CN100496848C

CN100496848C - 焊接机

Info

Publication number: CN100496848C
Application number: CN 200680000193
Authority: CN
Inventors: 岛林信介; 永野元泰
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-04-18
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2026-04-10
Also published as: CN1942280A; WO2006115020A1; JPWO2006115020A1; JP4492613B2

Abstract

本发明提供一种焊接机，其中，在全桥结构的逆变器电路中具备：第一～第四开关元件；与各开关元件并联连接的第一～第四反向二极管；电力变换用的变压器；对二次侧的输出进行整流的整流部；检测输出的输出检测器；放大来自输出检测器的信号与输出设定信号的误差的误差放大部；控制第一和第二开关元件的第一驱动部；向第三和第四驱动部输出驱动信号的第二驱动部；以不同时序向第一驱动部和第二驱动部发出接通或断开控制信号的驱动电路。

Description

焊接机

技术领域

本发明涉及产生电弧的装置中搭载逆变器电路，尤其是焊接机。

背景技术

近年，为了实现装置的小型化、高性能化，一般在电力控制电路中搭载有能高速开关转换的逆变器电路，逆变器控制的焊接机正在普及。

现有的逆变器控制的焊接机设置有使用了称作IGBT或MOSFET的功率半导体的全桥或半桥结构的逆变器电路。并且，利用部分谐振式的控制，以数kHz～100kHz程度的逆变器频率控制开关元件，来获得输出电流特性和输出电压特性。例如，在特开2004—322189号公报中公开了这样的技术。

而且，在逆变器控制的方式中，还有通过脉冲宽度调制(以下，简称“PWM”)进行控制的方式。

图10是表示现有的焊接机的电路结构的框图。首先，对现有的具备部分谐振式的控制功能的焊接机，参照图10进行说明。

在图10中，在对三相或单相交流输入进行整流的第一整流部101的输出端子之间，并联连接有第一开关电路131和第二开关电路132。第一开关电路131由第一开关元件102和第二开关元件104串联连接而构成。并且，第一开关元件102和第二开关元件104的连接点成为第一开关电路131的电路输出端子133。而且，在第一开关元件102和第二开关元件104上，分别并联连接有第一反向二极管103和第二反向二极管105。还有，第二开关电路132由第三开关元件106和第四开关元件108串联连接而构成。并且，第三开关元件106和第四开关元件108的连接点成为第二开关电路132的电路输出端子134。而且，在第三开关元件106和第四开关元件108上，分别并联连接有第三反向二极管107和第四反向二极管109。并且，在电路输出端子133与134之间连接有电力变换用的变压器110的一次侧线圈。在该变压器110的二次侧线圈上，连接有对其输出进行整流的第二整流部111。第二整流部111的输出与焊接机的输出端子113、114连接。由第二整流部111整流后的电流通过输出端子113、114而供给到电弧负载部。在图10中，第二整流部111的输出的一方经由输出电流检测器112而与输出端子114连接。输出电流由输出电流检测器112检测，与输出电流成比例的输出信号从输出电流检测器112被输入到误差放大部115。误差放大部115输入输出电流检测器112的输出信号，比较该输出信号与输出设定信号Vr的误差，并输出放大后的误差放大信号Ve。驱动电路116输入误差放大信号Ve，并将根据误差放大信号Ve而使动作时序(timing)变化的控制信号S1、S2，分别向第一驱动部117和第二驱动部118输出。根据来自驱动电路116的输出信号，第一驱动部117输出以不同的时序导通或截止控制第一开关元件102和第二开关元件104的开关信号，第二驱动部118输出以不同的时序导通或截止控制第三开关元件106和第四开关元件108的开关信号。如上所述，构成现有的焊接机。

下面，对现有的焊接机的动作进行具体地说明。

图11是表示现有的焊接机的由部分谐振型控制引起的逆变器动作的时序图。图11的上面四个波形分别表示第一～第四开关元件102、104、106、108的各输入开关元件信号的波形。由影线表示的期间表示第一～第四开关元件分别处于导通的期间，除此以外表示截止状态。而且，图11的最下面的波形表示变压器110的一次电流波形。在此，第一方向表示变压器110的一次侧线圈中流动的电流从电路输出端子133向电路输出端子134流动的方向。而且，第二方向是第一方向的相反方向。

如图11所示，第一开关元件102和第二开关元件104交互地进行导通或截止控制的开关转换，第三开关元件106和第四开关元件108交互地进行导通或截止控制的开关转换。而且，在输出低电流时，使第一开关元件102和第四开关元件108的导通期间重复的时间、及第二开关元件104和第三开关元件106的导通期间重复的时间变短。同样，在输出高电流时，使各自的导通期间重复的时间变长。

在如上述那样构成的焊接机中，在基于部分谐振型的控制中，如图11所示，在各开关元件中，始终有两个开关元件导通。因此，在由第一开关电路131和第二开关电路132的开关元件、及反向二极管构成的桥(以下，简称“桥”)内，可迅速地回生在变压器110中产生的反电动势。因此，具有施加到各开关元件的电涌电压被抑制的特征。

