CN101340151A - 电源装置以及电弧加工用电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源装置以及电弧加工用电源装置，在第1、第2平滑电容器(C1、C2)间的连接点(N1)与辅助开关电路(14)的第7、第8开关元件(TR7、TR8)间的连接点(N2)之间具备切换开关(S1)。在400V体系输入时，通过导通切换开关(S1)，从而将第1、第2平滑电容器(C1、C2)的各端子间电压交替地供给到逆变器电路(13)。在200V体系输入时，通过切断切换开关(S1)，防止第1、第2平滑电容器(C1、C2)间的连接点(N1)的电压经由在第7、第8开关元件(TR7、TR8)的上设置的反连接的二极管(D17、D18)被供给到逆变器电路(13)侧，能够可靠地得到软开关控制的效果。从而提供一种以简单的结构能与不同的两个输入电压对应的电弧加工用电源装置。

Description

电源装置以及电弧加工用电源装置

技术领域

本发明涉及具有将商用电源等的输入交流电源变换为直流电压而从该直流电压变换为规定的交流电压的逆变器电路的电源装置、以及采用该电源装置的电弧加工用电源装置。

背景技术

电弧加工机等中采用的电源装置，例如专利文献1所示，包括将商用电源(三相交流电源)变换为在整流电路中整流并在平滑电容器中平滑化后的直流电压的直流变换电路和由多个开关元件(第1～第4开关元件)的桥式电路构成的交流变换用的逆变器电路。逆变器电路在规定的组合的开关元件之间同步地进行接通断开控制后，将来自直流变换电路的直流电压变换为规定的高频交流电压。而且，来自逆变器电路的规定的高频交流电压进一步被变换为适于电弧焊接和电弧切断等的电弧加工的加工用直流电压。

但是，所输入的商用电源的电压值，在世界上存在200V体系(200～240V)的地域和高电压的400V体系(380～480V)的地域，因此在电弧加工用电源装置中，以往分别单独制造与该两者的电压值相符的规格的装置。

例如专利文献1的图4等中所示的电源装置为输入交流电源为200V规格的装置，平滑电容器由1个构成。除此之外，该电源装置为进行软开关控制的电源装置，平滑电容器的后级的电源线间连接有辅助电容器，并且在两电容器间的一方的电源线上配置有辅助开关元件。该辅助开关元件，在交流变换时被接通断开控制的逆变器电路的开关元件断开的规定时间前断开，停止对逆变器电路的直流电压的供给。也即辅助电容器的放电结束，逆变器电路的施加电压成为大致零电压的该规定时间经过后，逆变器电路的开关元件断开，从而处于使开关损耗降低的软开关控制的状态。

与此相对，专利文献1的图11等中所示的电源装置为输入交流电源是400V规格的装置，具体地来说，与上述的200V规格的平滑电容器相同容量的平滑电容器有两个，在整流电路的输出侧的电源线间作为第1以及第2平滑电容器被串联连接。在第1以及第2平滑电容器的后级的各电源线上，配置有第5以及第6开关元件作为辅助开关元件，并且在第5以及第6开关元件的后级与辅助电容器之间的电源线间串联连接有第7以及第8开关元件作为辅助开关元件。该第7以及第8开关元件间的连接点与第1以及第2平滑电容器间的连接点互相被短路连接。

而且，在一方的电源线侧的第5开关元件和另一方的电源线侧的第8开关元件的组，以及其相反侧的第6开关元件和第7开关元件的组被交替地接通断开控制，第1以及第2平滑电容器的任一方的端子间电压施加到逆变器电路。也即第1以及第2平滑电容器的任一方的端子间电压与上述的200V规格的平滑电容器的端子间电压相等，因此逆变器电路以后与200V规格的装置的结构相同。

此外，在该400V规格的电源装置中，通过使第5以及第6开关元件比在交流变换时被接通断开控制的逆变器电路的开关元件断开早规定时间前断开，从而能够进行软开关控制。

专利文献1：日本特开2003-311408号公报

但是，如上所述，200V规格的装置和400V规格的装置分别独立存在的情况比较烦杂。因此，具有在一个电源装置中与200V体系和400V体系的两个电压值对应的要求。

在此，考虑如下的对应方案，即将400V规格的电源装置作为基准，400V体系输入的情况如上所述使其动作，另一方面在200V体系输入的情况下，使第7以及第8开关元件始终断开。

但是，在该对应方案中，第7以及第8开关元件始终断开时，第1以及第2平滑电容器间的电压经由与第7以及第8开关元件反向连接的二极管来充电辅助电容器，并对逆变器电路始终施加，逆变器电路的开关元件在大致零电压下不能断开。也即存在下述问题，该200V体系输入时，即使进行软开关控制，也不能得到开关损耗降低的该控制效果的问题。

此外，作为其他的对策考虑，在200V规格的电源装置中追加由包括线圈或开关元件等的多个电气电路部件构成的降压直流斩波电路，在400V体系输入的情况下，在该斩波电路中使直流电压降压到与200V体系相同的电压值，但追加这种降压直流斩波电路具有大的结构且导致电源装置的大型化，还导致大幅的成本增加，因此不是好办法。

