571499 A7 B7 五、發明說明（1 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於一種電鍍用電源装置，係將電流供應至 包括被鍍物，電鍍疲及電極等負荷體上以進行鍍覆作業。 在本說明書中，此種類型之電源裝置係指電鍍用電源裝置 ，而負荷係指電鍍負荷。 在電鍍作業中，習知係在高速下將供應至電鍍負荷之 電流極性予K反轉。當供應至電鍍負荷之電流呈正極性時 ，將進行鍍覆作業，而，當供應至負荷之電流圼負極性時， 鍍覆作業被中斷或形成鍍覆層之部份金屬將溶回電鍍液中 ，藉以使形成鍍覆層之结晶更徼细化，物體得K均勻鍍覆。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如第1圖所示之多層印刷電路板2在進行鍍覆作業時 將發生一些問題。該多層印刷電路板2具有基板2 a及2 b， 提供電子組件之高密度集積。電路板2上設有一些通孔4 及輔助孔6。基板層數目愈多時，通孔4之邊緣4E及內壁 41 N之鍍覆金屬層厚度差異將愈大，導致非均勻鍍覆。換 言之，很難對通孔4進行均勻鍍覆。同理，當基板數目増 加時，輔助孔6之邊緣6 E及内壁61 N之鍍覆金屬層厚度差 異亦増加而產生非均勻鍍覆。為了使基板2 a及2 b之所有表 面之鍍覆金屬層厚度均勻化，必須使足夠幅度之負極性電 鍍電潦之供電時間比正極性電鍍電流者較短。 於1 9 98年9月17日提出申請之日本特許申請案第HE I 1 0 - 2 8 1 9 5 4號（日本特許申請公開公報第2 〇 〇 0 _ 9 2 8 4 1號）， 該申請寨發明入，其中包括一位本案發明人，倡議一種電 鍍用電源裝置，Μ 5至2 Q毫秒之極性反轉間隔供應電流至 鍍覆負荷上，藉此在諸如多層印刷電路板等具有多層基板 -4 - 張尺度適用中國國家標準（CNS)A4^~格（210 X 297公H ~ 571499 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A7 B7 五、發明說明（2 ) 之鍍覆負荷上形成一層均勻厚度。該日本特許申請案之裝 置示於第2圖。 第2圖所示之電源裝置具有DC電供器10a及10b，增 壓轉換器16a及16b，及斷路器22a及22b，以供應正負極 性轉換之電流至電鍍負荷24上。該增.壓轉換器16a具有一 反應器12a及IGBT 14a，而増壓轉換器16b具有一反應器 12b及IGBT 14b。斷路器22a具有一逆向電流截斷二極體 18b 及 IGBT 20b。該 IGBT 14a， 14b， 20a 及 20b 係由一 控制器26所控制。 擧例而言，當I G B T 2 0 a及1 4 b係非傳導性而I G B T 2 0 b 及14a係傳導性時，電流經過DC電供器10a，反應器12a 及I G B T 1 4 a，在反應器1 2 a中儲存能量。同一時間，從D C 電供器l〇b經過反應器12b,二極體18b及IGBT 2Gb供應 負電流至電鍍負荷24上。 當IGBT 20 a及14b呈傳導性而IGBT 20b及14a呈非傳 導性時，正電流將經過DC供電器10a,反應器12a，二極體 18a及IGBT 20a供應至電鍍負荷24，Μ進行物體之鍍覆 作業。於此場合，由於IGBT 14a之關閉，儲存於反應器12a 之能量所衍生之電壓將疊加至DC電供器113a所供應之電壓 上，導致供應至電鍍負荷24上之負電流迅速改變為正電流 。同時因IGBT 14b圼傳導性而將能量儲存於反應器12b。 接著IGBT 20a及14b再度變成非傳’導性，而IGBT 20b 及14a呈傳導性，從DC電供器10b通過反應器12b，二極 體18b及IGBT 2Qb供應負電流至電鍍負荷24上。於此場合 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
571499 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（3 ) ，反應器12b所產生之電壓將疊加於DC電供器1〇{3所供應 之電壓上，使正負電流之轉換快速進行。 藉此方式，具有交變極性之電流將被供應至鍍覆負荷 24上，可在具有通孔及輔助孔之多層印刷電路板上鍍覆一 層均勻厚度。 上述之電源裝置需要個別之DC電源裝置lQa及1Gb K 提供正電流及負電流。，此外，除了用以開闢主電流之IGBT 20a及2Gb之外，用狀高速反轉負荷電流之輔助iGBT Ua 及1 4 b將使電路設計複雜化，同時增加電鍍用電源裝置之 成本。 為了使電鍍用電源裝置之尺寸減小，係將DC電源裝置 1 G a及1 0 b之尺寸減小K整流商用AC信號，將整流结果輸 出至反相S?之局頻信號，再將局頻信號變換及整流成D C信 號。 商用AC電源之伏特數因國及因地而異。