JP2001314967A - 溶接タイプ電源装置及び電力供給方法 - Google Patents

溶接タイプ電源装置及び電力供給方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力電圧、周波数と無関係に所望の電圧、周
波数を有する溶接電力及びその制御電力、補助電力を供
給することができる電源装置を実現する。 【解決手段】 溶接タイプの電力（溶接、切断、誘導加
熱用などの電力を総称）を供給するための電源は広範囲
にわたる任意の入力電圧を受電することが可能であり、
その交流入力を直流に整流する入力整流器を含み、その
直流を直流電圧段が所望の直流電圧になるように変換
し、その直流電圧をインバータが第２の交流に変換す
る。出力変圧器が第２の交流を受け取って、溶接、切断
または誘導加熱に適した大きさの電流（溶接タイプの電
流）を有する第３の交流を供給する。この溶接タイプの
電流を、出力リアクトルと出力整流器とによって整流し
平滑化してもよい。制御装置用電源も一定の範囲内の入
力電圧を受け取って、入力電圧とは無関係な電圧の制御
電力を制御装置に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的に電源に関す
る。さらに特に、本発明は、溶接、切断および加熱用途
に使用される電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】電源は、一般に、電力入力を、特定の用
途に適合した必要なまたは所望の電力出力に変換する。
溶接用途では、電源は通常は高電圧の交流（ＶＡＣ）を
受電し、大電流の溶接出力を供給する。世界中で、商用
電源（正弦波線間電圧（sinusoidal line voltage））
には２００／２０８Ｖ、２３０／２４０Ｖ、３８０／４
１５Ｖ、４６０／４８０Ｖ、５００Ｖ、および、５７５
Ｖといったものがある。これらの電源は、単相または三
相であり、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである。鉱山または
地下鉄で使用可能な電源のような他の電源としては直流
がある。更に、上記の電圧および周波数、または、他の
電圧および周波数、または、直流の電力を供給するため
の発電機から電力を供給することもできる。
【０００３】溶接電源は上記の入力を受電し約１０−４
０ボルトの直流の大電流溶接出力を供給する。電力のほ
とんどは、金属を溶融させて溶接点を生じさせるのに十
分な熱を発生させる溶接アークに送られる。切断電源
（cutting power source）はこうした入力を受電して約
８０ボルトの直流の大電流切断出力を発生する。誘導加
熱電源はこうした入力を受電して約２００ボルトの交流
の大電流加熱出力を発生する。溶接と加熱と切断は類似
した大電力出力を必要とするので、本明細書で使用する
術語「溶接タイプの電源（power source）または電力供
給源（power supply）」は、溶接電源または電力供給
源、プラズマ電源または電力供給源、および、誘導加熱
電源または電力供給源を含む。本明細書で使用する術語
「溶接タイプの電力」は、溶接電力、プラズマ電力、ま
たは、加熱電力を意味する。
【０００４】様々な商用電力入力および発電機電力入力
を考慮すると、溶接／プラズマ／加熱電源は広範囲の電
力入力のどれでも受け入れ可能であることが望ましい。
電源が多様な入力電圧を受け入れることを可能にするた
めには、幾つかの問題点を解決しなければならない。第
１に、電力回路は、予想される電圧の大きさと周波数と
を受け取ることが可能であると同時に、所望の出力電圧
を供給しなければならない。第２に、入力電圧とは無関
係に所望の制御電圧が供給されなければならない。さら
に、（例えば工具等のための）補助電力が備えられると
きは、所望の出力電圧及び周波数（例えば、６０Ｈｚで
交流１１０Ｖ）が、入力電圧及び周波数とは無関係に供
給されなければならない。
【０００５】初期の電源は、各々の期待する電圧に対応
する変圧器のタップを有することによってこうした問題
点を克服した。このタップは、それぞれの入力電圧に対
して電源をユーザが手作業で「接続替えする（relinkin
g）」することによって選択された。この作業は時間が
かかり、ユーザが電源を開くことが必要だった。不適正
に接続された電源を運転すると、人身傷害、電源の故
障、または、電力不足の原因となる可能性があった。
【０００６】手動接続（manual linking）に改良を加え
た先行技術の溶接電源には、自動接続（automatic link
age）が備えられた。例えば、本明細書に引例として組
み入れられている米国特許第５，３１９，５３３号に開
示されているMiller Electric AutoLinkTM（登録商標）
は、最初に電源を入れる時に入力電圧を検査し、検知さ
れた入力電圧に対して適正な接続を自動的に設定するも
のであった。電源は、並列（例えば２３０Ｖの場合）ま
たは直列（例えば４６０Ｖの場合）に接続される２つの
インバータを含んでいた。こうした構成により、一般
に、２つの電圧に対して接続が可能になる。しかし、高
い方の電圧は、低い方の電圧の２倍でなければならな
い。従って、こうした電源は、２３０Ｖ−４６０Ｖから
３８０Ｖ−４１５Ｖまたは５７５Ｖまでの広範囲にわた
る電力供給源に接続することはできない。
【０００７】広範囲の電力を受電するための電源の能力
において大きな進歩を遂げた別の先行技術の電源が、本
発明の譲受人によって所有されている、名称「溶接電源
における汎用入力電圧を受電するための方法および装置
（Method And Apparatus ForReceiving A Universal In
put Voltage In A Welding Power Source）」の１９９
４年１１月１８日付で出願された米国特許出願番号０８
／３４２，３７８に基づいて１９９７年２月１１日付で
発行された米国特許第５，６０１，７４１号に開示され
ている。この特許第５，６０１，７４１号に開示されて
いる電源は、Miller OmnilineTM（商標登録）電源とし
て商品化されている。
【０００８】（本明細書に引例として組み入れてある）
特許第５，６０１，７４１号の溶接／プラズマ／加熱電
源は、入力段と前段電圧調整器（preregulator）段と出
力段を含む。さらに、制御装置（電源を有する）が、所
望の出力が生じるように電源を制御する。この制御装置
のための電源を、そこでは補助電源と呼んでいる。しか
し、本発明は、さらに、補助電力出力と呼ばれることが
多い、工具等のための電力出力（power output）も含
む。したがって、混乱を避けるために、工具のための電
力出力を本明細書では補助電力と呼び、制御装置のため
の電力を本明細書では制御電力と呼ぶことにする。
【０００９】一般的に、OmnilineTMの入力段は、交流の
商用電力または発電機電力を受電し、その電力を整流し
