JP2903609B2 - Power supply for arc processing - Google Patents
Power supply for arc processingInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はアーク溶接や切断あるいはプラズマアーク加
工などに用いるアーク加工用電源の改良に関し、特に直
流電源をスイッチング素子によって高周波交流に変換
し、変換した交流を変圧器にて加工に適した電圧に変換
した後に整流器にて再度整流して直流とする方式の電源
の改良に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a power supply for arc processing used for arc welding, cutting, plasma arc processing, and the like, and in particular, converts a DC power supply into a high-frequency AC by a switching element, and converts the power. The present invention relates to an improvement of a power supply of a system in which a converted AC is converted into a voltage suitable for processing by a transformer and then rectified again by a rectifier to obtain a DC.
<従来の技術> 直流電源をスイッチング素子によって交流とし変圧器
を通した後に整流して再び直流とする方式のアーク加工
用電源としては、従来第6図のような回路が用いられて
いる。同図において、1は直流電源であり、通常商用交
流電源から電力を得てこれを整流し、平滑して得られ
る。2および3は直列接続されたコンデンサ、4および
5は直列接続されたスイッチング素子であり通常スイッ
チング用トランジスタが用いられる。このスイッチング
素子4,5はコンデンサ2,3とブリッジ接続されて直流電源
1から電力を供給され、それぞれの中間点は図示のよう
に変圧器6の一次巻線に接続されてインバータ回路を構
成している。変圧器6の二次巻線はセンタータップを有
し、ダイオード7,8からなる両波整流器によって整流さ
れて再び直流に変換されて直流リアクトル9を経て出力
端子(a),(b)に接続された電極10および被加工物
11からなるアーク加工負荷に供給される。また12はスイ
ッチング素子4,5を所定の時間率で交互にON−OFF制御す
るためのインバータ制御回路である。また13aないし13d
はスイッチング素子4,5およびダイオード7,8に印加され
るサージ電圧を吸収するために各素子に並列に接続され
たスナバ回路であり、通常コンデンサと抵抗器との直列
回路によって構成されている。<Prior Art> A circuit as shown in FIG. 6 is conventionally used as a power source for arc processing in which a DC power source is converted into AC by a switching element, passed through a transformer, rectified and converted back to DC. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a DC power source, which is usually obtained by obtaining power from a commercial AC power source, rectifying the power, and smoothing the rectified power. Reference numerals 2 and 3 denote capacitors connected in series, and reference numerals 4 and 5 denote switching elements connected in series. Usually, switching transistors are used. The switching elements 4 and 5 are bridge-connected to the capacitors 2 and 3 and are supplied with power from the DC power supply 1, and their respective intermediate points are connected to the primary winding of the transformer 6 as shown to form an inverter circuit. ing. The secondary winding of the transformer 6 has a center tap, is rectified by a double-wave rectifier composed of diodes 7 and 8, is again converted to DC, and is connected to output terminals (a) and (b) via a DC reactor 9. Electrode 10 and workpiece
11 is supplied to the arc processing load. Reference numeral 12 denotes an inverter control circuit for alternately turning on and off the switching elements 4 and 5 at a predetermined time rate. 13a to 13d
Is a snubber circuit connected in parallel to each of the switching elements 4 and 5 and diodes 7 and 8 in order to absorb a surge voltage applied thereto, and is usually configured by a series circuit of a capacitor and a resistor.