因此在AC電供 為”40QV型”電壓，即330V至46GV之範圍之画家或地區 ，電鍍用電源裝置中之DC電源裝置10a及IQb需設置一包 括有IGBT之反相器K承受整流”4Q0V型” AC電壓之整流後 電壓。然而，該IGBT並不通用，因此極為昂貴而導致電 源裝置之成本提高。 本發明之一目的係提供一種價格低廉並可提供均勻電 鍍效果之電鍍用電源裝置。 本發明之電鍍用電源装置具有一輸入側整流器用>乂整 流商用AC信號。輸入側整流器之輸出信號將被D C -高頻轉 -6 ~ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I 1 I ! I I ---- I I I I I I i ^ «III--I I « (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 571499 A7 B7 五、發明說明（4 ) 換器轉換為高頻信號。可使用截斷器或反相器作為DC-高 頻轉換器。多個DC-高頻轉換器可串接使用。當使用多個 DC-高頻轉換器時，係予以串接使用。由j)C-高頻轉換器 所輸出之高頻信號將被變壓器予以變壓。變壓器之數目係 相等於DC-高頻轉換器之數目。當使.用多個dc-高頻轉換 器時，同等數目之變壓器係並接使用。 在變壓器與負荷之間連接有第一輸出側整流器，用以 對變壓器所提供之變壓高頻信號進行整流，在變壓高頻信 號呈正極性時可提烘正電流至負荷。與第一輸出側蝥流器 並列之第二輸出側整流器係對負極性之變壓高頻信號進行 整流Μ提供負極性電流至負荷。該第一及第二輸出側整流 器係經設置Μ提供全波型或半波型整流作業。 第一半導體開關裝置係串接於第一輸出側整流器，並 由低於高頻信號者之低頻信號控制開關。第二半導體開賭 裝置係串接著第二輸出側整流器，並根據低頻信號而設置 為與第一半導體開關裝置圼相反狀態者。換.言之，當第一 •半導體開關裝置圼傳導性時，該第二半導體開關裝置將受 低頻信號控制而圼非傳導性，反之亦然。 DC-高頻轉換器係與第一及第二半導體開關裝置同步 控制K提供在第二半導體開關裝置圼傳導性時比第一半導 體開關裝置圼傳導性時更大值之高頻信號° D卜高頻轉換 器之控制係藉改變轉換器之回饋控制之參考信號，及與第 一^及第二半導體開關装置同步控制。 第二半導體開關裝置呈傳導性之時間應比第一半導體 -7- 本紙張尺度適闬中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •變 ------ 丨訂丨-------線‘*,, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 571499 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7 _ 五、發明說明（5 ) 開關裝置圼傳導性之時間較短。 上逑配置之第一半導體開關裝置圼傳導性而第二半導 體開關裝置呈非傳導性時，從第一輸出側整流器將供應正 電流至鍍覆負荷上。另一方面，當第二半導體開關裝置呈 傳導性而第一半導體開關裝置呈非傳導性時，從第二輸出 側整流器將供應負電流至鍍覆負荷。由於DC_高頻轉換器 係可提供在第二半導體，開關裝置圼傳導性（即供應負電流 至鍍覆負荷時）比在第一半導體開關裝置圼傳導性（即供應 正電流至鍍覆負荷時）時更大值之高頻信號，於是負電流 具有較大值Μ進行電鍍作業。 本案之電源裝置僅需一個可作為DC供源之輸入側整流 器。此外，此種電鍍用電源裝置僅需二個半導體開關裝置 。因此電源裝置之成本很低。 第一及第二反應器可分別連接至第一及第二半導體開 關裝置。第一及第二反應器係捲繞於相同之反應堆芯上， 當第二半導體開關裝置呈非傳導性時供應至鍍覆負荷之正 電壓可増加，當第一半導體開關裝置呈非傳導性時供應至 鍍覆負荷之負電壓可增加。例如第一反應器可以與第二反 應器相反之方向捲繞於堆芯。 第一及第二反應器以上逑方式使用時，當第一輸出側 整流器對來自變壓器之高頻信號進行整流以提供電流至鍍 覆負荷時’第一反應器將提供額外正電流至鍍覆負荷上。 同理，當第二輸出側整流器對來自變壓器之高頻信號進行 整撿K提供負電流至鍍覆負荷時，第二反應器將額外負電 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297么 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · ;線」 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 571499 A7 . B7 五、發明說明（6 ) 流放電至鍍覆負荷。於是供應至鍍覆負荷之正負電流之轉 換可K高速進行，有助於達至均勻鍍覆。 當電流流經負荷時，充電儲存裝置可被充電。