JP2008062246A - Power unit for arc machining - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a circuit constitution the ripple of which is small in a voltage doubler rectifier circuit. <P>SOLUTION: A power unit for arc machining is provided with a three-phase full wave rectifier circuit, a smoothing capacitor provided in parallel to the three-phase full wave rectifier circuit, an output control circuit for controlling the output of an inverter circuit, a main transformer for converting the inverter output into a voltage suitable for the arc and a secondary rectifying circuit for rectifying the converted output. Further, the power unit is provided with: a charging switching element which is provided between first to third series circuits provided between the three-phase full wave rectifier circuit and the smoothing capacitor, a first input terminal (U phase) to a third input terminal (W phase) and first to third series circuits and which supplies the charging current which is generated from the prescribed potential difference in each phase to each series circuit; and a charging control circuit for conducting the charging switching element by outputting a charging control signal when the direct-current voltage of the three-phase full wave rectifier circuit is not higher than the prescribed reference voltage and for stopping the output of the charging control signal when the direct-current voltage is equal to or higher than the reference voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、三相交流電源が高電圧又はその約半分の低電圧の2系統どちらでも使用可能なアーク加工用電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device for arc machining in which a three-phase AC power supply can be used with either two systems having a high voltage or a low voltage that is about half that voltage.

アーク加工用電源装置において、三相交流電源が200V又は400Vの2系統の電源を共用するために、変圧器の巻数比等を切り換えることによって対応してきた。   In the arc machining power supply device, the three-phase AC power supply has shared two power supplies of 200V or 400V, and has been dealt with by switching the turns ratio of the transformer.

図4は、従来技術のアーク加工用電源装置の電気接続図である。同図において、ダイオードD13乃至ダイオードD21は、三相交流電源を直流電圧に三相全波整流する1次整流用のダイオードである。スイッチSW1乃至スイッチSW3は、互いに連動する電圧切換スイッチであり、平滑コンデンサC11及び平滑コンデンサC12は、直流電圧を平滑するコンデンサである。   FIG. 4 is an electrical connection diagram of a conventional arc machining power supply device. In the figure, diodes D13 to D21 are primary rectification diodes that three-phase full-wave rectify a three-phase AC power source to a DC voltage. The switches SW1 to SW3 are voltage changeover switches that are linked to each other, and the smoothing capacitor C11 and the smoothing capacitor C12 are capacitors that smooth the DC voltage.

インバータ回路INVは、例えば、図示省略の4つのスイッチング素子でフルブリッジを形成する。主変圧器INTは、アーク加工に適した高周波交流電圧に変換して出力し、2次整流回路DR1は、高周波交流電圧を直流電圧に整流して出力する。   For example, the inverter circuit INV forms a full bridge with four switching elements (not shown). The main transformer INT converts the high frequency AC voltage suitable for arc machining and outputs it, and the secondary rectifier circuit DR1 rectifies and outputs the high frequency AC voltage to a DC voltage.

図4に示す、電圧切換スイッチSW1乃至電圧切換スイッチSW3がa側、例えば200V側(低電圧側)にあるときはダイオードD13乃至ダイオードD21とコンデンサC8乃至コンデンサC10とによって倍電圧整流回路を形成する。一方、電圧切換スイッチSW1乃至電圧切換スイッチSW3がb側、例えば400V側(高電圧側)にあるときはダイオードD13乃至スイッチD21によって三相全波整流回路が形成される。   When the voltage changeover switches SW1 to SW3 shown in FIG. 4 are on the a side, for example, 200V side (low voltage side), the voltage doubler rectifier circuit is formed by the diodes D13 to D21 and the capacitors C8 to C10. . On the other hand, when the voltage changeover switch SW1 to voltage changeover switch SW3 are on the b side, for example, 400V side (high voltage side), a three-phase full-wave rectifier circuit is formed by the diodes D13 to D21.

つぎに、図5に示す三相交流電源の入力波形図を用いて動作について説明する。図4に示す、電圧切換スイッチSW1乃至電圧切換スイッチSW3がb側、例えば400V側(高電圧側)にあるときは、回路は通常の三相全波整流回路となるので説明を省略し、電圧切換スイッチSW1乃至電圧切換スイッチSW3がa側、200V側(低電圧側)にあるときの動作を三相交流電源の各U、V、W相の電圧波形とともに説明する。   Next, the operation will be described using the input waveform diagram of the three-phase AC power source shown in FIG. When the voltage changeover switch SW1 to voltage changeover switch SW3 shown in FIG. 4 are on the b side, for example, 400V side (high voltage side), the circuit is a normal three-phase full-wave rectifier circuit, and the description is omitted. The operation when the changeover switch SW1 to the voltage changeover switch SW3 are on the a side and 200V side (low voltage side) will be described together with the U, V, and W phase voltage waveforms of the three-phase AC power supply.

図5に示す、T1の期間はU相の電位が最も高くV相の電位が最も低い。従って、UV間の電圧によってダイオードD14を通してコンデンサC8が充電される。このとき、図に示す、出力端子1、2間には入力端子U、電圧切換スイッチSW3、コンデンサC10、ダイオードD19、出力端子1、平滑コンデンサC11、平滑コンデンサC12、出力端子2、ダイオードD18、第2の入力端子(V相)の経路で電圧が印加される。   In the period T1 shown in FIG. 5, the U-phase potential is the highest and the V-phase potential is the lowest. Therefore, the capacitor C8 is charged through the diode D14 by the voltage between UV. At this time, the input terminal U, the voltage changeover switch SW3, the capacitor C10, the diode D19, the output terminal 1, the smoothing capacitor C11, the smoothing capacitor C12, the output terminal 2, the diode D18, the first terminal, are shown between the output terminals 1 and 2 shown in the figure. A voltage is applied through the path of the two input terminals (V phase).

このとき、ダイオードD13及びダイオードD16はコンデンサC10とU相またはV相の電位によって逆バイアスされており導通しない。ここでコンデンサC10は、これより先のT5の期間に充電され、極性はダイオードD19とダイオードD20との接続点がプラスとなってUV間の電圧と同極性であるので出力端子1、2間にはこれらの和の電圧が印加される。   At this time, the diode D13 and the diode D16 are reverse-biased by the capacitor C10 and the U-phase or V-phase potential and do not conduct. Here, the capacitor C10 is charged in the period of T5 before this, and the polarity is the same as the voltage between UV with the connection point of the diode D19 and the diode D20 being positive, so that it is between the output terminals 1 and 2. The sum of these voltages is applied.

T2の期間において、コンデンサC8の端子電圧はUV間電圧の波高値まで充電されているので、これ以上充電されることなく、この状態を保持する。一方、出力端子1、2間にはW相の電位が最も低くなるために、ダイオードD21を通してWU間電圧とコンデンサC10の端子電圧との和が出力される。   In the period T2, the terminal voltage of the capacitor C8 is charged up to the peak value of the voltage between the UVs, so that this state is maintained without being charged any more. On the other hand, since the potential of the W phase is the lowest between the output terminals 1 and 2, the sum of the voltage between WUs and the terminal voltage of the capacitor C10 is output through the diode D21.

T3の期間において、V相の電位が最高、W相の電位が最低となるのでVW間電圧によってコンデンサC9が充電され、同時にコンデンサC8の電圧とVW間電圧との和が、出力端子1、2間に出力される。   During the period T3, the V-phase potential is the highest and the W-phase potential is the lowest, so that the capacitor C9 is charged by the voltage between VW, and at the same time, the sum of the voltage of the capacitor C8 and the voltage between VW is the output terminals 1, 2 Output in between.

T4の期間において、コンデンサC9の充電は停止し、コンデンサC9の端子電圧とVU間の電圧との和が出力端子1,2間に出力される。   During the period T4, charging of the capacitor C9 is stopped, and the sum of the terminal voltage of the capacitor C9 and the voltage between VU is output between the output terminals 1 and 2.