下面，作为现有的焊接机的其他例子，对具备基于PWM的控制功能的焊接机，参照图10进行说明。

由于PWM控制的焊接机是与图10同样的结构，因此利用图10所示的焊接机的结构，进行基于PWM的控制的说明，其构成要素的各部的说明省略。

图12是表示现有的焊接机的由PWM控制引起的逆变器动作的时序图。在基于PWM的控制中，如图12所示，对于低电流输出设定，通过缩短第一～第四开关元件102、104、106、108的导通时间(以下，简称“开关的导通时间”)来降低输出电流。而且，对于高电流输出设定，通过延长开关元件的导通时间来提高输出电流。而且，各开关元件以相同的时序进行导通或截止控制的开关转换，因此在开关元件处于截止状态时，到反向二极管的电流减少。因此，具有反向二极管的发热被抑制的特征。

另外，作为现有的焊接机，对进行定电流控制的焊接机进行了记载，在进行定电压控制时，代替输出电流检测器112，将检测输出端子113、114间的输出电压的输出电压检测器用作输出检测器。并且，在误差放大部115中，对电压设定值与来自输出电压检测器的输出信号进行比较，向驱动电路116输出误差放大信号Ve。通过采用这样的结构，作为现有的焊接机，可进行定电压控制。

在上述这样的现有的部分谐振型的焊接机中，在电桥内迅速地回生在变压器110中产生的反电动势，但存在与构成电桥的各开关元件并联连接的反向二极管中流动的电流增加的问题。并且，一般而言，采用开关元件与反向二极管并联连接作为功率半导体安装于同一封装中的结构。例如，第一开关元件102和第一反向二极管103安装在同一封装中成为一个功率半导体。若该反向二极管中流动的电流增加，则功率半导体的发热量增多。而且，反向二极管的热电阻比开关元件高，因此为了防止功率半导体的温度破坏，而具有必须强化散热的制约。

而且，在现有的PWM型的焊接机中，存在开关元件同时成为截止状态的期间。因此，在开关元件中流动高电流的状态下同时成为截止状态，从而会产生高电涌电压或由变压器110的反电动势而产生电涌电压。为了防止由这样的电涌电压引起的开关元件的破坏，而存在对各开关元件必须添加缓冲(Snubber)电路的制约。或者，为了使整流部回生反电动势，而具有必须将第一整流部配置到开关元件的附近的制约。

发明内容

本发明的焊接机具备：第一整流部，其对交流电源输入进行整流；第一开关电路，其连接在第一整流部的输出之间，由并联连接有第一反向二极管的第一开关元件、和并联连接有第二反向二极管的第二开关元件的串联连接构成；第二开关电路，其同样连接在第一整流部的输出之间，由并联连接有第三反向二极管的第三开关元件、和并联连接有第四反向二极管的第四开关元件的串联连接构成；变压器，其一次侧线圈的一端与第一开关元件和第二开关元件的连接部连接，一次侧线圈的另一端与第三开关元件和第四开关元件的连接部连接；第二整流部，其对来自变压器的二次侧线圈的输出进行整流；输出检测器，其对第二整流部的输出进行检测；和误差放大部，其将来自输出检测器的输出信号与输出设定信号的误差放大，该焊接机还具备：驱动电路，其根据来自误差放大部的误差放大信号，使输出控制信号的时序可变；第一驱动部，其输入控制信号，并输出驱动第一开关元件和第二开关元件的开关信号；和第二驱动部，其输入控制信号，并输出驱动第三开关元件和第四开关元件的开关信号，第二驱动部至少具备如下结构中的任意一个结构：以第一驱动部输出将第一开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序之后且在所述第二开关元件及所述第三开关元件变为接通状态之前的时序，输出将第四开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构；和以第一驱动部输出将第二开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序之后且在所述第一开关元件及所述第四开关元件变为接通状态之前的时序，输出将第三开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构。

而且，本发明的焊接机具备：第一整流部，其对交流电源输入进行整流；第一开关电路，其连接在第一整流部的输出之间，由并联连接有第一反向二极管的第一开关元件、和并联连接有第二反向二极管的第二开关元件的串联连接构成；第二开关电路，其同样连接在第一整流部的输出之间，由并联连接有第三反向二极管的第三开关元件、和并联连接有第四反向二极管的第四开关元件的串联连接构成；变压器，其一次侧线圈的一端与第一开关元件和第二开关元件的连接部连接，一次侧线圈的另一端与第三开关元件和第四开关元件的连接部连接；第二整流部，其对来自变压器的二次侧线圈的输出进行整流；输出检测器，其对第二整流部的输出进行检测；和误差放大部，其将来自输出检测器的输出信号与输出设定信号的误差放大，该焊接机还具备驱动电路，其根据来自误差放大部的误差放大信号，使向第一驱动部、第二驱动部、第三驱动部、及第四驱动部输出控制信号的时序可变，驱动电路的结构为：第一驱动部输出驱动第一开关元件的开关信号，第三驱动部以与第一驱动部不同的时序输出驱动第二开关元件的开关信号，驱动电路至少具备如下结构中的任意一个结构：第二驱动部，以第一驱动部输出将第一开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序之后且在所述第二开关元件及所述第三开关元件变为接通状态之前的时序，输出将第四开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构；和第四驱动部，以第三驱动部输出将第二开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序之后且在所述第一开关元件及所述第四开关元件变为接通状态之前的时序，输出将第三开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构。

