정된다. 도 3에서는, A 영역, B 영역, C 영역 및 D 영역은, A, B, C 및 D로 각각 표기되어 있다.As shown in FIG. 3, in this example, the chopper units 30 and 40 are power conversion circuits with a full bridge configuration, so the output current iOUT can flow in both positive and negative directions. Since the output current iOUT flows through the inductive electromagnet 2, in this example, it rises in a straight line and falls in a straight line. In a power conversion circuit with a full bridge configuration, the switching element to turn on is determined depending on each of the A to D regions. Areas A to D are set by the direction in which the current command value Iref and the output current iOUT flow to the load and the increase/decrease of the current value. In Figure 3, areas A, B, C, and D are indicated as A, B, C, and D, respectively.

시각 t1~t2 및 시각 t5~t6의 사이가 A 영역이다. A 영역에서는, 출력 전류 iOUT는, 0A로부터 거의 직선 형상으로 상승한다. 이와 같이, A 영역에서는, 출력 전류 iOUT는 양의 방향으로 흐르고, 전류값은 시간에 따라 증가한다.The area between time t1 to t2 and time t5 to t6 is area A. In area A, the output current iOUT rises almost linearly from 0A. In this way, in area A, the output current iOUT flows in the positive direction, and the current value increases with time.

시각 t2~t3 및 시각 t6~t7의 사이가 B 영역이다. B 영역에서는, 출력 전류 iOUT는, 0A를 향해 거의 직선 형상으로 하강한다. 이와 같이, B 영역에서는, 출력 전류 iOUT는 양의 방향으로 흐르고, 전류값은 시간에 따라 감소한다.The area between time t2 to t3 and time t6 to t7 is area B. In the B region, the output current iOUT falls in an almost straight line toward 0A. Likewise, in area B, the output current iOUT flows in the positive direction, and the current value decreases with time.

시각 t3~t4 및 시각 t7~t8의 사이가 C 영역이다. C 영역에서는, 출력 전류 iOUT는, 0A로부터 거의 직선 형상으로 하강한다. 이와 같이, C 영역에서는, 출력 전류 iOUT는 음의 방향으로 흐르고, 전류값은 시간에 따라 감소한다.The area between time t3 to t4 and time t7 to t8 is area C. In the C region, the output current iOUT falls in an almost straight line from 0A. Likewise, in the C region, the output current iOUT flows in the negative direction, and the current value decreases with time.

시각 t4~t5 및 시각 t8~t9의 사이가 D 영역이다. D 영역에서는, 출력 전류 iOUT는, 0A를 향해 거의 직선 형상으로 상승한다. 이와 같이, D 영역에서는, 출력 전류 iOUT는 음의 방향으로 흐르고, 전류값은 시간에 따라 증가한다.The area between time t4 to t5 and time t8 to t9 is area D. In the D region, the output current iOUT rises almost linearly toward 0A. In this way, in the D region, the output current iOUT flows in the negative direction, and the current value increases with time.

출력 전류 iOUT의 주파수는, 출력 전류 iOUT의 1 주기 분의 기간의 역수로서 구해진다. 출력 전류 iOUT의 1 주기는, 출력 전류 iOUT의 2개의 극대값의 시간 간격, 또는 출력 전류 iOUT의 2개의 극소값의 시간 간격이다.The frequency of the output current iOUT is obtained as the reciprocal of the period of one cycle of the output current iOUT. One cycle of the output current iOUT is the time interval between the two maximum values of the output current iOUT, or the time interval between the two minimum values of the output current iOUT.