可採用 電容器作為充電儲存裝置，或利用與半導體開關裝置相連 接之緩衝電路作為充電儲存裝置。當第一及第二半導體開 關裝置其中一個圼傳導性而另一涸呈非傳導性時，放電裝 置將致使充電儲存裝置放電Μ供應與流入鍍覆負荷之相同 極性之電流。該放電裝置可包括諸如連接充電儲存装置與 鍍覆負荷之間之開醒。 在此設計下，當鍍覆負荷中之電流極性相反時，於電 流供應至鍍覆負荷時在充電儲存装置中所儲存之電流將被 放出。當極性逆轉之後將放電。於是供應至鍍覆負荷之電 流可從正極性轉變為負極性或從負極性轉變為正極性，使 鍍覆層之厚度均勻化。 DC-高頻轉換器可包括一轉換半導體開關裝置，及用 K控制該轉換半導體開關裝置之開關之控制裝置。該控制 ’裝置提供控制信號K進行轉換半導體開關装置之開關，使 流經鍍覆負荷之正電流與正電流預設參考值之差異成為零 ，而流經鍍覆負荷之負電流與負電流預設參考值之差異亦 成為零。設有採樣及支持裝置，當負電流經過鍍覆負荷時 可對轉換半導體開園裝置控制器所提供之控制信號進行採 樣及支持作用，並在流經鍍覆負荷之電流從正電流轉變為 負電流時將採樣及支持信號供應至轉換半導體開關装置。 使用採樣及支持裝置之原因如下：D C -高頻轉換器係 -9- 本紙張尺度適闬中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 571499 A7 ____ B7 五、發明說明（*7 ) 控制回饋。然而當供應至鍍覆負荷之電流從諸如正極性轉 變為負極性時，由於正電流參考值與負電流參考值互異， 因此該負電流供法在極性轉變之同時改變成相對於負電流 參考值之值。為遴免上逑問題，可採樣及支持當供應負電 流時所產生之控制信號，並在電流轉變為負極性時將採樣 及支持信號供應至DC-高頻轉換器之轉換半導體開關裝置 ，使負電流可立即變為，相對於負電流參考值者。此舉可產 生均勻厚度之鍍覆層。 用Μ偵測鍍覆負荷何時開啟之偵測装置可與第一及第 二反應器一起使用。當偵測裝置偵測到負荷之電路切斷時 ，在進行偵测前有電流經過之其中一個第一及第二反應器 將被一短路半導體開關裝置予Μ短路。 因任何原因而使負荷發生斷路將造成流向第一或第二 反應器之電流變成零，於是在電流呈零之第一或第二反應 器上產生很局電壓。該高電壓施加於第一或第二半導體開 關裝置將對該半導體開關裝置產生破壞。為免此事發生， ’當負荷發生斷路時，電流流經之反應器將短路以防止其中 所產生之高電壓施加於第一或第二半導體開關裝置上，於 是可保護半導體開關裝置。 DC-高頻轉換器可由二個串接於輸入側整流器之輸出 端子Z間之反相器所構成◦當商用^電源供應“電壓至輸 入側整流器Μ _出各個反相器可承受電壓之二倍之輸出電 壓時，可採用該二個反相器。 在此設計下，可承受比商用Ac_入電壓所產生之D「電 -10- 本紙張適用i國國Ϊ:標準（CNS)A4尾格（210 X 297公 ---— I 1 1 — I ! 1 li ! - — — III!— »111 — — III (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 571499 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（8) 壓更低之電壓者之半導體装置將可被用作反相器之半導體 開關裝置。換言之，可使用價廉之半導體装置，於是電源 裝置之成本可獲減低。 第3圖顯示本發明一實施例之電鍍用電源裝置。該電 鍍用電源裝置包括有諸如端子3i3a，30b及30c之輸入端子 ，可用K連接諸如三相商用AC電源之商用AC'電源。該商用 A C電源提供介於1 8 0 V至2 4 G V範圍之” 2 0 0 V型”電壓，或 介於3 8 0 V至4 6 0 V範圍之” 4 0 Q V型”電壓。 輸入端子30 a-3Qc係連接於一輸入側整流器32，該整 流器32係包括有整流二極體32a，32 b, 32c, 32d，32 e及 32 f之全波型整流器。輸入側整流器32之輸出將連接經過 一矽控整流器34a及電阻器34b之並聯組合而抵至二平滑 電容器36a及36b之串聯組合。 由反相器3 8 a及3 8 b分別構成之D C _高頻轉換器係分 別與平滑電容器36a及36b並聯連接。該反相器38a及38b 係半電橋型反相器。反相器38a係由諸如MOSFETs 4Qa及 ’ 4Qb之半導體開關裝置及電容器44a及46a所構成，而反 相器38b係由諸如MOSFETs 40b及42b及電容器44b及46b 所構成。除了半橋型反相器之外，全橋型反相器亦可被採 甩0 各個MOSFETs 4 0a, 40b，42a及42b係對應於由反梠 器控制部48輸出至閘電極之反相器控制信號而以高頻開關 ，其中經過各個平滑電容器36a及36 b之DC電壓將被轉換 為高頻電壓，如2QKHz至IGOKHz者。