T5の期間において、WU間の電圧によってコンデンサC10が充電されるとともにコンデンサC9の端子電圧とWU間の電圧との和が出力端子1、2間に出力される。   During the period T5, the capacitor C10 is charged by the voltage between the WUs, and the sum of the terminal voltage of the capacitor C9 and the voltage between the WUs is output between the output terminals 1 and 2.

T6の期間において、コンデンサC10の充電は停止し、コンデンサC9の端子電圧とWV間の電圧との和が出力端子1,2間に出力される。   During the period T6, the charging of the capacitor C10 is stopped, and the sum of the terminal voltage of the capacitor C9 and the voltage between WV is output between the output terminals 1 and 2.

上述のT1からT6が繰り返される各期間において、各コンデンサの端子電圧は常に同極性であり、かつ出力端子1側がプラス極性であるので出力端子1、2間には交流電源の線間電圧の2倍の出力電圧が供給されることになる。(例えば、特許文献1)   In each period in which the above-described T1 to T6 are repeated, the terminal voltage of each capacitor is always the same polarity, and the output terminal 1 side has a positive polarity. Double the output voltage is supplied. (For example, Patent Document 1)

特開平5−96372号公報JP-A-5-96372

従来のアーク加工用電源装置では、三相交流電源が200V又は400Vの2系統の電源を共用するために、図4に示す電圧切換スイッチSW1乃至SW3をa側、例えば200V側(低電圧側)のときに、9つのダイオードと3つのコンデンサとによって倍電圧整流回路を形成し、この三相全波整流回路は、三相交流電源の200Vを三相全波整流した脈動を有する直流電圧を2倍に昇圧して出力する。一方、電圧切換スイッチSW1乃至SW3をb側、例えば400V側(高電圧側)のときには、9つのダイオードによって三相全波整流回路を形成し、この三相全波整流回路は、三相交流電源の400Vを三相全波整流して出力するようにして、2系統の電源の共用を可能にさせていた。   In the conventional arc machining power supply device, since the three-phase AC power supply shares two power supplies of 200V or 400V, the voltage selector switches SW1 to SW3 shown in FIG. 4 are set to the a side, for example, the 200V side (low voltage side). In this case, a voltage doubler rectifier circuit is formed by nine diodes and three capacitors, and this three-phase full-wave rectifier circuit generates a DC voltage having a pulsation obtained by three-phase full-wave rectification of 200 V of a three-phase AC power source. Boost the output twice and output. On the other hand, when the voltage change-over switches SW1 to SW3 are on the b side, for example, 400V side (high voltage side), a three-phase full-wave rectifier circuit is formed by nine diodes. In this way, it is possible to share two power sources by outputting three-phase full-wave rectification of 400V.

しかし、従来の倍電圧整流回路において、三相交流電源が400V系統のときには、三相全波整流した直流電圧のリップル値に変化がなく、平滑コンデンサの寿命に影響はない。しかし、三相交流電源が200V系統のとき、三相全波整流した脈動を有する直流電圧を2倍に昇圧するので、昇圧に応じて直流電圧のリップル値も増加する。このリップル値の増加に伴って平滑コンデンサ及び昇圧コンデンサの寿命が短くなってしまう。通常平滑コンデンサ及び昇圧コンデンサの寿命は、5年〜7年程度であり、溶接機に使用する全部品の中で寿命が一番短く、この平滑コンデンサ及び昇圧コンデンサの寿命が溶接機の寿命となる。よって、三相交流電源が200V系統のとき、リップル値の増加に対応して、平滑コンデンサ及び昇圧コンデンサの寿命を延ばすために容量を大きくする必要に迫られるが、容量を大きくすると平滑コンデンサ及び昇圧コンデンサの外寸が大きくなり、溶接機の大形化につながってしまう。   However, in the conventional voltage doubler rectifier circuit, when the three-phase AC power supply is a 400V system, the ripple value of the DC voltage subjected to three-phase full-wave rectification does not change, and the life of the smoothing capacitor is not affected. However, when the three-phase AC power supply is a 200V system, the DC voltage having pulsation obtained by three-phase full-wave rectification is boosted twice, so that the ripple value of the DC voltage also increases according to the boost. As the ripple value increases, the lifetimes of the smoothing capacitor and the boost capacitor are shortened. Normally, the life of smoothing capacitors and boost capacitors is about 5 to 7 years. The life of the smoothing capacitors and boost capacitors is the shortest of all the parts used in the welding machine. . Therefore, when the three-phase AC power supply is a 200V system, it is necessary to increase the capacity in order to extend the life of the smoothing capacitor and the boost capacitor in response to the increase in the ripple value. The outer dimensions of the capacitor will increase, leading to an increase in the size of the welder.

そこで、本発明では、上述した課題を解決することができるアーク加工用電源装置を提供することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide an arc machining power supply device that can solve the above-described problems.