출력 전류 iOUT의 극대값이나 극소값은, 출력 전류 iOUT가 2개의 영역의 사이를 천이하는 시각에 있어서의 전류값이다. 이 예에서는, 출력 전류 iOUT의 극대값은, 출력 전류 iOUT가 A 영역으로부터 B 영역으로 천이하는 타이밍에서 나타난다. 출력 전류 iOUT의 극소값은, 출력 전류 iOUT가 C 영역으로부터 D 영역으로 천이하는 타이밍에서 나타난다. 또한, 출력 전류 iOUT가 음의 방향만의 경우에는, A 영역 및 B 영역은 나타나지 않고, C 영역 및 D 영역이 나타나므로, 출력 전류 iOUT의 극대값은, 출력 전류 iOUT가 D 영역으로부터 C 영역으로 천이하는 타이밍에서 나타난다. 출력 전류 iOUT가 양의 방향만의 경우에는, C 영역 및 D 영역은 나타나지 않고, A 영역 및 B 영역이 나타나므로, 출력 전류 iOUT의 극소값은, 출력 전류 iOUT가 B 영역으로부터 A 영역으로 천이하는 타이밍에서 나타난다.The maximum or minimum value of the output current iOUT is the current value at the time when the output current iOUT transitions between two regions. In this example, the maximum value of the output current iOUT appears at the timing when the output current iOUT transitions from the A region to the B region. The minimum value of the output current iOUT appears at the timing when the output current iOUT transitions from the C region to the D region. Additionally, when the output current iOUT is only in the negative direction, the A and B areas do not appear, but the C and D areas appear, so the maximum value of the output current iOUT is when the output current iOUT transitions from the D area to the C area. It appears at the timing. When the output current iOUT is only in the positive direction, the C area and D area do not appear, and the A area and B area appear, so the minimum value of the output current iOUT is the timing when the output current iOUT transitions from the B area to the A area. It appears in

도 3의 예에서는, 출력 전류 iOUT의 극대값은, 시각 t2 및 시각 t6일 때에 각각 나타난다. 이 때의 1 주기는 T1이다. 또, 출력 전류 iOUT의 극소값은, 시각 t4 및 시각 t8일 때에 각각 나타난다. 이 때의 1 주기는 T2이다.In the example of FIG. 3, the maximum value of the output current iOUT appears at time t2 and time t6, respectively. One cycle at this time is T1. Additionally, the minimum value of the output current iOUT appears at time t4 and time t8, respectively. One cycle at this time is T2.

출력 전류 iOUT에 관한 A 영역~D 영역의 정의는, 전류 지령값 Iref에 적용할 수 있다. 즉, 전류 지령값 Iref의 데이터가 양의 방향의 전류를 나타내고 있고, 그 전류값이 시간에 따라 커지는 경우에, 전류 지령값 Iref는, A 영역에서의 전력 변환 회로의 동작에 이용된다. 전류 지령값 Iref의 데이터가 양의 방향의 전류를 나타내고 있고, 그 전류값이 시간에 따라 작아지는 경우에, 전류 지령값 Iref는, B 영역에서의 전력 변환 회로의 동작에 이용된다. 전류 지령값 Iref의 데이터가 음의 방향의 전류를 나타내고 있고, 그 전류값이 시간에 따라 작아지는 경우에는, 전류 지령값 Iref는, C 영역에서의 전력 변환 회로의 동작에 이용된다. 전류 지령값 Iref의 데이터가 음의 방향의 전류를 나타내고 있고, 그 전류값이 시간에 따라 커지는 경우에는, 전류 지령값 Iref는, D 영역에서의 전력 변환 회로의 동작에 이용된다.The definitions of areas A to D regarding the output current iOUT can be applied to the current command value Iref. That is, when the data of the current command value Iref indicates a current in the positive direction, and the current value increases with time, the current command value Iref is used for the operation of the power conversion circuit in the A region. When the data of the current command value Iref indicates a current in the positive direction, and the current value decreases with time, the current command value Iref is used for the operation of the power conversion circuit in the B region. When the data of the current command value Iref indicates a current in the negative direction and the current value decreases with time, the current command value Iref is used for the operation of the power conversion circuit in the C region. When the data of the current command value Iref indicates a current in the negative direction and the current value increases with time, the current command value Iref is used for the operation of the power conversion circuit in the D region.

실시 형태의 전원 장치(10)에서는, 전류 지령값 Iref의 주파수를 계산하여, 출력 전류 iOUT의 주파수를 추정한다. 전류 지령값 Iref의 주파수의 계산에서는, 전류 지령값 Iref의 영역간의 천이에 의해, 전류 지령값 Iref의 전류값의 극대값 또는 극소값 중 어느 하나를 검출하고, 1 주기를 산출하고, 주파수를 계산한다.In the power supply device 10 of the embodiment, the frequency of the current command value Iref is calculated to estimate the frequency of the output current iOUT. In calculating the frequency of the current command value Iref, either the maximum value or the minimum value of the current value of the current command value Iref is detected by transition between regions of the current command value Iref, one cycle is calculated, and the frequency is calculated.

