特開 2022-110508 整流器およびレーザ用電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022110508

(43)【公開日】2022-07-29

(54)【発明の名称】整流器およびレーザ用電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/06 20060101AFI20220722BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20220722BHJP

【ＦＩ】

H02M7/06 H

H02M7/48 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021005969

(22)【出願日】2021-01-18

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(72)【発明者】

【氏名】木内 康太

【テーマコード（参考）】

5H006

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H006AA05

5H006CA07

5H006CB01

5H006CC08

5H006DC05

5H006FA04

5H006HA02

5H770CA01

5H770CA02

5H770DA01

5H770DA11

5H770DA41

5H770HA03W

5H770LA07W

5H770LB07

5H770LB09

(57)【要約】

【課題】従来と異なる方式で欠相検出が可能な整流器を提供する。
【解決手段】整流器１００は、多相交流電圧を直流電圧に変換する。複数の交流入力端子には、多相交流電圧が供給される。ブリッジ回路１１０は、多相交流電圧を整流する。整流器１００は、複数の単相入力デバイス１２０＿１，１２０＿２を備える。各単相入力デバイス１２０は、第１入力端子ＩＮ１と第２入力端子ＩＮ２間に入力される単相交流電圧Ｖａｃを電源として動作可能であり、単相交流電圧Ｖａｃの遮断に応答して、エラー出力が可能である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多相交流電圧を直流電圧に変換する整流器であって、
前記多相交流電圧を受ける複数の交流入力端子と、
前記多相交流電圧を整流するブリッジ回路と、
複数の単相入力デバイスであって、各単相入力デバイスは、第１入力端子と第２入力端子間に入力される単相交流電圧を電源として動作可能であり、前記単相交流電圧の遮断に応答して、エラー検出が可能である、複数の単相入力デバイスと、
を備え、
前記複数の単相入力デバイスそれぞれの第１入力端子および第２入力端子は、前記複数の交流入力端子のうちの異なる２個のペアに接続されることを特徴とする整流器。

【請求項2】

前記複数の単相入力デバイスはそれぞれ、それ自体の機能を奏しなくなったときに、エラー状態を示す信号を出力可能であることを特徴とする請求項１に記載の整流器。

【請求項3】

前記複数の単相入力デバイスにおけるエラー検出の結果を処理するコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の整流器。

【請求項4】

前記コントローラは、前記複数の単相入力デバイスの少なくともひとつにおいてエラー状態が検出されると、前記整流器の下流のブロックを停止することを特徴とする請求項３に記載の整流器。

【請求項5】

前記単相入力デバイスは、ＡＣファンであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の整流器。

【請求項6】

前記単相入力デバイスは、
第１エラー検出端子と、
第２エラー検出端子と、
前記第１エラー検出端子と前記第２エラー検出端子の間に設けられ、前記単相交流電圧が入力される間、オンとなるスイッチと、
を含み、
前記複数の単相入力デバイスは、前記スイッチ同士が互いに直列となる態様で接続されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の整流器。

【請求項7】

前記多相交流電圧はＲ相、Ｓ相、Ｔ相を含む３相であり、
前記複数の単相入力デバイスは、
その単相入力に、前記Ｒ相と前記Ｓ相の間の電圧が印加される第１単相入力デバイスと、
その単相入力に、前記Ｓ相と前記Ｔ相の間の電圧が印加される第２単相入力デバイスと、
を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の整流器。

【請求項8】

前記第１単相入力デバイスは吸気用のＡＣファンであり、
前記第２単相入力デバイスは排気用のＡＣファンであることを特徴とする請求項７に記載の整流器。

【請求項9】

前記複数の単相入力デバイスは、
その単相入力に、前記Ｔ相と前記Ｒ相の間の電圧が印加される第３単相入力デバイスをさらに含むことを特徴とする請求項７または８に記載の整流器。

【請求項10】

請求項１から９のいずれかに記載の整流器と、
前記整流器の直流出力電圧を昇圧するコンバータと、
前記コンバータの出力電圧を交流高電圧に変換する高周波電源と、
を備えることを特徴とするレーザ用電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、整流器に関する。

