JP5033596B2 - Power supply device and power supply device for arc machining - Google Patents

Power supply device and power supply device for arc machining Download PDF

Info

Publication number
JP5033596B2
JP5033596B2 JP2007301971A JP2007301971A JP5033596B2 JP 5033596 B2 JP5033596 B2 JP 5033596B2 JP 2007301971 A JP2007301971 A JP 2007301971A JP 2007301971 A JP2007301971 A JP 2007301971A JP 5033596 B2 JP5033596 B2 JP 5033596B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
power supply
circuit
supply device
switching elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2007301971A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009131007A (en
Inventor
靖 服部
敏光 土井
陽彦 真鍋
勇 蒲生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihen Corp filed Critical Daihen Corp
Priority to JP2007301971A priority Critical patent/JP5033596B2/en
Publication of JP2009131007A publication Critical patent/JP2009131007A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5033596B2 publication Critical patent/JP5033596B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding Control (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

本発明は、商用電源等の入力交流電源を直流電圧に変換しその直流電圧から所定の交流電圧に変換するインバータ回路を有する電源装置、及び、その電源装置を用いたアーク加工用電源装置に関するものである。   The present invention relates to a power supply device having an inverter circuit for converting an input AC power source such as a commercial power source into a DC voltage and converting the DC voltage into a predetermined AC voltage, and an arc machining power source device using the power source device It is.

アーク加工機等に用いられる電源装置は、例えば特許文献1や特許文献2に示されるように、商用電源(三相交流電源)を整流回路にて整流し平滑コンデンサにて平滑化した直流電圧に変換する直流変換回路と、複数のスイッチング素子(第1〜第4のスイッチング素子)のブリッジ回路で構成される交流変換用のインバータ回路とを備えている。インバータ回路は、所定の組み合わせのスイッチング素子同士が同期してオンオフ制御(PWM制御)され、直流変換回路からの直流電圧を所定の高周波交流電圧に変換している。そして、インバータ回路からの所定の高周波交流電圧がアーク溶接やアーク切断等のアーク加工に適した加工用直流電圧に更に変換される。
特開2005−230859号公報 特開平10−191656号公報
As shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 describe a power supply device that uses a commercial power supply (three-phase AC power supply) that is rectified by a rectifier circuit and smoothed by a smoothing capacitor. A DC conversion circuit for conversion and an inverter circuit for AC conversion configured by a bridge circuit of a plurality of switching elements (first to fourth switching elements) are provided. In the inverter circuit, a predetermined combination of switching elements are synchronously turned on / off (PWM control) to convert a DC voltage from the DC conversion circuit into a predetermined high-frequency AC voltage. Then, a predetermined high-frequency AC voltage from the inverter circuit is further converted into a machining DC voltage suitable for arc machining such as arc welding or arc cutting.
JP 2005-230859 A JP-A-10-191656