て第１の直流出力を供給する。この整流された直流出力
は、昇圧コンバータ（boost converter）を含む前段電
圧調整器に供給される。昇圧コンバータはその整流出力
を昇圧し直流母線（dc bus）を作り出す。出力段は、溶
接、切断あるいは加熱電力（即ち、溶接タイプの電力）
を直流母線から生じさせるインバータと変圧器と整流器
を含む。
【００１０】直流母線が（昇圧コンバータによって）作
られ、それから出力電力を発生させるために交流に変換
されるので、出力電力の電圧および周波数は入力電圧お
よび入力周波数とは無関係である。このことが広範囲の
入力電圧と入力周波数を使用することを可能にする。し
かし、制御装置用電力は、入力電圧を変圧器で変圧する
ことによって得られる。制御電力回路（control power
circuit）が、入ってくる電力の大きさを測定して、所
望の制御電力を得るように変圧器上のタップを形成す
る。必要とされる制御電力の大きさが比較的少ないの
で、制御電力変圧器は比較的小型である。このように広
範囲の入力電力が受け入れ可能であるが、この入力は、
選択されたタップに対して制御電圧が受け入れ可能であ
るように十分な大きさの電圧でなければならない。
【００１１】このように、OmnilineTMは、入力電圧とは
無関係な大きさを有する直流母線を交流に変換すること
によって所望の出力電圧を供給するものであった。さら
に、OmnilineTMは、変圧器上のタップを選択することに
よって制御電力を発生させた。このことは広範囲の入力
電圧の使用を可能にしたが、この場合でも、入力電圧を
制御電圧に変圧するためには入力電圧が適当な大きさを
有することが必要であった。さらに、この先行技術は、
入力電圧および入力周波数とは無関係な電圧および周波
数を有する（工具用の）補助電力を供給するものではな
かった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】したがって、任意の一
般の入力電圧または入力周波数を受電することが可能な
溶接電源が望ましい。このことが、溶接電力入力と制御
電力入力とに対していかなる接続を行うことも必要とし
ないで実現されることが好ましい。さらに、入力周波数
および入力電圧とは無関係な周波数および電圧を有する
補助電力と溶接電力とを発生させるような溶接電源を有
することが望ましい。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、溶接タイプの電源はある一定の範囲内の入力電圧
および入力周波数を受電することが可能である。この電
源は、入力回路と、前段電圧調整器と、出力回路と、前
段電圧調整器の制御装置と、制御電力回路（control po
wer circuit）とを含む。入力回路は、ある入力周波数
および入力電圧の入力電力を受電し、入力電圧の大きさ
に応じた大きさを有する出力を前段電圧調整器に供給す
る。前段電圧調整器は、入力電圧の大きさとは無関係な
大きさの前段電圧調整器出力電圧を有する直流出力を出
力回路に供給する。出力回路は、入力周波数とは無関係
な出力周波数を有しかつ入力電圧とは無関係な出力電圧
を有する溶接タイプの出力電力を供給する。前段電圧調
整器の制御装置は前段電圧調整器に接続されており、制
御電力回路から電力を受け取る。制御電力回路は直流出
力から電力を得て、入力電圧の大きさとは無関係な大き
さの制御電力電圧と入力周波数とは無関係な制御周波数
とを有する制御装置に制御電力を供給する。
【００１４】一実施例では入力回路は整流器を含む。様
々な変型例では、前段電圧調整器電圧の大きさは第１の
電圧の大きさよりも大きく、前段電圧調整器は昇圧コン
バータを含む。昇圧コンバータは、電圧変化率抑制スイ
ッチング式スイッチ（slow voltage switched switch）
や電流変化率抑制スイッチング式スイッチ（slow curre
nt switched switch）を含むことができる。
【００１５】他の変型例では出力回路はインバータを含
み、このインバータはスイッチ式スナバ（switched snu
ber）を含んでもよい。別の実施例では、前段電圧調整
器出力電圧は制御電力の電圧の大きさよりも大きく、お
よび／または、制御電力回路はバックコンバータ（buck
converter）を含む。
【００１６】本発明の第２の態様によれば、ある一定の
範囲内の入力電圧および入力周波数から溶接タイプの電
力を供給する方法は、入力周波数と入力電圧を有する入
力電力を受電することを含む。入力電圧の大きさに応じ
た大きさの電圧を有する第１の出力が備えられる。この
第１の出力は、入力電圧の大きさには無関係な第２の電
圧の大きさを有する直流の第２の出力に変換される。こ
の直流の第２の出力から得られる溶接タイプの電力は、
入力周波数とは無関係な出力周波数を有し、さらに、入
力電圧とは無関係な出力電圧を有する。直流の第２の出
力は、入力電圧の大きさとは無関係な制御電力の電圧の
大きさを有する制御電力に変換される。
【００１７】一実施例では入力が整流される。他の実施
例では、第２の電圧の大きさは前記の第１の電圧の大き
さよりも大きく、第１の出力を直流の第２の出力に変換
することは第１の出力を昇圧変換（boost converting）
することを含む。昇圧変換は、スイッチの電圧をゆっく
りとスイッチングすること（電圧変化率抑制スイッチン
グ）や電流をゆっくりスイッチングすること（電流変化
率抑制スイッチング）を含んでもよい。
【００１８】様々な変型例では、出力電力は、直流の第
２の出力を交流に変換することによって、また場合によ
っては、スイッチ式スナバを使用することによって供給
される。別の変型例では、第２の電圧の大きさは制御電
力の電圧の大きさよりも大きく、また、場合によって
は、直流の第２の出力を制御電力に変換することは直流
の第２の出力をバック変換すること（buck convertin
g）を含む。
【００１９】本発明の第３の態様では、ある一定の範囲
内の入力電圧および入力周波数を受け取ることが可能な
溶接タイプの電源が、直流母線を含む。出力回路は直流
母線を受け取り、溶接タイプの出力電力を供給する。出
力電力は、入力電力とは無関係な電圧および周波数のも
のである。制御装置はこの出力回路に接続される。この
制御装置のための電力は、直流母線から制御電力回路を
経由して供給される。
【００２０】本発明の第４の態様では、ある一定の範囲
内の入力電圧および入力周波数から溶接タイプの電力を
供給する方法は、直流母線を受け取ることと、直流母線
から得られるが、直流母線電圧の大きさとは無関係な電
圧の大きさの溶接タイプの電力を供給することとを含
む。さらに、直流母線は、直流母線電圧の大きさとは無
関係な電圧の大きさを有する制御電力にも変換される。
【００２１】本発明の第５の態様では、ある一定の範囲
内の入力電圧および入力周波数から溶接タイプの電力を
供給することを開始する方法が、入力電力を受電するこ
とと、入力電圧の大きさに応じた大きさの電圧で第１の