进而，本发明的焊接机具备：第一整流部，其对交流电源输入进行整流；第一开关电路，其连接在第一整流部的输出之间，由并联连接有第一反向二极管的第一开关元件、和并联连接有第二反向二极管的第二开关元件的串联连接构成；第二开关电路，其同样连接在第一整流部的输出之间，由并联连接有第三反向二极管的第三开关元件、和并联连接有第四反向二极管的第四开关元件的串联连接构成；变压器，其一次侧线圈的一端与第一开关元件和第二开关元件的连接部连接，一次侧线圈的另一端与第三开关元件和第四开关元件的连接部连接；第二整流部，其对来自变压器的二次侧线圈的输出进行整流；输出检测器，其对第二整流部的输出进行检测；和误差放大部，其将来自输出检测器的输出信号与输出设定信号的误差放大，该焊接机还具备驱动电路，其根据来自误差放大部的误差放大信号，使向第五驱动部及第六驱动部输出控制信号的时序可变，第五驱动部输出分别驱动第一开关元件和第四开关元件的开关信号，第六驱动部以与第五驱动部的时序不同的时序，输出分别驱动第二开关元件和第三开关元件的开关信号，至少具备如下结构中的任意一个结构：第五驱动部，以输出将第一开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序之后且在所述第二开关元件及所述第三开关元件变为接通状态之前的时序，输出将第四开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构；和第六驱动部，以输出将第二开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序之后且在所述第一开关元件及所述第四开关元件变为接通状态之前的时序，输出将第三开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式一的焊接机的电路结构的框图；

图2是表示本发明的实施方式二的焊接机的电路结构的框图；

图3是表示本发明的实施方式三的焊接机的电路结构的框图；

图4是表示本发明的实施方式四的焊接机的电路结构的框图；

图5是表示本发明的实施方式五的焊接机的电路结构的框图；

图6是表示本发明的实施方式六的焊接机的电路结构的框图；

图7是表示本发明的实施方式七的焊接机的电路结构的框图；

图8是表示本发明的实施方式八的焊接机的电路结构的框图；

图9是表示本发明的焊接机的逆变器动作的时序图；

图10是表示现有的焊接机的电路结构的框图；

图11是表示现有的焊接机的由部分谐振型控制引起的逆变器动作的时序图；

图12是表示现有的焊接机的由PWM控制引起的逆变器动作的时序图。

图中：1、101—第一整流部，2、102—第一开关元件，3、103—第一反向二极管，4、104—第二开关元件，5、105—第二反向二极管，6、106—第三开关元件，7、107—第三反向二极管，8、108—第四开关元件，9、109—第四反向二极管，10、110—变压器，11、111—第二整流部，12、112—输出电流检测器，13、14、113、114—输出端子，15、115—误差放大部，16、116、216、316—驱动电路，17、117—第一驱动部，18、118、218—第二驱动部，19—第一延迟电路，20—逻辑集成电路，21—第三驱动部，22、222—第四驱动部，23—第二延迟电路，24、224—第五驱动部，25、225—第六驱动部，31、331—第一开关电路，32、132—第二开关电路，33、34、133、134—电路输出端子，Vr—输出设定信号，Ve—误差放大信号，S1、S2、S3、S4、S5、S6—控制信号。

具体实施方式

(实施方式一)

图1是表示本发明的实施方式一的焊接机的电路结构的框图。在图1中，在对三相或单相交流输入进行整流的第一整流部1的输出端子之间，并联连接有第一开关电路31和第二开关电路32。第一开关电路31由第一开关元件2和第二开关元件4串联连接而构成。并且，第一开关元件2和第二开关元件4的连接点成为第一开关电路31的电路输出端子33。而且，在第一开关元件2和第二开关元件4上，分别并联连接有第一反向二极管3和第二反向二极管5。还有，第二开关电路32由第三开关元件6和第四开关元件8串联连接而构成。并且，其连接点成为第二开关电路32的电路输出端子34。而且，在第三开关元件6和第四开关元件8上，分别并联连接有第三反向二极管7和第四反向二极管9。并且，在电路输出端子33与34之间连接有电力变换用的变压器10的一次侧线圈。在该变压器10的二次侧线圈上，一次电流经由第一开关元件2和第四开关元件8向第一方向流动，一次电流经由第二开关元件4和第四开关元件8向与第一方向相反的第二方向流动。