上述した課題を解決するために、第1の発明は、第1の入力端子乃至第3の入力端子から入力される三相交流電源を整流し脈動する直流電圧を出力する三相ブリッジダイオードからなる三相全波整流回路と、上記三相全波整流回路に並列に設けて上記脈動する直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、上記直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、上記インバータ回路の出力を制御する出力制御回路と、アーク加工に適した高周波交流電圧に変換する主変圧器と、上記主変圧器の出力を整流して直流電圧を出力する2次整流回路とを、設けたアーク加工用電源装置において、第1の昇圧コンデンサ乃至第6の昇圧コンデンサを同一容量とし、上記第1の昇圧コンデンサ及び第2の昇圧コンデンサを直列にして上記三相全波整流回路と上記平滑コンデンサとの間に設けられている第1の直列回路と、上記第3の昇圧コンデンサ及び第4の昇圧コンデンサを直列にして上記三相全波整流回路と上記平滑コンデンサとの間に設けられている第2の直列回路と、上記第5の昇圧コンデンサ及び第6の昇圧コンデンサを直列にして上記三相全波整流回路と上記平滑コンデンサとの間に設けられている第3の直列回路と、上記第1の入力端子と上記第1の直列回路の中点との間に設けて予め定めた各相の電位差によって生じる充電電流を上記第1の直列回路に供給する第1の充電用スイッチング素子及び第2の充電用スイッチング素子並びに上記第1の充電用スイッチング素子に逆方向に並列に設けた第1の充電用ダイオード及び第2の充電用スイッチング素子に逆方向に並列に設けた第2の充電用ダイオードと、上記第2の入力端子と上記第2の直列回路の中点との間に設けて予め定めた各相の電位差によって生じる充電電流を上記第2の直列回路に供給する第3の充電用スイッチング素子及び第4の充電用スイッチング素子並びに上記第3の充電用スイッチング素子に逆方向に並列に設けた第3の充電用ダイオード及び第4の充電用スイッチング素子に逆方向に並列に設けた第4の充電用ダイオードと、上記第3の入力端子と上記第3の直列回路の中点との間に設けて予め定めた各相の電位差によって生じる充電電流を上記第3の直列回路に供給する第5の充電用スイッチング素子及び第6の充電用スイッチング素子並び上記第5の充電用スイッチング素子に逆方向に並列に設けた第5の充電用ダイオード及び第6の充電用スイッチング素子に逆方向に並列に設けた第6の充電用ダイオードと、上記三相全波整流回路の直流電圧が予め定めた基準電圧値以下のとき、互いに半周期ずらした最大導通比率の同一時間の第1の充電制御信号及び第2の充電制御信号を繰り返し出力し、第1の充電制御信号に応じて上記第1の充電用スイッチング素子、第3の充電用スイッチング素子及び第5の充電用スイッチング素子を導通し、第2の充電制御信号に応じて上記第2の充電用スイッチング素子、第4の充電用スイッチング素子及び第6の充電用スイッチング素子を導通し、上記直流電圧が上記基準電圧値以上のとき、上記第1の充電制御信号及び第2の充電制御信号の出力を停止して上記第1の充電用スイッチング素子乃至第6の充電用スイッチング素子を遮断する充電制御回路とを、備えたことを特徴とするアーク加工用電源装置である。   In order to solve the above-mentioned problem, the first invention comprises a three-phase bridge diode that rectifies a three-phase AC power source input from the first to third input terminals and outputs a pulsating DC voltage. A three-phase full-wave rectifier circuit; a smoothing capacitor provided in parallel to the three-phase full-wave rectifier circuit for smoothing the pulsating DC voltage; an inverter circuit for converting the DC voltage to a high-frequency AC voltage; An arc provided with an output control circuit for controlling output, a main transformer for converting to a high-frequency AC voltage suitable for arc machining, and a secondary rectifier circuit for rectifying the output of the main transformer to output a DC voltage In the processing power supply apparatus, the first to sixth boost capacitors have the same capacity, and the first boost capacitor and the second boost capacitor are connected in series to form the three-phase full-wave rectifier circuit. Between the three-phase full-wave rectifier circuit and the smoothing capacitor in series with the first series circuit provided between the three-phase full-wave rectifier circuit and the smoothing capacitor. A third series circuit provided between the three-phase full-wave rectifier circuit and the smoothing capacitor with the second series circuit provided, the fifth boost capacitor and the sixth boost capacitor in series. A first charging circuit that is provided between the circuit, the first input terminal, and a midpoint of the first series circuit, and that supplies a charging current generated by a predetermined potential difference between the phases to the first series circuit. Switching element, second charging switching element, and first charging diode provided in parallel to the first charging switching element and second charging switching element in parallel in the reverse direction. A charging current generated by a predetermined potential difference between each phase provided between the second charging diode, the second input terminal and the middle point of the second series circuit is supplied to the second series circuit. The third charging switching element and the fourth charging switching element to be supplied, and the third charging diode and the fourth charging switching element provided in parallel in the reverse direction to the third charging switching element are reversed. A fourth charging diode provided in parallel in the direction, and a charging current generated by a predetermined potential difference between each phase provided between the third input terminal and the middle point of the third series circuit. The fifth charging switching element and the sixth charging switching element to be supplied to the three series circuits, the fifth charging diode and the sixth charging diode provided in parallel in the reverse direction to the fifth charging switching element. When the DC voltage of the sixth charging diode and the three-phase full-wave rectifier circuit is less than or equal to a predetermined reference voltage value, the maximum conduction ratio shifted from each other by a half cycle is obtained. The first charging control signal and the second charging control signal for the same time are repeatedly output, and the first charging switching element, the third charging switching element, and the fifth charging control signal are output according to the first charging control signal. The charging switching element is turned on, and the second charging switching element, the fourth charging switching element, and the sixth charging switching element are turned on in response to a second charge control signal, and the DC voltage is When the voltage is equal to or higher than a reference voltage value, the output of the first charge control signal and the second charge control signal is stopped, and the first to sixth charging switching elements are shut off. And a charge control circuit, is arc machining power supply apparatus characterized by comprising.

第2の発明は、上記充電制御回路は、上記三相交流電源が投入されたときから予め定めた時間後に、上記直流電圧と上記基準電圧とを比較することを、特徴とする請求項1記載のアーク加工用電源装置である。   The second invention is characterized in that the charge control circuit compares the DC voltage with the reference voltage after a predetermined time from when the three-phase AC power is turned on. It is a power supply device for arc machining.

第1の発明によれば、倍電圧昇圧回路は、第1の充電用スイッチング素子乃至第6の充電用スイッチング素子並びに第1の昇圧コンデンサ乃至第6の昇圧コンデンサから形成される。そして、第1の充電用スイッチング素子、第3の充電用スイッチング素子及び第5の充電用スイッチング素子並びに第2の充電用スイッチング素子、第4の充電用スイッチング素子及び第6の充電用スイッチング素子を予め定めた高周波(例えば、可聴領域以上の20kHz)で交互に導通し、第1の昇圧コンデンサ乃至第6の昇圧コンデンサを高速で充電して三相全波整流回路の直流電圧を倍電圧に昇圧するので、昇圧された直流電圧のリップルは高周波化によってリップル値が大きく減少し、このリップル値の減少によって平滑コンデンサ及び各昇圧コンデンサの寿命が延びる。   According to the first aspect of the present invention, the voltage doubler booster circuit is formed from the first charging switching element to the sixth charging switching element and the first boosting capacitor to the sixth boosting capacitor. Then, the first charging switching element, the third charging switching element, the fifth charging switching element, the second charging switching element, the fourth charging switching element, and the sixth charging switching element are provided. Conductive alternately at a predetermined high frequency (for example, 20 kHz above the audible range), and the first to sixth boost capacitors are charged at high speed to boost the DC voltage of the three-phase full-wave rectifier circuit to a double voltage. Therefore, the ripple of the boosted DC voltage greatly decreases as the frequency increases, and the life of the smoothing capacitor and each boost capacitor is extended by the reduction of the ripple value.

第2の発明によれば、充電制御回路は、三相交流電源が投入され、この三相交流電源の整流を開始したときから予め定めた時間が経過したときに、整流された直流電圧と基準電圧とを比較するので、三相交流電源の入力電圧が200V又は400Vかを正確に自動判別できる。   According to the second aspect of the invention, the charging control circuit is configured such that the rectified DC voltage and the reference are supplied when a predetermined time elapses after the three-phase AC power is turned on and the rectification of the three-phase AC power is started. Since the voltage is compared, it is possible to automatically and accurately determine whether the input voltage of the three-phase AC power supply is 200V or 400V.

図1は、本発明の実施形態1に係るアーク加工用電源装置である。同図において、図4に示す従来技術のアーク加工用電源装置の電気接続図と同一符号の構成物は、同一動作を行うので説明は省略し、符号の相違する構成物についてのみ説明する。   FIG. 1 shows an arc machining power supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, components having the same reference numerals as those in the electrical connection diagram of the arc machining power supply device of the prior art shown in FIG. 4 perform the same operations, and thus description thereof will be omitted. Only components having different reference numerals will be described.

図1に示す第1のダイオードD1乃至第6のダイオードD6は、三相ブリッジダイオードからなる三相全波整流回路を形成する。入力電圧検出回路IVは、三相全波整流された直流電圧を検出して入力電圧検出信号Ivとして出力する。   The first diode D1 to the sixth diode D6 shown in FIG. 1 form a three-phase full-wave rectifier circuit composed of a three-phase bridge diode. The input voltage detection circuit IV detects a DC voltage that has undergone three-phase full-wave rectification and outputs it as an input voltage detection signal Iv.

図1に示す、第1の昇圧コンデンサC1乃至第6の昇圧コンデンサC6は同一容量とし、第1の昇圧コンデンサC1及び第2の昇圧コンデンサC2を直列に設けて第1の直列回路を形成し、第3の昇圧コンデンサC3及び第4の昇圧コンデンサC4を直列に設けて第2の直列回路を形成し、第5の昇圧コンデンサC5及び第6の昇圧コンデンサC6を直列に設けて第3の直列回路を形成する。   The first boost capacitor C1 to the sixth boost capacitor C6 shown in FIG. 1 have the same capacity, and the first boost capacitor C1 and the second boost capacitor C2 are provided in series to form a first series circuit. A third booster capacitor C3 and a fourth booster capacitor C4 are provided in series to form a second series circuit, and a fifth booster capacitor C5 and a sixth booster capacitor C6 are provided in series to provide a third series circuit. Form.