发明内容

本发明正是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种以简单的结构能够与不同的两个输入电压对应的电源装置以及电弧加工用电源装置。

为了解决上述课题，技术方案1中所记载的发明的电源装置的主要内容在于，具有：直流变换电路，其具有整流电路以及在其输出侧的一对电源线间串联连接的第1以及第2平滑电容器，将输入交流电源变换为整流·平滑化后的直流电压；逆变器电路，其由采用第1～第4开关元件的桥式电路构成，该第1～第4开关元件按每规定组进行接通断开驱动并将经由上述各电源线供给的上述直流电压变换为规定的交流电压；和辅助开关电路，其在上述直流变换电路与在上述逆变器电路前级的上述各电源线间连接的辅助电容器之间，第5以及第6开关元件配置在上述各电源线上，第7以及第8开关元件在上述各电源线间串联连接，在第1电压值的上述输入交流电源输入时将上述第1以及第2平滑电容器的两端电压供给到上述逆变器电路，另一方面，在第1电压值的成倍的第2电压值的上述输入交流电源输入时，按第5～第8开关元件的每个规定组进行接通断开驱动并将上述第1或第2平滑电容器的各端子间电压交替地供给到上述逆变器电路，进而进行下述的软开关控制，即第5～第8开关元件的规定的元件在上述第1～第4开关元件的断开之前断开并停止对上述逆变器电路侧的电压供给，在上述第1以及第2平滑电容器间的连接点与上述第7以及第8开关元件间的连接点之间，具备将相互间切换为导通·切断的第1切换单元。

在本发明中，在第1以及第2平滑电容器间的连接点与在辅助开关电路中在电源线间串联连接的第7以及第8开关元件间的连接点之间，具备将相互间切换为导通·切断的第1切换单元。并且，通过在高电压的第2电压值的交流电压输入时导通第1切换单元，能将第1或第2平滑电容器的各端子间电压交替地供给到逆变器电路。此外，通过在第1电压值的交流电压输入时切断第1切换单元，能够可靠地防止第1以及第2平滑电容器间的连接点的电压经由第7以及第8开关元件中设置的反连接的二极管供给到逆变器电路侧，能够可靠地得到软开关控制的效果。

技术方案2记载的发明的主要内容为，在技术方案1中所记载的电源装置中，上述第1切换单元构成为可控制导通·切断的切换，具备切换控制单元，其进行控制以使基于上述第2电压值的上述输入交流电源的输入而将上述第1切换单元切换为导通，基于上述第1电压值的上述输入交流电源的输入而将上述第1切换单元切换为切断。

在本发明中，通过切换控制单元的控制，基于第2电压值的交流电压输入将第1切换单元切换为导通，基于第1电压值的交流电压输入将第1切换单元切换为切断。也即切换单元的切换通过切换控制单元的控制自动地进行，不需要人的操作。

技术方案3所述的发明的主要内容为，根据技术方案1或2所述的电源装置，在上述逆变器电路中，构成为上述第1以及第3开关元件在上述各电源线间串联连接，并且上述第2以及第4开关元件在上述各电源线间串联连接，在上述第1以及第3开关元件间的连接点或上述第2以及第4开关元件间的连接点的任一个，与上述第7以及第8开关元件间的连接点之间，具备将相互间切换为导通·切断的第2切换单元，上述第7以及第8开关元件，进行与通过上述第2切换单元的导通而处于并联的上述逆变器电路的开关元件相同的接通断开控制。

在本发明中，在第1以及第3开关元件间的连接点或第2以及第4开关元件间的连接点的任一个，与第7以及第8开关元件间的连接点之间，具备将相互间切换为导通·切断的第2切换单元。并且，通过在第1切换单元的导通时(第2电压值的交流电压输入时)切断第2切换单元，从而能进行与上述的第2电压值的交流电压输入时相同的动作，通过在第1切换单元的切断时(第1电压值的交流电压输入时)导通第2切换单元，从而第7以及第8开关元件进行与通过第2切换单元的导通而处于并联的逆变器电路的开关元件相同的接通断开控制，作为逆变器电路的一部进行动作。由此，能够将在与第7以及第8开关元件并联的逆变器电路的开关元件中流过的电流二分，降低该开关元件中的热的产生。

技术方案4中所述的发明的主要内容在于，根据技术方案3所述的电源装置，上述第1以及第2切换单元构成为可控制导通·切断的切换，具备切换控制单元，其进行控制以使基于上述第2电压值的上述输入交流电源的输入而将上述第1切换单元切换为导通，将上述第2切换单元切换为切断，基于上述第1电压值的上述输入交流电源的输入而将上述第1切换单元切换为切断，将上述第2切换单元切换为导通。

在本发明中，通过切换控制单元的控制，基于第2电压值的交流电压输入第1切换单元被切换为导通，第2切换单元被切换为切断，基于第1电压值的交流电压输入第1切换单元被切换为切断，第2切换单元被切换为导通。也即切换单元的切换通过切换控制单元的控制来自动地进行，不需要人的操作。