在该变压器10的二次侧线圈上，连接有对其输出进行整流的第二整流部11。第二整流部11的输出与焊接机的输出端子13、14连接。由第二整流部11整流后的电流通过输出端子13、14而供给到电弧负载部。在图1中，第二整流部11的输出的一方经由输出电流检测器12而与输出端子14连接。

向负载部流动的输出电流由输出电流检测器12检测，与输出电流成比例的输出信号从输出电流检测器12被输入到误差放大部15。误差放大部15对输出电流检测器12的输出信号进行输入，比较该输出信号与输出设定信号Vr的误差，并输出放大后的误差放大信号Ve。驱动电路16输入误差放大信号Ve，并将根据误差放大信号Ve而使动作时序变化的控制信号S1、S2，分别向第一驱动部17和第二驱动部18输出。根据来自驱动电路16的输出信号，第一驱动部17输出以不同的时序导通或截止控制第一开关元件2和第二开关元件4的开关信号，第二驱动部18输出以不同的时序导通或截止控制第三开关元件6和第四开关元件8的开关信号。如上所述，构成本发明的实施方式一的进行定电流控制的焊接机。

对如上述那样构成的焊接机的动作进行说明。

图9是表示第一～第四开关元件2、4、6、8的动作状态、变压器10的一次电流波形的时序图。如图9所示，驱动电路16输出控制信号S1、S2，使得为了降低输出电流值而缩短第一～第四开关元件2、4、6、8的各导通时间，为了提高输出电流值而延长各导通时间。第一驱动部17根据控制信号S1，对第一开关元件2和第二开关元件4以不同的时序输出开关信号。并且，第二驱动部18根据控制信号S2，对第三开关元件6和第四开关元件8以不同的时序输出开关信号。此时，第一开关元件2和第四开关元件8同时导通。而且，第一驱动部17和第二驱动部18输出开关信号，使第二开关元件4和第三开关元件6以与第一开关元件2和第四开关元件8的导通期间不同的时序而同时导通。

并且，第一开关元件2切换到截止状态后，第四开关元件8在仅延迟到由第一开关元件2变为截止状态而产生的开关电涌电流消失为止的规定时间之后切换到截止状态。而且，第二开关元件4切换到截止状态后，第三开关元件6在仅延迟到由第二开关元件4变为截止状态而产生的开关电涌电流消失为止的规定时间之后切换到截止状态。第一驱动部17和第二驱动部18以这样的顺序的方式输出开关信号。这样，使得将第四开关元件8切换到截止状态的时序延迟到第一开关元件2的开关电涌电流消失。由此，在第一开关元件2切换到截止状态之后，在变压器10的一次侧线圈中沿第一方向流动的电流中发生变化而在变压器10中产生的反电动势开始减少，在电桥内被回生。这是由于形成了开关电涌电流通过第四开关元件8和第二反向二极管5在变压器10的一次侧线圈内沿第一方向流动的电流路。而且，在第四开关元件8切换到截止状态时，在变压器10的一次侧线圈内流动的开关电涌电流几乎消失，因此电涌电压被抑制。并且，由于在电桥内被回生的时间、即直到第一开关元件2的开关电涌电流消失为止的规定时间(例如，数10nsec～数100nsec)短，因此第二反向二极管5中流动的电流为微小的值，所以功率半导体(包括第二开关元件4和第二反向二极管5)的发热被抑制。

而且，同样，使得第三开关元件6切换到截止状态的时序延迟到第二开关元件4的开关电涌电流消失。由此，在第二开关元件4切换到截止状态之后，在变压器10的一次侧线圈中沿第二方向流动的电流中发生变化而在变压器10中产生的反电动势开始减少，在电桥内被回生。这是由于形成了开关电涌电流通过第一反向二极管3和第三开关元件6在变压器10的一次侧线圈内沿第二方向流动的电流路，在第三开关元件6切换到截止状态时，在变压器10的一次侧线圈内流动的开关电涌电流几乎消失，因此电涌电压被抑制。并且，由于在电桥内被回生的时间、即直到第二开关元件4的开关电涌电流消失为止的规定时间(例如，数10nsec～数100nscc)短，因此第一反向二极管3中流动的电流微小，所以功率半导体(包括第一开关元件2和第一反向二极管3)的发热被抑制。

如上所述，根据本实施方式的焊接机，使各开关元件的导通或截止状态的切换时序为：成为导通状态的时序同时进行，切换到截止状态的时序延迟进行。通过该结构，能抑制流向反向二极管3和5的电流。因此，能抑制包括反向二极管3和5的功率半导体的发热，能回生在变压器10内产生的反电动势，并可抑制施加到开关元件6和8的电涌电压。

在开关元件中流动高电流值的电流的状态下，将开关元件迅速地切换到截止状态时，电流急剧减少，并且由电路的电感成分而产生电涌电压。而且，由变压器10内产生的反电动势也会产生电涌电压。