第1の充電用スイッチング素子TR1及び第2の充電用スイッチング素子TR2は、第1の入力端子(U相)と第1の昇圧コンデンサC1及び第2の昇圧コンデンサC2から形成される第1の直列回路の中点との間に設けると共に、第1の充電用ダイオードD7を第1の充電用スイッチング素子TR1に対して逆方向に並列に接続し、第2の充電用ダイオードD8を第2の充電用スイッチング素子TR2に対して逆方向に並列に接続して第1の昇圧コンデンサC1及び第2の昇圧コンデンサC2に各相の電位差によって生じる電流を充電する。   The first charging switching element TR1 and the second charging switching element TR2 are a first series formed of a first input terminal (U phase), a first boost capacitor C1, and a second boost capacitor C2. The first charging diode D7 is provided in parallel with the first charging switching element TR1 in parallel in the reverse direction, and the second charging diode D8 is connected to the second charging diode. The first boost capacitor C1 and the second boost capacitor C2 are connected to the switching element TR2 in parallel in the opposite direction, and the current generated by the potential difference of each phase is charged.

第3の充電用スイッチング素子TR3及び第4の充電用スイッチング素子TR4は、第2の入力端子(V相)と第3の昇圧コンデンサC3及び第4の昇圧コンデンサC4から形成される第2の直列回路の中点との間に設けると共に、第3の充電用ダイオードD9を第3の充電用スイッチング素子TR3に対して逆方向に並列に接続し、第4の充電用ダイオードD10を第4の充電用スイッチング素子TR4に対して逆方向に並列に接続して第3の昇圧コンデンサC3及び第4の昇圧コンデンサC4に各相の電位差によって生じる電流を充電する。   The third charging switching element TR3 and the fourth charging switching element TR4 are a second series formed of a second input terminal (V phase), a third boost capacitor C3, and a fourth boost capacitor C4. The third charging diode D9 is connected in parallel with the third charging switching element TR3 in the reverse direction, and the fourth charging diode D10 is connected to the fourth charging point. The third boost capacitor C3 and the fourth boost capacitor C4 are connected to the switching element TR4 in parallel in the opposite direction, and the current generated by the potential difference of each phase is charged.

第5の充電用スイッチング素子TR5及び第6の充電用スイッチング素子TR6は、第3の入力端子(W相)と第5の昇圧コンデンサC5及び第6の昇圧コンデンサC6から形成される第3の直列回路の中点との間に設けると共に、第5の充電用ダイオードD11を第5の充電用スイッチング素子TR5に対して逆方向に並列に接続し、第6の充電用ダイオードD12を第6の充電用スイッチング素子TR6に対して逆方向に並列に接続して第5の昇圧コンデンサC5及び第6の昇圧コンデンサC6に各相の電位差によって生じる電流を充電する。   The fifth charging switching element TR5 and the sixth charging switching element TR6 are a third series formed by a third input terminal (W phase), a fifth boost capacitor C5, and a sixth boost capacitor C6. The fifth charging diode D11 is provided in parallel with the fifth charging switching element TR5 in parallel with the fifth charging diode D11, and the sixth charging diode D12 is connected to the middle point of the circuit. The fifth switching capacitor C5 and the sixth boosting capacitor C6 are connected to the switching element TR6 in parallel in the opposite direction, and the current generated by the potential difference of each phase is charged.

インバータ回路INVは、4つのスイッチング素子で形成するフルブリッジ回路を使用しているが、ハーフブリッジ回路又はフォワード回路を使用してもよい。   Although the inverter circuit INV uses a full bridge circuit formed by four switching elements, a half bridge circuit or a forward circuit may be used.

出力電流検出回路IDは、出力電流を検出して出力電流検出信号Idとして出力する。比較演算回路ERは、出力電流設定信号Irと出力電流検出信号Idとを比較演算して、比較演算信号Erとして出力する。出力制御回路SCは、パルス周波数が一定でパルス幅を変調するPWM制御を行ない、比較演算信号Erの値に応じて、第1の出力制御信号Sc1及び第2の出力制御信号Sc2のパルス幅を制御する。   The output current detection circuit ID detects the output current and outputs it as an output current detection signal Id. The comparison operation circuit ER compares and calculates the output current setting signal Ir and the output current detection signal Id, and outputs the comparison operation signal Er. The output control circuit SC performs PWM control that modulates the pulse width with a constant pulse frequency, and sets the pulse widths of the first output control signal Sc1 and the second output control signal Sc2 according to the value of the comparison calculation signal Er. Control.

図2は充電制御回路CRの詳細図であり、第1の比較回路CP1、第2の比較回路CP2、入力基準設定回路VR1、基準電圧設定回路VR2、第1のアンド回路AD1、第2のアンド回路AD2、時限回路TI、反転回路IN及びスイッチング素子駆動回路SDによって形成されている。そして、上記充電制御回路CRは、入力電圧検出回路IVによって検出された入力電圧検出信号Ivの値が、基準電圧設定回路VR2によって設定された予め定めた基準電圧設定値Vr2より小さいときに、三相交流電源が200V系統であると判別してスイッチング素子駆動回路SDが動作を開始して、互いに半周期ずらした最大導通比率の同一時間の第1の充電制御信号Tc1及び第2の充電制御信号Tc2を出力する。   FIG. 2 is a detailed diagram of the charge control circuit CR. The first comparison circuit CP1, the second comparison circuit CP2, the input reference setting circuit VR1, the reference voltage setting circuit VR2, the first AND circuit AD1, and the second AND circuit. The circuit AD2, the time limit circuit TI, the inverting circuit IN, and the switching element driving circuit SD are formed. When the value of the input voltage detection signal Iv detected by the input voltage detection circuit IV is smaller than a predetermined reference voltage setting value Vr2 set by the reference voltage setting circuit VR2, the charge control circuit CR It is determined that the phase AC power supply is a 200V system, and the switching element driving circuit SD starts to operate, and the first charging control signal Tc1 and the second charging control signal of the same time with the maximum conduction ratio shifted from each other by a half cycle. Tc2 is output.

つぎに、図5に示す三相交流電源の入力波形図を用いて、三相交流電源が200V系統のときについて、本発明の昇圧動作について説明する。同図において、T1の期間はU相の電位が最も高くV相の電位が最も低い、この期間において電流は第1の入力端子(U相)から第2の入力端子(V相)に流れる。このとき、第1の充電用スイッチング素子TR1、第3の充電用スイッチング素子TR3及び第5の充電用スイッチング素子TR5が導通すると、第1のダイオードD1、第3の昇圧コンデンサC3、第4の充電用ダイオードD10及び第3の充電用スイッチング素子TR3の経路で電流が流れ上記第3の昇圧コンデンサC3を充電する。   Next, with reference to the input waveform diagram of the three-phase AC power source shown in FIG. 5, the boosting operation of the present invention will be described when the three-phase AC power source is a 200V system. In the figure, during the period T1, the U-phase potential is the highest and the V-phase potential is the lowest. During this period, current flows from the first input terminal (U-phase) to the second input terminal (V-phase). At this time, when the first charging switching element TR1, the third charging switching element TR3, and the fifth charging switching element TR5 are turned on, the first diode D1, the third boost capacitor C3, and the fourth charging are performed. A current flows through the path of the diode D10 for charging and the third charging switching element TR3 to charge the third boost capacitor C3.

また、図5に示すT1の期間において、第2の充電用スイッチング素子TR2、第4の充電用スイッチング素子TR4及び第6の充電用スイッチング素子TR6が導通すると、第1の充電用ダイオードD7、第2の充電用スイッチング素子TR2、第2の昇圧コンデンサC2及び第4のダイオードD4の経路で電流が流れ上記第2の昇圧コンデンサC2を充電する。   In addition, when the second charging switching element TR2, the fourth charging switching element TR4, and the sixth charging switching element TR6 are turned on during the period T1 shown in FIG. 5, the first charging diode D7, A current flows through the path of the second charging switching element TR2, the second boost capacitor C2, and the fourth diode D4 to charge the second boost capacitor C2.