【背景技術】

【0002】

産業機器、産業機械、エアコンや冷蔵庫など（以下、単に機器という）は、交流電圧を電源入力として動作する。したがって産業機器の電源装置は、交流電圧を整流する整流器と、整流後の電圧を平滑化するコンデンサと、コンデンサに発生する直流電圧を、適切な電源信号や駆動信号に変換するコンバータやインバータと、を含む。

【0003】

交流電圧の異常として、欠相が知られている。欠相時には、主回路が単相動作となり、１相当たりの電流の増加、リップルの増加が発生し、発熱の原因となる。そこで電源装置には、欠相検知の機能が求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６－３３３１８６号公報

【特許文献2】特開２０１５－３２７４６号公報

【特許文献3】特開２００６－２０３９５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の欠相検知回路は、複数のフォトカプラ、抵抗、複数のダイオードの組み合わせで構成されており、部品点数が多かった。

【0006】

本開示は係る状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、従来と異なる方式で欠相検出が可能な整流器の提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示のある態様は、多相交流電圧を整流する整流器に関する。整流器は、多相交流電圧を受ける複数の交流入力端子と、多相交流電圧を整流するブリッジ回路と、複数の単相入力デバイスであって、各単相入力デバイスは、第１入力端子と第２入力端子間に入力される単相交流電圧を電源として動作可能であり、単相交流電圧の遮断に応答して、エラー検出が可能である、複数の単相入力デバイスと、を備える。複数の単相入力デバイスそれぞれの第１入力端子および第２入力端子は、複数の交流入力端子のうちの異なる２個のペアに接続される。

【0008】

なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0009】

本開示のある態様によれば、欠相検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る整流器のブロック図である。

【図2】図１の整流器による欠相検出を説明する図である。

【図3】実施例１に係る整流器を示す図である。

【図4】図３の整流器の動作を説明する図である。

【図5】ＡＣファンの構成と、その接続形態を説明する図である。

【図6】実施例２に係る整流器のブロック図である。

【図7】図６の整流器の欠相検出を説明する図である。

【図8】レーザ加工装置を示す図ある。

【図9】図８のレーザ装置のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（実施形態の概要）
本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。またこの概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、実施形態の欠くべからざる構成要素を限定するものではない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。

【0012】

一実施形態に係る整流器は、多相交流電圧を整流する。整流器は、多相交流電圧を受ける複数の交流入力端子と、多相交流電圧を整流するブリッジ回路と、複数の単相入力デバイスであって、各単相入力デバイスは、第１入力端子と第２入力端子間に入力される単相交流電圧を電源として動作可能であり、単相交流電圧の遮断に応答して、エラー検出が可能である、複数の単相入力デバイスと、を備える。複数の単相入力デバイスそれぞれの第１入力端子および第２入力端子は、複数の交流入力端子のうちの異なる２個のペアに接続される。

【0013】

この構成によると、欠相が発生すると、複数の単相入力デバイスの少なくともひとつにおいて、その単相交流電圧が遮断されることとなるため、異常が検出される。したがって、複数の単相入力デバイスにおけるエラー検出の結果を監視することで、欠相異常を検出できる。

【0014】

一実施形態において、複数の単相入力デバイスはそれぞれ、それ自体の機能を奏しなくなったときに、つまり機能不全に陥ったときに、エラー状態を示す信号を出力可能であってもよい。この場合、単相交流電圧が遮断されると、機能不全に陥るから、エラー状態を示す信号が出力される。複数の単相入力デバイスにおけるエラー検出の結果を監視することで、欠相異常と、機能不全を検出できる。

【0015】

一実施形態において、整流器は、複数の単相入力デバイスにおけるエラー検出の結果を処理するコントローラをさらに備えてもよい。

【0016】

一実施形態において、コントローラは、複数の単相入力デバイスの少なくともひとつにおいてエラー状態が検出されると、整流器の下流のブロックを停止してもよい。これによりインターロック機能が実現できる。

【0017】

一実施形態において、単相入力デバイスはＡＣファンであってもよい。ＡＣファンは、モータがロックしたときに、エラーを出力する。単相交流電圧が遮断すると、モータが停止し（これは機能不全状態である）、モータのロックとして検出される。つまり、単相交流電圧の遮断を、それに起因したモータのロックとして間接的に検出することができる。多くの機器において、電源回路を冷却するためにＡＣファンが設けられる。このＡＣファンを、欠相検出に流用することで、コストの増加を抑制できる。