<発明が解決しようとする問題点> 上記従来装置においては、回路の浮遊インダクタンス
によってスイッチング素子4,5が遮断するときに大きな
サージ電圧が発生する。このサージ電圧はそのエネルギ
ーが遮断しようとするスイッチング素子に流れていた電
流の2乗に比例することから、大容量の電源においては
これを抑制するために大きな電力容量のスナバ回路を用
いることが必要となる。また、スナバ回路の電力容量が
大きくなると、これを冷却するために大形の冷却機構が
必要となる。このために装置全体が大形となって高周波
交流に一旦変換することによって変圧器や平滑回路を小
形化した効果が相殺されてしまうばかりでなく、装置の
コストアップを招くことになる。<Problems to be Solved by the Invention> In the conventional device described above, a large surge voltage is generated when the switching elements 4 and 5 are cut off due to the stray inductance of the circuit. Since this surge voltage is proportional to the square of the current flowing through the switching element whose energy is to be cut off, a large-capacity power supply requires the use of a large-capacity snubber circuit to suppress this. Becomes When the power capacity of the snubber circuit increases, a large-sized cooling mechanism is required to cool the snubber circuit. For this reason, the whole apparatus becomes large and once converted into high-frequency AC, not only does the effect of downsizing the transformer and the smoothing circuit be offset, but also the cost of the apparatus increases.
ところで、これらのアーク加工用電源の中には、その
加工対象によっては比較的出力電圧を高く設定するもの
がある。この場合には加工に用いる電流に対して変圧器
の一次側に供給される電流の方がはるかに大きな値とな
るものがある。例えば出力電圧が100V〜200V以上となる
ようなプラズマアーク加工用電源やアーク切断用電源に
おいては、必要な出力電流を得るために変圧器の一次側
に流れる電流は加工電流の数倍に達することがある。By the way, among these arc machining power supplies, there are some which set the output voltage relatively high depending on the machining object. In this case, the current supplied to the primary side of the transformer has a much larger value than the current used for processing. For example, in a plasma arc processing power supply or arc cutting power supply with an output voltage of 100 V to 200 V or more, the current flowing on the primary side of the transformer reaches several times the processing current to obtain the required output current. There is.
<問題点を解決するための手段> 本発明は、変圧器の一次側電流が出力電流よりも大き
くなるようなアーク加工用電源において、上記従来装置
の問題点を解決するために、変圧器出力を整流した直流
出力をスイッチング素子を用いたチョッパ回路によって
断続し、このチョッパ用スイッチング素子のOFF期間と
変圧器一次側に交流を供給するためのスイッチング素子
のON,OFFのタイミングとを同期させて行うことによって
一次側のスイッチング素子を無負荷状態でON,OFFさせる
ようにしたものである。<Means for Solving the Problems> The present invention is directed to an arc processing power supply in which the primary current of the transformer is larger than the output current. Rectified DC output by a chopper circuit using a switching element, and synchronizing the OFF period of the switching element for the chopper with the ON / OFF timing of the switching element for supplying AC to the transformer primary side. By doing so, the switching element on the primary side is turned on and off with no load.
<実施例> 第1図に本発明の実施例の接続図を示す。同図におい
て1ないし11は第6図の従来装置と同機能のものに同符
号をつけて示し、14はダイオード7,8の共通接続点と直
流リアクトル9との間に直列に接続されたチョッパ用ス
イッチング素子、15はフライホイール用ダイオードであ
り、スイッチング素子14の出力を直流リアクトル9とと
もに平滑する平滑回路を構成している。各スイッチング
素子およびダイオードにはサージ電圧吸収用のスナバ回
路13aないし13fが接続されている。16は出力電流検出
器、17は出力電流設定器、18は出力電流設定器17の出力
Vrと出力電流検出器Vfとを比較し差信号ΔV=Vr−Vfを
得る誤差増幅器、19は誤差増幅器18の出力に応じたデュ
ーティの2相のパルス列をs1,s2を発生するためのパル
ス幅変調回路(以後PWM回路という)、20a,20bはそれぞ
れPWM回路19の信号s1,s2を入力とし各入力信号の立上り
により立上り各入力信号の立下り後一定時間遅れて立下
るスイッチング素子4,5を導通させるための信号s3,s4を
発生する信号遅延回路、21はPWM回路19の信号s1,s2を入
力とし両入力信号の立下り時から一定時間OFFとなり、
他の期間はONとなる信号s5を出力しスイッチング素子14
を導通させるためのチョッパ制御回路である。このうち
信号遅延回路20a,20bとしては入力信号s1,s2を受けて瞬
時動作し入力信号の消滅によって時限を開始し、一定時
間の後に復帰する方式の瞬時動作限時復帰式の時限回路
を各入力信号毎に1組ずつ設ければよく、またチョッパ
制御回路21としては入力信号s1またはs2のいずれかの立
下り時からローレベルとなり一定時間、即ち信号遅延回
路20a,20bの遅延復帰時間td1より長いtd2((td1<td2