図5に示すT2の期間は、U相の電位が最も高くW相の電位が最も低い、この期間において電流は第1の入力端子(U相)から第3の入力端子(W相)に流れる。このとき、第1の充電用スイッチング素子TR1、第3の充電用スイッチング素子TR3及び第5の充電用スイッチング素子TR5が導通すると、第1のダイオードD1、第5の昇圧コンデンサC5、第6の充電用ダイオードD12及び第5の充電用スイッチング素子TR5の経路で電流が流れ上記第5の昇圧コンデンサC5を充電する。   In the period T2 shown in FIG. 5, the U-phase potential is the highest and the W-phase potential is the lowest. In this period, the current flows from the first input terminal (U-phase) to the third input terminal (W-phase). . At this time, when the first charging switching element TR1, the third charging switching element TR3, and the fifth charging switching element TR5 are turned on, the first diode D1, the fifth boost capacitor C5, and the sixth charging A current flows through the path of the diode for diode D12 and the fifth charging switching element TR5 to charge the fifth boost capacitor C5.

また、図5に示すT2の期間において、第2の充電用スイッチング素子TR2、第4の充電用スイッチング素子TR4及び第6の充電用スイッチング素子TR6が導通すると、第1の充電用ダイオードD7、第2の充電用スイッチング素子TR2、第2の昇圧コンデンサC2及び第6のダイオードD6の経路で電流が流れ上記第2の昇圧コンデンサC2を充電する。   In addition, when the second charging switching element TR2, the fourth charging switching element TR4, and the sixth charging switching element TR6 are turned on in the period T2 shown in FIG. 5, the first charging diode D7, A current flows through the path of the second charging switching element TR2, the second boost capacitor C2, and the sixth diode D6 to charge the second boost capacitor C2.

図5に示すT3の期間は、V相の電位が最も高くW相の電位が最も低い、この期間において電流は第1の入力端子(V相)から第3の入力端子(W相)に流れる。このとき、第1の充電用スイッチング素子TR1、第3の充電用スイッチング素子TR3及び第5の充電用スイッチング素子TR5が導通すると、第3のダイオードD3、第5の昇圧コンデンサC5、第6の充電用ダイオードD12及び第5の充電用スイッチング素子TR5の経路で電流が流れ上記第5の昇圧コンデンサC5を充電する。   In the period T3 shown in FIG. 5, the V-phase potential is the highest and the W-phase potential is the lowest. In this period, the current flows from the first input terminal (V-phase) to the third input terminal (W-phase). . At this time, when the first charging switching element TR1, the third charging switching element TR3, and the fifth charging switching element TR5 conduct, the third diode D3, the fifth boost capacitor C5, and the sixth charging A current flows through the path of the diode for diode D12 and the fifth charging switching element TR5 to charge the fifth boost capacitor C5.

また、図5に示すT3の期間において、第2の充電用スイッチング素子TR2、第4の充電用スイッチング素子TR4及び第6の充電用スイッチング素子TR6が導通すると、第3の充電用ダイオードD9、第4の充電用スイッチング素子TR4、第4の昇圧コンデンサC4及び第6のダイオードD6の経路で電流が流れ上記第4の昇圧コンデンサC4を充電する。   In addition, when the second charging switching element TR2, the fourth charging switching element TR4, and the sixth charging switching element TR6 are turned on in the period T3 shown in FIG. 5, the third charging diode D9, Current flows through the path of the fourth charging switching element TR4, the fourth boost capacitor C4, and the sixth diode D6 to charge the fourth boost capacitor C4.

図5に示すT4期間は、V相の電位が最も高くU相の電位が最も低い、この期間において電流は第2の入力端子(V相)から第1の入力端子(U相)に流れる。このとき、第1の充電用スイッチング素子TR1、第3の充電用スイッチング素子TR3及び第5の充電用スイッチング素子TR5が導通すると、第3のダイオードD3、第1の昇圧コンデンサC1、第2の充電用ダイオードD8及び第1の充電用スイッチング素子TR1の経路で電流が流れ上記第1の昇圧コンデンサC1を充電する。   In the T4 period shown in FIG. 5, the V-phase potential is the highest and the U-phase potential is the lowest. In this period, the current flows from the second input terminal (V-phase) to the first input terminal (U-phase). At this time, when the first charging switching element TR1, the third charging switching element TR3, and the fifth charging switching element TR5 are turned on, the third diode D3, the first boost capacitor C1, and the second charging are performed. A current flows through the path of the diode for diode D8 and the first charging switching element TR1 to charge the first boost capacitor C1.

また、図5に示すT4の期間において、第2の充電用スイッチング素子TR2、第4の充電用スイッチング素子TR4及び第6の充電用スイッチング素子TR6が導通すると、第3の充電用ダイオードD9、第4の充電用スイッチング素子TR4、第4の昇圧コンデンサC4及び第2のダイオードD2の経路で電流が流れ上記第4の昇圧コンデンサC4を充電する。   Further, when the second charging switching element TR2, the fourth charging switching element TR4, and the sixth charging switching element TR6 are turned on in the period T4 shown in FIG. 5, the third charging diode D9, Current flows through the charging switching element TR4, the fourth boost capacitor C4, and the second diode D2 to charge the fourth boost capacitor C4.

図5に示すT5期間は、W相の電位が最も高くU相の電位が最も低い、この期間において電流は第3の入力端子(W相)から第1の入力端子(U相)に流れる。このとき、第1の充電用スイッチング素子TR1、第3の充電用スイッチング素子TR3及び第5の充電用スイッチング素子TR5が導通すると、第5のダイオードD5、第1の昇圧コンデンサC1、第2の充電用ダイオードD8及び第1の充電用スイッチング素子TR1の経路で電流が流れ上記第1の昇圧コンデンサC1を充電する。   In the T5 period shown in FIG. 5, the W-phase potential is the highest and the U-phase potential is the lowest. In this period, current flows from the third input terminal (W-phase) to the first input terminal (U-phase). At this time, when the first charging switching element TR1, the third charging switching element TR3, and the fifth charging switching element TR5 are turned on, the fifth diode D5, the first boost capacitor C1, and the second charging A current flows through the path of the diode for diode D8 and the first charging switching element TR1 to charge the first boost capacitor C1.

また、図5に示すT5の期間において、第2の充電用スイッチング素子TR2、第4の充電用スイッチング素子TR4及び第6の充電用スイッチング素子TR6が導通すると、第5の充電用ダイオードD11、第6の充電用スイッチング素子TR6、第6の昇圧コンデンサC6及び第2のダイオードD2の経路で電流が流れ上記第6の昇圧コンデンサC6を充電する。   Further, when the second charging switching element TR2, the fourth charging switching element TR4, and the sixth charging switching element TR6 are turned on during the period T5 shown in FIG. 5, the fifth charging diode D11, Current flows through the charging switching element TR6, the sixth boosting capacitor C6, and the second diode D2 to charge the sixth boosting capacitor C6.

図5に示すT6期間は、W相の電位が最も高くV相の電位が最も低い、この期間において電流は第3の入力端子(W相)から第2の入力端子(V相)に流れる。このとき、第1の充電用スイッチング素子TR1、第3の充電用スイッチング素子TR3及び第5の充電用スイッチング素子TR5が導通すると、第5のダイオードD5、第3の昇圧コンデンサC3、第4の充電用ダイオードD10及び第3の充電用スイッチング素子TR3の経路で電流が流れ上記第3の昇圧コンデンサC3を充電する。   In the period T6 shown in FIG. 5, the potential of the W phase is the highest and the potential of the V phase is the lowest. In this period, the current flows from the third input terminal (W phase) to the second input terminal (V phase). At this time, when the first charging switching element TR1, the third charging switching element TR3, and the fifth charging switching element TR5 are turned on, the fifth diode D5, the third boost capacitor C3, and the fourth charging are performed. A current flows through the path of the diode D10 for charging and the third charging switching element TR3 to charge the third boost capacitor C3.