另外，在此，对进行定电流控制的焊接机进行了记载，在进行定电流控制时，作为输出检测器，代替输出电流检测器12，而设置检测输出端子13、14之间的电压的输出电压检测器。并且，将来自该输出电压检测器的输出信号输入到误差放大部15中。在误差放大部15中，也可采用将输出设定信号Vr和来自输出电压检测器的输出信号进行比较，并输出误差放大信号Ve的结构。

而且，在图9中，将第一开关元件2和第四开关元件8切换到截止状态的时序关系也可与上述说明的时序相反。即，也可在第四开关元件8切换到截止状态后，在变压器10内产生的反电动势在电桥内被回生之后将第一开关元件2切换到截止状态。同样，将第二开关元件4和第三开关元件6切换到截止状态的时序关系也可与上述相反。此外，将第一开关元件2和第四开关元件8切换到截止状态的时序关系、与将第二开关元件4和第三开关元件6切换到截止状态的时序关系当然也可不同。

并且，在包括开关元件、反向二极管的功率半导体中存在IGBT(绝缘栅极型双极性晶体管)、MOSFET(氧化膜半导体场效应晶体管)、IPM(智能电源组)等。在IGBT和MOSFET中，以第一开关元件2和第一反向二极管3、第二开关元件4和第二反向二极管5、第三开关元件6和第三反向二极管7、第四开关元件8和第四反向二极管9的组合，各开关元件和与其并联连接的反向二极管构成在一个IGBT封装内。因此，若使用IGBT，则无需在外部添加与开关元件并联连接的反向二极管。在MOSFET中也同样。但是，在MOSFET中，还存在不包含反向二极管的MOSFET，在该情况下，需要在外部添加反向二极管。而且，在IPM中，第一～第四开关元件2、4、6、8和第一～第四反向二极管3、5、7、9构成在一个IPM封装内。因此，若使用IPM，则无需在外部添加与开关元件并联连接的反向二极管。

根据这样的结构，通过抑制流向反向二极管的电流而抑制功率半导体的发热，通过对变压器10中产生的反电动势进行回生而抑制施加到开关元件的电涌电压，由此可实现可靠性高的焊接机。

另外，在上述实施方式一中，关于将各开关元件从导通状态切换到截止状态的时序，也可仅为第一开关元件和第四开关元件的时序关系的差异、或第二开关元件和第三开关元件的时序关系的差异中的任一方。在该情况下，在其时序关系中存在差异的开关元件可获得同样的效果。

(实施方式二)

图2是表示本发明的实施方式二的焊接机的电路结构的框图。在本实施方式二中，对与实施方式一同样的结构赋予同一标记，并省略详细的说明。在图2中，与实施方式一的不同之处在于，在第二驱动部218的内部设置有第一延迟电路19。

并且，在图2所示的焊接机中，在从驱动电路16到第一驱动部17的控制信号S1和到第二驱动部218的控制信号S2以相同的时序输出的结构的情况下，通过该第一延迟电路19，能够使输出将第四开关元件8切换到截止状态的开关信号的时序延迟到由第一开关元件2产生的开关电涌电流消失的规定时间，并且能够使输出将第三开关元件6切换到截止状态的开关信号的时序延迟到由第二开关元件4产生的开关电涌电流消失的规定时间。

另外，作为第一延迟电路19的结构，可采用通过使用了集成电路的定时器而改变延迟时间的结构、或利用时间常数电路通过电阻或电容器的常数变更而改变充放电时间从而改变延迟时间的结构等。

而且，在上述实施方式二中，关于将各开关元件从导通状态切换到截止状态的时序，表示了使第四开关元件相对于第一开关元件延迟、并使第三开关元件相对于第二开关元件延迟的例子。但是，并不限定于此，使时序延迟的可以仅为第四开关元件和第三开关元件中的任一方，在使其时序延迟的一方的开关元件中可获得同样的效果。

根据这样的结构，与实施方式一同样，通过抑制流向反向二极管的电流而抑制功率半导体的发热，通过对变压器10中产生的反电动势进行回生而抑制施加到开关元件的电涌电压，由此可实现可靠性高的焊接机。

(实施方式三)

图3是表示本发明的实施方式三的焊接机的电路结构的框图。在本实施方式三中，对与实施方式一同样的结构赋予同一标记，并省略详细的说明。在图3中，与实施方式一的不同之处在于，在驱动电路216的内部构成有逻辑集成电路20。

并且，在图3中，在驱动电路216的逻辑集成电路20中，存储有将到第一驱动部17的驱动信号S1、到第二驱动部18的驱动信号S2输出的程序。由此，能够让用于将第四开关元件8切换到截止状态的控制信号S2的输出时序延迟到由第一开关元件2产生的开关电涌电流消失的规定时间，并且能够让用于将第三开关元件6切换到截止状态的控制信号S2的输出时序延迟到由第二开关元件4产生的开关电涌电流消失的规定时间。