直流出力を供給することとを含む。第１の直流電圧の大
きさよりも小さい大きさを有する第２の直流電圧が第１
の直流電圧から得られる。制御コンバータ（control co
nverter）は、その制御コンバータが制御直流電圧を発
生させるように第２の直流電圧で制御される。出力コン
バータが、ある出力を発生させるように上記の制御直流
電圧で制御される。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の少なくとも１つの実施例
を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、
下記の説明で言及しているかまたは図面に示してある構
成の詳細と部品の配置とに制限されないということを理
解されたい。本発明は、他の実施例であることが可能で
あり、または、様々な形で実施もしくは実現されること
が可能である。さらに、本明細書で使用する語法または
用語が説明のためのものであり、したがって本発明を限
定するものとみなされてはならないということを理解さ
れたい。同じ構成要素を表示するために同じ参照番号を
使用する。
【００２３】本発明を、特定の部品を有しかつ特定の環
境において使用される特定の電源に関して説明するが、
最初に、本発明を他の電源や部品を用いて実現してもよ
く、かつ他の環境で使用してもよいということを理解さ
れたい。さて図１を参照すると、溶接電源１００は、入
力回路１０１と、前段電圧調整器１０２と、出力回路１
０３と、制御装置１０４と、制御装置電源１０５と、補
助電源１０６とを含む。
【００２４】入力回路１０１は、入力商用電力または発
電機電力を受電して、前段電圧調整器１０２に出力を供
給する。好適実施例では、入力は交流であり、入力回路
は整流器及びコンデンサバンクを含む。したがって、入
力回路の出力は、入力周波数の２倍の周波数を含む直流
（単極）出力である。別の実施例では、入力回路１０１
は別の構成要素によって構成される。
【００２５】前段電圧調整器１０２は入力回路１０１か
らの出力を受け取り、予め電圧調整された（preregulat
ed）出力を供給する。好適実施例では、前段電圧調整器
１０２は昇圧コンバータを含み、整流出力が直流母線
（直流約８００Ｖ）となるように昇圧する。前段電圧調
整器１０２は、入力とは無関係に直流母線電圧が約８０
０Ｖであるように制御される。したがって、直流母線電
圧の大きさは入力電圧の大きさとは無関係である。（本
明細書では、第２の電圧の大きさが第１の電圧に比例し
ていないかまたは第１の電圧の関数ではない値になるよ
うに制御されるときに、「第２の電圧は第１の電圧とは
無関係である」とする。）さらに、直流母線の周波数
（実質的にゼロであるが、脈動を有する）は、入力周波
数とは無関係である。（本明細書では、第２の周波数の
大きさが第１の周波数に比例していないかまたは第１の
周波数の関数ではない値であるように制御される時に、
「第２の周波数は第１の周波数とは無関係である」とす
る。） 他の実施例では、前段電圧調整器１０２は、インバー
タ、直列共振コンバータ（series resonant converte
r）等のような他のタイプのコンバータを含む。本明細
書で使用するコンバータは、交流または直流出力を受け
取るかまたは供給し、かつ、それを別の交流または直流
出力に変換するか、または、異なった周波数に変換する
電力回路を含むものである。本明細書で使用するインバ
ータは、交流出力となるように変換される直流母線出力
を受け取るかまたは備える電力回路を含む。
【００２６】直流入力を受け取る場合には、入力回路１
０１はその直流を単に前段電圧調整器１０２にそのまま
送るか、または、全く省略される。直流入力が十分な大
きさの電圧である場合には、前段電圧調整器１０２は、
その直流入力を単にそのまま通過させて直流母線として
その直流入力を供給するか、または、全く省略される。
【００２７】出力回路１０３は直流母線を受け取って、
溶接／加熱／切断に適した出力を供給する。好ましい実
施例では、出力回路１０３は、インバータと、その後の
変圧器と、その後の整流器と出力リアクトルとを含む。
出力電力も、直流母線および入力の周波数と電圧とは無
関係な周波数と電圧を有する。他の実施形態では、出力
回路１０３は別の構成要素で構成され、交流出力または
直流出力を供給できる。
【００２８】制御装置１０４は、先行技術で公知の制御
回路構成と同じ制御回路構成を含み、昇圧コンバータス
イッチとインバータスイッチをフィードバックおよび設
定値（例えば、昇圧コンバータに対する８００Ｖの設定
値、および、出力インバータに対するユーザ設定値）に
応答してスイッチングさせる。制御装置電源１０５によ
って制御電力が制御装置に供給される。好ましい実施例
では、制御装置電源１０５は、前段電圧調整器１０２の
出力から電力を得る。制御装置電源１０５は、８００Ｖ
を直流１５Ｖに降圧させるバックコンバータを含む。し
たがって、制御装置電源の出力の大きさと周波数は直流
母線および入力電力とは無関係である。８００Ｖの直流
母線が存在する場合には、制御電力は制御電力変圧器か
らではなく直流母線から容易に得られ、どんな入力電圧
および周波数でも受け入れ可能となることが容易に分か
る。したがって、変圧器タップの調節のような接続を行
うことは不要である。
【００２９】前段電圧調整器１０２、出力回路１０３及
び制御装置電源１０５を制御する回路を、その共通の機
能（制御機能）の故に一括して制御装置１０４と呼ぶ。
しかし、実際には、これらは互いに離れた位置にある別
々の回路を形成してもよく、回路を共有してもよく、共
通のマイクロプロセッサやＤＳＰ内に含まれてもよく、
また、制御信号およびフィードバックを共有してもよ
い。
【００３０】起動時に生じる可能性がある１つの問題点
は、制御装置電源１０５内のバックコンバータのスイッ
チングが制御装置１０４によって制御されることに起因
するものである。すなわち、制御装置が昇圧コンバータ
のスイッチをオン／オフさせるまでは８００Ｖ直流母線
は発生しないが、この制御装置は、電力を得るまでは昇
圧コンバータのスイッチを制御することができず、この
制御装置のための電力が上記の直流母線から得ていると
いうことによるものである。
【００３１】好ましい実施例では、昇圧コンバータがス
イッチングを開始して８００Ｖ直流母線を発生させる前
でも、直流母線は、通常は少なくとも１１０Ｖ（ｒｍ
ｓ）以上である入力電圧を整流した値と同じ大きさを有
するので、この問題点は解決される。バックコンバータ
は母線電圧を直流１５Ｖに降圧するので、比較的小さい
大きさの入力電圧（例えば１００Ｖ交流）でも制御装置
電力を発生させるのに十分である。さらに、バックコン
バータ用の制御電力は、母線から電流を取ること（blee
ding）によって１５Ｖ浮動電源（floating supply）か
ら得られる。
【００３２】起動シーケンスを詳細に後述するが、この
起動シーケンスは概ね次の通りである。起動時には、直
