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公開番号2022115369
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-08-09
出願番号2021011930
出願日2021-01-28
発明の名称高周波電源装置
出願人株式会社島津製作所
代理人個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20220802BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】トランスに過剰な電流が流れるのを抑制しつつ、そのトランスに適切な電流を流すことができる高周波電源装置を提供する。
【解決手段】 直流電源(1)と、LC共振回路(5)と、スイッチング回路(3)と、トランス(6)とを備える自励発振方式の高周波電源装置である。LC共振回路は、プラズマ生成用の誘導コイル(51)及びコンデンサ(52)を含む。スイッチング回路は、直流電源から供給される直流電力をスイッチングしてLC共振回路に与える半導体素子(31)を含む。トランスは、LC共振回路に含まれる1次コイル(53)、及び、半導体素子をオン/オフさせるために当該半導体素子に接続される2次コイル(33)を有する。トランスは、1次コイル及び前記2次コイルを同軸上に有する同軸構造で形成され、LC共振回路は、1次コイルに対して並列に接続される抵抗体(54)を有する。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
直流電源と、
プラズマ生成用の誘導コイル及びコンデンサを含むLC共振回路と、
前記直流電源から供給される直流電力をスイッチングして前記LC共振回路に与える半導体素子を含むスイッチング回路と、
前記LC共振回路に含まれる1次コイル、及び、前記半導体素子をオン/オフさせるために当該半導体素子に接続される2次コイルを有するトランスとを備え、
前記トランスは、前記1次コイル及び前記2次コイルを同軸上に有する同軸構造で形成され、
前記LC共振回路は、前記1次コイルに対して並列に接続される抵抗体を有する、自励発振方式の高周波電源装置。
続きを表示(約 310 文字)【請求項2】
前記トランス及び前記抵抗体の形状がU字状である、請求項1記載の自励発振方式の高周波電源装置。
【請求項3】
絶縁性を有する放熱器をさらに備え、
前記放熱器は、前記トランス及び前記抵抗体の両方に接触する、請求項1又は2記載の自励発振方式の高周波電源装置。
【請求項4】
前記トランス及び前記抵抗体が、互いに対向して平行に延び、
前記放熱器は、前記トランス及び前記抵抗体の間に位置する、請求項3記載の自励発振方式の高周波電源装置。
【請求項5】
前記抵抗体は、可変抵抗器である、請求項1から4のいずれかに記載の自励発振方式の高周波電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、自励発振方式の高周波電源装置に関するものである。
続きを表示(約 1,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来の自励発振方式の高周波電源の一例が特許文献1に開示されている。特許文献1で開示されている高周波電源装置のトランスは、1次コイル及び2次コイルが同軸構造になるように形成される。また、高周波電源装置の半導体は、トランスを介して印加される電圧によって駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2016-51556号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の高周波電源装置では、トランスの構造上、1次コイル及び2次コイルの巻数比の調整が難しいことから、トランスに流れる電流を適切に設定するための構成を別に設けることが好ましい。
【0005】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、トランスに過剰な電流が流れるのを抑制しつつ、そのトランスに適切な電流を流すことができる高周波電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第1の態様は、直流電源と、LC共振回路と、スイッチング回路と、トランスとを備える自励発振方式の高周波電源装置である。前記LC共振回路は、プラズマ生成用の誘導コイル及びコンデンサを含む。前記スイッチング回路は、前記直流電源から供給される直流電力をスイッチングして前記LC共振回路に与える半導体素子を含む。前記トランスは、前記LC共振回路に含まれる1次コイル、及び、前記半導体素子をオン/オフさせるために当該半導体素子に接続される2次コイルを有する。前記トランスは、前記1次コイル及び前記2次コイルを同軸上に有する同軸構造で形成され、前記LC共振回路は、前記1次コイルに対して並列に接続される抵抗体を有する。
【発明の効果】
【0007】
本発明の第1の態様によれば、トランスが有する1次コイルに対して、抵抗体が並列に接続されるため、トランスに過剰な電流が流れるのを抑制しつつ、そのトランスに適切な電流を流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本実施形態の高周波電源装置の構成例を示す回路図である。
本実施形態のトランスの内部構成について説明するための概略図である。
本実施形態のMOSFETの周辺の構成例を示す部分平面図の一例である。
図3のA-A断面を示す断面図である。
図3のB-B断面を示す断面図である。
本実施形態のMOSFETの周辺の構成例を示す部分平面図の他の例である。
LC共振回路の構成例を示す回路図の一例である。
本実施形態のMOSFETの周辺の構成例を示す部分平面図のさらに他の例である。
図1の高周波電源装置の全体構成を示した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
1.高周波電源装置の電気的構成
図1は、本実施形態の高周波電源装置の構成例を示す回路図である。この高周波電源装置は、例えば誘導結合プラズマ(ICP)発光分析装置などの分析装置に適用可能であり、直流電源1、バイパスコンデンサ2、スイッチング回路3、インピーダンス変換回路4及びLC共振回路5などを備えた自励発振方式の高周波電源装置である。
【0010】
直流電源1は、スイッチング回路3の直流電圧を設定し、LC共振回路5に供給される高周波電力を決定する。バイパスコンデンサ2は、直流電源1とスイッチング回路3の間に配置され、低インピーダンスの高周波電流経路を確保する。
(【0011】以降は省略されています)

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