도 2에 관련하여 설명한 보호 판정부(60)의 각 블록에 입출력하는 신호의 시간 변화를 이용하여, 전원 장치(10)의 동작에 대해 더 설명한다.The operation of the power supply device 10 will be further described using time changes in signals input and output to each block of the protection determination unit 60 described in relation to FIG. 2.

도 4는, 실시 형태의 전원 장치의 동작을 설명하기 위한 모식적인 타이밍 차트의 예이다.Fig. 4 is an example of a schematic timing chart for explaining the operation of the power supply device of the embodiment.

도 4의 최상단의 도면은, 전류 지령값 Iref의 전류값의 시간 변화의 예를 나타내고 있다.The top diagram of FIG. 4 shows an example of the time change of the current value of the current command value Iref.

도 4의 2단째의 도면은, 영역 전환 검출부(61)의 검출 신호 OUT1의 시간 변화의 예를 나타내고 있다.The second-stage diagram in FIG. 4 shows an example of the time change of the detection signal OUT1 of the area change detection unit 61.

도 4의 3단째의 도면은, 주파수 판정부(62)의 주파수 판정 신호 OUT2의 시간 변화의 예를 나타내고 있다.The third row of Figure 4 shows an example of the time change of the frequency determination signal OUT2 of the frequency determination unit 62.

도 4의 4단째의 도면은, 진폭 판정부(65)의 진폭 판정 신호 OUT5의 시간 변화의 예를 나타내고 있다.The fourth row of Figure 4 shows an example of the time change of the amplitude determination signal OUT5 of the amplitude determination unit 65.

도 4의 5단째의 도면은, 리플폭 판정부(64)의 리플폭 판정 신호 OUT4의 시간 변화의 예를 나타내고 있다.The fifth row of Figure 4 shows an example of the time change of the ripple width determination signal OUT4 of the ripple width determination unit 64.

도 4의 6단째의 도면은, 논리 연산 회로(66)의 판정 출력 OUT의 시간 변화의 예를 나타내고 있다.The sixth row of Figure 4 shows an example of the time change of the decision output OUT of the logic operation circuit 66.

도 4의 최하단의 도면은, 온 딜레이 회로(67)의 출력 GB request의 시간 변화의 예를 나타내고 있다.The bottom diagram of FIG. 4 shows an example of the time change of the output GB request of the on-delay circuit 67.

전류 지령값 Iref의 데이터는, 시계열 데이터로서 상위 제어 시스템으로부터 순서대로 송신되어 온다. 이것을 타이밍 차트로 나타내면, 도 4의 최상단의 도면과 같이, 계단 형상의 신호로서 표현할 수 있다.The data of the current command value Iref is sequentially transmitted from the upper control system as time series data. If this is expressed in a timing chart, it can be expressed as a step-shaped signal, as shown in the top drawing of FIG. 4.

이 구체적인 예에서는, 전류 지령값 Iref의 전류값의 극소값을 검출하여, 주파수를 계산하는 것으로 한다.In this specific example, the minimum value of the current value of the current command value Iref is detected and the frequency is calculated.

이 구체적인 예에서는, 검출 신호 OUT1, 주파수 판정 신호 OUT2, 리플폭 판정 신호 OUT4, 진폭 판정 신호 OUT5 및 판정 출력 OUT는, 2치의 논리값을 취하는 신호이며, 정논리에 따르는 것으로서 설명한다.In this specific example, the detection signal OUT1, the frequency determination signal OUT2, the ripple width determination signal OUT4, the amplitude determination signal OUT5, and the determination output OUT are signals that take a binary logic value, and are explained as following positive logic.