技术方案5中所述的发明的主要内容在于，在技术方案1～4中任一项所述的电源装置中，上述切换单元由1个开关构成。

在本发明中，由于切换单元由1个开关构成，因此电源装置的电路结构不复杂。

技术方案6所述的发明的电弧加工用电源装置，构成为采用技术方案1～5中任一项所述的电源装置，生成进行加工对象物的电弧加工的电弧加工用电压。

在本发明中，由于采用技术方案1～5中任一项所述的电源装置构成，因此能够提供得到上述各技术方案的作用效果的电弧加工用电源装置。

通过本发明，能够提供一种仅仅通过进行电路的开闭的切换单元的简单的结构的追加，能够与不同的两个输入电压对应的电源装置以及电弧加工用电源装置。

附图说明

图1为表示第1实施方式中的电弧加工用电源装置的电路图。

图2为第1实施方式中的400V体系输入时的波形图。

图3为第1实施方式中的200V体系输入时的波形图。

图4为表示第2实施方式中的电弧加工用电源装置的电路图。

图5为第2实施方式中的400V体系输入时的波形图。

图6为第2实施方式中的200V体系输入时的波形图。

图中：

11、11a-电源装置；12-直流变换电路；13-逆变器电路；14-辅助开关电路；C1、C2-第1、第2平滑电容器；C3-辅助电容器；DR1-作为整流电路的初级侧整流电路；L1、L2-电源线；M-加工对象物；N1、N2、N3-连接点；S1、S2-作为第1，第2切换单元的切换开关；SC-作为切换控制单元的输出控制电路；TR1～TR8-第1～第8开关元件。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，按照附图对具体化本发明的第1实施方式进行说明。

图1表示具备本实施方式的电弧加工用电源装置11的电弧加工机10。电弧加工机10为将从该电源装置11输出的加工用直流电压供给到焊枪TH，从该焊枪TH向加工对象物M产生电弧，从而对加工对象物M进行电弧焊接和电弧切断等的电弧加工的装置。用于这种电弧加工机10中的电弧加工用电源装置11具备将所输入的商用电源(三相交流电压)变换为直流电压的直流变换电路12和将该直流电压变换为规定的高频交流电压的逆变器电路13，进而将来自该逆变器电路13的高频交流电压变换为加工用直流电压。

直流变换电路12具有对由采用6个二极管D1～D6的桥式电路构成的三相的输入交流电源进行全波整流的初级侧整流电路DR1和对在该整流电路DR1的输出侧的第1以及第2电源线L1、L2间串联连接的该整流电路DR1的输出电压进行平滑化的第1以及第2平滑电容器C1、C2，根据输入交流电源生成直流电压。该第1以及第2平滑电容器C1、C2分别采用相同容量的电容器。此外，在直流变换电路12中，检测直流电压的电压检测电路IV连接在电源线L1、L2间。电压检测电路IV将所检测的直流电压作为电压检测信号Iv并向后述的输出控制电路SC输出，用于输入到电源装置11的交流电源为200V体系还是400V体系的判定等中。

逆变器电路13与电源线L1、L2连接，由采用由4个IGBT构成的第1～第4开关元件TR1～TR4的桥式电路构成。第1以及第3开关元件TR1、TR3在电源线L1、L2间串联连接，并且第2以及第4开关元件TR2、TR4在电源线L1、L2间串联连接，开关元件TR1的发射极与开关元件TR3的集电极之间与变压器INT的初级侧线圈的一端连接，开关元件TR2的发射极与开关元件TR4的集电极之间与该初级侧线圈的另一端连接。另外，在第1～第4开关元件TR1～TR4中分别反连接二极管D11～D14。并且，第1以及第4开关元件TR1、TR4的组和第2以及第3开关元件TR2、TR3的组基于输出控制电路SC的控制而被交替地接通断开驱动，将来自直流变换电路12的直流电压变换为规定的高频交流电压并向变压器INT的初级侧线圈供给。

在逆变器电路13以及上述直流变换电路12之间，安装有辅助开关电路14以及辅助电容器C3。辅助开关电路14具备由4个IGBT构成的第5～第8开关元件TR5～TR8，在第1以及第2平滑电容器C1、C2的后级的电源线L1上配置有第5开关元件TR5，在电源线L2上配置有第6开关元件TR6。第7以及第8开关元件TR7、TR8在第5以及第6开关元件TR5、TR6的后级的电源线L1、L2间串联连接。另外，第5～第8开关元件TR5～TR8中，分别反连接二极管D15～D18。在第7以及第8开关元件TR7、TR8的后级的电源线L1、L2间连接辅助电容器C3。

此外，在第7开关元件TR7的发射极和第8开关元件TR8的集电极间的连接点N2与上述第1以及第2平滑电容器C1、C2间的连接点N1之间，在本实施方式中连接有由中继器(relay)构成的切换开关S1。而且，切换开关S1基于输出控制电路SC的控制，在输入交流电源被判定为200V体系时断开(OFF)，切断两连接点N1、N2，在输入交流电源被判定为400V体系时接通(ON)，导通两连接点N1、N2。此外，第5～第8开关元件TR5～TR8基于输出控制电路SC的控制，与应降低逆变器电路13的第1～第4开关元件TR1～TR4的开关损耗的该开关元件TR1～TR4同步地被接通断开驱动，并且输入交流电源在200V体系和400V体系中进行不同的控制。