【0018】

一実施形態において、単相入力デバイスは、第１エラー検出端子と、第２エラー検出端子と、第１エラー検出端子と第２エラー検出端子の間に設けられ、単相交流電圧が入力される間、オンとなるスイッチと、を含んでもよい。複数の単相入力デバイスは、スイッチ同士が互いに直列となる態様で接続されてもよい。正常な状態では、複数のスイッチがすべてオンであり、直列接続が導通状態となる一方、欠相が生ずると、複数の単相入力デバイスの少なくともひとつにおいて、スイッチがオフとなるため、直列接続が断線状態となる。したがって、複数のスイッチの直列接続の電気的状態にもとづいて、欠相を検出できる。

【0019】

一実施形態において、多相交流電圧はＲ相、Ｓ相、Ｔ相を含む３相であり、複数の単相入力デバイスは、その単相入力に、Ｒ相とＳ相の間の電圧が印加される第１単相入力デバイスと、その単相入力に、Ｓ相とＴ相の間の電圧が印加される第２単相入力デバイスと、を含んでもよい。なお、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の区別は便宜的なものに過ぎない。

【0020】

一実施形態において、第１単相入力デバイスは吸気用のＡＣファンであり、第２単相入力デバイスは排気用のＡＣファンであってもよい。

【0021】

一実施形態において、複数の単相入力デバイスは、その単相入力に、Ｔ相とＲ相の間の電圧が印加される第３単相入力デバイスをさらに含んでもよい。３個の単相入力デバイスを用いることで、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相のいずれに異常が生じているかを判定することが可能となる。

【0022】

（実施形態）
以下、好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

【0023】

図１は、実施形態に係る整流器１００のブロック図である。整流器１００は、多相交流電圧（本実施形態では三相）を整流する。

【0024】

整流器１００は、交流入力端子Ｒ，Ｓ，Ｔ、ブリッジ回路１１０、平滑コンデンサ１１２、複数の単相入力デバイス１２０＿１，１２０＿２、コントローラ１３０を備える。

【0025】

交流入力端子Ｒ，Ｓ，Ｔには、三相交流電圧が入力される。ブリッジ回路１１０および平滑コンデンサ１１２は、整流器１００の主回路１０１を構成している。ブリッジ回路１１０は、三相交流電圧を整流する。ブリッジ回路１１０の出力には平滑コンデンサ１１２が接続されており、平滑コンデンサ１１２によって、ブリッジ回路１１０が整流した電圧が平滑化されて、直流電圧Ｖｄｃが生成される。

【0026】

各単相入力デバイス１２０＿ｉ（ｉ＝１，２）は、第１入力端子ＩＮ１および第２入力端子ＩＮ２を有し、第１入力端子ＩＮ１と第２入力端子ＩＮ２の間に入力される単相交流電圧Ｖａｃｉを電源として動作可能であり、単相交流電圧Ｖａｃｉの遮断に応答して、エラーＥＲＲｉを出力可能である。エラーＥＲＲｉは、単相入力デバイス１２０＿ｉが正常であるときにネゲート（たとえばローＬ）、単相入力デバイス１２０＿ｉの単相交流電圧Ｖａｃｉが遮断しているときに、アサート（たとえばハイＨ）されるものとする。

【0027】

複数の単相入力デバイス１２０それぞれの第１入力端子ＩＮ１および第２入力端子ＩＮ２は、複数の交流入力端子Ｒ，Ｓ，Ｔのうちの異なる２個のペアに接続される。本実施形態では、２個の単相入力デバイス１２０＿１，１２０＿２が設けられており、単相入力デバイス１２０＿１の第１入力端子ＩＮ１と第２入力端子ＩＮ２は、Ｒ相入力、Ｓ相入力と接続され、単相入力デバイス１２０＿１の第１入力端子ＩＮ１と第２入力端子ＩＮ２は、Ｓ相入力、Ｔ相入力と接続される。なお、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の区別は便宜的なものに過ぎず、読み替えてもよい。

【0028】

その限りでないが、単相入力デバイス１２０は、整流器１００に標準的に設けられるデバイスであることが望ましい。この点については後述する。

【0029】

複数の単相入力デバイス１２０＿１，１２０＿２のエラー検出の結果（エラー情報ともいう）ＥＲＲ１，ＥＲＲ２は、コントローラ１３０に供給される。コントローラ１３０は、複数の単相入力デバイス１２０それぞれのエラー情報ＥＲＲ１，ＥＲＲ２にもとづいて、欠相を検出する。なお、コントローラ１３０は、整流器１００の外部に設けられてもよい。