流母線は、予備充電抵抗器（precharge resistor）を経
由して整流された入力電圧まで急速に上昇する。この予
備充電抵抗器は、直流母線が充電された後はバイパスさ
れる。この母線から取られた電流が、バックコンバータ
制御装置に電力を供給するコンデンサを充電する。この
バックコンバータ制御装置はバックコンバータを制御
し、バックコンバータが制御装置１０４全体のための１
５Ｖ直流電力を発生するようにする。制御装置１０４
は、整流された入力を昇圧して８００Ｖ直流母線を生じ
させるように、前段電圧調整器１０２内の昇圧コンバー
タを制御する。こうして８００Ｖ直流母線が作り出さ
れ、ユーザが溶接を始める時に出力回路１０３に電力を
供給することができる。
【００３３】さらに、補助電源１０６はインバータを含
み、合成補助電力（synthetic aux.power）、すなわ
ち、所望の出力周波数の所望の出力電圧（例えば、６０
Ｈｚの１１０Ｖ交流）を生じさせる。制御装置１０４
は、さらに、補助電源１０６をも制御する。一実施例で
は、入力回路１０１と、前段電圧調整器１０２と、出力
回路１０３と、これらを制御する制御装置１０４の部分
とが、米国特許第５，６０１，７４１号に示されている
（それらは同特許の図面の同じ番号が付いた主要構成要
素（features）に相当する）回路構成を使用することに
よって実現される。しかし、本発明のこの部分を実現す
るために様々な回路を使用することができ、こうした回
路の詳細については本明細書では説明しない。
【００３４】別の実施例では、特別のスイッチング回路
が、効率的な電圧変化率抑制スイッチング（slow volta
ge switching）や電流変化率抑制スイッチング（slow c
urrent switching）を備えるので、前段電圧調整器のた
めに使用される。この回路は、本発明の所有者が所有す
る、１９９８年７月９日付で出願された名称「低損失ス
イッチング式パワーコンバータ（Power Converter With
Low Loss Switching）」（米国特許出願番号０９／１
１１，９５０）に述べられている。本明細書で使用する
場合の「ゆるやかな電圧／電流の遷移すなわちスイッチ
ング（slow voltage/current transition or switchin
g; ＳＶＴおよびＳＣＴ）」は、スイッチがターンオフ
あるいはターンオンする間の電圧または電流の上昇が
（ゼロに保たれるのではなく）ゆるやかに行なわれる遷
移のことを示す。
【００３５】前段電圧調整器１０２を実現するために本
好適実施例で使用する回路を（入力回路１０１および電
圧源１０９と共に）図２に示す。図２の実施例は、入力
電圧１０９として９０−２５０Ｖの交流電力線を使用す
る。入力回路１０１はダイオードＤ６０、Ｄ７０、Ｄ８
０およびＤ９で構成されており、これらのダイオードは
入力電圧を整流して単極の正弦波形を整流した波形の入
力電圧を供給する。
【００３６】前段電圧調整器１０２の力率補正部分（後
述する）は、入力電圧が正弦波形である時に最も良く機
能するが、入力電圧は別の交流入力であっても可能であ
る。それで、一実施例では、入力線間電圧を平滑化する
ために入力整流器の両端間に並列に小容量（１０μＦ）
コンデンサ（図示していない）が備えられる。整流され
た入力電圧は、昇圧コンバータを形成するように昇圧ス
イッチＺ１（ＩＧＢＴであることが好ましい）に接続さ
れている昇圧リアクトル（boost inductor）Ｌ１０（７
５０μＨ）に印加される。スイッチング中にスイッチＺ
１を保護するためにスイッチＺ１の両端間に逆並列ダイ
オードＤ５０が接続されている。無損失スイッチング
（lossless switching）を提供する回路部分は、スナバ
リアクトルＬ２（３．９μＨ）と、１対のコンデンサＣ
１００（１μＦ）及びＣ２００（０．０６８μＦ）と、
ダイオードＤ１０、Ｄ２０、Ｄ３０、Ｄ４０を含む。ス
イッチＺ１は、入力電圧とは無関係に前段電圧調整器１
０２の出力が所望の電圧となるように公知の仕方でスイ
ッチングされる。出力は、下流（負荷側）のコンバータ
のための安定した電圧源（好適実施例では２００ボル
ト）を供給するコンデンサＣ５０（２０００μＦ）の両
端間に供給される。さらに、コンデンサＣ５０は、電圧
が危険なほど上昇してスイッチＺ１に損傷を与えること
を防止する。
【００３７】力率補正を提供する前段電圧調整器１０２
の部分は力率補正回路２０４（図２）であり、一般的に
入力電圧波形を検知して、電流波形の形状を線間電圧
（linevoltage）の波形に一致させる。このことは、１
に極めて近い力率、好適実施例では０．９９の力率を与
える。力率補正回路２０４は、ＵＣ３８５４またはＭＬ
４８３１のような集積回路を使用して、または、本明細
書に引用している前述の「低損失スイッチング式パワー
コンバータ」に示されている部品のようなディスクリー
ト部品を使用して実現してもよい。
【００３８】力率補正回路２０４は、入力回路１０１か
らの出力電圧と、前段電圧調整器１０２からの出力電圧
と、前段電圧調整器１０２の出力電流（ＣＴを使用）と
を入力として受け取る。前段電圧調整器１０２の周波数
（２５ｋＨｚ）が電力線の周波数（６０Ｈｚ）よりも著
しく高いので、入力電圧の波形を検知することと、それ
に応答して入力電流を制御することとによって、前段電
圧調整器の電流を入力線間電圧の波形に追従させる（tr
ack）ことが可能である。
【００３９】出力回路１０３は、米国特許第５，６０
１，７４１号の場合のように、通常のインバータと出力
変圧器と出力整流器と出力リアクトルとを含むことが可
能である。しかし、一実施例では、インバータは、「低
損失スイッチング式パワーコンバータ」で述べられてお
り図３に示されているようなスイッチ式スナバタイプの
ものである。
【００４０】スイッチ式スナバを用いて実現されるイン
バータは、直流電圧源１５０１と、１対の逆並列ダイオ
ード１５０３、１５０５を備えた１対のスイッチ１５０
２、１５０４と、１対のコンデンサ１５０７、１５０８
（１４１０μＦ）と、変圧器１５０９と、コンデンサ１
５１２（０．０９９μＦ）と、ダイオード１５１０、１
５１１を含む出力整流器と、出力リアクトル１５１３と
を含む。
【００４１】コンデンサ１５１２は、スイッチ１５０
２、１５０４によって変圧器１５０９の両端間において
極性が切換えられる（switched）。スイッチ１４０２、
１４０３は、スイッチ１５０２、１５０４のソフトスイ
ッチングのために使用される。スイッチ１４０２、１４
０３には特別なタイミングは不要であり、実際上５０％
デュティサイクルで主クロックで動作する。例えば、ス
イッチ１５０２、１４０２は一緒にオンになり、スイッ
チ１５０２は変圧器１５０９に電流を送るのに対し、そ
の間はスイッチ１４０２は何もしない。スイッチ１５０
２がターンオフする時に、スイッチ１４０２はオン状態
のままに留まり、電流がスイッチ１４０２とダイオード
１４０５を経由してコンデンサ１５１２の中に流れ、し