繼流二極體49a, 49 b - 1 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---ΙΙ — iJlil — - I 1 I--1 1 ^ « — III----Aw (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 571499 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（9 ) ，4 9 c及4 9 d係分別以反並聯方式連接Μ 0 S F E T s 4 G a，4 2 a， 4 0 b及4 2 b之漏源傳導路徑。 來自反相器3 8 a及3 8 b之高頻電壓係分別通過變壓器 48a及48b之初级繞組48a-P及48b-p，該變壓器之次鈒繞 組4 8a-s及48b-s係並聯連接者。該次级繞組48a-s及48 b-s分別具有連接在一起之中間接頭48a-T及48b-T。 ^ 通過次级繞組48a-,s及48b-s之並聯組合所產生之經 過變壓之高頻電壓將在具有二極體50a，50b, 5(]c及50d 之輸出側螯流器5 0中進行整流。該次级繞組4 8 a - s及4 8 b - s 之上惻端子係連接至二極體5 Q a之陽極及二極體5 G c之陰 極之交會處，而其下側端子係連接至二極體50b之陽極及 二極體5 Q d之陰極之交會處。
輸出側整流器50之輸出將連接至半導體裝置之串聯組 合之對端，例如分別通過平滑反應器52a及52b至IGBT 5 4 a及5 4 b。 反應器5 2 a及5 2 b包括捲繞在栢同堆芯上但 相反方向之繞組。因此當電流通過反應器5 2 a至I G B T 5 4 a 停止時，電流將會通過平滑反應器5 2 b间二極體5 G c及5 0 d 。另一方面，當電流通過反應器5 2 b向二極體5 0 c及5 0 d 停止時，電流將會通過反應器5 2 a.向I G B T 5 4 a。 IGBT 54a與反應器52a，及IGBT 54b與反應器52b將 構成斷路器。IGBT 5 4a及54b係由斷路控制部56所提供之 斷路控制信號予以開關控制。！ G B T 5 4 a及5 4 b之傳導及 非傳導性周期係通過與斷路控制部5 6連接之計時器5 7予以 測定。I G BT 5 4 a之傳導周期係被設定比I 〇 T 5 4 b之傳導周 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規袼(ΙκΓχ 297公ΐ~) ~ ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -I I I 1 I ^ « — — III — — * - 571499 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（10) 期較長。例如IGBT 5 4 b開始圼傳導性至下次開始圼傳導性 之時間係大約5毫秒至2 ΰ毫秒之範圍。 IGBT 5 4 a及5 4b之交會處係連接至電源裝置之輸出端 子5 8 a。另一輸出端5 8 b係連接於變壓器4 8 a及4 8 b之次 级繞組48a-s及48b-s之相互連接之·中間接頭48a-T及 4 8 b - T上。該輸出端子5 8 a及5 8 b係連接至鍍覆負荷6 0。 當ISBT 54a圼傳導性時，次級繞組48a-s及48b-s之 上側端子比相互連接之中間接頭48a-T及48b-T更呈正極 性，電流將通過二極體5 0 a從上側端子流至鍍覆負荷6 0。 另一方面，如果次级繞組4 8 a - s及4 8 b - s之下側端子比中 間接頭4 8 a - T及4 8 b - T更圼正極性，電流將通過二極體5 0 b 從下側端子流至鍍覆負荷6 0。 當IGBT 54b圼傳導性時，次級繞組48a-s及48b-s之 上側端子比相互連接中間接頭48a-T及48b-T.更圼負極性 ，電流將從中間接頭4 8 a _ T及4 8 b - T流至負荷6 G而通過整 流二極體5 I] c回返上側端子。如果次级繞組4 8 a _ s及4 8 b - s 之下側端子比中間接頭48a-T及48b-T更圼負極性，電流 將從中間接頭48a-T及48b-T流至負荷6Q，通過整流二極 體5 0 d回返至下側端子。 因此，二極體50a及50b —起作為第一輸S側整流器 ，而二極體5 0 c及5 0 d —起作為第二輸出側整流器。 在反應器52a與IGBT 54a之間連接有一正極性電流撿 測器62a，用K檢測經過IGBT 54a之電流（K下將稱為正 電流）值。同理，在反應器5 2 b與I G B T 5 4 b之間連接有 一 13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f