【0030】

以上が整流器１００の構成である。続いてその動作を説明する。図２は、図１の整流器１００による欠相検出を説明する図である。欠相がない正常状態では、２つのエラー情報ＥＲＲ１，ＥＲＲ２は両方ネゲート（Ｌ）である。

【0031】

Ｒ相で欠相が生じている場合、単相入力デバイス１２０＿１に入力される単相交流電圧Ｖａｃ１は遮断されるが、単相入力デバイス１２０＿２に入力される単相交流電圧Ｖａｃ２は正常である。したがって、エラー情報ＥＲＲ１のみがアサートされる。

【0032】

Ｓ相で欠相が生じている場合、単相入力デバイス１２０＿１に入力される単相交流電圧Ｖａｃ１、単相入力デバイス１２０＿２に入力される単相交流電圧Ｖａｃ２の両方が遮断される。したがって、エラー情報ＥＲＲ１，ＥＲＲ２は、両方アサートされる。

【0033】

Ｔ相で欠相が生じている場合、単相入力デバイス１２０＿１に入力される単相交流電圧Ｖａｃ１は正常であるが、単相入力デバイス１２０＿２に入力される単相交流電圧Ｖａｃ２が遮断される。したがって、エラー情報ＥＲＲ２がアサートされる。

【0034】

つまり、整流器１００によれば、複数のエラー情報ＥＲＲ１～ＥＲＲ２を監視し、それらのうちの少なくともにとつがアサートされているときに、欠相と判定することができる。

【0035】

本発明は、図１のブロック図や回路図として把握され、あるいは上述の説明から導かれるさまざまな装置、方法に及ぶものであり、特定の構成に限定されるものではない。以下、本発明の範囲を狭めるためではなく、発明の本質や動作の理解を助け、またそれらを明確化するために、より具体的な構成例や実施例を説明する。

【0036】

図３は、実施例１に係る整流器１００Ａを示す図である。上述のように、単相入力デバイス１２０は、整流器１００に元々備わっているデバイスであることが好ましい。整流器１００を含む電源装置には、冷却用のファンが設けられる場合が多く、ＡＣ入力のファン（ＡＣファンという）は容易に入手可能である。したがって、整流器１００Ａは、単相入力デバイス１２０として、ＡＣファン１２０Ａが用いられ、これにより、欠相検出のために、特別なハードウェアを追加する必要がないという利点がある。

【0037】

さらにＡＣファン１２０Ａには、ロック検出機能が設けられており、異物が挟まるなどしてファンの回転が停止すると、エラー出力（ロック信号ＬＯＣＫ）を生成可能なものがある。この場合において、単相入力デバイス１２０は、それ自体の機能を奏しなくなったときに、エラー出力を行っていると把握できる。異物を原因とする場合のほかに、ＡＣファン１２０Ａの交流入力電圧が遮断された場合にも、ファンの回転が停止するから、ロック信号ＬＯＣＫがアサートされる。つまり、ロック信号ＬＯＣＫは、交流入力電圧の遮断を示すエラー情報ＥＲＲを兼ねている。

【0038】

本実施例において、整流器１００の構成部品は、筐体１０２に収容される。筐体１０２には、暖まった空気を排気するための開口（排気口）１０４＿１と、外部から冷たい空気を取り込むための開口（吸気口）１０４＿２とが設けられる。

【0039】

ＡＣファン１２０Ａ＿１は、排気のために設けられ、開口１０４＿１の近傍に配置される。またＡＣファン１２０Ａ＿２は、吸気のために設けられ、開口１０４＿２の近傍に配置される。コントローラ１３０には、ＡＣファン１２０Ａ＿１，１２０Ａ＿２により生成されるロック信号ＬＯＣＫ１，ＬＯＣＫ２が入力される。

【0040】

主回路１０１は、ブリッジ回路１１０、平滑コンデンサ１１２に加えて、リアクトル１１４を含んでもよい。また主回路１０１は、ブリッジ回路１１０の上流側に、ヒューズや、遮断器（ブレーカ）を備えてもよい。