ところで、上記したアーク加工用電源装置においてアーク加工出力を調整するには、インバータ回路の各スイッチング素子に供給する制御パルスのデューティが変更される。即ち、アーク加工出力を中・高出力とするには、制御パルスのオンパルス幅が広く設定されるが、アーク加工出力を低出力とするには、その制御パルスのオンパルス幅が狭く設定される。そのため、低出力設定時の中でもより低出力に設定する場合、制御パルスのオンパルス幅が極めて狭くなってしまい、この場合、何らかの要因で制御パルスが消滅する歯抜けが生じてしまうことがある。すると、出力電流のリップルが大きくなる等、アーク加工出力が不安定になったり、インバータ回路後段のトランスで偏磁が生じたりと、アーク加工機に種々の問題を引き起こしてしまう。   Incidentally, in order to adjust the arc machining output in the above-described arc machining power supply device, the duty of the control pulse supplied to each switching element of the inverter circuit is changed. That is, the on-pulse width of the control pulse is set wide to make the arc machining output medium / high, but the on-pulse width of the control pulse is set narrow to make the arc machining output low. For this reason, when the output is set to a lower output even during the low output setting, the on-pulse width of the control pulse becomes extremely narrow, and in this case, there is a case that the control pulse disappears for some reason. Then, the arc machining output becomes unstable, for example, the ripple of the output current becomes large, or the magnetic field is generated in the transformer at the subsequent stage of the inverter circuit, causing various problems to the arc machine.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、低出力時の出力安定化を図ることができる電源装置及びアーク加工用電源装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a power supply device and an arc machining power supply device capable of stabilizing the output at the time of low output.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、整流回路及び平滑回路にて入力交流電源を直流電圧に変換する直流変換回路と、第1〜第4のスイッチング素子を用いたブリッジ回路で構成され、その第1〜第4のスイッチング素子が所定組み毎でオンオフ駆動して前記直流変換回路からの直流電圧を高周波交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、前記第1〜第4のスイッチング素子をスイッチング制御するためのスイッチング制御信号を前記各スイッチング素子に出力し、そのスイッチング制御信号のオンパルス幅を変更して前記インバータ回路から出力される高周波交流電圧を調整する制御回路とを備えた電源装置であって、前記制御回路は、前記スイッチング制御信号のオンパルス幅を前記スイッチング素子が十分にオン可能な所定幅以上で変更して要求出力に対応し、その所定幅以下に相当する低出力が要求された時には、前記スイッチング制御信号のオンパルス幅を所定幅又は所定幅以上に維持しつつ、同組の前記スイッチング素子に出力する前記スイッチング制御信号間に位相差を生じさせ、同組の前記スイッチング素子の同時にオンする時間をその要求出力に合わせて調整することをその要旨とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is a bridge using a DC conversion circuit that converts an input AC power source into a DC voltage by a rectifier circuit and a smoothing circuit, and first to fourth switching elements. An inverter circuit configured by a circuit, wherein the first to fourth switching elements are driven on and off for each predetermined set to convert a DC voltage from the DC conversion circuit into a high-frequency AC voltage, and the first to first switching elements A control circuit that outputs a switching control signal for switching control of the four switching elements to each of the switching elements and adjusts a high-frequency AC voltage output from the inverter circuit by changing an on-pulse width of the switching control signal. The control circuit includes a power supply device, wherein the switching element sufficiently turns on an ON pulse width of the switching control signal. When a low output corresponding to the required width is requested by changing the output to a predetermined width or greater, the on-pulse width of the switching control signal is maintained at the predetermined width or the predetermined width or more. The gist of the invention is to cause a phase difference between the switching control signals output to a pair of the switching elements, and adjust the time during which the switching elements of the pair are simultaneously turned on according to the required output.

この発明では、低出力の要求がなされた場合、制御回路は、スイッチング制御信号のオンパルス幅をスイッチング素子が十分にオン可能な所定幅又は所定幅以上に維持しつつ、同組のスイッチング素子に出力するスイッチング制御信号間に位相差を生じさせ、同組のスイッチング素子の同時にオンする時間をその要求出力に合わせて調整する。これにより、低出力の要求がなされてもスイッチング素子が十分にオン可能な所定幅を以て確実にオンされるので、インバータ回路からの出力は安定化する。   In the present invention, when a request for low output is made, the control circuit outputs the switching control signal to the same set of switching elements while maintaining the on-pulse width of the switching control signal at a predetermined width that allows the switching elements to be sufficiently turned on or a predetermined width or more. A phase difference is generated between the switching control signals to be adjusted, and the time during which the switching elements of the same group are simultaneously turned on is adjusted according to the required output. As a result, even if a request for low output is made, the switching element is reliably turned on with a predetermined width that can be sufficiently turned on, so that the output from the inverter circuit is stabilized.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電源装置において、前記制御回路は、前記低出力が要求された時には、同組の前記スイッチング素子に出力する前記スイッチング制御信号の一方に対して他方を遅延させて位相差を生じさせることをその要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the power supply device according to the first aspect, when the low output is required, the control circuit responds to one of the switching control signals output to the switching element of the same set. The gist of this is to delay the other and cause a phase difference.