訂----I 571499 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（11 ) 一負極性電流檢測器6 2 b，用Μ撿測經過反應器5 2 b之電 流（K下將稱為負電流）值。與反相器控制部4 8相連之正負 電流檢測器6 2 a及6 2 b將分別產生正負電流值代表信號。 如第4圖所示，反相器控制部4 8包括一誤差放大器6 6 ，用K產生電流檢測器6 2 a及6 2 b之正或負電流值與由參 考信號源6 4所產生之參考信號之差異之誤差信號。利用一 PWM激發器68M提供PWM型反相控制信號至反相器38a及 3 δ bM控制反相器使誤差信號變成零。 來自參考信號源6 4之參考信號係如第5 B圖所示之脈衝 信號，具有底線部B及峰線部P。脈衝信號係藉IGBT 54a 及δ 4 b之開關而與截斷器控制部5 6之信號同步化。更詳细 而言，因I G B T 5 4 a呈傳導性及I G B T 5 4 b圼非傳導性而產 生正電流時，脈衝信號將形成底線部B。當I G B T 5 4 a圼非 傳導性而IGBT 54b呈傳導性時，產生負電流·，使脈衝信 號形成峰線部P。由於脈衝信號係與I G B T 5 4 a及5 4 b之開 關同步，從一峰線部P之上升緣至下一相鄰峰線部p之上 ’升緣之週期，如5毫秒至2(]毫秒之間，係比反相器38a及 3 8 b所產生之高頻信號之週期顯著較長。 本案亦提供有一與誤差放大器6 6相連之取樣及維持電 路7 Q。該取樣及維持電路70係對應來自截斷器控制部56之 信號，當I G B T 5 4 a及5 4 b分別呈傳導性及非傳導性時，即 參考信號出現峰線部P時，對誤差放大器66所產生之誤差 信號進行取樣及維持。當I G B T 5 4 a及5 4 b圼非傳導性及傳 導性時，該取樣及維持電路713將對應於截斷器控制部56之 -14- 本紙張尺度適角中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---I-------- I-------t----------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 571499 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（12 ) 信號而提供所維持之誤差信號至P WM激發器6 8。 如第3圔所示之電路中，提供一緩衝電路7 2並接至 I G B T 5 4 a及5 4 b之接收放射傳導路徑之串聯組合。該緩衝 電路72包括二極體74與諸如電容器76之充電儲存器之串聯 組合，當I G β T 5 4 a或5 4 b圼非傳導性時可吸收反應器5 2 a 或52b所產生之過量電壓。在二極體74與電容器？6及輸出 端子5 8 b之交接處，連接有電胆器7 8，諸如I G B T 3 0之接 收放射傳導性半導體開關装置，及逆電流截斷二極_ 8 2之 串聯組合。從截斷器控制部56輸出”0N”開啟信號至IGBT 80之閛門時，該IGBT 80將變成傳導性，而電容器76之電 流將被放流至輸出端子58 b。 作為半導體開蘭装置之I G B T 8 4 a之接收放射傳導路徑 係連接於正電流檢測器62a與IGBT 5 4 a之接收器及輸出端 子58b之交接處。同理，作為半導體開關裝置之IGBT 84b 之放射器係連接至負電流檢測器62 b與IGBT 5 4b之交接處 ，：[GBT 84b之接收器連接至輸出端子58b◊當IGBT 84a •及84b接收來自截斷器控制部56之”0『開啟信號時，它們 將圼傳導性，並分別將反應器5 2 a及5 2 b連接至輸出端子 5 8 b ΰ語連接輸出姻ί十3 8 a及d 8 b之電壓檢混（器8 6檢測到 輸出端子58a及58b圼零電壓時，截斷器控制部56將產生 ” 0N”開啟信號。 具有上述配置之電鍍用電源装置之操作將參考第5 A及 5 B圖予K說明。如第5 A圖所示，在11時間當商用A C電源接 通電源裝置之輸入端子3 G a _ 3 0 c時，矽控整流器3 4 a將會 -15 — III— I i - 1 I I ! I 1 ! ^ * I-----I 1 « (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員二消費合作社印製 571499 A7 _ B7 五、發明說明（I3 ) 開啟，於是輸入側整沉器3 2之輸出將通過電姐器3 4 b供應 至電容器3 6 a及3 6 b，使電容器3 6 a及3 6 b充電。當充電 完成後，該矽控整流益3 4 a將呈傳導性，然後輸入側整流 器3 2之輸出將經矽控整流器3 4 a供應至平滑電容器3 6 a 及3 6 b，使整流輸出被濾波成D C電壓。 