另外，在逻辑集成电路20中，使用CPU(中央处理装置)、PLD(可编程逻辑器件)、FPGA(现场可编程门阵列)、DSP(数字信号处理器)等改写内部逻辑的器件。

(实施方式四)

图4是表示本发明的实施方式四的焊接机的电路结构的框图。在本实施方式中，对与实施方式一同样的结构赋予同一标记，并省略详细的说明。在图4中，与实施方式一的不同之处在于，从驱动电路316输出四个信号S3、S4、S5、S6，分别输入到第一驱动部17、第二驱动部18、第三驱动部21、第四驱动部22中。并且，将第一驱动部17、第二驱动部18、第三驱动部21、第四驱动部22的输出分别输入到第一开关元件2、第四开关元件8、第二开关元件4、第三开关元件6中。这样，第一驱动部17控制第一开关元件2、第二驱动部18控制第四开关元件8、第三驱动部21控制第二开关元件4、第四驱动部22控制第三开关元件6。并且，与实施方式一的不同之处在于，采用了按每个开关元件设置驱动部，可分别独立控制开关元件的结构。

并且，在图4中，以相同的时序分别将用于使第一、第四开关元件成为导通状态的控制信号S3、S4从驱动电路316送到第一驱动部17和第二驱动部18。并且，若过了导通时间，则驱动电路316向第一驱动部17送出用于使第一开关元件2成为截止状态的控制信号S3。然后，以延迟到由第一开关元件2产生的开关电涌电流消失的规定时间的时序，对第二驱动部18送出用于使第四开关元件8成为截止状态的控制信号S4。同样，以相同的时序分别将用于使第二、第三开关元件成为导通状态的控制信号S5、S6从驱动电路316送到第三驱动部21和第四驱动部22。并且，若过了导通时间，则驱动电路316向第三驱动部21送出用于使第二开关元件4成为截止状态的控制信号S5。然后，以延迟到由第二开关元件4产生的开关电涌电流消失的规定时间的时序，对第四驱动部22送出用于使第三开关元件6成为截止状态的控制信号S6。

另外，在上述实施方式四中，关于将各开关元件从导通状态切换到截止状态的时序，也可仅为第一开关元件和第四开关元件的时序关系的差异、或第二开关元件和第三开关元件的时序关系的差异中的一方。在该情况下，在其时序关系中存在差异的开关元件中可获得同样的效果。

(实施方式五)

图5是表示本发明的实施方式五的焊接机的电路结构的框图。在本实施方式中，对与实施方式四同样的结构赋予同一标记，并省略详细的说明。在图5中，与实施方式四的不同之处在于，在第二驱动部218的内部构成有第一延迟电路19，在第四驱动部222的内部构成有第二延迟电路23。

并且，在图5所示的焊接机中，以相同的时序输出从驱动电路316到第一驱动部17的控制信号S3和到第二驱动部218的控制信号S4，并且以相同的时序将到第三驱动部21的控制信号S5和到第四驱动部222的控制信号S6输出。此时，通过该第一延迟电路19和第二延迟电路23，使输出将第四开关元件8从导通状态切换到截止状态的开关信号的时序，延迟到由第一开关元件2产生的开关电涌电流消失的规定时间。并且使输出将第三开关元件6从导通状态切换到截止状态的开关信号的时序，延迟到由第二开关元件4产生的开关电涌电流消失的规定时间。

另外，在延迟电路19、23中，可采用通过利用集成电路构成定时器而改变延迟时间的机构、或利用由电阻和电容器构成的时间常数电路，通过进行它们的常数变更而改变充放电时间从而改变延迟时间的机构等。

根据这样的结构，与实施方式四同样，通过抑制流向反向二极管的电流而抑制功率半导体的发热，通过对变压器10中产生的反电动势进行回生而抑制施加到开关元件的电涌电压，由此可实现可靠性高的焊接机。

(实施方式六)

图6是表示本发明的实施方式六的焊接机的电路结构的框图。在本实施方式中，对与实施方式四同样的结构赋予同一标记，并省略详细的说明。在图6中，与实施方式四的不同之处在于，在驱动电路216的内部构成有逻辑集成电路20。

并且，在图6中，从驱动电路216到第一驱动部17的控制信号S3、到第二驱动部18的控制信号S4、到第三驱动部21的控制信号S5、到第四驱动部22的控制信号S6，由存储在逻辑集成电路20中的程序来控制。由此，让第二驱动部18输出将第四开关元件8从导通状态切换到截止状态的开关信号的时序，延迟到由第一开关元件2产生的开关电涌电流消失的规定时间。并且，让第四驱动部22输出将第三开关元件6从导通状态切换到截止状态的开关信号的时序，延迟到由第二开关元件4产生的开关电涌电流消失的规定时间。

另外，逻辑集成电路20使用CPU、PLD、FPGA、DSP等改写内部逻辑的器件。

(实施方式七)