たがってＳＶＴ（Slow Voltage Transition；ゆるやか
な電圧遷移）でターンオフが行なわれる。スイッチ１４
０２はこの遷移の後にオフになり、ダイオード１４０５
はコンデンサ１５１２からの電流の逆流を阻止する。こ
の動作は、スイッチ１５０２、１４０２およびダイオー
ド１４０５と共に相補的に生じる。したがって、この回
路は、追加の回路を用いないで全波整流変圧器（full-w
ave transformer）の使用とＰＷＭ制御と完全なコンデ
ンサ平衡制御（capacitor balance control）とを提供
すると共に、効率的なＳＶＴを有するスイッチの使用を
提供する。別の実施例では、フルブリッジ（full bridg
e）形のスナバを使用することが含まれる。
【００４２】スイッチ式スナバを制御するために使用す
る回路そのものは、前述の「低損失スイッチング式パワ
ーコンバータ」に示されている制御回路のような通常の
制御回路でもよい。制御装置電源１０５の実現に使用す
る回路と、制御装置電源１０５を制御する制御装置１０
４の部分とを図４に示す。好ましい実施例では、制御装
置電源１０５はバックコンバータを含み、通常のバック
回路（buck arrangement）に構成されたスイッチ４０１
と、フリーホイーリングダイオード（freewheeling dio
de）４０３およびバックリアクトル（buck inductor）
Ｌ１と、抵抗器４０４（０．５Ω）とを含む。
【００４３】この好ましい実施例での、バックコンバー
タ（すなわち電圧調整器）を制御する回路が図４に示さ
れており、これは制御装置１０４の一部分である。この
制御回路が、前段電圧調整器１０２と出力回路１０３と
を制御する制御装置１０４の部分と同じ制御回路基板上
に配置されもよく、あるいは、それから遠隔の位置に、
例えば制御装置電源１０５のためのＰＣ基板上に配置さ
れてもよいということは当業者には容易に理解されよ
う。
【００４４】一般に、バックコンバータは、起動時に電
流を直流母線から取り出してコンデンサを充電し、バッ
クスイッチ（buck switch）をオン／オフさせるのに十
分な電力を供給するように制御される。コンデンサの両
端の電圧は浮動電圧（floating voltage）であり、バッ
クコンバータ制御回路を作動させるのに十分である。こ
の制御回路は、バックスイッチがオンオフを繰り返して
約１５ボルトの直流の制御電力を発生するようにする。
それから、この１５ボルトの直流は、残りの制御回路に
電力供給するために使用される。
【００４５】さらに明確に述べると、電源がオンされる
と、直流母線が、入力整流出力のピーク電圧（例えば、
１４０ボルトの実効値を有する入力の場合には直流約２
００ボルト）に等しい電圧を有することになる。電流は
その母線から取られて１対の抵抗器Ｒ５（１５０ｋΩ）
とＲ４（１５０ｋΩ）を通して１対のコンデンサＣ５
（０．１μＦ）とＣ２（１００μＦ）を充電する。コン
デンサＣ２、Ｃ５の両端間の電圧を、ＢＵＣＫ−ＣＯＭ
およびＢＵＣＫ＋１５Ｖと呼び、これらの電圧は、バッ
クコンバータを制御する回路のための浮動電圧源（floa
ting voltage supply）である。抵抗器Ｒ５、Ｒ４（お
よび、以下に述べる他の部品）の抵抗値を適正に選択す
ることが、バックコンバータ制御回路を作動させるため
に直流母線上で必要とされる最小電圧を決定する。この
好ましい実施例では、最小電圧は、１１０Ｖの交流電源
を整流することによって得られる電圧よりも高くはない
電圧である。
【００４６】コンデンサＣ２、Ｃ５の両端間の電圧が約
１１．７ボルトに達するとき、スイッチＱ１がオンす
る。スイッチＱ１は、バックコンバータ用の論理回路す
なわち制御回路を動作（enable）（または停止（disabl
e））させるために使用される。コンデンサＣ２、Ｃ５
の両端間の電圧が約１１．７ボルトよりも低いときに
は、スイッチＱ１がオフになり、論理回路が機能を停止
する。抵抗器Ｒ２（１０ｋΩ）と抵抗器Ｒ３（１００ｋ
Ω）とツェナーダイオードＤ１（１１ボルト）がスイッ
チＱ１と組み合わされ、ターンオン電圧を生じさせる。
こうして、抵抗器Ｒ３の抵抗値はまた、バック制御装置
（buck controller）を制御する回路を作動させるのに
必要な最小電圧も設定する。
【００４７】論理回路は、複数のＮＡＮＤゲートＵ４
Ａ、Ｕ４Ｂ、Ｕ４Ｃ、Ｕ４Ｄと、これらに関連する回路
のコンデンサＣ１（０．１μＦ）、Ｃ３（０．００１μ
Ｆ）と、抵抗器Ｒ６（２０ｋΩ）、Ｒ７（３３２ｋ
Ω）、Ｒ８（２０ｋΩ）とを含む。この回路は複数の並
列ＮＯＴゲートＵ３を制御し、このＮＯＴゲートＵ３の
出力は、抵抗器Ｒ１２（１０Ω）を通してバックスイッ
チ４０１のベースに送られるオン／オフ信号である。論
理回路のための電源電圧は浮動ＢＵＣＫ−ＣＯＭ／ＢＵ
ＣＫ＋１５Ｖ電圧源である。
【００４８】ＮＯＴゲートＵ３の出力が１である時には
バックスイッチ４０１はオンし、ＮＯＴゲートＵ３の出
力が０である時にはバックスイッチ４０１はオフする。
ＮＯＴゲートＵ３の入力が０である時にはその出力が１
であり、このことは、ＮＡＮＤゲートＵ４Ｄの両入力が
１であることを必要とする。起動時には、母線がＢＵＣ
Ｋ−ＣＯＭ／ＢＵＣＫ＋１５Ｖ電圧源を１１．７ボルト
に充電する前は、スイッチＱ１がオフである。したがっ
て、ＮＡＮＤゲートＵ４Ａに対する入力が０であり、Ｎ
ＡＮＤゲートＵ４Ａの出力が１である。この出力は、ダ
イオードＤ３と抵抗器Ｒ６、Ｒ７とを経由してＮＡＮＤ
ゲートＵ４Ｂの入力に送られ、したがってＮＡＮＤゲー
トＵ４Ｂの出力が０である。ＮＡＮＤゲートＵ４Ｂの出
力はＮＡＮＤゲートＵ４Ａの入力に送られ、こうしてＮ
ＡＮＤゲートＵ４Ｄの出力をＨＩＧＨに保つ（そして、
スイッチ４０１をオフに保つ）。さらに、起動時には、
ＮＡＮＤゲートＵ４ＢからのＮＡＮＤゲートＵ４Ｃの両
入力が０なので、ＮＡＮＤゲートＵ４Ｃの出力が１であ
る。
【００４９】母線がＢＵＣＫ−ＣＯＭ／ＢＵＣＫ＋１５
Ｖ電圧源を１１．７ボルトに充電すると、スイッチＱ１
がオンになり、ＮＡＮＤゲートＵ４Ａの入力がＨＩＧＨ
になり、こうしてＮＡＮＤゲートＵ４Ａの出力をイネー
ブルにしてＬＯＷにし、ＮＡＮＤゲートＵ４Ｂの出力を
イネーブルにしてＨＩＧＨにしかつＮＡＮＤゲートＵ４
Ｄの出力をイネーブルにして（ゲートＵ３を経由して）
スイッチ４０１をオンにする。さらに、ＮＡＮＤゲート
Ｕ４Ａの出力が０になると、コンデンサＣ３が抵抗器Ｒ
７を経由して（比較的長いＲＣ時定数で）放電する。コ
ンデンサＣ３が放電し終わると、ＮＡＮＤゲートＵ４Ｂ
の出力が１になり、ＮＡＮＤゲートＵ４Ｄの出力を０に
してバックスイッチ４０１をオンにさせる。
【００５０】関連の回路が、ＮＡＮＤゲートＵ４Ａの入
力がゼロになるまで論理回路をラッチさせる。スイッチ
４０１がオンである時にリアクトルＬ１を通る電流が増
加して、１対の抵抗器Ｒ１１（２ｋΩ）、Ｒ１０（１０
０ｋΩ）とコンデンサＣ４（０．００１μＦ）とを経由
してスイッチＱ３をオンにするので、上記のラッチが生