>の間だけ継続したOFF信号(遮断指令信号)を発生
し、他の時間はON信号(導通指令信号)を出力する時限
回路(例えば信号s1,s2を受けるORゲートとORゲートの
出力信号の立下りにより一定時間ローレベル信号を出力
するモノマルチバイブレータとを用いて構成した回路)
を用いればよい。第2図にこのようにしたときの第1図
の実施例の動作を説明するための各部の波形を示す。第
2図において、(a)はPWM回路19の出力信号s1、
(b)は同じく出力信号s2をそれぞれ示し、(c)は信
号s1が信号遅延回路20aによって変換された信号s3、
(d)は同じく信号s2が信号遅延回路20bによって変換
された信号s4をそれぞれ示している。また(e)はチョ
ッパ制御回路21の出力信号s5、(f)はスイッチング素
子4を流れる電流Iclの波形、(g)はスイッチング素
子4の両端の端子電圧V1、(h)および(i)はスイッ
チング素子5を流れる電流Ic2の波形および端子電圧V2
の波形、(j)および(k)はスイッチング素子14を流
れる電流Ic3の波形および端子電圧V3の波形をそれぞれ
示している。<Embodiment> FIG. 1 shows a connection diagram of an embodiment of the present invention. 6, reference numerals 1 to 11 denote components having the same functions as those of the conventional device shown in FIG. 6, and reference numeral 14 denotes a chopper connected in series between the common connection point of the diodes 7, 8 and the DC reactor 9. The switching element 15 is a flywheel diode, and constitutes a smoothing circuit for smoothing the output of the switching element 14 together with the DC reactor 9. Snubber circuits 13a to 13f for absorbing surge voltage are connected to each switching element and diode. 16 is the output current detector, 17 is the output current setter, 18 is the output of the output current setter 17
An error amplifier that compares Vr with the output current detector Vf to obtain a difference signal ΔV = Vr−Vf, and 19 is a pulse width for generating a two-phase pulse train having a duty corresponding to the output of the error amplifier 18 to generate s1 and s2 Modulation circuits (hereinafter referred to as PWM circuits) 20a and 20b receive the signals s1 and s2 of the PWM circuit 19 as input and rise at the rise of each input signal, and fall at a certain time delay after the fall of each input signal. The signal delay circuit 21 generates the signals s3 and s4 for conducting the signal, the signal 21 receives the signals s1 and s2 of the PWM circuit 19 as input, and is turned off for a certain time from the fall of both input signals,
During the other periods, the signal s5 that is turned on is output and the switching element 14
Is a chopper control circuit for conducting the current. Of these, as the signal delay circuits 20a and 20b, input signals s1 and s2 are instantaneously operated, a time limit is started by disappearance of the input signal, and a time delay circuit of an instantaneous operation time reset type of a method of returning after a fixed time is input to each input. It is sufficient to provide one set for each signal, and the chopper control circuit 21 becomes a low level from the falling time of either the input signal s1 or s2 for a fixed time, that is, the delay recovery time td1 of the signal delay circuits 20a and 20b. Long td2 ((td1 <td2
A timed circuit that generates an OFF signal (interruption command signal) that continues only during> and outputs an ON signal (conduction command signal) at other times (for example, an OR gate that receives the signals s1 and s2 and an output signal of the OR gate) A circuit configured using a mono-multivibrator that outputs a low-level signal for a certain period of time by falling)
May be used. FIG. 2 shows waveforms at various parts for explaining the operation of the embodiment of FIG. 1 in such a case. In FIG. 2, (a) shows the output signal s1 of the PWM circuit 19,
(B) shows the output signal s2, respectively, and (c) shows the signal s3 obtained by converting the signal s1 by the signal delay circuit 20a.