この発明では、低出力の要求がなされた場合、制御回路は、同組のスイッチング素子に出力するスイッチング制御信号の一方に対して他方を遅延させて位相差を生じさせる。つまり、スイッチング制御信号の他方のみの位相を変更すれば済むので、位相を遅延させる手段が少なくて済み、制御回路の構成の簡素化に寄与できる。   In the present invention, when a request for low output is made, the control circuit delays the other of the switching control signals output to the same pair of switching elements to cause a phase difference. That is, since only the other phase of the switching control signal needs to be changed, there are few means for delaying the phase, which can contribute to simplification of the configuration of the control circuit.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の電源装置において、前記制御回路は、要求出力が前記低出力より高出力側においては、同組の前記スイッチング素子に出力する前記スイッチング制御信号の位相を一致させ、同組の前記スイッチング素子を同時にオンオフさせることをその要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the power supply device according to the first or second aspect, the control circuit outputs the switching to the switching element of the same set when the required output is higher than the low output. The gist is to match the phases of the control signals and simultaneously turn on and off the switching elements of the same set.

この発明では、要求出力が前記低出力より高出力側において、制御回路は、同組のスイッチング素子に出力するスイッチング制御信号の位相を一致させ、同組のスイッチング素子を同時にオンオフさせる。これにより、スイッチング制御信号のオンパルス幅がより広く調整可能となり、より高出力の要求にも対応できる。   In the present invention, when the required output is higher than the low output, the control circuit matches the phases of the switching control signals output to the same set of switching elements, and simultaneously turns on and off the same set of switching elements. As a result, the on-pulse width of the switching control signal can be adjusted more widely, and the demand for higher output can be met.

請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電源装置のインバータ回路から出力される高周波交流電圧から、加工対象物のアーク加工を行うアーク加工用電圧を生成するように構成されているアーク加工用電源装置である。   Invention of Claim 4 produces | generates the voltage for arc processing which performs the arc process of a workpiece from the high frequency alternating voltage output from the inverter circuit of the power supply device of any one of Claims 1-3 It is the power supply device for arc processing comprised so that.

この発明では、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電源装置が用いられて構成されるため、上記各請求項の作用効果が得られるアーク加工用電源装置を提供できる。   In the present invention, since the power supply device according to any one of claims 1 to 3 is used, the power supply device for arc machining that can obtain the effects of the above-mentioned claims can be provided.

本発明によれば、低出力時の出力安定化を図ることができる電源装置及びアーク加工用電源装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power supply device and arc processing power supply device which can aim at the output stabilization at the time of a low output can be provided.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態のアーク加工用電源装置11を備えたアーク加工機10を示す。アーク加工機10は、その電源装置11から出力される加工用直流電圧をトーチTHに供給し、そのトーチTHから加工対象物Mに向けてアークを発生させることで、加工対象物Mに対してアーク溶接やアーク切断等のアーク加工を行う装置である。このようなアーク加工機10に用いるアーク加工用電源装置11は、入力される例えば200V又は400Vの商用電源(三相交流電圧)を直流電圧に変換する直流変換回路12と、その直流電圧を所定の高周波交流電圧に変換するインバータ回路13とを備え、そのインバータ回路13からの高周波交流電圧を加工用直流電圧に更に変換している。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an arc machine 10 provided with a power supply device 11 for arc machining of this embodiment. The arc machine 10 supplies the machining DC voltage output from the power supply device 11 to the torch TH, and generates an arc from the torch TH toward the workpiece M, thereby causing the workpiece M to be processed. It is a device that performs arc processing such as arc welding and arc cutting. An arc machining power supply device 11 used for such an arc machine 10 includes a DC conversion circuit 12 that converts a commercial power supply (three-phase AC voltage) of, for example, 200 V or 400 V into a DC voltage, and a predetermined DC voltage. And an inverter circuit 13 for converting the high-frequency AC voltage to a high-frequency AC voltage.