また、図5に示すT6の期間において、第2の充電用スイッチング素子TR2、第4の充電用スイッチング素子TR4及び第6の充電用スイッチング素子TR6が導通すると、第5の充電用ダイオードD11、第6の充電用スイッチング素子TR6、第6の昇圧コンデンサC6及び第4のダイオードD4の経路で電流が流れ上記第6の昇圧コンデンサC6を充電する。   Further, when the second charging switching element TR2, the fourth charging switching element TR4, and the sixth charging switching element TR6 are turned on in the period T6 shown in FIG. 5, the fifth charging diode D11, Current flows through the path of the charging switching element TR6, the sixth boosting capacitor C6, and the fourth diode D4 to charge the sixth boosting capacitor C6.

上述より、第1の昇圧コンデンサC1乃至第6の昇圧コンデンサC6は充電され、インバータ回路INVの入力電圧は、昇圧された電圧(例えば、200V→400V)が入力される。このとき、第1の充電用スイッチング素子、第3の充電用スイッチング素子及び第5の充電用スイッチング素子並びに第2の充電用スイッチング素子、第4の充電用スイッチング素子及び第6の充電用スイッチング素子を所定の高周波(例えば、数kHz〜数10kHz)で交互に導通し、第1の昇圧コンデンサC1乃至第6の昇圧コンデンサC6を高周波で充電し所定の電圧に昇圧するために、昇圧された直流電圧のリップル値は高周波化によって減少する。そして、充電用スイッチング素子のスイッチング周波数を、数kHz〜数10kHzとしているが、可聴領域及び充電用スイッチング素子の損失を考慮して20kHz程度が望ましい。また、平滑コンデンサC7の容量と第1の昇圧コンデンサC1乃至第6の昇圧コンデンサC6の各容量の合計を同一にして、平滑コンデンサC7を削除し第1の昇圧コンデンサC1乃至第6の昇圧コンデンサC6を平滑コンデンサC7の替わりに使用してもよい。   From the above, the first boost capacitor C1 to the sixth boost capacitor C6 are charged, and the boosted voltage (for example, 200V → 400V) is input as the input voltage of the inverter circuit INV. At this time, the first charging switching element, the third charging switching element, the fifth charging switching element, the second charging switching element, the fourth charging switching element, and the sixth charging switching element. Are alternately conducted at a predetermined high frequency (for example, several kHz to several tens of kHz), and the boosted direct current is used to charge the first boost capacitor C1 to the sixth boost capacitor C6 at a high frequency and boost them to a predetermined voltage. The voltage ripple value decreases with higher frequency. The switching frequency of the charging switching element is set to several kHz to several tens of kHz, but about 20 kHz is desirable in consideration of the audible region and the loss of the charging switching element. Further, the sum of the capacitance of the smoothing capacitor C7 and the respective capacities of the first boost capacitor C1 to the sixth boost capacitor C6 is made the same, the smoothing capacitor C7 is deleted, and the first boost capacitor C1 to the sixth boost capacitor C6. May be used instead of the smoothing capacitor C7.

「実施の形態2」
図3は、本発明の実施の形態2の動作を説明する波形図である。図3(A)の波形は入力電圧検出信号Ivを示し、図3(B)の波形は図2に示す第1の比較信号Cp1を示し、図3(C)の波形は図2に示すアンド信号Ad2を示し、図3(D)の波形は第1の充電制御信号Tc1を示し、図3(E)の波形は第2の充電制御信号Tc2を示す。
Embodiment 2”
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the second embodiment of the present invention. The waveform in FIG. 3A shows the input voltage detection signal Iv, the waveform in FIG. 3B shows the first comparison signal Cp1 shown in FIG. 2, and the waveform in FIG. 3C shows the AND signal shown in FIG. The signal Ad2 is shown, the waveform of FIG. 3D shows the first charge control signal Tc1, and the waveform of FIG. 3E shows the second charge control signal Tc2.

つぎに、三相交流用電源が200V系統のときについての動作について説明する。
図示省略のマグネットスイッチ等をオンすると、三相交流電源は三相全波整流回路に入力されると三相交流電源を整流し脈動する直流電圧に変換して出力する。入力電圧検出回路IVは、脈動する直流電圧を検出して図3(A)に示す入力電圧検出信号Ivとして出力する。
Next, the operation when the three-phase AC power supply is a 200V system will be described.
When a magnet switch or the like (not shown) is turned on, the three-phase AC power supply is rectified and converted into a pulsating DC voltage when it is input to the three-phase full-wave rectifier circuit. The input voltage detection circuit IV detects a pulsating DC voltage and outputs it as an input voltage detection signal Iv shown in FIG.

図3に示す時刻t=t1において、図2に示す第1の比較回路CP1は、入力基準設定回路VR1によって設定した入力基準値Vr1と入力電圧検出信号Ivとを比較し、入力電圧検出信号Ivが入力基準値Vr1より大きくなったとき、図3(B)に示す第1の比較信号Cp1をHighレベルにする。時限回路TIは、第1の比較信号Cp1がHighレベルになると時限を開始し、第1のアンド回路AD1は第1の比較信号Cp1と時限信号Tiとのアンド論理を行って、時刻t=t2のときに、第1のアンド信号Ad1をHighレベルにして出力する。   At time t = t1 shown in FIG. 3, the first comparison circuit CP1 shown in FIG. 2 compares the input reference value Vr1 set by the input reference setting circuit VR1 with the input voltage detection signal Iv, and the input voltage detection signal Iv. Becomes larger than the input reference value Vr1, the first comparison signal Cp1 shown in FIG. 3B is set to the high level. The time limit circuit TI starts a time limit when the first comparison signal Cp1 becomes High level, and the first AND circuit AD1 performs an AND logic of the first comparison signal Cp1 and the time limit signal Ti, and time t = t2 At this time, the first AND signal Ad1 is set to High level and output.

図2に示す第2の比較回路CP2は、基準電圧設定回路VR2によって設定した基準電圧値Vr2と入力電圧検出信号Ivとを比較し、入力電圧検出信号Ivが基準電圧値Vr2より小さいときに、第2の比較信号Cp2がLowレベルになり、反転回路INによってHighレベルにして第2のアンド回路AND2に入力する。   The second comparison circuit CP2 shown in FIG. 2 compares the reference voltage value Vr2 set by the reference voltage setting circuit VR2 with the input voltage detection signal Iv, and when the input voltage detection signal Iv is smaller than the reference voltage value Vr2, The second comparison signal Cp2 becomes low level, and is set to high level by the inverting circuit IN and is input to the second AND circuit AND2.

時刻t=t2において、第2のアンド回路は、入力信号である第1のアンド信号Ad1はHighレベル、反転信号InもHighレベルであるので第2のアンド信号Ad2はHighレベルになる。スイッチング素子駆動回路SDは、第2のアンド信号Ad2がHighレベルになると三相交流電源が200V系であると判別して、図3(D)及び(E)に示す互いに半周期ずれて繰り返す第1の充電制御信号Tc1及び第2の充電制御信号Tc2を出力する。このとき、第1の充電制御信号Tc1及び第2の充電制御信号Tc2の出力周波数は、三相交流電源周波数の6倍(例えば、360Hz)以上の20kHzの高周波に設定してある。   At time t = t2, the second AND circuit has the first AND signal Ad1, which is an input signal, at the High level, and the inverted signal In is also at the High level, so the second AND signal Ad2 is at the High level. When the second AND signal Ad2 becomes High level, the switching element drive circuit SD determines that the three-phase AC power supply is a 200V system and repeats the first and second signals as shown in FIGS. 1 charge control signal Tc1 and 2nd charge control signal Tc2 are output. At this time, the output frequencies of the first charge control signal Tc1 and the second charge control signal Tc2 are set to a high frequency of 20 kHz that is six times (for example, 360 Hz) or more of the three-phase AC power supply frequency.