도 4에 나타내는 바와 같이, 시각 t0에서, 전류 지령값 Iref의 데이터의 수신이 개시된다. 시각 t0 이후, 시각 t12까지, 전류 지령값 Iref의 전류값은, 시간에 따라 커진다. 전류 지령값 Iref의 전류값의 극성은 양이며, 따라서, 시각 t0부터 시각 t12까지의 기간에서는, 전류 지령값 Iref는, A 영역에서의 동작에 이용되고 있다.As shown in FIG. 4, at time t0, reception of data of the current command value Iref begins. From time t0 to time t12, the current value of the current command value Iref increases with time. The polarity of the current value of the current command value Iref is positive, and therefore, in the period from time t0 to time t12, the current command value Iref is used for operation in the A region.

시각 t11에 있어서, 전류 지령값 Iref의 전류값이, 진폭 판정부(65)의 임계값 Iath 이상으로 된다. 진폭 판정부(65)는, 진폭 판정 신호 OUT5를 논리값 "1"로 반전시켜 출력한다. 시각 t11 이후에서는, 이 예의 경우에는, 전류 지령값 Iref의 전류값은, 임계값 Iath를 초과하고 있으므로, 진폭 판정부(65)의 진폭 판정 신호 OUT5는, 논리값 "1"의 출력을 유지한다.At time t11, the current value of the current command value Iref becomes greater than or equal to the threshold value Iath of the amplitude determination unit 65. The amplitude determination unit 65 inverts the amplitude determination signal OUT5 to a logical value of “1” and outputs it. After time t11, in this example, the current value of the current command value Iref exceeds the threshold value Iath, so the amplitude determination signal OUT5 of the amplitude determination unit 65 maintains the output of the logic value "1". .

시각 t12 이후, 영역 전환 검출부(61)는, 전류 지령값 Iref의 전류값이, 작아지는 것을 검출한다. 즉, 시각 t12에 있어서, 전력 변환 회로의 동작은, A 영역으로부터 B 영역으로 천이된다. 이 예에서는, 영역 전환 검출부(61)는, 전류값의 극소값을 검출하기 때문에, A 영역으로부터 B 영역으로의 천이가 생긴 경우에는, 전류값의 극대값을 검출했다고 해도, 논리값 "0"의 출력이 유지된다.After time t12, the area change detection unit 61 detects that the current value of the current command value Iref decreases. That is, at time t12, the operation of the power conversion circuit transitions from area A to area B. In this example, the area change detection unit 61 detects the minimum value of the current value, so when a transition from area A to area B occurs, even if the maximum value of the current value is detected, the logic value "0" is output. This is maintained.

시각 t12에 있어서, 전류 지령값 Iref의 전류값은 극대값으로 되므로, 리플폭 검출부(63)는, 그 값으로서 전류값 Irp를 기억한다.At time t12, the current value of the current command value Iref becomes the maximum value, so the ripple width detection unit 63 stores the current value Irp as that value.

시각 t13 이후, 영역 전환 검출부(61)는, 전류 지령값 Iref의 전류값이 시간에 따라 커지는 것을 검출한다. 즉, 시각 t13에 있어서, 영역 전환 검출부(61)는, 전력 변환 회로의 동작이, B 영역으로부터 A 영역으로 천이되고, 전류 지령값 Iref의 전류값이 감소하는 기간으로부터 전류가 증가하는 것으로 바뀌는 것을 검출한다. 영역 전환 검출부(61)는, 전류값의 극소값을 검출한 것으로서, 시각 t13에 있어서, 검출 신호 OUT1를 논리값 "1"로 반전시킨다. 논리값 "1"로 된 검출 신호 OUT1는, 주파수 판정부(62)에 입력된다.After time t13, the area change detection unit 61 detects that the current value of the current command value Iref increases with time. That is, at time t13, the region change detection unit 61 detects that the operation of the power conversion circuit transitions from the B region to the A region and changes from a period in which the current value of the current command value Iref decreases to an increase in the current. detect. The area change detection unit 61 detects the minimum value of the current value and inverts the detection signal OUT1 to the logic value "1" at time t13. The detection signal OUT1 with the logical value “1” is input to the frequency determination unit 62.

주파수 판정부(62)는, 논리값 "1"이 입력된 시각 t13을 기억한다.The frequency determination unit 62 stores the time t13 at which the logic value “1” was input.