直流変換回路12は、ダイオードを用いたブリッジ回路で構成され三相の入力交流電源を全波整流する一次側整流回路DR1と、該整流回路DR1の出力側の第1及び第2の電源線L1,L2間に直列に接続され該整流回路DR1の出力電圧を平滑化する平滑コンデンサC1とを有してなる。直流変換回路12は、この整流回路DR1及び平滑コンデンサC1にて入力交流電源から直流電圧を生成し、該直流電圧が後段のインバータ回路13に供給される。   The DC conversion circuit 12 is configured by a bridge circuit using a diode and primary-side rectifier circuit DR1 for full-wave rectification of a three-phase input AC power supply, and first and second power supply lines L1 on the output side of the rectifier circuit DR1. , L2 connected in series and a smoothing capacitor C1 for smoothing the output voltage of the rectifier circuit DR1. The DC conversion circuit 12 generates a DC voltage from the input AC power supply by the rectifier circuit DR1 and the smoothing capacitor C1, and the DC voltage is supplied to the inverter circuit 13 at the subsequent stage.

インバータ回路13は、電源線L1,L2に接続され、4個のIGBTよりなる第1〜第4のスイッチング素子TR1〜TR4を用いたブリッジ回路で構成されている。尚、これら第1〜第4のスイッチング素子TR1〜TR4には、それぞれダイオードD1〜D4が逆接続されている。第1〜第4のスイッチング素子TR1〜TR4は、制御回路14のPWM制御に基づいて、第1及び第4のスイッチング素子TR1,TR4の組みと第2及び第3のスイッチング素子TR2,TR3の組みとが交互にオンオフ駆動される。これにより、直流変換回路12にて生成した直流電圧が所定の高周波交流電圧に変換され、インバータ出力電圧として変圧器INTの一次側コイルに供給される。   The inverter circuit 13 is connected to the power supply lines L1 and L2, and is configured by a bridge circuit using first to fourth switching elements TR1 to TR4 made of four IGBTs. The diodes D1 to D4 are reversely connected to the first to fourth switching elements TR1 to TR4, respectively. The first to fourth switching elements TR1 to TR4 are based on the PWM control of the control circuit 14, and the combination of the first and fourth switching elements TR1 and TR4 and the combination of the second and third switching elements TR2 and TR3. Are alternately turned on and off. As a result, the DC voltage generated by the DC conversion circuit 12 is converted into a predetermined high-frequency AC voltage and supplied to the primary coil of the transformer INT as an inverter output voltage.

インバータ回路13で生成されたインバータ出力電圧(高周波交流電圧)は、変圧器INTの一次側コイルに供給され、該変圧器INTの二次側には、二次整流回路DR2及び直流リアクトルDCLが備えられる。二次整流回路DR2及び直流リアクトルDCLは、インバータ回路13からの高周波交流電圧をアーク加工用直流電圧に変換し、この加工用直流電圧は、直流リアクトルDCL側の出力線L3を介してトーチTHに出力される。一方、出力線L4は加工対象物Mと接続され、アーク加工用電圧の供給に基づきトーチTHから加工対象物Mに向けてアークが生じるようになっている。   The inverter output voltage (high-frequency AC voltage) generated by the inverter circuit 13 is supplied to the primary coil of the transformer INT, and the secondary rectifier circuit DR2 and the DC reactor DCL are provided on the secondary side of the transformer INT. It is done. The secondary rectifier circuit DR2 and the DC reactor DCL convert the high-frequency AC voltage from the inverter circuit 13 into an arc machining DC voltage, and this machining DC voltage is supplied to the torch TH via the output line L3 on the DC reactor DCL side. Is output. On the other hand, the output line L4 is connected to the workpiece M, and an arc is generated from the torch TH toward the workpiece M based on the supply of the arc machining voltage.