【0041】

コントローラ１３０は、複数のＡＣファン１２０Ａの少なくともひとつにおいて単相交流電圧の遮断が検出されると、つまりロック信号ＬＯＣＫがアサートされると、整流器１００の下流のブロックを停止する（インターロック）。下流のブロックは、特に限定されないが、インバータやコンバータなどが例示される。これにより、欠相状態のまま、整流器１００Ａが動作し続けるのを防止できる。

【0042】

図４は、図３の整流器１００の動作を説明する図である。欠相がない正常状態では、２つのロック信号ＬＯＣＫ１，ＬＯＣＫ２は両方ネゲート（Ｌ）である。

【0043】

Ｒ相で欠相が生じている場合、ロック信号ＬＯＣＫ１のみがアサートされる。Ｓ相で欠相が生じている場合、ロック信号ＬＯＣＫ１とＬＯＣＫ２は、両方アサートされる。

【0044】

Ｔ相で欠相が生じている場合、ロック信号ＬＯＣＫ２がアサートされる。

【0045】

またＡＣファン１２０Ａ＿１において異物が挟まるなどして回転が停止した場合、ロック信号ＬＯＣＫ１がアサートされ、ＡＣファン１２０Ａ＿２において異物が挟まるなどして回転が停止した場合、ロック信号ＬＯＣＫ２がアサートされる。

【0046】

コントローラ１３０Ａは、２つのロック信号ＬＯＣＫ１，ＬＯＣＫ２を監視し、少なくとも一方がアサートされた場合に、下流のブロックを停止する。

【0047】

この実施例によれば、ファンモータの回転が停止した場合のみでなく、欠相が生じた場合に、インターロックにより整流器１００Ａを保護することができる。

【0048】

図５は、ＡＣファン１２０Ａの構成と、その接続形態を説明する図である。ＡＣファン１２０Ａは、ファンモータ１２２、駆動回路１２４、スイッチ１２６、ロック検出回路１２８を備える。

【0049】

駆動回路１２４は、第１入力端子ＩＮ１および第２入力端子ＩＮ２の間に供給される単相交流電圧Ｖａｃにもとづいて、ファンモータ１２２を駆動する。スイッチ１２６は、第１エラー検出端子Ｅ１と第２エラー検出端子Ｅ２の間に設けられる。

【0050】

ロック検出回路１２８は、ファンモータ１２２が回転している間、スイッチ１２６をオンし、ファンモータ１２２の回転停止を検出すると、スイッチ１２６をオフする。この回転停止には、異物などによる回転停止のほか、交流電圧Ｖａｃの遮断による回転停止も含まれる。

【0051】

複数のＡＣファン１２０Ａ＿１、１２０Ａ＿２は、スイッチ１２６同士が互いに直列となる態様で接続される。すなわちＡＣファン１２０Ａ＿１の端子Ｅ２は、ＡＣファン１２０Ａ＿２の端子Ｅ１と接続される。ＡＣファン１２０Ａ＿２の端子Ｅ２は接地され、ＡＣファン１２０Ａ＿１の端子Ｅ１は抵抗Ｒｐによってプルアップされてもよい。コントローラ１３０Ａは、ＡＣファン１２０Ａ＿１の端子Ｅ１の状態にもとづいて、異常の有無を判定する。すなわち、２個のＡＣファン１２０Ａ＿１，１２０Ａ＿２が正常であるとき、ＡＣファン１２０Ａ＿１の端子Ｅ１は、２個のスイッチ２１６を介してロー（ＧＮＤ）にプルダウンされ、２個のＡＣファン１２０Ａ＿１，１２０Ａ＿２の少なくとも一方に異常が生ずると、ＡＣファン１２０Ａ＿１の端子Ｅ１は、抵抗Ｒｐを介してハイ（ＶＤＤ）にプルアップされる。

【0052】

図５の構成によれば、コントローラ１３０は、ひとつのノード（ＡＣファン１２０Ａ＿１の端子Ｅ１）の状態のみを監視することで、欠相の有無を検知できる。たとえばコントローラ１３０をマイクロコントローラで実装する場合において、マイクロコントローラのピン数は限りがあるが、この構成では欠相検出のために、１ピンのみが使用されることとなる。