시각 t13에서는, 전류 지령값 Iref의 전류값은, 극소값이 되므로, 리플폭 검출부(63)는, 그 값으로서 전류값 Irv를 기억한다. 리플폭 검출부(63)는, 시각 t12에 있어서의 전류값의 극대값과 시각 t13에 있어서의 전류값의 극소값의 차(Irp－Irv)를 계산하고, 계산한 결과를 리플폭 판정부(64)에 출력한다(OUT3, 도 4에는 도시하지 않음). 이 예에서는, 리플폭 판정부(64)는, 계산된 리플폭이 설정된 임계값 Irth 이상이라고 판정하고, 시각 t14에 있어서, 논리값 "1"을 출력한다. 이 예의 경우에는, 시각 t13 이후에서는, 리플폭이 임계값 Irth를 하회하는 경우가 없기 때문에, 논리값 "1"이 유지된다.At time t13, the current value of the current command value Iref becomes the minimum value, so the ripple width detection unit 63 stores the current value Irv as that value. The ripple width detection unit 63 calculates the difference (Irp-Irv) between the maximum value of the current value at time t12 and the minimum value of the current value at time t13, and sends the calculated result to the ripple width determination unit 64. Outputs (OUT3, not shown in FIG. 4). In this example, the ripple width determination unit 64 determines that the calculated ripple width is equal to or greater than the set threshold Irth, and outputs a logic value of “1” at time t14. In this example, since the ripple width never falls below the threshold Irth after time t13, the logic value "1" is maintained.

시각 t15에 있어서, 영역 전환 검출부(61)는, 재차, 전력 변환 회로의 동작이 영역 B로부터 영역 A로 천이하고, 전류 지령값 Iref의 전류값이 감소하는 기간으로부터 전류값이 증가하는 것으로 바뀌는 극소값을 검출하고, 논리값 "1"을 주파수 판정부(62)에 출력한다.At time t15, the region change detection unit 61 again determines the minimum value at which the operation of the power conversion circuit transitions from region B to region A, and the current value of the current command value Iref changes from a period in which the current value decreases to an increase in current value. is detected, and the logic value “1” is output to the frequency determination unit 62.

주파수 판정부(62)는, 논리값 "1"이 입력된 시각 t15를 기억한다. 주파수 판정부(62)는, 전회 입력되고, 기억된 논리값 "1"이 입력된 시각 t13 및 금회 입력되고, 기억된 논리값 "1"이 입력된 시각 t15에 근거하여, 전류 지령값 Iref의 주파수를 계산한다. 주파수 판정부(62)는, 계산된 주파수가, 설정된 임계값 범위 Δfth 내인지 여부를 판정한다. 이 예에서는, 주파수 판정부(62)는, 계산된 주파수가 임계값 범위 Δfth 이내인 것으로 하여, 시각 t15에 있어서, 주파수 판정 신호 OUT2의 출력을 반전시켜 논리값 "1"을 출력한다.The frequency determination unit 62 stores the time t15 at which the logic value “1” was input. The frequency determination unit 62 determines the current command value Iref based on the time t13 at which the previously input and stored logic value "1" was input and the time t15 at which the current input and stored logic value "1" was input. Calculate the frequency. The frequency determination unit 62 determines whether the calculated frequency is within the set threshold range Δfth. In this example, the frequency determination unit 62 assumes that the calculated frequency is within the threshold range Δfth, and at time t15, it inverts the output of the frequency determination signal OUT2 and outputs the logic value “1”.

시각 t15에 있어서, 논리 연산 회로(66)에는, 모두 논리값 "1"이 입력된다. 그 때문에, AND 회로인 논리 연산 회로(66)는, 시각 t15에서 판정 출력 OUT를 반전시켜, 논리값 "1"로 하여 출력한다.At time t15, the logic value "1" is input to the logic operation circuit 66. Therefore, the logic operation circuit 66, which is an AND circuit, inverts the judgment output OUT at time t15 and outputs the logic value "1".