(D) similarly shows a signal s4 obtained by converting the signal s2 by the signal delay circuit 20b. (E) is the output signal s5 of the chopper control circuit 21, (f) is the waveform of the current Icl flowing through the switching element 4, (g) is the terminal voltage V1 across the switching element 4, (h) and (i) Waveform of current Ic2 flowing through switching element 5 and terminal voltage V2
(J) and (k) show the waveform of the current Ic3 flowing through the switching element 14 and the waveform of the terminal voltage V3, respectively.
第1図の実施例の動作を第2図の波形図に従って説明
する。出力電流設定器17の出力Vrと出力電流検出器の出
力Vfとの差ΔV=Vr−Vfによって定まる時間幅T0でPWM
回路19は信号s1,s2を出力する。この信号s1の終りの時
刻t=t1においてチョッパ制御回路21の出力信号s5は立
下り、スイッチング素子14を遮断し、これによって電流
Ic3は急速に減少し零に向う。信号遅延回路20aはこの時
刻t=t1から時限を開始し、設定時限td1の後の時刻t
=t2に信号s3をOFFとする。これによってスイッチング
素子4は遮断するが、このときまでにはすでに電流Ic1
も電流Ic3に応じて零になっているのでスイッチング素
子4の遮断はほぼ無負荷状態で行なわれることになる。
次に時刻t=t1からチョッパ制御回路21の設定時限td2
の後に相当する時刻t=t3において信号s5が再び立上り
スイッチング素子14を導通させる。この後の時刻t=t4
にPWM回路19の信号s2がONとなることによって信号遅延
回路20bが信号s4を発生しスイッチング素子5が導通し
て電流Ic2が流れ始めて、以後は時刻t=t1以降の動作
に準じた動作が行なわれて、以後同様の動作がくりかえ
される。The operation of the embodiment of FIG. 1 will be described with reference to the waveform diagram of FIG. PWM with a time width T 0 determined by the difference ΔV between the output Vr of the output current setting unit 17 and the output Vf of the output current detector, which is determined by ΔV = Vr−Vf
The circuit 19 outputs signals s1 and s2. At the time t = t1 at the end of the signal s1, the output signal s5 of the chopper control circuit 21 falls, and the switching element 14 is cut off.
Ic3 decreases rapidly and goes to zero. The signal delay circuit 20a starts the time period from this time t = t1, and the time t after the set time period td1.
= The signal s3 is turned off at t2. As a result, the switching element 4 is cut off, but by this time the current Ic1
Is also zero according to the current Ic3, so that the switching element 4 is cut off almost without load.
Next, from time t = t1, the set time td2 of the chopper control circuit 21 is set.
At time t = t3, which corresponds to the time after, the signal s5 turns on the switching element 14 again. Time t = t4 after this
Then, when the signal s2 of the PWM circuit 19 is turned on, the signal delay circuit 20b generates the signal s4, the switching element 5 conducts, and the current Ic2 starts flowing. Thereafter, the operation according to the operation after time t = t1 is performed. After that, the same operation is repeated.
第1図の実施例においては、スイッチング素子4,5の
遮断は常に無負荷状態で行なわれるので、変圧器の一次
側電流を遮断することによって発生するサージ電圧は極
めて少なくなる。In the embodiment shown in FIG. 1, since the switching elements 4 and 5 are always cut off under no load, the surge voltage generated by cutting off the primary current of the transformer is extremely small.