時刻t=t2において、図3(D)に示す第1の充電制御信号Tc1がHighレベルになると、第1の充電用スイッチング素子TR1、第3の充電用スイッチング素子TR3及び第5の充電用スイッチング素子TR5は導通し、時刻t=t3において遮断する。   At time t = t2, when the first charging control signal Tc1 shown in FIG. 3 (D) becomes a high level, the first charging switching element TR1, the third charging switching element TR3, and the fifth charging switching. Element TR5 conducts and shuts off at time t = t3.

時刻t=t4において、図3(E)に示す第2の充電制御信号Tc2がHighレベルになると、第2の充電用スイッチング素子TR2、第4の充電用スイッチング素子TR4及び第6の充電用スイッチング素子TR6は導通し、時刻t=t5において遮断する。   At time t = t4, when the second charge control signal Tc2 shown in FIG. 3 (E) becomes a high level, the second charge switching element TR2, the fourth charge switching element TR4, and the sixth charge switching. Element TR6 conducts and shuts off at time t = t5.

つぎに、三相交流用電源が400V系統のときについての動作について説明する。
図2に示す第2の比較回路CP2は、基準電圧設定回路VR2によって設定した基準電圧値Vr2と入力電圧検出信号Ivとを比較し入力電圧検出信号Ivが基準電圧値Vr2より大きいときに、第2の比較信号Cp2がHighレベルになり、反転回路INによってLowレベルにして第2のアンド回路AND2に入力する。
Next, the operation when the three-phase AC power source is a 400V system will be described.
The second comparison circuit CP2 shown in FIG. 2 compares the reference voltage value Vr2 set by the reference voltage setting circuit VR2 with the input voltage detection signal Iv, and when the input voltage detection signal Iv is larger than the reference voltage value Vr2, The comparison signal Cp2 of No. 2 becomes High level, is set to Low level by the inverting circuit IN, and is input to the second AND circuit AND2.

図3に示す時刻t=t2において、第2のアンド回路AND2は、第1のアンド信号Ad1のHighレベルと反転信号InのLowレベルとのアンド論理を行って第2のアンド信号Ad2をLowレベルにする。スイッチング素子駆動回路SDは、第2のアンド信号Ad2がLowレベルになると三相交流電源が400V系であると判別して、第1の充電制御信号Tc1及び第2の充電制御信号Tc2の出力を停止する。   At time t = t2 shown in FIG. 3, the second AND circuit AND2 performs AND logic between the High level of the first AND signal Ad1 and the Low level of the inverted signal In, and sets the second AND signal Ad2 to the Low level. To. When the second AND signal Ad2 becomes low level, the switching element drive circuit SD determines that the three-phase AC power supply is 400V system and outputs the first charge control signal Tc1 and the second charge control signal Tc2. Stop.

充電制御回路CRは、第1の充電制御信号Tc1及び第2の充電制御信号Tc2の出力を停止して、第1の充電用スイッチング素子TR1乃至第6の充電用スイッチング素子TR6を遮断する。このとき三相全波整流回路は400Vの三相交流電源を三相全波整流し脈動する直流電圧にし、この直流電圧を平滑コンデンサC7によって平滑してインバータ回路INVに出力する。上述の充電制御回路CRによって、三相交流用電源が200V系統又は400V系統のどちらであるか精度良く判別できる。   The charging control circuit CR stops the output of the first charging control signal Tc1 and the second charging control signal Tc2, and shuts off the first charging switching element TR1 to the sixth charging switching element TR6. At this time, the three-phase full-wave rectifier circuit three-phase full-wave rectifies the 400-V three-phase AC power source to generate a pulsating DC voltage, which is smoothed by the smoothing capacitor C7 and output to the inverter circuit INV. With the above-described charging control circuit CR, it is possible to accurately determine whether the three-phase AC power source is the 200V system or the 400V system.

本発明のアーク加工用電源装置の電気接続図である。It is an electrical connection figure of the power supply device for arc processing of this invention. 図1に示す充電制御回路CRの詳細図である。FIG. 2 is a detailed diagram of a charge control circuit CR shown in FIG. 本発明の実施の形態2の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining the operation | movement of Embodiment 2 of this invention. 従来技術のアーク加工用電源装置の電気接続図である。It is an electrical connection figure of the power supply apparatus for arc processing of a prior art. 三相交流電源の入力波形図である。It is an input waveform figure of a three-phase alternating current power supply.

符号の説明Explanation of symbols

AD1 第1のアンド回路
AD2 第1のアンド回路
C1 第1の昇圧コンデンサ
C2 第2の昇圧コンデンサ
C3 第3の昇圧コンデンサ
C4 第4の昇圧コンデンサ
C5 第5の昇圧コンデンサ
C6 第6の昇圧コンデンサ
C7 平滑コンデンサ
C8 コンデンサ
C9 コンデンサ
C10 コンデンサ
C11 平滑コンデンサ
C12 平滑コンデンサ
CR 充電制御回路
CP1 第1の比較回路
CP2 第2の比較回路
D1 第1のダイオード
D2 第2のダイオード
D3 第3のダイオード
D4 第4のダイオード
D5 第5のダイオード
D6 第6のダイオード
D7 第1の充電用ダイオード
D8 第2の充電用ダイオード
D9 第3の充電用ダイオード
D10 第4の充電用ダイオード
D11 第5の充電用ダイオード
D12 第6の充電用ダイオード
D13 ダイオード
D14 ダイオード
D15 ダイオード
D16 ダイオード
D17 ダイオード
D18 ダイオード
D19 ダイオード
D20 ダイオード
D21 ダイオード
DCL 直流リアクトル
DR1 2次整流回路
ER 比較演算回路
Er 比較演算信号
ID 出力電流検出回路
Id 出力電流検出信号
IN 反転回路
In 反転信号
IR 出力電流設定回路
Ir 出力電流設定信号
IV 入力電圧検出回路
Iv 入力電圧検出信号
INV インバータ回路
INT 主変圧器
M 被加工物
SC 出力制御回路
SD スイッチング素子駆動回路
Sc1 第1の出力制御信号
Sc2 第2の出力制御信号
SW1 電圧切換スイッチ
SW2 電圧切換スイッチ
SW3 電圧切換スイッチ
TH トーチ
TI 時限回路
Tc1 第1の充電制御信号
Tc2 第2の充電制御信号
TR1 第1の充電用スイッチング素子
TR2 第2の充電用スイッチング素子
TR3 第3の充電用スイッチング素子
TR4 第4の充電用スイッチング素子
TR5 第5の充電用スイッチング素子
TR6 第6の充電用スイッチング素子
VR1 入力基準設定回路
Vr1 入力基準設定信号(入力基準値)
VR2 基準電圧設定回路
Vr2 基準電圧設定信号(基準電圧値)



