JP3231272B2 - アーク電源装置 - Google Patents
アーク電源装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，小型で直流出力が
低電圧，大電流の溶接用電源装置，切断用電源装置，放
電灯点灯用電源装置等の定電流で制御されるアーク電源
装置に関するものである。
低電圧，大電流の溶接用電源装置，切断用電源装置，放
電灯点灯用電源装置等の定電流で制御されるアーク電源
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のアーク電源装置に次のようなも
のがある。すなわち，交流電源を入力整流器により整流
し，整流された直流を平滑コンデンサにより整流する。
この平滑された直流に出力変圧器と高周波スイッチング
するスイッチング素子との直列回路を設け，スイッチン
グ素子を高周波スイッチングし，変圧器の出力に高周波
のオンオフされた交流を出力する。この交流は，出力整
流器により整流され，リアクトルにより平滑されて直流
を出力している。さらに直流出力電流を電流検出器によ
り検出し，この検出信号と出力電流値を設定する出力設
定信号との誤差を増幅し，その誤差増幅信号によりスイ
ッチング素子が制御され，出力電流が定電流制御され
る。
のがある。すなわち，交流電源を入力整流器により整流
し，整流された直流を平滑コンデンサにより整流する。
この平滑された直流に出力変圧器と高周波スイッチング
するスイッチング素子との直列回路を設け，スイッチン
グ素子を高周波スイッチングし，変圧器の出力に高周波
のオンオフされた交流を出力する。この交流は，出力整
流器により整流され，リアクトルにより平滑されて直流
を出力している。さらに直流出力電流を電流検出器によ
り検出し，この検出信号と出力電流値を設定する出力設
定信号との誤差を増幅し，その誤差増幅信号によりスイ
ッチング素子が制御され，出力電流が定電流制御され
る。
【０００３】ところが，上記の従来の定電流制御される
電源装置は電流検出器が変圧器の２次側の直流回路に設
けられており，溶接用，切断用，放電灯点灯用に用いら
れる電源装置は，直流回路に流れる電流が大きく電流検
出器が大型になるという問題がある。
電源装置は電流検出器が変圧器の２次側の直流回路に設
けられており，溶接用，切断用，放電灯点灯用に用いら
れる電源装置は，直流回路に流れる電流が大きく電流検
出器が大型になるという問題がある。
【０００４】そこで，図３に示すようにアーク電源装置
に交流電源を整流する入力整流器２と，整流された直流
出力に接続された出力変圧器４と，高周波スイッチング
するスイッチング素子５との直列回路と，出力変圧器４
の出力を整流する出力整流器１１と，出力整流器１１の
出力された直流で平滑するリアクトル１３を備え，さら
に出力変圧器４の１次電流を検出する電流検出器６と，
電流検出器６により検出された検出信号と，第１の基準
信号源の基準信号とを比較し，検出信号が基準値に達す
ると出力信号を出力する第１の比較器１６と，スイッチ
ング素子５に駆動信号を入力し，かつ第１の比較器１６
の出力信号でスイッチング素子５のオフを指令する指令
信号を出力するスイッチング素子制御装置１７を備えた
電源装置が提案されている。
に交流電源を整流する入力整流器２と，整流された直流
出力に接続された出力変圧器４と，高周波スイッチング
するスイッチング素子５との直列回路と，出力変圧器４
の出力を整流する出力整流器１１と，出力整流器１１の
出力された直流で平滑するリアクトル１３を備え，さら
に出力変圧器４の１次電流を検出する電流検出器６と，
電流検出器６により検出された検出信号と，第１の基準
信号源の基準信号とを比較し，検出信号が基準値に達す
ると出力信号を出力する第１の比較器１６と，スイッチ
ング素子５に駆動信号を入力し，かつ第１の比較器１６
の出力信号でスイッチング素子５のオフを指令する指令
信号を出力するスイッチング素子制御装置１７を備えた
電源装置が提案されている。
【０００５】この提案されているアーク電源装置では，
スイッチング素子制御装置１７からの駆動信号によりス
イッチング素子がオンすると，スイッチング素子５に電
流が流れる。このとき出力変圧器４の漏れインダクタン
ス，リアクトル１３等のインダクタンス分により出力電
流は徐々に立ち上がっていく。そして，電流検出器６の
検出信号が基準値に達すると，スイッチング素子５がオ
フし，出力変圧器４の１次側に流れる電流は０となる。
このスイッチング素子５がオンしている期間，出力端子
１４から図示していない負荷に電流が流れる。さらにス