また、出力線L4上には、実出力電流値を検出する出力電流検出回路IDが接続されている。出力電流検出回路IDは、検出した出力電流値を出力電流検出信号Idとして比較演算回路ERに出力し、該比較演算回路ERでは、その出力電流検出信号Idと、出力電流設定器IRからの出力電流設定信号Irとが比較される。因みに、出力電流設定器IRでは、アーク加工を行う加工対象物Mに応じた出力電流値となるように人の操作等によりその出力電流値の設定がなされ、その設定に応じた出力電流設定信号Irが比較演算回路ERに出力される。比較演算回路ERは、出力電流検出信号Idと出力電流設定信号Irとを比較した比較演算信号Er、即ち出力電流値と設定値との偏差を比較演算信号Erとして制御回路14に出力し、この比較演算信号Erが制御回路14でのフィードバック制御に用いられる。   Further, an output current detection circuit ID for detecting an actual output current value is connected to the output line L4. The output current detection circuit ID outputs the detected output current value to the comparison operation circuit ER as an output current detection signal Id. The comparison operation circuit ER outputs the output current detection signal Id and the output from the output current setting device IR. The current setting signal Ir is compared. Incidentally, in the output current setting device IR, the output current value is set by a human operation or the like so as to obtain an output current value corresponding to the workpiece M to be arced, and an output current setting signal corresponding to the setting is set. Ir is output to the comparison operation circuit ER. The comparison operation circuit ER outputs a comparison operation signal Er obtained by comparing the output current detection signal Id and the output current setting signal Ir, that is, a difference between the output current value and the set value, to the control circuit 14 as a comparison operation signal Er. The comparison calculation signal Er is used for feedback control in the control circuit 14.

そして、制御回路14は、出力電流設定器IRによるアーク加工出力の設定が例えばPWM制御のデューティ設定幅が0%〜最大45%に対し5%〜45%の範囲内となる中・高出力か、デューティが5%以下となる低出力かに応じて(数値はこれらに限らない)、各スイッチング素子TR1〜TR4を制御するためのPWM制御信号S1〜S4を生成している。ドライバ回路15は、各PWM制御信号S1〜S4に基づく駆動制御信号Vg1〜Vg4をそれぞれ各スイッチング素子TR1〜TR4のゲートに出力する。   The control circuit 14 determines whether the setting of the arc machining output by the output current setting device IR is, for example, a medium / high output in which the duty setting range of the PWM control is within a range of 5% to 45% with respect to 0% to a maximum of 45%. The PWM control signals S1 to S4 for controlling the respective switching elements TR1 to TR4 are generated according to whether the duty is a low output of 5% or less (the numerical value is not limited to these). The driver circuit 15 outputs drive control signals Vg1 to Vg4 based on the PWM control signals S1 to S4 to the gates of the switching elements TR1 to TR4, respectively.

ここで、PWM制御信号S1〜S4を生成に関し、制御回路14は、図4に示すように三角波電圧とパルス幅設定電圧とからインバータ出力を求め、前記出力設定値に応じて三角波電圧に対するパルス幅設定電圧を上下させることで、そのインバータ出力のオンパルス幅が変更される。出力設定値が中〜高に設定されればパルス幅設定電圧を下げてインバータ出力のオンパルス幅が広くされ、出力設定値が低に設定されればパルス幅設定電圧を上げてインバータ出力のオンパルス幅が狭くされる。   Here, regarding the generation of the PWM control signals S1 to S4, the control circuit 14 obtains the inverter output from the triangular wave voltage and the pulse width setting voltage as shown in FIG. 4, and the pulse width for the triangular wave voltage according to the output setting value. By raising or lowering the set voltage, the on-pulse width of the inverter output is changed. If the output setting value is set to medium to high, the pulse width setting voltage is lowered to widen the inverter output on-pulse width, and if the output setting value is set to low, the pulse width setting voltage is raised to increase the inverter output on-pulse width. Is narrowed.