AD1 first AND circuit AD2 first AND circuit C1 first boost capacitor C2 second boost capacitor C3 third boost capacitor C4 fourth boost capacitor C5 fifth boost capacitor C6 sixth boost capacitor C7 smoothing Capacitor C8 Capacitor C9 Capacitor C10 Capacitor C11 Smoothing Capacitor C12 Smoothing Capacitor CR Charging Control Circuit CP1 First Comparison Circuit CP2 Second Comparison Circuit D1 First Diode D2 Second Diode D3 Third Diode D4 Fourth Diode D5 5th diode D6 6th diode D7 1st charging diode D8 2nd charging diode D9 3rd charging diode D10 4th charging diode D11 5th charging diode D12 6th charging Diode D13 diode D14 diode D15 diode D16 diode D17 diode D18 diode D19 diode D20 diode D21 diode DCL DC reactor DR1 secondary rectifier circuit ER comparison operation circuit Er comparison operation signal ID output current detection circuit Id output current detection signal IN inversion circuit In inversion signal IR output current setting circuit Ir output current setting signal IV input voltage detection circuit Iv input voltage detection signal INV inverter circuit INT main transformer M workpiece SC output control circuit SD switching element drive circuit Sc1 first output control signal Sc2 second Output control signal SW1 voltage changeover switch SW2 voltage changeover switch SW3 voltage changeover switch TH torch TI time limit circuit Tc1 first charge control signal Tc2 second charge Control signal TR1 1st switching element for charging TR2 2nd switching element for charging TR3 3rd switching element for charging TR4 4th switching element for charging TR5 5th switching element for charging TR6 6th switching element for charging VR1 input reference setting circuit Vr1 input reference setting signal (input reference value)
VR2 reference voltage setting circuit Vr2 reference voltage setting signal (reference voltage value)



Claims (2)

第1の入力端子乃至第3の入力端子から入力される三相交流電源を整流し脈動する直流電圧を出力する三相ブリッジダイオードからなる三相全波整流回路と、前記三相全波整流回路に並列に設けて前記脈動する直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力を制御する出力制御回路と、アーク加工に適した高周波交流電圧に変換する主変圧器と、前記主変圧器の出力を整流して直流電圧を出力する2次整流回路とを、設けたアーク加工用電源装置において、第1の昇圧コンデンサ乃至第6の昇圧コンデンサを同一容量とし、前記第1の昇圧コンデンサ及び第2の昇圧コンデンサを直列にして前記三相全波整流回路と前記平滑コンデンサとの間に設けられている第1の直列回路と、前記第3の昇圧コンデンサ及び第4の昇圧コンデンサを直列にして前記三相全波整流回路と前記平滑コンデンサとの間に設けられている第2の直列回路と、前記第5の昇圧コンデンサ及び第6の昇圧コンデンサを直列にして前記三相全波整流回路と前記平滑コンデンサとの間に設けられている第3の直列回路と、前記第1の入力端子と前記第1の直列回路の中点との間に設けて予め定めた各相の電位差によって生じる充電電流を前記第1の直列回路に供給する第1の充電用スイッチング素子及び第2の充電用スイッチング素子並びに前記第1の充電用スイッチング素子に逆方向に並列に設けた第1の充電用ダイオード及び第2の充電用スイッチング素子に逆方向に並列に設けた第2の充電用ダイオードと、前記第2の入力端子と前記第2の直列回路の中点との間に設けて予め定めた各相の電位差によって生じる充電電流を前記第2の直列回路に供給する第3の充電用スイッチング素子及び第4の充電用スイッチング素子並びに前記第3の充電用スイッチング素子に逆方向に並列に設けた第3の充電用ダイオード及び第4の充電用スイッチング素子に逆方向に並列に設けた第4の充電用ダイオードと、前記第3の入力端子と前記第3の直列回路の中点との間に設けて予め定めた各相の電位差によって生じる充電電流を前記第3の直列回路に供給する第5の充電用スイッチング素子及び第6の充電用スイッチング素子並びに前記第5の充電用スイッチング素子に逆方向に並列に設けた第5の充電用ダイオード及び第6の充電用スイッチング素子に逆方向に並列に設けた第6の充電用ダイオードと、前記三相全波整流回路の直流電圧が予め定めた基準電圧値以下のとき、互いに半周期ずらした最大導通比率の同一時間の第1の充電制御信号及び第2の充電制御信号を繰り返し出力し、第1の充電制御信号に応じて前記第1の充電用スイッチング素子、第3の充電用スイッチング素子及び第5の充電用スイッチング素子を導通し、第2の充電制御信号に応じて前記第2の充電用スイッチング素子、第4の充電用スイッチング素子及び第6の充電用スイッチング素子を導通し、前記直流電圧が前記基準電圧値以上のとき、前記第1の充電制御信号及び第2の充電制御信号の出力を停止して前記第1の充電用スイッチング素子乃至第6の充電用スイッチング素子を遮断する充電制御回路とを、備えたことを特徴とするアーク加工用電源装置。   A three-phase full-wave rectifier circuit comprising a three-phase bridge diode that outputs a pulsating DC voltage by rectifying a three-phase AC power input from the first input terminal to the third input terminal, and the three-phase full-wave rectifier circuit A smoothing capacitor that is provided in parallel to smooth the pulsating DC voltage, an inverter circuit that converts the DC voltage into a high-frequency AC voltage, an output control circuit that controls the output of the inverter circuit, and a high frequency suitable for arc machining In an arc machining power supply apparatus, comprising a main transformer for converting to an AC voltage, and a secondary rectifier circuit for rectifying the output of the main transformer and outputting a DC voltage, the first boost capacitor to the sixth The boost capacitor has the same capacity, and is provided between the three-phase full-wave rectifier circuit and the smoothing capacitor in series with the first boost capacitor and the second boost capacitor. A first series circuit, a second series circuit provided between the three-phase full-wave rectifier circuit and the smoothing capacitor with the third boost capacitor and the fourth boost capacitor in series, A third series circuit provided between the three-phase full-wave rectifier circuit and the smoothing capacitor with the five boost capacitors and the sixth boost capacitor connected in series; the first input terminal; A first charging switching element and a second charging switching element which are provided between the first and second series circuits and supply a charging current caused by a predetermined potential difference of each phase to the first series circuit; and A first charging diode provided in parallel in the opposite direction to the first charging switching element; a second charging diode provided in parallel in the opposite direction to the second charging switching element; and the second input. A third charging switching element and a fourth charging which are provided between a child and a middle point of the second series circuit and which supply a charging current generated by a predetermined potential difference of each phase to the second series circuit A third charging diode provided in parallel in the reverse direction to the switching element for charging and the fourth charging switching element, and a fourth charging diode provided in parallel in the reverse direction to the fourth charging switching element; A fifth switching element for charging, which is provided between the third input terminal and the middle point of the third series circuit and supplies a charging current generated by a predetermined potential difference of each phase to the third series circuit. And a sixth charging switching element, a fifth charging diode provided in parallel in the reverse direction to the fifth charging switching element, and a sixth charging switching element provided in parallel in the reverse direction. When the DC voltage of the sixth charging diode and the three-phase full-wave rectifier circuit is equal to or lower than a predetermined reference voltage value, the first charging control signal and the second charging signal of the same time with the maximum conduction ratio shifted from each other by a half cycle The charging control signal is repeatedly output, and the first charging switching element, the third charging switching element, and the fifth charging switching element are turned on according to the first charging control signal, and the second charging is performed. The second charging switching element, the fourth charging switching element, and the sixth charging switching element are conducted in response to a control signal, and the first charging is performed when the DC voltage is equal to or higher than the reference voltage value. A charge control circuit that stops output of the control signal and the second charge control signal and shuts off the first to sixth charge switching elements; Over click machining power supply apparatus. 前記充電制御回路は、前記三相交流電源が投入されたときから予め定めた時間後に、前記直流電圧と前記基準電圧とを比較することを、特徴とする請求項1記載のアーク加工用電源装置。




2. The arc machining power supply device according to claim 1, wherein the charge control circuit compares the DC voltage with the reference voltage after a predetermined time from when the three-phase AC power is turned on. .




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