ずる。スイッチＱ３がオンになると、ＮＡＮＤゲートＵ
４Ａの入力が０であり、かつ、ＮＡＮＤゲートＵ４Ｄの
出力が１であり、このことが、（最終的に）ＮＡＮＤゲ
ートＵ４Ｂの出力が０であり、ＮＡＮＤゲートＵ４Ｃの
出力が１でありかつＮＡＮＤゲートＵ４Ｄの出力が１で
あるようにし、スイッチ４０１をオフにする。
【００５１】スイッチ４０１をオン／オフするプロセス
が繰り返され、必要な１５Ｖ直流母線が１対の出力線Ｐ
ＲＥＣＯＭおよびＰＲＥ＋１５Ｖ上に生じた後に制限さ
れる。リアクトルＬ１を通過する電流が１対のコンデン
サＣ１３、Ｃ１４（２２００μＦ）を充電する。出力線
ＰＲＥＣＯＭおよびＰＲＥ＋１５ＶはコンデンサＣ１
３、Ｃ１４の両端に接続されており、したがって、これ
らのコンデンサが＋１５Ｖに充電され終わった時に、必
要とされる制御電力が備えられる。ツェナーダイオード
Ｄ８は、出力線ＰＲＥＣＯＭおよびＰＲＥ＋１５Ｖ間の
電圧の大きさが高くなるのを防止する。
【００５２】出力線ＰＲＥＣＯＭおよびＰＲＥ＋１５Ｖ
の両端の電圧が１５ボルトに達すると、抵抗器Ｒ１３
（１ｋΩ）と、１対のツェナーダイオードＤ５、Ｄ２
（６．８Ｖ）と、オプトアイソレータＯＣ３と、抵抗器
Ｒ１（１ＭΩ）とが、バックスイッチ４０１がオンにな
ることを制限する。ダイオードＤ５、Ｄ２とオプトアイ
ソレータＯＣ３の両端の電圧降下が１５ボルトに達する
と、オプトアイソレータＯＣ３がオンになり、ＮＡＮＤ
ゲートＵ４Ｂに対する入力をプルアップし、スイッチ４
０１をオフにする。
【００５３】補助電源１０６とこの補助電源１０６を制
御する制御装置１０４の一部分とを実現するために使用
される回路を図５に示す。この制御回路が、前段電圧調
整器１０２と出力回路１０３とを制御する制御装置１０
４の一部分と同じ制御基板上に配置されてもよく、ある
いは、例えば補助電源１０６用のＰＣ（プリント回路）
基板上に配置して、上部の制御基板から離れた場所に配
置されてもよいということは当業者には容易に理解され
よう。
【００５４】好適実施例では補助電源１０６はインバー
タを含み、電動機駆動または通常の交流インバータ回路
によく似た動作をする（出力が「ＨＩＧＨ、ゼロ、負、
ゼロ、ＨＩＧＨ、ゼロ、．．．」のパターンに従う）。
好適実施例では、この出力は（８００Ｖ母線の電圧の大
きさに対応した）合成交流（synthetic AC）６０Ｈｚ／
５７５ボルト電源である。この５７５ボルト電源を任意
の所望の大きさに変圧してもよい。あるいは、この大き
さを、異なった母線電圧値を有することによって、また
は、母線電圧値を所望のレベルに降圧（bucking down）
することによって、より低い値に調整してもよい。電圧
調整レベルをプリセットするかまたはユーザが選択する
ことも可能である。さらに、その周波数もユーザが選択
する（例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）かまたはプリセ
ットすることが可能である。
【００５５】インバータは４つのスイッチ５０１−５０
５を含み、これらのスイッチは１対の出力ＡＣ／２およ
びＡＣ／１上に交流電力を発生させるためにオン／オフ
される。特に、（出力ＡＣ／１およびＡＣ／２間の印加
電圧差がない時には）スイッチ５０３とスイッチ５０４
は通常はオンでありフリーホイーリング状態である。Ａ
Ｃ／１は、スイッチ５０２をオンにしかつスイッチ５０
４をオフにすることによってＨＩＧＨにされる（そし
て、ＡＣ／２はＬＯＷにされる）。従って、導通経路
は、母線からスイッチ５０２を通ってＡＣ／１および負
荷に行き、さらにＡＣ／２からスイッチ５０３を通って
グラウンド（ＰＲＥＣＯＭ）に行く経路である。逆に、
ＡＣ／１は、スイッチ５０１をオンにしかつスイッチ５
０３をオフにすることによってＬＯＷにされる（そし
て、ＡＣ／２はＨＩＧＨにされる）。従ってこの場合
の、導通経路は、母線からスイッチ５０１を通ってＡＣ
／２および負荷に行き、さらにＡＣ／１からスイッチ５
０４を通ってグラウンド（ＰＲＥＣＯＭ）に行く経路で
ある。
【００５６】図５の残りの回路は制御回路であり、ＰＲ
ＥＣＯＭおよびＰＲＥ＋１５Ｖによって電力を供給され
る。この回路は通常の仕方で動作し、駆動回路とレベル
シフタ（level shifter）と電流リミッタとイネーブル
回路とを含む。スイッチのためのゲートドライブは通常
通りの仕方で動作し、抵抗器Ｒ１６（１０Ω）、Ｒ１７
（５．１１ｋΩ）、Ｒ１８（１ＭΩ）、Ｒ１９（２２．
１Ω）、Ｒ２０（１０Ω）、Ｒ２１（１ＭΩ）、Ｒ２２
（５．１１ｋΩ）、Ｒ２３（２２．１Ω）、Ｒ２４（２
ｋΩ）、Ｒ２５（２ｋΩ）、Ｒ２６（２ｋΩ）、Ｒ２７
（２ｋΩ）、Ｒ２８（２０ｋΩ）、Ｒ２９（２０ｋ
Ω）、Ｒ３０（２０ｋΩ）、Ｒ３１（２０ｋΩ）、コン
デンサＣ６（１００μＦ）、Ｃ７（０．１μＦ）、Ｃ１
０（１００μＦ）、Ｃ１１（０．１μＦ）、スイッチＱ
６、Ｑ７、Ｑ８、Ｑ９、Ｑ１０、Ｑ１１、ダイオードＤ
６１、Ｄ７、および、オプトアイソレータＯＣ１、ＯＣ
２を含む。
【００５７】ラッチ回路電流が各サイクルを制限し、通
常の仕方で動作する。ラッチ回路は、レベルシフタＵ１
Ａ（４０１０９）、ゲートＵ２Ａ、Ｕ２Ｂ、Ｕ２Ｃ、Ｕ
２Ｄ、抵抗器Ｒ３２（２２．１ｋΩ）、Ｒ３３（２２．
１ｋΩ）、Ｒ３４（２０ｋΩ）、Ｒ３５（２０ｋΩ）、
Ｒ３６（３．０１ｋΩ）、Ｒ３７（５．１１ｋΩ）、Ｒ
３８（１６ｋΩ）、Ｒ３９（１ｋΩ）、Ｒ４０（２０ｋ
Ω）、コンデンサＣ１５（０．０００μＦ）、および、
１対のスイッチＱ１２、Ｑ１３を含む。１対のレベルシ
フタＵ１Ｂ、Ｕ１Ｃ（４０１０９）も備えられている。
【００５８】イネーブル回路は、オプトアイソレータＯ
Ｃ４、抵抗器Ｒ４１（１ＭΩ）、Ｒ４２（２０ｋΩ）、
および、コンデンサＣ１６（０．１μＦ）を含む。電圧
調整器回路は、電圧調整器ＶＲ１、コンデンサＣ１８
（０．１μＦ）、コンデンサＣ１７（０．１μＦ）を含
み、バック電圧調整器によって発生された＋１５Ｖ電源
から電圧調整された＋５Ｖ電源を発生させる。
【００５９】タイミング回路が制御回路と補助周波数の
ためのクロックを設定する。このタイミング回路は、マ
イクロプロセッサＭＰＵ１、コンデンサＣ１９（２２ｐ
Ｆ）、コンデンサＣ２０（２２ｐＦ）、水晶発振器Ｙ１
（４．０９６ＭＨｚ）、および、レベルシフタＵ１Ｄを
含む。これらの部品は公知の仕方で協働して所望の５７
５Ｖ交流６０Ｈｚ出力を発生させる。上述のように、こ
の回路は、ユーザが電圧の大きさおよび／または周波数
を選択することを可能にするように修正することができ
る。
【００６０】本発明の意図した範囲内に含まれる様々な
変更を本発明に加えることもできる。こうして、本発明
によって、上述の目的と利点を充分に満足する、通常の
任意の入力電圧および入力周波数から溶接タイプの電力
を供給する方法と装置が提供されていることが明らかな
はずである。本発明をその特定の実施例に関連させて説
明してきたが、様々な代案と修正と変形とが当業者に明