由逆变器电路13生成的高频交流电压被供给到变压器INT的初级侧线圈，该变压器INT的次级侧上安装有二次整流电路DR2以及直流电抗器DCL。二次整流电路DR2以及直流电抗器DCL将来自逆变器电路13的高频交流电压变换为电弧加工用直流电压，该加工用直流电压经由直流电抗器DCL侧的输出线L3向焊枪TH输出。另一方面，输出线L4与加工对象物M连接，基于加工用直流电压的供给从焊枪TH向加工对象物M产生电弧。

此外，在输出线L4上连接有检测实际输出电流值的输出电流检测电路ID。输出电流检测电路ID将所检测的输出电流值作为输出电流检测信号Id向比较运算电路ER输出，在该比较运算电路ER中，比较该输出电流检测信号Id与来自输出电流设定器IR的输出电流设定信号Ir。因此，在输出电流设定器IR中，按照成为与进行电弧加工的加工对象物M对应的输出电流值的方式通过人的操作等进行该输出电流值的设定，与该设定对应的输出电流设定信号Ir被输出到比较运算电路ER。比较运算电路ER，将比较输出电流检测信号Id与输出电流设定信号Ir后的比较运算信号Er、即将输出电流值与设定值之间的偏差作为比较运算信号Er输出到输出控制电路SC，并用于输出控制电路SC中的反馈控制中。

输出控制电路SC首先，基于来自电压检测电路IV的电压检测信号Iv的输入，检测由直流变换电路12所生成的直流电压，基于该检测判定输入交流电压为200V体系还是400V体系。输出控制电路SC，在判定为400V体系输入的情况下，将切换开关S1切换到接通，在判定为200V体系输入的情况下，将切换开关S1切换到断开，按照与各输入对应的图2以及图3的定时(timing)波形控制逆变器电路13以及辅助开关电路14。因此，在输入交流电源接通之前，切换开关S1能与400V体系输入对应并处于接通状态。

[400V体系输入的情况]

在400V体系输入的情况下，由输出控制电路SC将切换开关S1切换到接通状态，第1以及第2平滑电容器C1、C2间的连接点N1与第7以及第8开关元件TR7、TR8间的连接点N2处于导通状态。并且，按照图2的定时波形进行控制。

输出控制电路SC在基于从输出电流设定器IR输入的输出电流设定值的接通时间中，使逆变器电路13的第1以及第4开关元件TR1、TR4的组和第2以及第3开关元件TR2、TR3的组交替地接通断开动作。因此，在该情况下，第1以及第4开关元件TR1、TR4在第2以及第3开关元件TR2、TR3被切换为接通的至少规定时间t2前被切换为断开，第2以及第3开关元件TR2、TR3在第1以及第4开关元件TR1、TR4被切换为接通的至少规定时间t4前被切换为断开。并且，输出控制电路SC在输出电流设定器IR中增加输出电流设定值时，将各开关元件TR1～TR4的接通时间在规定时间t2、t4的可确保的范围中设定为较长，使输出电流设定值减少时，将各开关元件TR1～TR4的接通时间设定为较短(增长规定时间t2、t4)。此外，输出控制电路SC进行采用实际的输出电流值(输出电流检测信号Id)的反馈控制，基于实际的输出电流值与输出电流设定值之间的偏差(比较运算信号Er)调整各开关元件TR1～TR4的此时的接通时间。

此外，在辅助开关电路14中，输出控制电路SC与上述逆变器电路13的各开关元件TR1～TR4的接通断开动作对应而使第5～第8开关元件TR5～TR8进行接通断开动作。此时，第5以及第8开关元件TR5、TR8在接通时与第1以及第4开关元件TR1、TR4同时接通，在断开时在第1以及第4开关元件TR1、TR4切换为断开的规定时间t1前被断开。此外，第6以及第7开关元件TR6、TR7，在接通时与第2以及第3开关元件TR2、TR3同时接通，在断开时在第2以及第3开关元件TR2、TR3被切换为断开的规定时间t3前断开。

第5以及第8开关元件TR5、TR8接通时，对逆变器电路13供给第1平滑电容器C1的端子间电压、即将400V体系的输入交流电源变换为直流电压后的电压的一半的电压(与200V体系输入时的直流电压相同的电压)。由此，该第1平滑电容器C1侧的充电电压经由同时接通的第1以及第4开关元件TR1、TR4被施加到变压器INT的初级侧线圈。

在第1以及第4开关元件TR1、TR4的断开时，在该断开之前的规定时间t1前进行断开第5以及第8开关元件TR5、TR8的软开关控制，从而首先停止从直流变换电路12向逆变器电路13侧的直流电压的供给，不久在辅助电容器C3的放电结束的规定时间t1经过后第1以及第4开关元件TR1、TR4被断开。由此，向第1以及第4开关元件TR1、TR4施加的电压为大致零电压且该开关元件TR1、TR4被断开，实现软开关控制的效果即开关损耗的减小。另外，在第5以及第8开关元件TR5、TR8的断开时，第1平滑电容器C1和辅助电容器C3之间的端子间电压相等，因此第5以及第8开关元件TR5、TR8的两端子间电压分别为大致零电压，第5以及第8开关元件TR5、TR8的开关损耗也被降低。