通過平滑電容器3 6 a及3 6 b之D C電壓將被分別供應至 反相器3 8 a及3 8 b ,在碎被轉變為高頻電壓後被供應至變 壓器48a及48b之初级繞組48a-p及48b-p。經過變壓之 高頻電壓係在次級繞組4 8 a - s及4 8 b - s中予K誘發。 在此狀態下，如果與反相器控制部48所提供之參考信 號同步化之截斷器控制部5 6使I G B T 5 4 a及5 4 b分別圼傳導 性及非傳導性，在次级繞組4 8 a - s及4 8 b - s中所誘發之高 頻電壓值將較小，因在此狀態下係產生參考信號之底線部 B (如第5 B圔所示）。 在此狀態下，如果在次级繞緝48a-s及48b-s之上側 端子所誘發之電壓比中間端子4 8 a - T及4 8 b - T之電壓高， 如第5 A圖所示之較小之正電流將通過二極體g q a，反應器5 2 a ，正電流撿測器6 2 a，I G B T 5 4 a，輸出端子5 8 a，鍍覆負荷6 Ο 及輸出端子58b而抵至中間端子48a-T·及48b-T。 如果在次级繞組48a-s及48b-s之下側端子所誘發之 電壓tb中間端子4 8 a - T及4 8 b - T之電壓高，如第5 A _所示 之較小之正電流將通過二極體5 Q b ,反應器5 2 a，正電流檢 iiH62a，iGBT 54a，輸&端子58a，鍍覆負荷60及輸出端子 3 8 b _抵至中間端子4 8 a - T及4 8 b - T。 一 16- 界紙feK度適用甲國國家標攀（CNS)A4規格（21Q Χ 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨訂---------線-φ- 571499 A7 B7 經濟部智慧財產局員二消費合作社印製 五、發明說明（l·4 ) 正電流係由正電流檢測器6 2 a進行撿測後產生正電流 值代表信號至反栢器控制部4 8。反相器控制部4 8將控制 Μ 〇 S F E T 4 0 a，4 (3 b，4 2 a及4 2 b之傳導性周期使正電流具 有對應於參考信號之底線部B (如第5 B圖）所示之值。 在正電流通過下，緩衝電路7 2之電容器7 6亦被充電。 如第5A圖所示之t2時間，截斷器控制部56將使IGBT 54a呈非傳導性及IGBT 54b呈傳導性。反相器控制部48之 參考信號將變成如第5B圖所示之峰線部P，在次级繞組48 a-s 及4 8b~s中所誘發之高頻電壓將具有較大值。 在此狀態下，如果在次級繞組4 8 a - s及4 8 b - s之中間 接頭48a-T及48b-T之電壓比次级繞組之上側端子之電壓 高，從相互連接之中間端子48a-T及48b-T之負電流將通 過輸出端子58b，鍍覆負荷60，輸出端子58 a, IGBT 54b， 負電流檢測器62b，平滑電容52b，及二極體，5.Qc而抵至次 级繞組48a-s及48b-s之相互連接上側端子。 如果在相互連接之中間接頭4 8 a - T及4 8 b _ T之電壓比 •次级繞組4 8 a - s及4 8 b - s之相互連接之下側端子之電壓高 ，從相互連接之中間端子48a-T及48b-T之負電流將通過 輸岀端子58b，鍍覆負荷60，輸出端子58a，IGBT 54b，負 電流撿測器6 2 b ,平滑電容5 2 b ,及二極體5 Q c而柢至次级 繞組4 8 a - s及4 8 b - s之相互連接下側端子。負電流將受負 電流檢測器6 2 b之檢測，所產生之負電滾值代表信號將從 檢薇器6 2 b供應至反相器控制部4 8。繼之，反相器控制部 4 8將控制反相器3 8 a及3 8 b之μ 0 S F E T 4 Q a，4 2 a，4 0 b及 一 17 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -— 訂---------線* 本紙張尺度適角中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 571499 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（15 ) 4 2 b之傳導性周期使所檢測之負電流預設對應於參考信_ 之峰線部P之值。 由於從正電流轉換為負電流，如第5 A圖所示通過鍍_ 負荷6 Q之電流將從較小之正電流變為較大之負電流。正鬣 流通過之平滑反應器5 2 a將沒有電流.通過，使在平滑反靡 器52b誘發電流通過二極體50c及50d而加入負電流中° 此擧將加速正電流變為負電流。 在時間t 2時，截斷器控制部5 6使I Ο T 8 0呈傳導性， 其中在電容器76之正電流將通過輸出端子58b,鍍覆負荷 6 0 ,輸出端子5 8 a，I G B T 5 4 b，負電流檢測器6 2 b，平滑反 應器5 2 b，及二極體5 〇 c或5 0 d。