イッチング素子５がオフすると，リアクトル１３のエネ
ルギーがフライホイリングダイオード１２を介して負荷
に流れる。以下順次繰り返す。
スイッチング素子制御装置１７からの駆動信号によりス
イッチング素子がオンすると，スイッチング素子５に電
流が流れる。このとき出力変圧器４の漏れインダクタン
ス，リアクトル１３等のインダクタンス分により出力電
流は徐々に立ち上がっていく。そして，電流検出器６の
検出信号が基準値に達すると，スイッチング素子５がオ
フし，出力変圧器４の１次側に流れる電流は０となる。
このスイッチング素子５がオンしている期間，出力端子
１４から図示していない負荷に電流が流れる。さらにス
イッチング素子５がオフすると，リアクトル１３のエネ
ルギーがフライホイリングダイオード１２を介して負荷
に流れる。以下順次繰り返す。
【０００６】ここで出力端子１４から負荷に流れる平均
電流をＩｏ，ピーク・ピーク間の電流幅を△Ｉ，出力変
圧器４の２次巻線に流れるピーク電流をＩ２（ｐｅａ
ｋ）とすると，Ｉ２（ｐｅａｋ）＝Ｉｏ＋（１／２）×
△Ｉとなる。
電流をＩｏ，ピーク・ピーク間の電流幅を△Ｉ，出力変
圧器４の２次巻線に流れるピーク電流をＩ２（ｐｅａ
ｋ）とすると，Ｉ２（ｐｅａｋ）＝Ｉｏ＋（１／２）×
△Ｉとなる。
【０００７】一方，出力変圧器４の１次側巻線に流れる
電流は，出力変圧器４の１次側巻線数と２次側巻線数の
比をｎとすると，Ｉ１（ｐｅａｋ）＝ｎ×Ｉ２（ｐｅａ
ｋ）となり，Ｉ１（ｐｅａｋ）はＩ１（ｐｅａｋ）＝ｎ
×（Ｉｏ＋（１／２）×△Ｉ）となる。ここで△Ｉはア
ークを用いた溶接機，切断機，アーク放電灯点灯用電源
では△Ｉは小さくほぼ一定で，出力電圧器４の１次巻線
に流れる電流Ｉ１（ｐｅａｋ）は出力電流Ｉｏに比例す
ることになる。
電流は，出力変圧器４の１次側巻線数と２次側巻線数の
比をｎとすると，Ｉ１（ｐｅａｋ）＝ｎ×Ｉ２（ｐｅａ
ｋ）となり，Ｉ１（ｐｅａｋ）はＩ１（ｐｅａｋ）＝ｎ
×（Ｉｏ＋（１／２）×△Ｉ）となる。ここで△Ｉはア
ークを用いた溶接機，切断機，アーク放電灯点灯用電源
では△Ｉは小さくほぼ一定で，出力電圧器４の１次巻線
に流れる電流Ｉ１（ｐｅａｋ）は出力電流Ｉｏに比例す
ることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが，溶接用，切
断用，放電灯点灯用に用いられるアーク電源は，アーク
スタートを容易にするために高周波発生装置が用いられ
ている。アークスタート後はこの高周波発生装置の動作
を停止させる必要がある。また，溶接用，切断用ではア
ークスタート後や溶接，切断の終了後に直流出力が無負
荷か又はアーク形成による閉回路かを判断する必要があ
った。
断用，放電灯点灯用に用いられるアーク電源は，アーク
スタートを容易にするために高周波発生装置が用いられ
ている。アークスタート後はこの高周波発生装置の動作
を停止させる必要がある。また，溶接用，切断用ではア
ークスタート後や溶接，切断の終了後に直流出力が無負
荷か又はアーク形成による閉回路かを判断する必要があ
った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のアーク電源装置
は，交流電源を整流する入力整流器と，上記整流された
直流出力に接続された出力変圧器と，高周波スイッチン
グするスイッチング素子との直列回路と，上記出力変圧
器の出力を整流する出力整流器と，上記出力整流器から
出力された直流を平滑するリアクトルとを備えたアーク
電源装置において，上記出力変圧器の１次電流を検出す
る電流検出器と，上記電流検出器により検出された検出
信号と，第１の基準信号とを比較し，上記検出信号が第
１の基準信号に達すると出力信号を出力する第１の比較
器と，上記スイッチング素子に駆動信号を入力し，かつ
上記比較器の出力信号で上記スイッチング素子のオフを
指令する指令信号を出力するスイッチング素子制御装置
と，さらに上記電流検出器により検出された検出信号と
第２の基準信号とを比較し，上記検出信号が上記第１の
基準信号より小信号の第２の基準信号に達すると出力す
る第２の比較器と，上記第２の比較器の出力を出力をホ
ールドするホールド回路とを備えたものである。
は，交流電源を整流する入力整流器と，上記整流された
直流出力に接続された出力変圧器と，高周波スイッチン
グするスイッチング素子との直列回路と，上記出力変圧
器の出力を整流する出力整流器と，上記出力整流器から
出力された直流を平滑するリアクトルとを備えたアーク
電源装置において，上記出力変圧器の１次電流を検出す