온 딜레이 회로(67)는, 입력된 논리값 "1"이 설정된 온 딜레이 시간 Td 계속한 것에 의해, 시각 t16에 있어서 GB 요구를 출력한다. GB 요구를 수신한 제어 장치(50)는, GB 지령을 생성하여, 전력 변환부(20)에 공급한다.The on-delay circuit 67 outputs a GB request at time t16 by continuing the set on-delay time Td with the input logic value "1". The control device 50, which has received the GB request, generates a GB command and supplies it to the power conversion unit 20.

이와 같이 하여, 실시 형태의 전원 장치(10)에서는, 출력 전류 iOUT의 주파수가, 초퍼 유닛(30, 40)의 배선 등의 기생 인덕턴스에 의거하는 공진 주파수에 가까워지는 것에 의해 생기는 문제를 회피할 수 있다.In this way, in the power supply device 10 of the embodiment, problems caused by the frequency of the output current iOUT approaching the resonance frequency based on the parasitic inductance of the wiring of the chopper units 30 and 40, etc. can be avoided. there is.

상술한 구체적인 예에서는, 전류 지령값 Iref의 주파수가 공진 주파수에 관한 임계값 범위 Δfth 이내인지 여부 외에, 전류 지령값 Iref의 리플폭이나 진폭을 GB 요구의 생성 조건으로 했다. 이러한 부수적인 조건은, 상술한 것에 한정하지 않고, 임의로 적절한 것을 설정할 수 있다. 예를 들어, 전류 지령값 Iref의 리플폭의 초과 판정과 진폭의 초과 판정의 논리합을 취한 후에, 공진 주파수에 관한 임계값 범위 Δfth의 판정과의 논리곱을 취하도록 해도 좋다. 혹은, 다른 파라미터를 조건으로 추가하도록 해도 좋다. 다른 파라미터로서는, 예를 들어, 초퍼 유닛 내의 온도 등으로 할 수 있다.In the specific example described above, in addition to whether the frequency of the current command value Iref is within the threshold range Δfth regarding the resonance frequency, the ripple width and amplitude of the current command value Iref were set as conditions for generating the GB request. These additional conditions are not limited to those described above, and any appropriate one can be set arbitrarily. For example, after taking the logical sum of the ripple width exceedance determination of the current command value Iref and the amplitude exceedance determination, the logical product with the determination of the threshold range Δfth regarding the resonance frequency may be taken. Alternatively, you may add another parameter as a condition. Other parameters can be, for example, the temperature inside the chopper unit.

상술한 구체적인 예에 있어서, 보호 판정부(60)의 구성은, 일례이며, 다른 구성으로 해도 좋다. 예를 들어, 전류값의 극대값 또는 극소값을 검출할 때마다 액티브인 신호를 출력하는 대신에 전류값의 극대값 또는 극소값을 검출할 때마다 논리값을 변경하는 신호를 생성하고, 논리값의 변경에 의해 극대값간 또는 극소값간의 기간을 계산하는 등 해도 좋다.In the specific example described above, the configuration of the protection determination unit 60 is an example, and other configurations may be used. For example, instead of outputting an active signal every time the maximum or minimum value of the current value is detected, a signal that changes the logic value is generated each time the maximum or minimum value of the current value is detected, and the logic value changes. You can also calculate the period between maximum values or minimum values.

보호 판정부(60)는, 하드웨어에 의한 논리 회로에 의해 구성하는 것 외에 소프트웨어 혹은 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 실현되어도 좋다. 보호 판정부(60)의 일부 또는 전부는, 예를 들어 기억 장치에 저장된 프로그램을 순서대로 실행하는 연산 장치로서 실현해도 좋다. 그 경우에는, 보호 판정부(60)의 각 구성 요소의 기능의 일부 또는 전부는, 프로그램의 하나 이상의 스텝에 의해 실현될 수 있다.The protection determination unit 60 may be implemented by software or a combination of hardware and software in addition to being configured by a hardware logic circuit. Part or all of the protection determination unit 60 may be implemented, for example, as an arithmetic device that sequentially executes programs stored in a storage device. In that case, part or all of the functions of each component of the protection determination unit 60 can be realized by one or more steps of the program.