於是負電流將增加。此舉 將進一步加逮正電流變成負電流。負電流將使通孔及輔肋 孔之邊緣之鍍覆層鎔化以達至均勻之電鍍效果。 在第5A圖之時間t3，IGBT 54a及54 b將再度分別呈 傳導性及非傳導性使正電流如前所述流通，而負電流至正 電流之逆變將發生。負電流流通之時間比正電流流通之時 ‘間短，而負電流比正電流大。由於正電流開始流通，經過 反應器5 2 b之負電流將中斷，同時正電流開始通過反應器 5 2 a至I G B T 5 4 a。此項負電流變成正電流之變化迅速發生 。同一時間，電容器76將被充電。 正負電流係Μ類似方式交替供應至鍍覆負荷6 0。由於 重覆供應鍍覆負荷6 (3之負電流且有較大值而供應時間比正 電流者短，鍍覆負荷6Q之鍍覆物可達至均勻厚度°當正電 流轉變為負電流及負電流轉變為正電流時，在平滑反應器 -18 — 本紙張尺度適甩中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事頊再填寫本頁) ίί---- 571499 A7 ______ B7 五、發明說明（l6 ) 52b及52a中分別誘發之負電流及正電流將重疊而加速電 流之逆變。此外，當正電流轉變為負電流時，在電容器？ 6 充境之電流將加在負電流上以増加該負電流。於是從正電 流轉換為負電流之逆變將進一步加速。 在上逑設計中，正負電流之差異值很大。因此除非反 相器3 8 a及3 8 b之反應快速，否則電流欲達至預期之負電 流值將相當耗時，使物件上之鍍覆層未充份鎔化。因此該 反相器38a及38b必須具備快速反應之功能。為此，如第 4圖所示之反相器控制部48之取樣及維持電路7()將對供應 負電流時所產生之誤差信號進行取樣及維持，並在正電流 轉換為負電流之逆變指令產生時將所維持之誤差信號供應 至PWM激發器68。在此設計下，反栢器38a及38b之反應 將加速而使反相器38a及38b所產生之高頻電壓可被轉變 為咼電壓K無延時供應負電流。 除了鍍覆物之外，該鍍覆負荷6Q亦包括一用以操持鍍 覆物之吊架及其他東西。有時該吊架與鍍覆物之接觸會損 ’壞，使鍍覆負荷6 Q中產生電路切斷。此時通過正電流檢測 器62a及負電流檢測器62b之電流呈零，導致在輸出端子 58a及58b之間可產生最高電壓之方式控制反相器38a及 3 8 b。同一時間，由於通過反應器之電流已經中斷，在反 應器52a及52b中將誘發較大電壓。此擧將產生過量之電 壓至IGBT 54a及54b,可能破壞ΐοτ . 54a及54b。能外， 在此狀況下如果鍍覆負荷6 0之電路切鐶現象消失，過量之 電流將通過鍍覆負荷60。 —19 ~ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS0A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---- 訂---------線♦ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 571499 Α7 Β7 五、發明說明（17 ) 為了避免上述現象發生，設置電壓撿測器8 6M檢測由 鍍覆負荷6 Q之電路切斷所導致之過量電壓。當電壓撿測器 8 6檢測有該過量電壓時，將會產生代表該過量電壓發展之 信號至截斷器控制部56。該截斷器控制部56相應使連接至 反應器52a或52b而電流流通之IGBT 84 a及84b圼傳導性 藉Μ使該反應器產生電流短路。此擧可避兔過量電饜靡加 於IGBT 5 4a及5 4b,同,時避免電路切斷琨象消失時過量電 流旛加於鍍覆負荷6 Q。 由於反相器38a及38b係串聯相接，不需使用可承受 對4DQV型商用AC電壓進行整流後所產生之電壓之MOSFET 4 0 a，4 0 b，4 2 a及4 2 b，雖然電源裝置係準備用於4 Ο Ο V型 之商用AC電源，但它僅需承受對2QI3V型AC電壓進行蝥流 後所產生之電壓。當然該電源裝置亦可用於200 V型商用AC 電源。 上逑電源裝置具有二個反相器，即38a及38b，故不 僅可用於供應2 Q G V .型AC電壓之，電源，亦可用於供應4 0 0 V •型A C電壓之電源。然而應用於2 0 0 V型商用A C電源之電源 裝置僅需一反相器。於此場合，變壓器之數目可減為一個 ，僅使用兩個輸出側整流器所用之二極體，即如第3圖所 示電路中之二極體5 0 a及5 G b。 在上逑實施例中，電流撿測器6 2 a及6 2 b係分別與反 應器5 2 a及5 2 b串聯相接，但可分別連接於中間接頭4 8 a - T 與4 8 b - T及輸出端子5 8 b之間。 上述實施例中，電容器7 6係用Μ在正電流轉變為負電 -2 0- 本紙張瓦度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公:t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - !訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7