る電流検出器と，上記電流検出器により検出された検出
信号と，第１の基準信号とを比較し，上記検出信号が第
１の基準信号に達すると出力信号を出力する第１の比較
器と，上記スイッチング素子に駆動信号を入力し，かつ
上記比較器の出力信号で上記スイッチング素子のオフを
指令する指令信号を出力するスイッチング素子制御装置
と，さらに上記電流検出器により検出された検出信号と
第２の基準信号とを比較し，上記検出信号が上記第１の
基準信号より小信号の第２の基準信号に達すると出力す
る第２の比較器と，上記第２の比較器の出力を出力をホ
ールドするホールド回路とを備えたものである。
【００１０】すなわち，交流電源を入力整流器により整
流し，スイッチング素子に駆動信号を印加して，スイッ
チング素子をオンさせ出力変圧器の２次側に交流を出力
する。この交流を出力整流により直流に変換し，リアク
トルにより平滑して，直流を出力させている。ここで，
出力変圧器の１次電流を電流検出器により検出し，この
検出信号と第１の基準信号を第１の比較器により比較
し，検出信号が基準信号に達していると，比較器から出
力信号を出力させ，スイッチング素子をオフ指令する。
出力変圧器の１次電流と電源装置の出力電流との間には
ほぼ比例関係があり，この電源装置は定電流制御され
る。
流し，スイッチング素子に駆動信号を印加して，スイッ
チング素子をオンさせ出力変圧器の２次側に交流を出力
する。この交流を出力整流により直流に変換し，リアク
トルにより平滑して，直流を出力させている。ここで，
出力変圧器の１次電流を電流検出器により検出し，この
検出信号と第１の基準信号を第１の比較器により比較
し，検出信号が基準信号に達していると，比較器から出
力信号を出力させ，スイッチング素子をオフ指令する。
出力変圧器の１次電流と電源装置の出力電流との間には
ほぼ比例関係があり，この電源装置は定電流制御され
る。
【００１１】さらに，電流検出器により検出された検出
信号と，第１の基準信号より小電流の第２の基準信号と
を比較し，上記検出信号が第２の基準信号に達すると，
第２の比較器から出力信号が出力し，この出力信号がホ
ールド回路によりホールドされる。
信号と，第１の基準信号より小電流の第２の基準信号と
を比較し，上記検出信号が第２の基準信号に達すると，
第２の比較器から出力信号が出力し，この出力信号がホ
ールド回路によりホールドされる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明をその実施の形態を示した
図１に基づき説明する。図１において，図３と同一符号
のものは同一機能のものを示す。異なる点は，従来の図
３のものに１次電流の検出信号を検出し，その検出信号
がピーク電流より小さい電流に相当する基準信号とを比
較器で比較し，検出信号がピーク電流より小さい電流に
相当する基準信号に達すれば，電源装置から出力電流が
流れたことを表示する信号を出力される電流検出装置を
追加したものである。
図１に基づき説明する。図１において，図３と同一符号
のものは同一機能のものを示す。異なる点は，従来の図
３のものに１次電流の検出信号を検出し，その検出信号
がピーク電流より小さい電流に相当する基準信号とを比
較器で比較し，検出信号がピーク電流より小さい電流に
相当する基準信号に達すれば，電源装置から出力電流が
流れたことを表示する信号を出力される電流検出装置を
追加したものである。
【００１３】すなわち，２１は１次電流のピーク電流よ
り小さい電流に相当する第２の基準信号源であり，２２
は上記基準信号と電流検出信号とを比較し，電流検出信
号が基準信号に達すれば出力信号を出力する比較器であ
る。この比較器２２の出力信号は，ホールド回路２３に
入力し，比較器２２の出力信号を受けてホールド回路２
３はホールドする。このホールド回路２３の出力信号に
より図示しないが負荷が溶接用，切断用，放電灯点灯用
として用いられるとき，アークスタートを容易にする高
周波発生装置の動作の停止に用いられる。
り小さい電流に相当する第２の基準信号源であり，２２
は上記基準信号と電流検出信号とを比較し，電流検出信
号が基準信号に達すれば出力信号を出力する比較器であ
る。この比較器２２の出力信号は，ホールド回路２３に
入力し，比較器２２の出力信号を受けてホールド回路２
３はホールドする。このホールド回路２３の出力信号に
より図示しないが負荷が溶接用，切断用，放電灯点灯用
として用いられるとき，アークスタートを容易にする高
周波発生装置の動作の停止に用いられる。
【００１４】今，図２において，出力端子７に負荷が接
続されていない時刻ｔ１の場合，スイッチング素子制御