インバータ出力と同じオンパルス幅のPWM制御信号S1〜S4にてスイッチング素子TR1〜TR4を同組同時にオンオフさせる構成の場合、そのオンパルス幅が著しく狭くなってくると、例えばドライバ回路15を経ることで駆動制御信号Vg1〜Vg4の電圧が十分に上昇しないで制御パルスが消滅する所謂歯抜けが生じてしまう。すると、スイッチング素子TR1〜TR4が正常にオンせず、出力不安定や偏磁といった種々の不具合が発生することとなる。そのため、本実施形態の制御回路14では、各スイッチング素子TR1〜TR4を正常にオン可能なオンパルス幅を最低限保障しつつも、出力設定値に対応したインバータ出力とする構成となっている。   In the case of the configuration in which the switching elements TR1 to TR4 are simultaneously turned on / off by the PWM control signals S1 to S4 having the same on-pulse width as that of the inverter output, when the on-pulse width becomes extremely narrow, for example, driving is performed through the driver circuit 15. If the control signals Vg1 to Vg4 do not rise sufficiently, a so-called tooth loss occurs in which the control pulse disappears. Then, the switching elements TR1 to TR4 are not normally turned on, and various problems such as output instability and bias are generated. For this reason, the control circuit 14 of the present embodiment is configured to provide an inverter output corresponding to the output set value while ensuring at least the on-pulse width that allows the switching elements TR1 to TR4 to be normally turned on.

即ち、制御回路14は、三角波電圧とパルス幅設定電圧とから求めたインバータ出力と、最低パルス幅T0の幅保障パルスとのオアをとり、インバータ出力のオンパルス幅が幅保障パルスのそれよりも広くなる中・高出力設定時には、求めたインバータ出力と同じのオンパルス幅で且つ同組の位相を一致させたPWM制御信号S1〜S4を生成する。これにより、図2に示すように、求めたインバータ出力と同じオンパルス幅よりなるPWM制御信号S1〜S4に基づいて駆動制御信号Vg1〜Vg4が生成され、該駆動制御信号Vg1〜Vg4に基づいて同組のスイッチング素子TR1〜TR4が同時にオンオフされて、高周波交流電圧よりなるインバータ出力電圧が生成される。   That is, the control circuit 14 takes the OR of the inverter output obtained from the triangular wave voltage and the pulse width setting voltage and the width guarantee pulse with the minimum pulse width T0, and the on-pulse width of the inverter output is wider than that of the width guarantee pulse. When the medium / high output is set, PWM control signals S1 to S4 having the same on-pulse width as the obtained inverter output and the same set of phases are generated. As a result, as shown in FIG. 2, drive control signals Vg1 to Vg4 are generated based on the PWM control signals S1 to S4 having the same on-pulse width as the obtained inverter output, and the same based on the drive control signals Vg1 to Vg4. The pair of switching elements TR1 to TR4 are simultaneously turned on and off to generate an inverter output voltage composed of a high-frequency AC voltage.

また、インバータ出力のオンパルス幅が幅保障パルスのそれよりも狭くなる低出力設定時においては、図4に示すように、PWM制御信号S1〜S4のオンパルス幅を幅保障パルスと同じに設定するとともに、狭くなる分(時間T1)だけPWM制御信号S1に対してPWM制御信号S4の位相を遅延させ、PWM制御信号S2に対してPWM制御信号S3の位相を遅延させる。このとき、インバータ出力のオンパルス幅が幅保障パルスのそれよりも狭くなった次のPWM制御信号S1〜S4のオンパルスから位相を遅延させている。つまり、このようにして同組のスイッチング素子TR1〜TR4のオンオフタイミングをずらして同時にオンする時間を調整することで、求めたインバータ出力に相応する出力電圧が生成されるようになっている。これにより、図3に示すように、幅狭のインバータ出力電圧であっても確実に出力でき、アーク加工出力の安定化が図られている。   Further, in the low output setting where the on-pulse width of the inverter output is narrower than that of the width guarantee pulse, the on-pulse width of the PWM control signals S1 to S4 is set to be the same as the width guarantee pulse as shown in FIG. The phase of the PWM control signal S4 is delayed with respect to the PWM control signal S1, and the phase of the PWM control signal S3 is delayed with respect to the PWM control signal S2 by the narrowing (time T1). At this time, the phase is delayed from the ON pulse of the next PWM control signals S1 to S4 in which the ON pulse width of the inverter output is narrower than that of the width guarantee pulse. That is, the output voltage corresponding to the obtained inverter output is generated by adjusting the time during which the switching elements TR1 to TR4 of the same group are shifted on and off at the same time in this way. As a result, as shown in FIG. 3, even a narrow inverter output voltage can be reliably output, and the arc machining output is stabilized.