【0053】

なお、コントローラ１３のピン数に余裕がある場合には、ＡＣファン１２０Ａ＿１，１２０Ａ＿２それぞれの端子Ｅ２を接地し、それぞれの端子Ｅ１を、マイクロコントローラの別々のピンに入力してもよい。

【0054】

図６は、実施例２に係る整流器１００Ｂのブロック図である。整流器１００Ｂは、３個の単相入力デバイス１２０＿１～１２０＿３を備える。第３単相入力デバイス１２０＿３の第１入力端子ＩＮ１および第２入力端子ＩＮ２は、Ｔ相入力およびＲ相入力と接続されており、第３単相入力デバイス１２０＿３は、Ｔ相とＲ相の間の電圧Ｖａｃ３を受ける。コントローラ１３０は、３個の単相入力デバイス１２０＿１～１２０＿３のエラー情報ＥＲＲ１～ＥＲＲ３を監視する。

【0055】

図７は、図６の整流器１００Ｂの欠相検出を説明する図である。欠相がない正常状態では、３個のエラー情報ＥＲＲ１～ＥＲＲ３はすべてネゲート（Ｌ）である。

【0056】

Ｒ相で欠相が生じている場合、単相入力デバイス１２０＿１，１２０＿３に入力される単相交流電圧Ｖａｃ１およびＶａｃ３は遮断され、単相入力デバイス１２０＿２に入力される単相交流電圧Ｖａｃ２は正常である。したがって、エラー情報ＥＲＲ１，ＥＲＲ３がアサートされる。

【0057】

Ｓ相で欠相が生じている場合、単相入力デバイス１２０＿１，１２０＿２に入力される単相交流電圧Ｖａｃ１，Ｖａｃ２が遮断され、単相入力デバイス１２０＿３に入力される単相交流電圧Ｖａｃ３は正常である。したがって、エラー情報ＥＲＲ１，ＥＲＲ２がアサートされる。

【0058】

Ｔ相で欠相が生じている場合、単相入力デバイス１２０＿２，１２０＿３に入力される単相交流電圧Ｖａｃ２，Ｖａｃ３が遮断され、単相入力デバイス１２０＿１に入力される単相交流電圧Ｖａｃ１は正常である。したがって、エラー情報ＥＲＲ２，ＥＲＲ３がアサートされる。

【0059】

整流器１００Ｂによれば、複数のエラー情報ＥＲＲ１～ＥＲＲ３を監視し、それらのうちの少なくともにとつがアサートされているときに、欠相と判定することができる。実施例２によれば、２個の単相入力デバイス１２０を用いた構成に比べて、より堅牢なエラー検出が提供される。

【0060】

なおこの実施例２によれば、複数のエラー情報ＥＲＲ１～ＥＲＲ３を個別に監視することにより、いずれの相において欠相が生じているかを区別することが可能であるという利点もある。

【0061】

（用途）
続いて整流器１００の用途を説明する。整流器１００は、さまざまな電源装置に利用することができ、たとえばレーザ加工装置９００の電源装置に利用することができる。図８は、レーザ加工装置９００を示す図ある。レーザ加工装置９００は、対象物９０２にレーザパルス９０４を照射し、対象物９０２を加工する。対象物９０２の種類は特に限定されず、また加工の種類も、穴空け（ドリル）、切断などが例示されるが、その限りではない。

【0062】

レーザ加工装置９００は、レーザ装置８００、光学系９１０、制御装置９２０、ステージ９３０を備える。対象物９０２はステージ９３０上に載置され、必要に応じて固定される。ステージ９３０は、制御装置９２０からの位置制御信号Ｓ２に応じて、対象物９０２を位置決めし、対象物９０２とレーザパルス９０４の照射位置を相対的にスキャンする。ステージ９３０は、１軸、２軸（ＸＹ）あるいは３軸（ＸＹＺ）であり得る。

【0063】

レーザ装置８００は、制御装置９２０からのトリガ信号（励振信号）Ｓ１に応じて発振し、レーザパルス９０６を発生する。光学系９１０は、レーザパルス９０６を対象物９０２に照射する。光学系９１０の構成は特に限定されず、ビームを対象物９０２に導くためのミラー群、ビーム整形のためのレンズやアパーチャなどを含みうる。

【0064】

制御装置９２０は、レーザ加工装置９００を統括的に制御する。具体的には制御装置９２０は、レーザ装置８００に対して間欠的に励振信号Ｓ１を出力する。また制御装置９２０は、加工処理を記述するデータ（レシピ）にしたがってステージ９３０を制御するための位置制御信号Ｓ２を生成する。