第1図のチョッパ制御回路21を入力信号の立上りから
一定時間遅れて出力信号が立上り、入力信号の立下りと
同時に立下る遅延動作を行う回路を用いれば、スイッチ
ング素子4,5の導通開始時にも無負荷状態とすることが
できる。第3図はこのような動作をするチョッパ制御回
路を用いたときの動作を説明するための線図であり、同
図において(a)はPWM回路19の出力s1、(b)はPWM回
路の出力s2、(c)は信号遅延回路20aにて立下り時間
がtd1の間だけ遅延された信号s3、(d)は同じくtd1だ
け遅延された信号s4であり、(e)はチョッパ制御回路
21によって立上りがtd3だけ遅延された信号s5′の変化
の様子をそれぞれ示している。If the chopper control circuit 21 of FIG. 1 is used to perform a delay operation in which the output signal rises with a certain time delay from the rise of the input signal and falls at the same time as the fall of the input signal, the switching elements 4 and 5 can be turned on at the start of conduction. Can also be in a no-load condition. FIG. 3 is a diagram for explaining the operation when a chopper control circuit that operates as described above is used. In FIG. 3, (a) shows the output s1 of the PWM circuit 19, and (b) shows the output of the PWM circuit 19. Outputs s2 and (c) are signals s3 and (d), respectively, a signal s4 delayed by td1 in the signal delay circuit 20a, and (e) is a chopper control circuit.
21 shows how the signal s5 'whose rise is delayed by td3 is changed.
第3図において、時刻t=t1にそれまで出力されてい
た信号s1が立下ると信号s5′は直ちに立下り、スイッチ
ング素子14は遮断となる。しかし、信号s3は信号遅延回
路20aによって時間td1だけ遅れて立下り、スイッチング
素子4は時刻t2に無負荷状態で遮断する。次に時刻t=
t3においてPWM回路19の出力s2が立上ると、これによっ
て信号s4も直ちに立上りスイッチング素子5を導通させ
る。この時刻t=t3からチョッパ制御回路21の設定時間
td3だけ遅れた時刻t=t4に信号s5′が立上りスイッチ
ング素子14が導通する。次に時刻t=t5において信号s2
が立下ると直ちに信号s5′が立下ってスイッチング素子
14が遮断となり、このときから時間td1だけ遅れて信号s
4が立下り、スイッチング素子5が遮断される。以後同
様の動作がくりかえされることになる。ここでPWM回路1
9の出力信号s1,s2の間隙tgの最小値が遅延時間td1より
も短くならないように設定しておき、また時間td1はス
イッチング素子14の遮断遅れ時間より長くし、時間td3
はスイッチング素子4,5の導通に要する時間よりも長く
しておけばよい。これらの遅延時間td1,td3はそれぞれ
数μs程度でよいので各スイッチング素子の動作周波
数、即ちPWM回路の動作周波数を50kHz以上にしても十分
安定な動作が得られる。チョッパ制御回路21として上記
のような遅延動作のものを用いるときは、スイッチング
素子4,5は導通開始時、遮断時ともに無負荷状態で行な
われるので、スイッチング素子4,5にはこれらの開閉の
ためのサージ電圧が発生しない。したがってこれらに並
列に接続すべきスナバ回路は用意しなくてもよいか、ま
たは極めて小容量のものとすることができる。またこれ
らのスイッチング素子4,5には開閉時に電流が流れてい
ないので、スイッチング損失は全く発生しないことにな
る。したがって導通状態における電流容量があればよい
ことになるので安価な小形なものを用いることができ
る。In FIG. 3, when the signal s1 output until then falls at time t = t1, the signal s5 'falls immediately, and the switching element 14 is cut off. However, the signal s3 falls with a delay of time td1 by the signal delay circuit 20a, and the switching element 4 shuts off at time t2 in a no-load state. Next, at time t =
When the output s2 of the PWM circuit 19 rises at t3, the signal s4 rises immediately and the switching element 5 is turned on. The set time of the chopper control circuit 21 from the time t = t3
At time t = t4 delayed by td3, the signal s5 'rises and the switching element 14 becomes conductive. Next, at time t = t5, the signal s2
As soon as the signal falls, the signal s5 'falls and the switching element
14 is cut off, and the signal s is delayed from this time by the time td1.