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
(1)本実施形態の制御回路14は、低出力の要求がなされた場合、PWM制御信号S1〜S4のオンパルス幅をスイッチング素子TR1〜TR4が十分にオン可能な最低パルス幅T0に維持しつつ、同組のスイッチング素子TR1〜TR4に出力するPWM制御信号S1〜S4間に位相差を生じさせ、同組のスイッチング素子TR1〜TR4の同時にオンする時間をその要求出力に合わせて調整するようにした。これにより、低出力の要求がなされてもスイッチング素子TR1〜TR4が十分にオン可能な所定幅を以て確実にオンされるので、インバータ回路13からの出力、ひいてはアーク加工用電源装置11の出力はより安定となる。
Next, characteristic effects of the present embodiment will be described.
(1) The control circuit 14 of the present embodiment maintains the on-pulse width of the PWM control signals S1 to S4 at the minimum pulse width T0 that can be sufficiently turned on by the switching elements TR1 to TR4 when a request for low output is made. A phase difference is generated between the PWM control signals S1 to S4 output to the same group of switching elements TR1 to TR4, and the time during which the same group of switching elements TR1 to TR4 are simultaneously turned on is adjusted according to the required output. did. Thereby, even if a low output is requested, the switching elements TR1 to TR4 are reliably turned on with a predetermined width that can be sufficiently turned on, so that the output from the inverter circuit 13 and thus the output of the arc machining power supply device 11 can be further increased. It becomes stable.

(2)本実施形態の制御回路14は、低出力の要求がなされた場合、同組のスイッチング素子TR1〜TR4に出力するPWM制御信号S1〜S4の一方に対して他方を遅延させて位相差を生じさせるようにした。具体的には、PWM制御信号S1に対して制御信号S4が、PWM制御信号S2に対して制御信号S3が遅延される。つまり、PWM制御信号S3,S4のみの位相を変更すれば済むので、位相を遅延させる手段が少なくて済み、制御回路14の構成の簡素化に寄与することができる。   (2) When a request for low output is made, the control circuit 14 of the present embodiment delays the other of the PWM control signals S1 to S4 output to the switching elements TR1 to TR4 of the same group, thereby causing a phase difference. It was made to produce. Specifically, the control signal S4 is delayed with respect to the PWM control signal S1, and the control signal S3 is delayed with respect to the PWM control signal S2. That is, since only the phase of the PWM control signals S3 and S4 needs to be changed, there are few means for delaying the phase, which can contribute to simplification of the configuration of the control circuit 14.

(3)本実施形態の制御回路14は、要求出力が高出力側においては、同組のスイッチング素子TR1〜TR4に出力するPWM制御信号S1〜S4の位相を一致させ、同組のスイッチング素子TR1〜TR4を同時にオンオフさせるようにした。これにより、PWM制御信号S1〜S4のオンパルス幅がより広く調整可能となり、より高出力の要求にも対応することができる。   (3) The control circuit 14 of the present embodiment makes the phases of the PWM control signals S1 to S4 output to the same set of switching elements TR1 to TR4 coincide with each other when the required output is on the high output side. -TR4 was turned on and off at the same time. As a result, the on-pulse width of the PWM control signals S1 to S4 can be adjusted more widely, and a request for higher output can be met.