五、發明說明（18 ) 571499 流時進行放電。然而亦可使用與二極體7 4相等之另一二極 體，其陰極係連接至電容器76與二極體74之交接處，而陽 極係'連接至輸出端子5 8 b，於是在供應負電流時該電容器 76可充電。於此場合，相等於電容器78，1(3^8!)及逆電 '流截斷二搔體8 2之串聯組合之電阻器.，I G B T及逆電流截斷 二極體之串聯組合將被附設連接於電容器76及二極體74與 輸出端子58a之交接處。當IGBT 80圼傳導性時，相等串 聯組合中之I G B T將圼傳導性使電容器7 6之電流在負電流轉 ®為正電流時亦可供應，同時加速負電流轉變為正電之速 度。須知該二涸電流轉變加速配儀不需同時使用，僅需使 用其中一 g，如第3圖所示配備中，當正電流變為負電流 時促使電容器7 6放電，或當負電流變為正電流時使電容器 7 δ放電之上逑附加配備。 除了電壓檢測器8 6之外，亦可使用電流撿測器以檢測 鍵覆負荷60之電路切斷。. 可使用截斷器代替反相器作為DC-高頻轉換器。 此外，亦可使用M0SFET或二極電晶體权替代iGBT 54a 及5 4 b。而i Q B T或二極電晶體亦可替代Μ 0 S F E T彩成反相器 38a 及 38b。 圖式之簡單說明 第1.圖係一多層印刷電路板之斷面圖； 第2圖係傳統電鍍用電源裝置之瑰狀電路圖； 第3圖係根據本發明實施例之電鍍甩電源装置之塊狀 -21- 尽紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
» n i n I n n n 一aiT · β.·· η*·· I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 571499 A7 _B7__ 五、發明說明（I9 ) 電路圖； 第4圖係第3圖所示電鍍用電源裝置之反栢器控制單 元之塊狀電路圖；及 第5 A圖及第5 B圖分別顯示第3圔所示之電鍍用電源裝 置之負荷電流如何改變及第4圖所示·之反相控制單元之參 考信號如何改變。 符號說明 ， 2 -多層 印刷電 路板 2a，2b -基 板 4 -通孔 4E - 邊緣 4 IN -内壁 6 - 輔助 孔 6E -邊緣 6 IN - 內壁 10a， 10b 一 D C電供器 12a， 12b - 反 應器 14a , 14b - I GBT 1 6 a , 16b 一 增 壓轉換器 18a , 18b — 逆向電流截斷二極體 20a, 20b - I GBT 2 2 a，2 2 b - 蘄路器 24 -電鍍 負荷 26 - 控制 器 30a， 30b， 30c - 輸入 端子 32 -整流 器 3 2 a〜 32f - 流二 二 « S體 3 4a -矽控 整流器 34b - 電阻 器 3 6a， 36b -平滑 電容 器 38a， 38b - 反 相器 40a， 40b , 4 2 a , 4 2 b - Μ 0 S F E T 4 4a， 44b - 電容器 48 - 反相 器控制 部 48a， 48b - 變壓器 4 8 a - p ,48b- p - 初 級 繞組 48a- s , 4 8b- s -次 级繞 組 48a-T ,48b- T - 中 間 接頭 一22 — 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 太紙張尺度適闱中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 571499 A7 B7 五、發明說明（2〇 ) 49a〜49d -繼流二極 50 -輸出側整流器 5 4 a，5 4 b -反應器 5 7 -計時器 60 -鍍覆負荷 64 -參考信號源 68 - PWM激發器 72 -緩衝電路 7 6 -電容器·
80 - I GBT
84a , 8 4b - I GBT 體 5Ga〜50d -二極體 5 2 a，5 2 b -平滑反應器 56 -斷路控制部 5 8 a，5 8 b -輸出端子 6 2 a，6 2 b -電流檢測器 66 -誤差放大器 70 -取樣及維持電路 7 4 -二極體 78 -電阻器 82 -逆電流截斷二極體 86 -電壓檢測器 I-------—.. —------.—-----I 訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 23- 本紙張尺度適芾中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）