装置１７からの駆動信号によりスイッチング素子５がオ
ンすると，出力変圧器４に励磁電流が流れる。この電流
を電流検出器６により検出し，検出信号が基準電源２１
の基準信号と比較器２２により比較される。この時，検
出信号は基準信号より小さく，比較器２２から図２
（ｂ）に示すように“Ｈ”を継続する。また，図２
（ｂ）に示すようにホールド回路２３も“Ｈ”を継続す
る。
続されていない時刻ｔ１の場合，スイッチング素子制御
装置１７からの駆動信号によりスイッチング素子５がオ
ンすると，出力変圧器４に励磁電流が流れる。この電流
を電流検出器６により検出し，検出信号が基準電源２１
の基準信号と比較器２２により比較される。この時，検
出信号は基準信号より小さく，比較器２２から図２
（ｂ）に示すように“Ｈ”を継続する。また，図２
（ｂ）に示すようにホールド回路２３も“Ｈ”を継続す
る。
【００１５】そして，出力端子５に負荷が接続された時
刻ｔ２の場合，スイッチング素子制御装置１７からの駆
動信号によりスイッチング素子５がオンし，出力変圧器
４に電流が流れ，出力整流器１１，リアクトル１３，出
力端子７を介して図示しない負荷に電流が流れる。この
時，出力変圧器４の１次側巻線には図２（ａ）に示すよ
うにＩ１が流れる。この１次側巻線に流れる電流を電流
検出器６により検出する。この検出信号は図２（ａ）に
示すように基準信号より大きくなり，比較器２２から図
２（ｂ）にしめすように“Ｈ”から“Ｌ”に移行する。
そして，ホールド回路２３も“Ｈ”から“Ｌ”に移行
し，以下この“Ｌ”をホールドする。このホールド信号
により，アークスタート後高周波発生装置の動作の停止
に用いられる。また，溶接，切断の終了後に直流出力が
無負荷か又はアーク形成による閉回路かを判断させるこ
とができる。
刻ｔ２の場合，スイッチング素子制御装置１７からの駆
動信号によりスイッチング素子５がオンし，出力変圧器
４に電流が流れ，出力整流器１１，リアクトル１３，出
力端子７を介して図示しない負荷に電流が流れる。この
時，出力変圧器４の１次側巻線には図２（ａ）に示すよ
うにＩ１が流れる。この１次側巻線に流れる電流を電流
検出器６により検出する。この検出信号は図２（ａ）に
示すように基準信号より大きくなり，比較器２２から図
２（ｂ）にしめすように“Ｈ”から“Ｌ”に移行する。
そして，ホールド回路２３も“Ｈ”から“Ｌ”に移行
し，以下この“Ｌ”をホールドする。このホールド信号
により，アークスタート後高周波発生装置の動作の停止
に用いられる。また，溶接，切断の終了後に直流出力が
無負荷か又はアーク形成による閉回路かを判断させるこ
とができる。
【００１６】上記実施の形態では，出力電流の制御に出
力変圧器の１次側に設けた１石のスイッチング素子を用
いていたが，２石のスイッチング素子を用いた２石フォ
ード方式を用いても良い。
力変圧器の１次側に設けた１石のスイッチング素子を用
いていたが，２石のスイッチング素子を用いた２石フォ
ード方式を用いても良い。
【００１７】
【発明の効果】本発明の電源装置は，出力変圧器の１次
側に流れる電流を検出し，直流出力回路が無負荷かアー
ク負荷を形成しているのかを確実に判定することができ
る。また，出力変圧器の１次電流を検出しているため，
溶接用，切断用，放電灯点灯に用いられる電源を小型に
することが可能になった。
側に流れる電流を検出し，直流出力回路が無負荷かアー
ク負荷を形成しているのかを確実に判定することができ
る。また，出力変圧器の１次電流を検出しているため，
溶接用，切断用，放電灯点灯に用いられる電源を小型に
することが可能になった。
【図１】本発明のアーク電源装置の一実施の形態のブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】図１の各部のタイムチャート図である。
【図３】従来のアーク電源装置のブロック図である。
２ 入力整流器 ４ 出力変圧器 ５ スイッチング素子 ６ 電流検出器 １１ 出力整流器 １３ リアクトル １５ （第１の）基準信号源 １６ （第１の）比較器 １７ スイッチング素子制御装置 ２１ （第２の）基準電源源 ２２ （第２の）比較器 ２３ ホールド回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 神崎 孝之 (56)参考文献 特開 平６−15457（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−164556（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−171578（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/073 H02M 3/28 H02M 9/00