실시 형태의 전원 장치(10)의 효과에 대해 설명한다.The effects of the power supply device 10 of the embodiment will be described.

실시 형태의 전원 장치(10)에서는, 보호 판정부(60)를 포함하는 제어 장치(50)를 구비하고 있다. 보호 판정부(60)는, 출력 전류 iOUT의 주파수를, 출력 전류 iOUT의 극대값 또는 극소값을 검출하고, 2개의 극대값간의 기간 또는 2개의 극소값간의 기간을 계산하는 것에 의해, 주파수를 계산할 수 있다. 보호 판정부(60)에는, 고장으로 될 수 있는 주파수의 임계값 범위 Δfth가 미리 설정되어 있으므로, 계산된 주파수가, 임계값 범위 Δfth 내로 된 경우에, 전력 변환부(20)에 보호 동작을 하게 하는 조건으로 할 수 있다.The power supply device 10 of the embodiment includes a control device 50 including a protection determination unit 60. The protection determination unit 60 can calculate the frequency of the output current iOUT by detecting the maximum or minimum value of the output current iOUT and calculating the period between two maximum values or the period between two minimum values. Since the threshold range Δfth of the frequency that may cause a failure is preset in the protection determination unit 60, when the calculated frequency falls within the threshold range Δfth, the power conversion unit 20 is made to perform a protection operation. It can be done under the condition that

임계값 범위 Δfth를 적절히 설정하는 것에 의해, 보다 안전하게 전력 변환부(20)의 문제를 회피하는 것이 가능하게 된다.By appropriately setting the threshold range Δfth, it becomes possible to avoid problems with the power conversion unit 20 more safely.

전원 장치(10)의 설치 환경이나 운전 조건 등에 따라서는, 초퍼 유닛(30, 40) 내의 배선 등에서 결정될 수 있는 공진 주파수에 의거하는 동작에서는, 스위칭 소자의 고장 등의 문제에 이르지 않는 경우도 많다. 출력 전류 iOUT의 리플폭이나, 절대적 크기 등의 요소를 포함하는 보호 시스템을 도입하는 것에 의해, 전원 장치(10)를 운전 가능하게 하는 조건이나 범위를 보다 넓게 할 수 있고, 보다 적절한 보호를 행할 수 있다.Depending on the installation environment or operating conditions of the power supply device 10, operations based on the resonant frequency that can be determined from wiring within the chopper units 30, 40, etc., often do not lead to problems such as failure of the switching element. By introducing a protection system that includes factors such as the ripple width of the output current iOUT and the absolute size, the conditions and range that enable the power supply 10 to be operated can be broadened and more appropriate protection can be provided. there is.

실시 형태의 전원 장치(10)에서는, 출력 전류 iOUT의 검출을 대신하여, 전류 지령값 Iref의 데이터에 의한 주파수의 계산을 행하는 것으로 했으므로, 보호 판정부(60)를 위한 전류 검출 수단을 별도 마련하는 일 없이, 출력 전류 iOUT의 상태를 추정할 수 있다.In the power supply device 10 of the embodiment, instead of detecting the output current iOUT, the frequency is calculated based on the data of the current command value Iref, so a separate current detection means for the protection determination unit 60 is provided. Without any effort, the state of the output current iOUT can be estimated.

전원 장치(10)의 출력 전류 제어를 위한 전류 검출기의 출력 신호를 이용 가능한 경우라도, 출력 전류 iOUT의 주파수가 공진 주파수에 가까운 경우에, 출력 전류 iOUT가 진동적으로 되고, 극대값이나 극소값의 검출을 적절히 행할 수 없는 경우가 있다. 또, 전류 검출 신호에 중첩되는 노이즈를 제거하기 위해서, 시정수가 큰 필터 등을 이용하는 경우에는, 문제 검출 시에 응답 지연 등을 발생시킬 수 있다. 실시 형태의 전원 장치(10)에서는, 전류 지령값 Iref에 의해 주파수의 추정 등을 행하는 것에 의해, 전류의 검출에 따르는 오차나 문제를 발생시키기 어렵게 하는 것이 가능하게 된다.Even when the output signal of the current detector for controlling the output current of the power supply 10 is available, when the frequency of the output current iOUT is close to the resonance frequency, the output current iOUT becomes oscillatory, making it difficult to detect the local maximum or minimum value. There are cases where it cannot be done properly. Additionally, if a filter with a large time constant is used to remove noise superimposed on the current detection signal, a response delay, etc. may occur when detecting a problem. In the power supply device 10 of the embodiment, the frequency is estimated based on the current command value Iref, making it possible to prevent errors or problems related to current detection from occurring.