【0065】

図９は、図８のレーザ装置８００のブロック図である。レーザ装置８００は、レーザ共振器２００と電源装置２５０を備える。

【0066】

レーザ共振器２００は等価回路として示される。一対の放電電極２０２，２０４の間には、静電容量Ｃと、抵抗成分Ｒが含まれる。静電容量Ｃは、インダクタＬとともに共振回路２１０を形成する。この共振回路２１０の共振周波数をｆ_ＲＥＳとする。インダクタＬは、インダクタ部品および配線や基板の寄生インダクタンスの少なくとも一方を含む。

【0067】

電源装置２５０は、高周波電圧Ｖ_ＲＦを共振回路２１０に印加する。高周波電圧Ｖ_ＲＦの周波数ｆ_ＲＦ（以下、同期周波数という）は、共振回路の周波数ｆ_ＲＥＳの近傍に設定される。高周波電圧Ｖ_ＲＦが印加されることにより、一対の放電電極２０２，２０４の間に放電電流が流れる。放電電流によってレーザ媒質ガスが励起され、反転分布が形成される。

【0068】

電源装置２５０は、整流器１００、充電電源３００、高周波電源４００を備える。整流器１００は三相交流電圧を整流平滑化し、直流電圧Ｖｄｃを生成する。充電電源３００は、昇圧コンバータや昇降圧コンバータなどのスイッチング電源を含み、整流器１００の出力電圧Ｖｄｃを昇圧し、高電圧（ＤＣリンク電圧）Ｖｈｉｇｈを生成する。

【0069】

高周波電源４００の入力は、ＤＣリンク３１０と接続されており、ＤＣリンク電圧Ｖｈｉｇｈを受ける。高周波電源４００は、共振周波数ｆ_ＲＥＳと同じ周波数（同期周波数）ｆ_ＲＦを有する高周波電圧Ｖ_ＲＦを発生し、レーザ共振器２００に供給する。高周波電源４００の構成は限定されないが、直流電圧Ｖｈｉｇｈを交流電圧Ｖ_ＡＣに変換するＨブリッジ回路（インバータ）４０２と、Ｈブリッジ回路４０２の出力電圧Ｖ_ＡＣを昇圧するトランス４０４と、を含むことができる。

【0070】

上述のように整流器１００は、三相交流の欠相を検出可能に構成される。整流器１００のコントローラ１３０は、欠相状態を検出すると、整流器１００よりも下流のユニット、具体的には、充電電源３００や高周波電源４００に対して、インターロック信号ＬＯＣＫを出力する。充電電源３００や高周波電源４００は、インターロック信号ＬＯＣＫに応答して動作を停止する。

【0071】

この構成によれば、欠相状態において電源装置２５０が動作し続けるのを防止することができる。

【0072】

以上、実施の形態について説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

【0073】

単相入力デバイス１２０の種類は限定されず、単相交流入力を有し、単相入力が遮断されたときに何らかのエラー情報を出力可能なデバイスであれば何でもよい。たとえば単相入力デバイス１２０は、モータおよびそのロック状態を検出可能なロック検出機能を有する別のデバイスを用いることができる。たとえば単相入力デバイス１２０は、冷却媒体を循環させるＡＣポンプであってもよい。

【0074】

整流器１００の用途は、レーザ装置の電源には限定されず、広く、交流電圧を電源として動作するさまざまな機器、機械、デバイス、装置に適用することができる。

【0075】

整流器１００の入力である交流の相数は３に限定されず、それより多くてもよい。

【0076】

実施の形態は、本発明の原理、応用の一側面を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

【符号の説明】

【0077】

１００ 整流器
１０２ 筐体
１１０ ブリッジ回路
１１２ 平滑コンデンサ
１１４ リアクトル
１２０ 単相入力デバイス
ＩＮ１ 第１入力端子
ＩＮ２ 第２入力端子
１２０Ａ ＡＣファン
１２２ ファンモータ
１２４ 駆動回路
１２６ スイッチ
１２８ ロック検出回路
１３０ コントローラ
２００ レーザ共振器
２５０ 電源装置
３００ 充電電源
４００ 高周波電源
８００ レーザ装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】