Claims (1)
- 【請求項１】 交流電源を整流する入力整流器と，上記
整流された直流出力に接続された出力変圧器と，高周波
スイッチングするスイッチング素子との直列回路と，上
記出力変圧器の出力を整流する出力整流器と，上記出力
整流器から出力された直流を平滑するリアクトルと，上
記出力変圧器の１次電流を検出する電流検出器と，上記
電流検出器により検出された検出信号と，第１の基準信
号とを比較し，上記検出信号が第１の基準信号に達する
と出力信号を出力する第１の比較器と，上記スイッチン
グ素子に駆動信号を入力し，かつ上記比較器の出力信号
で上記スイッチング素子のオフを指令する指令信号を出
力するスイッチング素子制御装置とを備えたアーク電源
装置において，上記電流検出器により検出された検出信
号と上記第１の基準信号より小信号の第２の基準信号と
を比較し，上記検出信号が第２の基準信号に達すると出
力する第２の比較器と，上記第２の比較器の出力をホー
ルドするホールド回路とを備えたことを特徴とするアー
ク電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36290997A JP3231272B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | アーク電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36290997A JP3231272B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | アーク電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11170047A JPH11170047A (ja) | 1999-06-29 |
| JP3231272B2 true JP3231272B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=18478037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36290997A Expired - Fee Related JP3231272B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | アーク電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231272B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003059677A (ja) * | 2001-08-16 | 2003-02-28 | Shiyoufuu:Kk | 放電制御装置 |
| DE102011103413A1 (de) * | 2011-06-06 | 2012-12-06 | Tridonic Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Schalten einer getakteten Sperrwandlerschaltung, Sperrwandlerschaltung sowie Heizschaltung für eine Wendel eines Leuchtmittels mit einer derartigen Sperrwandlerschaltung |
| JP6221075B2 (ja) * | 2013-07-31 | 2017-11-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 高周波発生装置および放電加工電源装置 |
-
1997
- 1997-12-12 JP JP36290997A patent/JP3231272B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11170047A (ja) | 1999-06-29 |
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| JPH09167694A (ja) | 放電灯用電源装置 |
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