图7是表示本发明的实施方式七的焊接机的电路结构的框图。在本实施方式中，对与实施方式一同样的结构赋予同一标记，并省略详细的说明。在图7中，与实施方式一的不同之处在于，第五驱动部24对第一开关元件2和第四开关元件8输出开关信号，第六驱动部25对第二开关元件4和第三开关元件6输出开关信号。

此时，开关信号分别从第五驱动部24和第六驱动部25输出，使得第一开关元件2和第四开关元件8同时切换到导通状态，并且，以与该时序不同的时序使第二开关元件4和第三开关元件6同时切换到导通状态。在规定的导通期间之后，从第五驱动部24输出将第一开关元件2切换到截止状态的开关信号。并且，在延迟到由第一开关元件2产生的开关电涌电流消失的规定时间之后，从第五驱动部24输出将第四开关元件8切换到截止状态的开关信号。另一方面，在规定的导通期间之后，从第六驱动部25输出将第二开关元件4切换到截止状态的开关信号。并且，在延迟到由第二开关元件4产生的开关电涌电流消失的规定时间之后，从第六驱动部25输出将第三开关元件6切换到截止状态的开关信号。

另外，在上述实施方式七中，关于将各开关元件从导通状态切换到截止状态的时序，也可仅为第一开关元件和第四开关元件的时序关系的差异、或第二开关元件和第三开关元件的时序关系的差异中的任一方。在该情况下，在其时序关系中存在差异的开关元件中可获得同样的效果。

(实施方式八)

图8是表示本发明的实施方式八的焊接机的电路结构的框图。在本实施方式中，对与实施方式七同样的结构赋予同一标记，并省略详细的说明。在图8中，与实施方式七的不同之处在于，在第五驱动部224的内部构成有第一延迟电路19，在第六驱动部225的内部构成有第二延迟电路23。

并且，在图8所示的焊接机中，从驱动电路16输出的控制信号S1被输入到第五驱动部224。并且，第五驱动部224在输出将第一开关元件2切换到截止状态的开关信号之后，通过第一延迟电路19，可使输出将第四开关元件8切换到截止状态的开关信号的时序，延迟到由第一开关元件2产生的开关电涌电流消失的规定时间。

同样，来自驱动电路16的控制信号S2被输入到第六驱动部225。并且，第六驱动部225在输出将第二开关元件4切换到截止状态的开关信号之后，通过第二延迟电路23，可使输出将第三开关元件6切换到截止状态的开关信号的时序，延迟到由第二开关元件4产生的开关电涌电流消失的规定时间。

根据这样的结构，与实施方式七同样，通过抑制流向反向二极管的电流而抑制功率半导体的发热，通过对变压器10中产生的反电动势进行回生而抑制施加到开关元件的电涌电压，由此可实现可靠性高的焊接机。

(工业上的可利用性)

本发明通过抑制流向反向二极管的电流而抑制功率半导体的发热，通过对变压器10中产生的反电动势进行回生而抑制施加到开关元件的电涌电压，由此可实现可靠性高的焊接机，作为在焊接界和处理比较大的电流输出进行输出控制的工业领域中使用的设备，在工业上是有用的。

Claims

1.一种焊接机，具备：

第一整流部，其对交流电源输入进行整流；

第一开关电路，其连接在所述第一整流部的输出之间，由并联连接有第一反向二极管的第一开关元件、和并联连接有第二反向二极管的第二开关元件的串联连接构成；

第二开关电路，其同样连接在所述第一整流部的输出之间，由并联连接有第三反向二极管的第三开关元件、和并联连接有第四反向二极管的第四开关元件的串联连接构成；

变压器，其一次侧线圈的一端与所述第一开关元件和所述第二开关元件的连接部连接，所述一次侧线圈的另一端与所述第三开关元件和所述第四开关元件的连接部连接；

第二整流部，其对来自所述变压器的二次侧线圈的输出进行整流；

输出检测器，其对所述第二整流部的输出进行检测；和

误差放大部，其将来自所述输出检测器的输出信号与输出设定信号的误差放大，

该焊接机还具备：

驱动电路，其根据来自所述误差放大部的误差放大信号，使输出控制信号的时序可变；

第一驱动部，其输入所述控制信号，并输出驱动所述第一开关元件和所述第二开关元件的开关信号；和

第二驱动部，其输入所述控制信号，并输出驱动所述第三开关元件和所述第四开关元件的开关信号，

所述第二驱动部至少具备如下结构中的任意一个结构：

以所述第一驱动部输出将所述第一开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序之后且在所述第二开关元件及所述第三开关元件变为接通状态之前的时序，输出将所述第四开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构；和

以所述第一驱动部输出将所述第二开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序之后且在所述第一开关元件及所述第四开关元件变为接通状态之前的时序，输出将所述第三开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构。

2.根据权利要求1所述的焊接机，其特征在于，

第二驱动部至少具备如下结构中的任意一个结构：

使输出将所述第四开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序，延迟到所述第一开关元件从接通状态切换到断开状态之后所产生的在所述第四开关元件中流动的开关电涌电流消失的规定时间的结构；和