此外，对于第6以及第7开关元件TR6、TR7的接通时也相同，第6以及第7开关元件TR6、TR7接通时，向逆变器电路13供给第2平滑电容器C2的端子间电压、即将400V体系的输入交流电源变换为直流电压后的电压的一半的电压(与200V体系输入时的直流电压相同的电压)。由此，该第2平滑电容器C2侧的充电电压经由被同时接通的第2以及第3开关元件TR2、TR3作为反方向电压被施加到变压器INT的初级侧线圈。

在第2以及第3开关元件TR2、TR3的断开时，在该断开之前的规定时间t3前进行断开第6以及第7开关元件TR6、TR7的软开关控制，从而首先停止从直流变换电路12向逆变器电路13侧的直流电压的供给，不久在辅助电容器C3的放电结束的规定时间t3经过后第2以及第3开关元件TR2、TR3被断开。由此，对第2以及第3开关元件TR2、TR3施加的电压为大致零电压且该开关元件TR2、TR3断开，此时也实现软开关控制的效果即开关损耗的降低。另外，在第6以及第7开关元件TR6、TR7的断开时，第2平滑电容器C2与辅助电容器C3之间的端子间电压相等，因此第6以及第7开关元件TR6、TR7的两端子间电压分别为大致零电压，第6以及第7开关元件TR6、TR7的开关损耗也被降低。

而且，如上所述在400V体系输入时，通过辅助开关电路14降压到与200V体系输入时的直流电压相等的电压并供给到逆变器电路13，并且进行降低逆变器电路13的各开关元件TR1～TR4的开关损耗的软开关控制。

[200V体系输入的情况]

在200V体系输入的情况下，由输出控制电路SC将切换开关S1切换为断开状态，第1以及第2平滑电容器C1、C2间的连接点N1与第7以及第8开关元件TR7、TR8间的连接点N2处于切断状态。而且，进行按照图3的定时波形的控制。

输出控制电路SC，在该200V体系输入时也相同，在基于来自输出电流设定器IR的输入的输出电流设定值的接通时间，使逆变器电路13的第1以及第4开关元件TR1、TR4的组与第2以及第3开关元件TR2、TR3的组交替地接通断开动作。因此，在该情况下，第1以及第4开关元件TR1、TR4，在第2以及第3开关元件TR2、TR3切换为接通的至少规定时间t2前被切换为断开，第2以及第3开关元件TR2、TR3，在第1以及第4开关元件TR1、TR4被切换为接通的至少规定时间t4前被切换为断开。而且，输出控制电路SC按照输出电流设定值设定各开关元件TR1～TR4的接通时间，并且通过反馈控制调整各开关元件TR1～TR4的此时的接通时间。

此外，在辅助开关电路14中，输出控制电路SC，与上述逆变器电路13的各开关元件TR1～TR4的接通断开动作对应而使第5以及第6开关元件TR5、TR6接通断开动作，另一方面在该200V体系输入时将第7以及第8开关元件TR7、TR8维持为断开状态。在该200V体系输入时，第5开关元件TR5在接通时与第2以及第3开关元件TR2、TR3同时接通，另一方面在断开时在第1以及第4开关元件TR1、TR4切换为断开的规定时间t1前被断开。也即从第1以及第4开关元件TR1、TR4切换为断开的规定时间t1前到第2以及第3开关元件TR2、TR3处于接通为止的期间，第5开关元件TR5断开，除此之外的期间接通。此外，第6开关元件TR6，在接通时与第1以及第4开关元件TR1、TR4同时接通，另一方面在断开时在第2以及第3开关元件TR2、TR3切换为断开的规定时间t3前被断开。也即从第2以及第3开关元件TR2、TR3切换为断开的规定时间t3前到第1以及第4开关元件TR1、TR4处于接通为止的期间，第6开关元件TR6断开，除此之外的期间接通。

因此，在第5以及第6开关元件TR5、TR6均接通的期间中，对逆变器电路13供给第1以及第2平滑电容器C1、C2的两端电压、即来自直流变换电路12的直流电压。由此，该直流电压在第1以及第4开关元件TR1、TR4的接通期间以及第2以及第3开关元件TR2、TR3的接通期间中，对变压器INT的初级侧线圈分别施加反方向电压。

此外，在第1以及第4开关元件TR1、TR4的断开时，在该断开之前的规定时间t1前，进行断开第5开关元件TR5的软开关控制，从而第1以及第4开关元件TR1、TR4在大致零电压下被断开，实现软开关控制的效果即开关损耗的降低。此外，关于第2以及第3开关元件TR2、TR3的断开时也同样，在其断开之前的规定时间t3前进行断开第6开关元件TR6的软开关控制，从而第2以及第3开关元件TR2、TR3在大致零电压下被断开，实现软开关控制的效果即开关损耗的降低。