4 falls, and the switching element 5 is cut off. Thereafter, the same operation is repeated. Where PWM circuit 1
9, the minimum value of the gap tg between the output signals s1 and s2 is set so as not to be shorter than the delay time td1, and the time td1 is set longer than the cutoff delay time of the switching element 14, and the time td3
May be longer than the time required for the switching elements 4 and 5 to conduct. Since each of these delay times td1 and td3 may be about several μs, a sufficiently stable operation can be obtained even if the operating frequency of each switching element, that is, the operating frequency of the PWM circuit is 50 kHz or more. When using the above-described delayed operation as the chopper control circuit 21, the switching elements 4 and 5 are operated in a no-load state both at the time of starting conduction and at the time of shutting off. No surge voltage occurs. Therefore, it is not necessary to prepare a snubber circuit to be connected in parallel with them, or it is possible to use a snubber circuit of very small capacity. Since no current flows through these switching elements 4 and 5 during switching, no switching loss occurs. Therefore, it is only necessary to have a current capacity in a conductive state, so that an inexpensive and small one can be used.
なお、第1図に示した実施例にかえて、ONデューティ
が固定のパルス幅変調回路の出力によってスイッチング
素子4,5を開閉制御し、ONデューティが出力検出値と出
力設定値との差によって決定される通常のパルス幅変調
回路の出力によってスイッチング素子14を開閉制御する
ようにし、両パルス幅変調回路を共通の発振器の出力に
よって同期させることによっても本発明は実施できる。Instead of the embodiment shown in FIG. 1, the switching elements 4 and 5 are controlled to open and close by the output of the pulse width modulation circuit having a fixed ON duty, and the ON duty is determined by the difference between the output detection value and the output set value. The present invention can also be implemented by controlling the switching element 14 to open and close based on the output of the ordinary pulse width modulation circuit determined, and synchronizing both the pulse width modulation circuits with the output of the common oscillator.
第4図は、このようにした本発明の別の実施例を示す
接続図であり、第1図に示した実施例のスイッチング素
子4,5および14をそれぞれ駆動する信号s3,s4,s5を発生
する回路部分のみを示してあり、他は省略または略記し
てある。同図において、31は一定周波数の三角波の電圧
s0を発生する発振器、32は信号s3,s4のパルス幅を一定
にするための信号s0のピーク電圧spよりもわずかに低い
一定電圧E0を出力する直流電源、33,34は比較器であり
発振器31の出力s0と直流電源32の出力E0とを比較し、s0
<E0及びs0<ΔVの間はハイレベル信号を出力する。35
はフリップフロップ回路を利用した二相分離器であり、
比較器33の出力がハイレベルとなるたびに信号s3,s4と
して交互に分配する回路である。4,5,14はスイッチング
素子、16は出力電流検出器、17は基準信号設定器、18は
誤差増幅器であり、いずれも第1図に示した実施の同符
号のものと同様の機能を有するものである。第5図は第
4図の実施例の動作を説明するための線図であり、
(a)は発振器31の出力s0と直流電源32の出力E0および
誤差増幅器18の出力ΔVとの関係を示し、(b)および
(c)はs0<E0の間にハイレベルとなる信号s3,s4、
(d)はs0<ΔVの間にハイレベルとなる信号s5の様子
をそれぞれ示している。同図に示したように信号s0とE0
とは一定であるので信号s3,s4のパルス幅も一定とな
り、一方信号s5は誤差信号ΔVに比例してパルス幅が決
定されることになる。また信号s3,s4,s5は発振器31の出
力信号によってその位相が決定されるので、ΔVの最大
値よりも直流電源32の出力E0を若干高い値に設定してお
けば、即ちsp>E0>ΔVmax(但し、spは発振器31の出力
信号のピーク値)としておけば、信号s5は必ず信号s3ま
たはs4が立上って後に立上り、信号s5(またはs6)が立
下って後に信号s3またはs4が立下ることになり、これら
によって駆動されるスイッチング素子4,5は必ず無負荷
状態で開閉制御されることになる。FIG. 4 is a connection diagram showing another embodiment of the present invention as described above. Signals s3, s4, and s5 for driving the switching elements 4, 5, and 14 of the embodiment shown in FIG. Only the circuit portions that occur are shown, and the others are omitted or abbreviated. In the figure, 31 is a voltage of a triangular wave having a constant frequency.