使输出将所述第三开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序，延迟到所述第二开关元件从接通状态切换到断开状态之后所产生的在所述第三开关元件中流动的开关电涌电流消失的规定时间的结构。

3.根据权利要求1或2所述的焊接机，其特征在于，

第二驱动部具备延迟电路，该延迟电路至少进行如下处理中的任意一个处理：

相对于所述第一驱动部输出将所述第一开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序，使所述第二驱动部输出将所述第四开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序延迟；和

相对于所述第一驱动部输出将所述第二开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序，使所述第二驱动部输出将所述第三开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序延迟。

4.根据权利要求1或2所述的焊接机，其特征在于，

驱动电路在内部具备存储有程序的逻辑集成电路，该程序以至少进行如下处理中的任意一个处理的方式进行控制：

5.一种焊接机，具备：

第一整流部，其对交流电源输入进行整流；

输出检测器，其对所述第二整流部的输出进行检测；和

该焊接机还具备驱动电路，其根据来自所述误差放大部的误差放大信号，使向第一驱动部、第二驱动部、第三驱动部、及第四驱动部输出控制信号的时序可变，

所述驱动电路的结构为：所述第一驱动部输出驱动所述第一开关元件的开关信号，所述第三驱动部以与所述第一驱动部不同的时序输出驱动所述第二开关元件的开关信号，

所述驱动电路至少具备如下结构中的任意一个结构：

所述第二驱动部，以所述第一驱动部输出将所述第一开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序之后且在所述第二开关元件及所述第三开关元件变为接通状态之前的时序，输出将所述第四开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构；和

所述第四驱动部，以所述第三驱动部输出将所述第二开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序之后且在所述第一开关元件及所述第四开关元件变为接通状态之前的时序，输出将所述第三开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构。

6.根据权利要求5所述的焊接机，其特征在于，

驱动电路至少具备如下结构中的任意一个结构：

在延迟到所述第一开关元件从接通状态切换到断开状态时产生的在所述第四开关元件中流动的开关电涌电流消失的规定时间之后，所述第二驱动部输出将所述第四开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构；和

在延迟到所述第二开关元件从接通状态切换到断开状态时产生的在所述第三开关元件中流动的开关电涌电流消失的规定时间之后，所述第四驱动部输出将所述第三开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构。

7.根据权利要求5或6所述的焊接机，其特征在于，

至少具备如下结构中的任意一个结构：

第二驱动部在内部具备第一延迟电路的结构，该第一延迟电路相对于所述第一驱动部输出将所述第一开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序，使输出将所述第四开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序延迟；和

第四驱动部在内部具备第二延迟电路的结构，该第二延迟电路相对于所述第三驱动部输出将所述第二开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序，使输出将所述第三开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序延迟。

8.根据权利要求5或6所述的焊接机，其特征在于，

相对于所述第三驱动部输出将所述第二开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序，使所述第四驱动部输出将所述第三开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序延迟。

9.一种焊接机，具备：

第一整流部，其对交流电源输入进行整流；

输出检测器，其对所述第二整流部的输出进行检测；和

该焊接机还具备驱动电路，其根据来自所述误差放大部的误差放大信号，使向第五驱动部及第六驱动部输出控制信号的时序可变，

所述第五驱动部输出分别驱动所述第一开关元件和所述第四开关元件的开关信号，所述第六驱动部以与所述第五驱动部的时序不同的时序，输出分别驱动所述第二开关元件和所述第三开关元件的开关信号，

至少具备如下结构中的任意一个结构：

所述第五驱动部，以输出将所述第一开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序之后且在所述第二开关元件及所述第三开关元件变为接通状态之前的时序，输出将所述第四开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构；和

所述第六驱动部，以输出将所述第二开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序之后且在所述第一开关元件及所述第四开关元件变为接通状态之前的时序，输出将所述第三开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的结构。

10.根据权利要求9所述的焊接机，其特征在于，

该焊接机至少具备如下结构中的任意一个结构：

第五驱动部让输出将所述第四开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序，延迟到所述第一开关元件从接通状态变为断开状态时产生的在所述第四开关元件中流动的开关电涌电流消失的规定时间的结构；和

第六驱动部让输出将所述第三开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序，延迟到所述第二开关元件从接通状态变为断开状态时产生的在所述第三开关元件中流动的开关电涌电流消失的规定时间的结构。

11.根据权利要求9或10所述的焊接机，其特征在于，

至少具备如下结构中的任意一个结构：

第五驱动部在内部具备第一延迟电路的结构，该第一延迟电路相对于输出将所述第一开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序，使输出将所述第四开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序延迟；和

第六驱动部在内部具备第二延迟电路的结构，该第二延迟电路相对于输出将所述第二开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序，使输出将所述第三开关元件从接通状态切换到断开状态的开关信号的时序延迟。