らかであることは明白である。したがって、添付の特許
請求の範囲の請求項の精神と広範な範囲とに含まれるこ
うした代案と変型と変形例の全てを本発明が包含するこ
とを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にしたがって構成される溶接電源のブロ
ック図である。
【図２】図１の前段電圧調整器の一実施例の回路図であ
る。
【図３】図１の出力回路で使用されるスイッチ式スナバ
を有するインバータの一実施例の回路図である。
【図４】図１の制御装置電力回路と制御装置の一部分と
の一実施例の回路図である。
【図５】図１の補助電力回路と制御装置の一部分との一
実施例の回路図である。
【符号の説明】
１００…溶接電源 １０１…入力回路 １０２…前段電圧調整器 １０３…出力回路 １０４…制御装置 １０５…制御装置電源 １０６…補助電力 １０９…入力電源

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一定の範囲内の入力電圧および入力周波
    数を受電することが可能な溶接タイプ電源装置であっ
    て、 前記入力周波数と入力電圧を有する入力電力を受電し、
    かつ前記入力電圧の大きさに応じた大きさの電圧を有す
    る第１の出力を供給するように構成される入力回路と、 前記第１の出力を受け取り、かつ、前記入力電圧の大き
    さとは無関係な前段電圧調整器出力電圧の大きさを有す
    る直流の第２の出力を供給するように構成される該前段
    電圧調整器と、 前記直流の第２の出力を受け取って、前記入力周波数と
    は無関係な出力周波数を有しかつ前記入力電圧とは無関
    係な出力電圧を有する溶接タイプの出力電力を供給する
    ように構成される出力回路と、 前記前段電圧調整器に接続されておりかつ制御装置電力
    入力をさらに有する前段電圧調整器の制御装置と、 前記直流の第２の出力を受け取って制御電力を前記制御
    装置電力入力に供給するように構成される制御電力回路
    であって、該制御装置電力入力は前記入力電圧の大きさ
    とは無関係な前記制御電力の電圧の大きさと前記入力周
    波数とは無関係な制御周波数を有する制御電力回路と、
    を含む溶接タイプ電源装置。
  2. 【請求項２】 前記入力回路は整流器を含む請求項１に
    記載の溶接タイプ電源装置。
  3. 【請求項３】 前記前段電圧調整器出力電圧の大きさは
    前記第１の出力の電圧の大きさよりも大きい請求項１に
    記載の溶接タイプ電源装置。
  4. 【請求項４】 前記前段電圧調整器は昇圧コンバータを
    含む請求項３に記載の溶接タイプ電源装置。
  5. 【請求項５】 前記昇圧コンバータは電圧変化率抑制ス
    イッチング式スイッチや電流変化率抑制スイッチング式
    スイッチを含む請求項４に記載の溶接タイプ電源装置。
  6. 【請求項６】 前記出力回路はインバータを含む請求項
    ３に記載の溶接タイプ電源装置。
  7. 【請求項７】 前記出力回路はスイッチ式スナバを含む
    請求項３に記載の溶接タイプ電源装置。
  8. 【請求項８】 前記前段電圧調整器出力電圧の大きさは
    前記制御電力の電圧の大きさよりも大きい請求項３に記
    載の溶接タイプ電源装置。
  9. 【請求項９】 前記制御電力回路はバックコンバータを
    含む請求項３に記載の溶接タイプ電源装置。
  10. 【請求項１０】 一定の範囲内の入力電圧および入力周
    波数を受電することが可能な溶接タイプ電源装置であっ
    て、 前記入力周波数と入力電圧を有する入力電力を受電し
    て、前記入力電圧の大きさに応じた整流された電圧を有
    する整流出力を供給するように構成される入力整流器
    と、 前記整流出力を受け取って前記整流された電圧の大きさ
    よりも大きくかつこれとは無関係である大きさの昇圧電
    圧を有する昇圧直流出力を供給するように構成される、
    電圧変化率抑制スイッチング式や電流変化率抑制スイッ
    チング式昇圧コンバータと、 前記昇圧直流出力を受け取って、前記入力周波数とは無
    関係な出力周波数を有しかつ前記整流された電圧の大き
    さとは無関係な出力電圧を有する溶接タイプの電力出力
    を供給するように接続される、スイッチ式スナバを備え
    たインバータを含む出力回路と、 前記昇圧コンバータに接続されておりかつ制御装置電力
    入力をさらに有する制御装置と、 前記昇圧直流出力を受け取って制御電力を前記制御装置
    電力入力に供給するように接続されるバックコンバータ
    を含む制御電力回路であって、前記制御装置電力入力は
    前記昇圧電圧の大きさよりも小さくかつ該昇圧電圧の大
    きさとは無関係である前記制御電力の電圧の大きさを有
    する制御電力回路と、を含む溶接タイプの電源装置。
  11. 【請求項１１】 一定の範囲内の入力電圧および入力周
    波数からの溶接タイプの電力供給方法であって、 前記入力周波数と入力電圧を有する入力電力を受電する
    ことと、 前記入力電圧の大きさに応じた大きさの電圧を有する第
    １の出力を供給することと、 前記入力電圧の大きさとは無関係な第２の大きさの電圧
    を有する直流の第２の出力に前記第１の出力を変換する
    ことと、 前記直流の第２の出力から得られた出力電力であって、
    該出力電力が溶接タイプの出力であり、前記入力周波数
    とは無関係な出力周波数を有し、さらに、前記入力電圧
    とは無関係な出力電圧を有する出力電力を供給すること
    と、 前記直流の第２の出力を、前記入力電圧の大きさとは無
    関係な制御電力の電圧の大きさを有する制御電力に変換
    することと、 を含む溶接タイプの電力供給方法。
  12. 【請求項１２】 前記第１の出力を供給することは交流
    を整流することを含む請求項１１に記載の溶接タイプの
    電力供給方法。
  13. 【請求項１３】 前記第２の大きさの電圧が前記第１の
    出力の電圧の大きさよりも大きい請求項１１に記載の溶
    接タイプの電力供給方法。
  14. 【請求項１４】 前記第１の出力を前記直流の第２の出
    力に変換することは、前記第１の出力を昇圧変換するこ
    とを含む請求項１３に記載の溶接タイプの電力供給方
    法。
  15. 【請求項１５】 前記第１の出力を昇圧変換すること
    は、スイッチを電圧変化率抑制スイッチングや電流変化
    率抑制スイッチングすることを含む請求項１３に記載の
    溶接タイプの電力供給方法。
  16. 【請求項１６】 前記出力電力を供給することは前記直
    流の第２の出力を交流に変換することを含む請求項１３
    に記載の溶接タイプの電力供給方法。
  17. 【請求項１７】 前記直流の第２の出力を交流に変換す
    ることはスナバを切り換えることを含む請求項１３に記