在此，进行在逆变器电路13的开关元件TR1～TR4之前断开第5以及第6开关元件TR5、TR6的软开关控制时，第1以及第2平滑电容器C1、C2间的连接点N1与第7以及第8开关元件TR7、TR8间的连接点N2处于导通状态而与以往构成相同的情况下，第1以及第2平滑电容器C1、C2间的连接点N1的电压经由与第7以及第8开关元件TR7、TR8反连接的二极管D17、D18被供给到逆变器电路13，不能得到该软开关控制的效果。

与此相对，在本实施方式中，连接点N1、N2间由切换开关S1切断，因此防止第1以及第2平滑电容器C1、C2间的连接点N1的电压被供给到逆变器电路13，在该200V体系输入时也得到软开关控制的开关损耗降低效果。另外，在第5以及第6开关元件TR5、TR6的断开时也同样，第1以及第2平滑电容器C1、C2的两端电压与辅助电容器C3之间的端子间电压相同，因此第5以及第6开关元件TR5、TR6的两端子间电压分别为大致零电压，第5以及第6开关元件TR5、TR6的开关损耗也降低。

而且，由此在200V体系输入时，由辅助开关电路14进行直流电压的降压并供给到逆变器电路13，并且进行降低逆变器电路13的各开关元件TR1～TR4的开关损耗的软开关控制。

接下来，记载本实施方式的特征的作用效果。

(1)在本实施方式中，第1以及第2平滑电容器C1、C2间的连接点N1，与在辅助开关电路14中在电源线L1、L2间被串联连接的第7以及第8开关元件TR7、TR8间的连接点N2之间，具备由将相互间切换为导通/切断的中继器构成的切换开关S1(第1切换单元)。并且，在作为第2电压值的400V体系输入时导通切换开关S1，从而第1或第2平滑电容器C1、C2的各端子间电压能交替地供给到逆变器电路13。此外，在作为第1电压值的200V体系输入时，切换开关S1被切断，从而能够可靠地防止第1以及第2平滑电容器C1、C2间的连接点N1的电压经由在第7以及第8开关元件TR7、TR8中设置的反连接的二极管D17、D18而供给到逆变器电路13侧，可靠地得到软开关控制的效果。由此在本实施方式中，仅进行电路的开闭的切换开关S1的简单的结构的追加，能够提供能与不同的两个输入电压对应的电弧加工用电源装置11。

(2)在本实施方式中，通过输出控制电路SC的控制基于400V体系输入的判定将切换开关S1切换为导通，基于200V体系输入的判定将切换开关S1切换为切断。也即切换开关S1的切换通过输出控制电路SC的控制自动地进行，因此不需要人的操作。

(3)在本实施方式中，切换开关S1由1个开关(中继器)构成，因此电源装置11的电路结构不复杂。

(第2实施方式)

以下，根据附图对具体化本发明的第2实施方式进行说明。另外，本实施方式的电弧加工用电源装置构成为相对上述第1实施方式的电路结构进一步追加切换开关。

在图4中所示的电弧加工用电源装置11a中，同样在第1以及第2平滑电容器C1、C2间的连接点N1与辅助开关电路14的第7以及第8开关元件TR7、TR8间的连接点N2之间连接由中继器构成的切换开关S1(第1切换开关)。除此之外，在该第7以及第8开关元件TR7、TR8间的连接点N2与逆变器电路13的第1以及第3开关元件TR1、TR3间的连接点N3之间，连接由中继器构成的第2切换开关S2。上述切换开关S1、S2基于输出控制电路SC的控制，按照在400V体系输入时接通/断开，在200V体系输入时断开/接通的方式相辅地切换。而且，输出控制电路SC按照与各输入对应的图5以及图6的定时波形控制逆变器电路13以及辅助开关电路14。

[400V体系输入的情况]

在400V体系输入的情况下，切换开关S1通过输出控制电路SC被切换为接通状态，第1以及第2平滑电容器C1、C2间的连接点N1与第7以及第8开关元件TR7、TR8间的连接点N2处于导通状态。此外，切换开关S2被切换为断开状态，第7以及第8开关元件TR7、TR8间的连接点N2与第1以及第3开关元件TR1、TR3间的连接点N3处于切断状态。

也即在上述切换开关S1、S2的开闭状态下，具有与上述第1实施方式的电源装置11相同的结构，本实施方式的输出控制电路SC进行与按照图5的上述第1实施方式的400V体系输入时的控制相同的控制。因此，在本实施方式的电弧加工用电源装置11a中，在该400V体系输入时，由辅助开关电路14降压为与200V体系输入时的直流电压相同的电压并供给到逆变器电路13，并且进行降低逆变器电路13的各开关元件TR1～TR4的开关损耗的软开关控制。

[200V体系输入的情况]

在200V体系输入的情况下，由输出控制电路SC将切换开关S1切换为断开状态，第1以及第2平滑电容器C1、C2间的连接点N1与第7以及第8开关元件TR7、TR8间的连接点N2处于切断状态。此外，切换开关S2被切换为接通状态，第7以及第8开关元件TR7、TR8间的连接点N2与第1以及第3开关元件TR1、TR3间的连接点N3处于导通状态。