An oscillator that generates s0, 32 is a DC power supply that outputs a constant voltage E0 slightly lower than the peak voltage sp of the signal s0 for keeping the pulse width of the signals s3 and s4 constant, and 33 and 34 are comparators and oscillators. The output s0 of the DC power supply 32 is compared with the output E0 of the DC power supply 32.
A high level signal is output during <E0 and s0 <ΔV. 35
Is a two-phase separator using a flip-flop circuit,
This is a circuit that alternately distributes signals s3 and s4 each time the output of the comparator 33 becomes high level. 4, 5, 14 are switching elements, 16 is an output current detector, 17 is a reference signal setter, 18 is an error amplifier, all of which have the same functions as those of the embodiment shown in FIG. Things. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG. 4,
(A) shows the relationship between the output s0 of the oscillator 31, the output E0 of the DC power supply 32, and the output ΔV of the error amplifier 18, and (b) and (c) show the signals s3, s4,
(D) shows the state of the signal s5 that goes high during s0 <ΔV. As shown in the figure, the signals s0 and E0
Is constant, the pulse widths of the signals s3 and s4 are also constant, while the pulse width of the signal s5 is determined in proportion to the error signal ΔV. Since also the signal s3, s4, s5 its phase by the output signal of the oscillator 31 is determined, than the maximum value of ΔV by setting the output E0 of the DC power source 32 to slightly higher, i.e. s p> E0 > Delta] Vmax (however, s p is the peak value of the output signal of the oscillator 31) if in the signal rising signal s5 is always the signal s3 or s4 after I rise, signal s5 (or s6) is after me falling s3 Alternatively, s4 falls, and the switching elements 4 and 5 driven by these are always controlled to open and close under no load.
なお、第1図の実施例のようにスイッチング素子4,5
の遮断時のみ無負荷状態とするには第4図において発振
器31の出力波形を鋸歯状波にすればよい。The switching elements 4, 5 as in the embodiment of FIG.
In order to make a no-load state only when the power supply is cut off, the output waveform of the oscillator 31 in FIG.
上記の各実施例においては、直流電源をコンデンサ2,
3とスイッチング素子4,5とからなるハーフブリッジ形イ
ンバータ回路によって高周波交流に変換する方式のもの
を示したが、この直流を交流に変換するための回路はこ
れらの実施例に限定されるものではなく、他の方式の変
換回路、例えばフルブリッジ式インバータ回路、フォワ
ードコンバータによって高周波段階を経て異なる電圧の
直流を得るDC/DC変換回路あるいは単一のスイッチング
素子を用いたインバータ回路等が利用できる。さらに変
圧器の出力側も実施例に示したセンタータップ式半波整
流回路によって直流にする方式以外に両波整流式のもの
でもよく、またこの整流出力を開閉するチョッパ用スイ
ッチング素子も各半波毎に一個設けて電流負担を軽減す
るようにしてもよい。In each of the above embodiments, the DC power supply is connected to the capacitor 2,
Although a method of converting into high-frequency AC by a half-bridge type inverter circuit composed of 3 and switching elements 4 and 5 has been described, the circuit for converting DC into AC is not limited to these embodiments. Instead, a conversion circuit of another system, for example, a full-bridge inverter circuit, a DC / DC conversion circuit that obtains a direct current of a different voltage through a high frequency stage by a forward converter, or an inverter circuit using a single switching element can be used. Further, the output side of the transformer may be of a double-wave rectification type in addition to the method of converting the rectified output into a direct current by using the center tap type half-wave rectification circuit shown in the embodiment. One may be provided every time to reduce the current burden.
さらに、このようにして得られた直流出力をスイッチ
ング素子を用いて、正負に切り替えて交流出力としてア
ーク負荷に供給するようにしてもよい。Further, the DC output thus obtained may be switched between positive and negative using a switching element and supplied to the arc load as an AC output.