    載の溶接タイプの電力供給方法。
  18. 【請求項１８】 前記第２の大きさの電圧は前記制御電
    力の電圧の大きさよりも大きい請求項１３に記載の溶接
    タイプの電力供給方法。
  19. 【請求項１９】 前記直流の第２の出力を前記制御電力
    に変換することは、該直流の第２の出力をバック変換す
    ることを含む請求項１３に記載の溶接タイプの電力供給
    方法。
  20. 【請求項２０】 一定の範囲内の入力電圧および入力周
    波数からの溶接タイプの電力供給方法であって、 入力電圧の大きさに応じた整流された電圧の大きさを有
    する整流出力を供給するために、前記入力周波数と前記
    入力電圧の大きさを有する入力電力を整流することと、 前記整流された電圧の大きさよりも大きくかつ該整流さ
    れた電圧の大きさとは無関係である大きさの昇圧電圧を
    有する昇圧直流出力を供給するために、前記整流出力
    を、電圧変化率抑制スイッチングや電流変化率抑制スイ
    ッチングすることを含んで昇圧変換することと、 前記入力周波数とは無関係な出力周波数を有しかつ前記
    整流された電圧の大きさとは無関係な出力電圧を有する
    溶接タイプの電力出力を供給するために、前記直流の第
    ２の出力を、スナバ切換を含んで交流に変換すること
    と、 前記昇圧電圧の大きさより小さくかつ該昇圧電圧の大き
    さとは無関係な制御電力の電圧と前記入力周波数とは無
    関係な制御周波数とを有する制御電力を供給するため
    に、前記昇圧直流出力をバック変換することと、を含む
    溶接タイプの電力供給方法。
  21. 【請求項２１】 一定の範囲内の入力電圧および入力周
    波数を受電することが可能な溶接タイプ電源装置であっ
    て、 前記入力周波数と入力電圧とを有する入力電力を受電し
    て、前記入力電圧の大きさに応じた大きさの電圧を有す
    る第１の出力を供給する入力手段と、 前記第１の出力を、前記入力電圧の大きさとは無関係な
    大きさの電圧を有する直流の第２の出力に変換する変換
    手段であって、該変換手段が前記第１の出力を受け取る
    ように接続される変換手段と、 前記直流の第２の出力から得られる溶接タイプの出力電
    力を供給する手段であって、該出力電力は前記入力周波
    数とは無関係な出力周波数を有し、さらに前記入力電圧
    とは無関係な出力電圧を有し、かつ、前記出力電力を供
    給する手段が、前記直流の第２の出力を受け取るように
    配置される出力電力を供給する手段と、 前記直流の第２の出力を、前記入力電圧の大きさとは無
    関係な大きさの制御電力電圧を有する該制御電力に変換
    する手段と、を含む溶接タイプ電源装置。
  22. 【請求項２２】 前記入力手段は交流を整流する手段を
    含む請求項２１に記載の溶接タイプ電源装置。
  23. 【請求項２３】 前記直流の第２の出力の電圧の大きさ
    は前記第１の出力の電圧の大きさより大きい請求項２２
    に記載の溶接タイプ電源装置。
  24. 【請求項２４】 前記変換手段は、前記第１の出力を昇
    圧変換する手段を含む請求項２３に記載の溶接タイプ電
    源装置。
  25. 【請求項２５】 前記昇圧変換する手段は、スイッチを
    電圧変化率抑制スイッチングや電流変化率抑制スイッチ
    ングする手段を含む請求項２４に記載の溶接タイプ電源
    装置。
  26. 【請求項２６】 前記出力電力を供給する手段は、前記
    直流の第２の出力を交流に変換する手段を含む請求項２
    ５に記載の溶接タイプ電源装置。
  27. 【請求項２７】 前記交流に変換する手段はスナバを切
    り換える手段を含む請求項２６に記載の溶接タイプ電源
    装置。
  28. 【請求項２８】 前記直流の第２の出力の電圧の大きさ
    は前記制御電力電圧の大きさよりも大きい請求項２７に
    記載の溶接タイプ電源装置。
  29. 【請求項２９】 前記直流の第２の出力を前記制御電力
    に変換する手段は、該直流の第２の出力をバック変換す
    る手段を含む請求項２８に記載の溶接タイプ電源装置。
  30. 【請求項３０】 一定の範囲内の入力電圧および入力周
    波数を受電することが可能な溶接タイプ電源装置であっ
    て、 直流母線と、 制御入力を有し、前記直流母線を受け取り、前記入力周
    波数とは無関係な出力周波数を有しかつ前記入力電圧と
    は無関係な出力電圧を有する溶接タイプの出力電力を供
    給するように構成される出力回路と、 前記制御入力に接続されておりかつ制御装置電力入力を
    さらに有する制御装置と、 前記直流母線を受け取りかつ制御電力を前記制御装置電
    力入力に供給するように構成される制御電力回路と、を
    含む溶接タイプの電源装置。
  31. 【請求項３１】 前記出力回路はインバータを含む請求
    項３０に記載の溶接タイプの電源装置。
  32. 【請求項３２】 前記出力回路はスイッチ式スナバを含
    む請求項３１に記載の溶接タイプの電源装置。
  33. 【請求項３３】 前記直流母線は、前記制御電力電圧の
    大きさよりも大きい電圧を有する請求項３０に記載の溶
    接タイプの電源装置。
  34. 【請求項３４】 前記制御電力回路はバックコンバータ
    を含む請求項３０に記載の溶接タイプの電源装置。
  35. 【請求項３５】 一定の範囲内の入力電圧および入力周
    波数からの溶接タイプの電力供給方法であって、 ある大きさの直流電圧を有する直流母線を受け取ること
    と、 前記直流母線から得られる溶接タイプの出力である出力
    電力を供給することと、 前記直流母線の出力を、前記直流電圧の大きさとは無関
    係な大きさの制御電力電圧を有する制御電力に変換する
    ことと、 前記出力電力を制御するように構成される制御装置に前
    記制御電力を供給することと、を含む溶接タイプの電力
    供給方法。
  36. 【請求項３６】 一定の範囲内の入力電圧および入力周
    波数からの溶接タイプの電力の供給を開始するための電
    力供給方法であって、 前記入力周波数と入力電圧を有する入力電力を受電する
    ことと、 前記入力電圧の大きさに応じた大きさの第１の直流電圧
    を有する第１の直流出力を供給することと、 前記第１の直流電圧の大きさよりも小さい第２の直流電
    圧の大きさを有する該第２の直流電圧を得ることと、 制御直流電圧を発生させるために前記第２の直流電圧を
    有する制御コンバータを制御することと、 ある出力を発生させるために、前記制御直流電圧を有す
    る出力コンバータを制御することと、を含む溶接タイプ
    の電力供給方法。
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