并且，第5以及第6开关元件TR5、TR6，通过本实施方式的输出控制电路SC进行与根据图6的上述第1实施方式的200V体系输入时的控制相同的控制。即进行下述的软开关控制，即第5开关元件TR5在第1以及第4开关元件TR1、TR4的断开之前(规定时间t1前)被断开，第6开关元件TR6在第2以及第3开关元件TR2、TR3的断开之前(规定时间t3前)断开。

此外，根据切换开关S1、S2的开闭状态，第7开关元件TR7处于与第1开关元件TR1并联连接的状态，第8开关元件TR8处于与第3开关元件TR3并联连接的状态。因此，本实施方式的输出控制电路SC对第7以及第8开关元件TR7、TR8进行与第1以及第3开关元件TR1、TR3相同的接通断开控制，使其作为逆变器电路13的一部分进行动作。也即切换开关S1断开且第1以及第2平滑电容器C1、C2间的连接点N1与第7以及第8开关元件TR7、TR8间的连接点N2处于切断状态，因此能够使用这种第7以及第8开关元件TR7、TR8的用法。另外，通过切换开关S1的连接点N1、N2间的切断，在本实施方式中，也能够防止第1以及第2平滑电容器C1、C2间的连接点N1的电压向逆变器电路13侧供给，并且也防止对软开关控制的影响。

此外，通过使第7以及第8开关元件TR7、TR8作为逆变器电路13的一部动作，从而本来在第1以及第3开关元件TR1、TR3中流动的电流被二分。由此，能够降低第1以及第3开关元件TR1、TR3中的热的产生，能够采用电流容量小的小型且低成本的开关元件。

因此，存在一方的开关元件的集电极与另一方的开关元件的发射极被连接的一对且由一个封装构成的装置，在本实施方式中使用该被封装化的成对的开关元件而构成的情况下，由图4的虚线包围的元件成为组。具体地来说，分为第1以及第3开关元件TR1、TR3的组、第7以及第8开关元件TR7、TR8的组、第5以及第2开关元件TR5、TR2的组、第6以及第4开关元件TR6、TR4的组。

即抑制第1、第3、第7以及第8开关元件TR1、TR3、TR7、TR8的发热，因此能够选定电流容量小的封装的装置(例如150A)。另一方面，第5以及第6开关元件TR5、TR6由于接通时间长，因此优选选定电流容量大的装置(例如300A)。但是在这种情况下，由于封装的结构不能由同一封装构成，因此分别将剩余的第2以及第4开关元件TR2、TR4作为组。因此，在使用成对的开关元件的封装而构成的情况下，如上那样能进行合理的分组。

接下来，除了上述第1实施方式的作用效果之外，记载有本实施方式的特征的作用效果。

(1)在本实施方式中，在第1以及第3开关元件TR1、TR3间的连接点N3与第7以及第8开关元件TR7、TR8间的连接点N2之间，具备由将相互间切换为导通·切断的中继器构成的切换开关S2(第2切换单元)。并且，在切换开关S1的导通时(400V体系输入时)切换开关S2被切断，从而可进行与400V体系输入时相同的动作，在切换开关S1的切断时(200V体系输入时)切换开关S2被导通，从而第7以及第8开关元件TR7、TR8通过切换开关S2的导通进行与处于并联的逆变器电路13的开关元件TR1、TR3相同的接通断开控制，使其作为逆变器电路13的一部动作。由此，能够将与第7以及第8开关元件TR7、TR8并联的开关元件TR1、TR3中流动的电流二分，能够降低该开关元件TR1、TR3中的热的产生。

(2)在本实施方式中，通过输出控制电路SC的控制，基于400V体系输入的判定切换开关S1被切换为导通，切换开关S2被切换为切断，基于200V体系输入的判定切换开关S1被切换为切断，切换开关S2被切换为导通。也即切换开关S1的切换通过输出控制电路SC的控制来自动地进行，因此不需要人的操作。

(3)在本实施方式中，切换开关S2与切换开关S1均分别由1个开关(中继器)构成，因此电源装置11a的电路结构不复杂。

另外，本发明实施方式也可如下那样变更。

·上述第1以及第2实施方式中，作为切换单元的切换开关S1以及切换开关S2分别由1个中继器构成，但在中继器以外也可由可进行由输出控制电路SC所进行的控制的开关和进行手动切换的开关等构成。另外，在第2实施方式中采用手动切换开关时，也可使开关互相连动。此外，也可采用由两个以上的电路部件构成的开关电路来构成切换单元。

·在上述第2实施方式中，切换开关S2的一端与逆变器电路13的第1以及第3开关元件TR1、TR3间的连接点N3连接，但也可与第2以及第4开关元件TR2、TR4间的连接点连接。

·在上述第1以及第2实施方式中，在各开关元件TR1～TR8采用IGBT，但也可采用IGBT以外的开关元件来构成。

·在上述第1以及第2实施方式中，对电弧加工用电源装置11、11a进行实施，但也可对以电弧加工用以外的目的所采用的电源装置、例如具有直流变换电路12、逆变器电路13以及辅助开关电路14的交流-交流变换电源装置进行实施。此外，也可对具有逆变器电路13以及辅助开关电路14的直流-交流变换电源装置进行实施。