이와 같이 하여, 출력 전류의 주파수가, 콘덴서의 정전 용량과 기생 인덕턴스에 의한 공진 주파수에 가까운 경우에 안전하게 보호할 수 있는 전원 장치가 실현된다.In this way, a power supply device that can be safely protected when the frequency of the output current is close to the resonance frequency due to the capacitance of the capacitor and the parasitic inductance is realized.

이상, 본 발명의 몇 가지 실시 형태를 설명했지만, 이러한 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 외의 다양한 형태에서 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되는 것과 동시에, 특허 청구의 범위에 기재된 발명 및 그 등가물의 범위에 포함된다. 또, 전술의 각 실시 형태는 서로 조합하여 실시할 수 있다.Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and their equivalents. In addition, each of the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

1 전원, 2 부하, 10 전원 장치, 20 전력 변환부, 30, 40 초퍼 유닛, 50 제어 장치, 60 보호 판정부, 61 영역 전환 검출부, 62 주파수 판정부, 63 리플폭 검출부, 64 리플폭 판정부, 65 진폭 판정부, 66 AND 회로, 67 온 딜레이 회로1 power supply, 2 loads, 10 power devices, 20 power conversion unit, 30, 40 chopper unit, 50 control unit, 60 protection determination unit, 61 area switching detection unit, 62 frequency determination unit, 63 ripple width detection unit, 64 ripple width determination unit , 65 amplitude determination unit, 66 AND circuit, 67 on-delay circuit

Claims

A first input terminal pair for inputting a first direct current voltage,
A first condenser connected between two terminals constituting the first input terminal pair,
A first output terminal pair connecting an electromagnet to supply output current,
A first power conversion circuit connected between the first condenser and the first output terminal pair,
A first wiring electrically connecting the first condenser and the first power conversion circuit.
A power conversion unit including,
A control device that controls the power conversion unit based on a current command value sequentially supplied from the outside.
Equipped with
The control device is,
From the current value of the current command value, detect two consecutive maximum values or two consecutive minimum values to estimate the frequency of the output current,
When the frequency of the output current is within a preset threshold range, generate a first signal to stop the operation of the power converter,
The threshold range is set based on the resonance frequency of the resonance circuit including the capacitance of the condenser and the parasitic inductance of the first wiring.
Power device.

According to paragraph 1,
The control device detects successive maximum and minimum values among the current values of the current command value, estimates the ripple width of the output current, and, when the ripple width of the output current is greater than or equal to a preset first threshold, the power A power device that generates a second signal to stop the operation of the converter.

According to paragraph 2,
The control device is a power supply device that generates a third signal to stop the operation of the power converter when the current value of the current command value is more than a preset second threshold.

According to paragraph 3,
The control device generates a fourth signal to stop the power converter when all of the first signal, the second signal, and the third signal are generated, and sends the fourth signal to the power converter. Power device that outputs.

According to clause 4,
The control device is a power supply device that outputs the fourth signal to the power converter when the fourth signal is continuously generated for a predetermined period of time.

According to paragraph 1,
The power conversion unit,
a second input terminal pair for inputting a second direct current voltage different from the first direct current voltage;
A second condenser connected between two terminals constituting the second input terminal pair,
a second output terminal pair connecting the electromagnet to supply the output current;
A second power conversion circuit connected between the second condenser and the second output terminal pair,
A second wiring electrically connecting the second condenser and the second power conversion circuit.
Including,
The second power conversion circuit is connected in series with the first power conversion circuit on the output side,
The first power conversion circuit outputs the output current according to the current command value,
The second power conversion circuit applies a constant third direct current voltage to the electromagnet during a period when the first power conversion circuit is outputting the output current.
Power device.