上記のように本発明においては出力電圧が比較的高く
設定されていて変圧器の入力側と出力側とにおいて流れ
る電流が入力側の方が大となる装置において、電流の大
なる方のスイッチング素子の遮断または投入および遮断
を無負荷の状態で行うものであるのでスイッチングによ
るサージ電圧の発生を最少値に抑えることができる。こ
のため変圧器の入力側を開閉するスイッチング素子には
サージ電圧吸収のためのスナバ回路を省略するか、ある
いはより安全を見越しても極く小容量のものでよいこと
になるので小形軽量でかつ安価な装置が得られるもので
ある。As described above, in a device in which the output voltage is set to be relatively high and the current flowing on the input side and the output side of the transformer is larger on the input side, the switching element having the larger current is used in the present invention. Since the shut-off or turning-on and shut-off are performed under no load, generation of a surge voltage due to switching can be suppressed to a minimum value. For this reason, the switching element that opens and closes the input side of the transformer does not require a snubber circuit for absorbing surge voltage, or it can be of a very small capacity for safety. An inexpensive device can be obtained.
第1図は本発明のアーク加工用電源の実施例を示す接続
図、第2図は第1図の実施例の動作を説明するための線
図、第3図は第1図の実施例のチョッパ制御回路を一部
変更したときの動作を説明するための線図、第4図は本
発明のさらに別の実施例のスイッチング素子駆動用信号
を発生するための回路部分のみを示す接続図、第5図は
第4図の実施例の動作を説明するための線図、第6図は
従来のアーク加工用電源の実施例を示す接続図である。 1…直流電源、2,3…コンデンサ、 4,5,14…スイッチング素子、6…変圧器、 7,8,15…ダイオード、 13aないし13f…スナバ回路、 16…出力電流検出器、17…出力電流設定器、 18…誤差増幅器、19…PWM回路、 20a,20b…信号遅延回路、 21…チョッパ制御回路、31…発振器、 32…直流電源、33,34…比較器、 35…2相分離器FIG. 1 is a connection diagram showing an embodiment of an arc machining power supply according to the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram of the embodiment of FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining an operation when the chopper control circuit is partially changed; FIG. 4 is a connection diagram showing only a circuit portion for generating a switching element driving signal according to still another embodiment of the present invention; FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG. 4, and FIG. 6 is a connection diagram showing an embodiment of a conventional arc machining power supply. 1: DC power supply, 2,3: Capacitor, 4,5,14: Switching element, 6: Transformer, 7,8,15: Diode, 13a to 13f: Snubber circuit, 16: Output current detector, 17: Output Current setter, 18… Error amplifier, 19… PWM circuit, 20a, 20b… Signal delay circuit, 21… Chopper control circuit, 31… Oscillator, 32… DC power supply, 33,34… Comparator, 35… 2 phase separator
Claims (1)
からなるDC/AC変換回路によって高周波交流に変換した
後に変圧器にて加工に適した電圧に変換し前記変圧器の
出力を再度整流回路にて整流して直流とする方式のアー
ク加工用電源において、前記整流回路の出力側に前記整
流回路の出力を開閉するチョッパ用スイッチング素子と
前記チョッパ用スイッチング素子の出力を平滑する平滑
回路とを設けるとともに、前記DC/AC変換回路のスイッ
チング素子を前記チョッパ用スイッチング素子のOFF期
間に同期して開閉制御するスイッチング素子制御回路を
設けたアーク加工用電源。An output of a DC power supply is converted into a high-frequency AC by a DC / AC conversion circuit comprising a first switching element, and then converted into a voltage suitable for processing by a transformer, and an output of the transformer is again rectified by a rectifier circuit. In a power source for arc machining of a system of rectifying to DC, a chopper switching element for opening and closing the output of the rectifier circuit and a smoothing circuit for smoothing the output of the chopper switching element are provided on the output side of the rectifier circuit. An arc machining power supply, further comprising a switching element control circuit for controlling switching of the switching element of the DC / AC conversion circuit in synchronization with an OFF period of the chopper switching element.
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JP7466590A JP2903609B2 (en) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | Power supply for arc processing |
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JPH03275277A JPH03275277A (en) | 1991-12-05 |
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1990
- 1990-03-23 JP JP7466590A patent/JP2903609B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH03275277A (en) | 1991-12-05 |
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