接下来，以下追记根据上述实施方式以及其他例能够把握的技术思想。

(亻)一种电源装置，包括：逆变器电路，其由采用第1～第4开关元件的桥式电路构成，该第1～第4开关元件按每规定组进行接通断开驱动，将经由一对电源线供给的直流电压变换为规定的交流电压；和辅助开关电路，其在上述各电源线间被串联连接的第1以及第2平滑电容器与在上述逆变器电路前级的上述各电源线间被连接的辅助电容器之间，第5以及第6开关元件配置在上述各电源线上，第7以及第8开关元件在上述各电源线间串联连接，在第1电压值的上述输入交流电源的输入时将上述第1以及第2平滑电容器的两端电压供给到上述逆变器电路，另一方面，在第1电压值的成倍的第2电压值的上述输入交流电源的输入时，按第5～第8开关元件的每规定组进行接通断开驱动，将上述第1或第2平滑电容器的各端子间电压交替地供给到上述逆变器电路，进而进行下述的软开关控制，即第5～第8开关元件的规定元件在上述第1～第4开关元件的断开之前断开并停止对上述逆变器电路侧的电压供给，其特征在于，

在上述第1以及第2平滑电容器间的连接点与上述第7以及第8开关元件间的连接点之间，具备将相互间切换为导通·切断的第1切换单元。

通过上述那样的结构，具有与上述技术方案1相同的作用效果。

(口)在上述(亻)中记载的电源装置中，其特征在于，

在上述逆变器电路中，构成为上述第1以及第3开关元件与上述各电源线间串联连接，并且上述第2以及第4开关元件在上述各电源线间串联连接，

在上述第1以及第3开关元件间的连接点或者上述第2以及第4开关元件间的连接点的任一个，与上述第7以及第8开关元件间的连接点之间，具备将相互间切换为导通·切断的第2切换单元，

由上述第2切换单元导通的上述第1以及第3开关元件或上述第2以及第4开关元件的任一个与上述第7以及第8开关元件，进行相同的接通断开控制。

通过上述结构，具有与上述技术方案3相同的作用效果。

Claims (6)

1.一种电源装置，具有：

直流变换电路，其具有整流电路以及在其输出侧的一对电源线间串联连接的第1以及第2平滑电容器，将输入交流电源变换为整流·平滑化后的直流电压；

逆变器电路，其由采用第1～第4开关元件的桥式电路构成，该第1～第4开关元件按每规定组进行接通断开驱动并将经由上述各电源线供给的上述直流电压变换为规定的交流电压；和

辅助开关电路，其在上述直流变换电路与在上述逆变器电路前级的上述各电源线间连接的辅助电容器之间，第5以及第6开关元件配置在上述各电源线上，第7以及第8开关元件在上述各电源线间串联连接，在第1电压值的上述输入交流电源输入时将上述第1以及第2平滑电容器的两端电压供给到上述逆变器电路，另一方面，在第1电压值的成倍的第2电压值的上述输入交流电源输入时，按第5～第8开关元件的每个规定组进行接通断开驱动并将上述第1或第2平滑电容器的各端子间电压交替地供给到上述逆变器电路，进而进行下述的软开关控制，即第5～第8开关元件的规定的元件在上述第1～第4开关元件的断开之前断开并停止对上述逆变器电路侧的电压供给，

在上述第1以及第2平滑电容器间的连接点与上述第7以及第8开关元件间的连接点之间，具备将相互间切换为导通·切断的第1切换单元。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

上述第1切换单元构成为可控制导通·切断的切换，

具备切换控制单元，其进行控制以使基于上述第2电压值的上述输入交流电源的输入而将上述第1切换单元切换为导通，基于上述第1电压值的上述输入交流电源的输入而将上述第1切换单元切换为切断。

3.根据权利要求1或2所述的电源装置，其特征在于，

在上述逆变器电路中，构成为上述第1以及第3开关元件在上述各电源线间串联连接，并且上述第2以及第4开关元件在上述各电源线间串联连接，

在上述第1以及第3开关元件间的连接点或上述第2以及第4开关元件间的连接点的任一个，与上述第7以及第8开关元件间的连接点之间，具备将相互间切换为导通·切断的第2切换单元，

上述第7以及第8开关元件，进行与通过上述第2切换单元的导通而处于并联的上述逆变器电路的开关元件相同的接通断开控制。

4.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，

上述第1以及第2切换单元构成为可控制导通·切断的切换，

具备切换控制单元，其进行控制以使基于上述第2电压值的上述输入交流电源的输入而将上述第1切换单元切换为导通，将上述第2切换单元切换为切断，基于上述第1电压值的上述输入交流电源的输入而将上述第1切换单元切换为切断，将上述第2切换单元切换为导通。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电源装置，其特征在于，

上述切换单元由一个开关构成。

6.一种电弧加工用电源装置，其特征在于，

构成为采用权利要求1～5中任一项所述的电源装置，生成进行加工对象物的电弧加工的电弧加工用电压。

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