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、スイッチング素子TR1〜TR4のオンパルス幅の下限をオン可能な最低パルス幅T0としたが、最低パルス幅T0でなくこれ以上の所定幅としてもよい。
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
In the above embodiment, the lower limit of the on-pulse width of the switching elements TR1 to TR4 is the minimum pulse width T0 that can be turned on, but it may be a predetermined width larger than the minimum pulse width T0.

・上記実施形態では、同組のスイッチング素子TR1〜TR4に出力するPWM制御信号S1〜S4の一方に対して他方を遅延させて位相差を生じさせたが、その両者の位相をずらして相互に位相差が生じるようにしてもよい。   In the above embodiment, the phase difference is generated by delaying the other of the PWM control signals S1 to S4 output to the switching elements TR1 to TR4 of the same group, but the phases of the two are shifted to each other. A phase difference may be generated.

・上記実施形態では、低出力時のみ、同組のスイッチング素子TR1〜TR4に出力するPWM制御信号S1〜S4の位相制御を行ったが、中・高出力時においても位相制御を行うようにしてもよい。   In the above embodiment, the phase control of the PWM control signals S1 to S4 output to the same set of switching elements TR1 to TR4 is performed only at the time of low output, but the phase control is also performed at the time of medium and high output. Also good.

・上記実施形態では、各スイッチング素子TR1〜TR4にIGBTを用いたが、IGBT以外のスイッチング素子を用いて構成してもよい。
・上記実施形態では、PWM制御を実施するものに適用したが、例えばPFM制御等、その他のスイッチング制御を行うものに適用してもよい。
-In above-mentioned embodiment, although IGBT was used for each switching element TR1-TR4, you may comprise using switching elements other than IGBT.
In the above-described embodiment, the present invention is applied to a device that performs PWM control, but may be applied to a device that performs other switching control such as PFM control.

・上記実施形態では、アーク加工用電源装置11に実施したが、アーク加工用以外の目的で用いられる電源装置、例えば直流変換回路12及びインバータ回路13を有する交流−交流変換電源装置に実施してもよい。また、インバータ回路13を有する直流−交流変換電源装置に実施してもよい。   In the above embodiment, the arc machining power supply device 11 is used. However, the power supply device is used for a purpose other than the arc machining, for example, an AC-AC conversion power supply device having a DC conversion circuit 12 and an inverter circuit 13. Also good. Moreover, you may implement in the DC-AC conversion power supply device which has the inverter circuit 13. FIG.

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ) 第1〜第4のスイッチング素子を用いたブリッジ回路で構成され、その第1〜第4のスイッチング素子が所定組み毎でオンオフ駆動して入力直流電圧を高周波交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、
前記第1〜第4のスイッチング素子をスイッチング制御するためのスイッチング制御信号を前記各スイッチング素子に出力し、そのスイッチング制御信号のオンパルス幅を変更して前記インバータ回路から出力される高周波交流電圧を調整する制御回路と
を備えた電源装置であって、
前記制御回路は、前記スイッチング制御信号のオンパルス幅を前記スイッチング素子が十分にオン可能な所定幅以上で変更して要求出力に対応し、その所定幅以下に相当する低出力が要求された時には、前記スイッチング制御信号のオンパルス幅を所定幅又は所定幅以上に維持しつつ、同組の前記スイッチング素子に出力する前記スイッチング制御信号間に位相差を生じさせ、同組の前記スイッチング素子の同時にオンする時間をその要求出力に合わせて調整することを特徴とする電源装置。
Next, a technical idea that can be grasped from the above embodiment and another example will be added below.
(B) Consists of a bridge circuit using the first to fourth switching elements, and the first to fourth switching elements are turned on and off for each predetermined set to convert the input DC voltage to a high-frequency AC voltage and output it. An inverter circuit to
A switching control signal for switching control of the first to fourth switching elements is output to each switching element, and an on-pulse width of the switching control signal is changed to adjust a high-frequency AC voltage output from the inverter circuit A power supply device comprising a control circuit for
The control circuit changes the on pulse width of the switching control signal to a predetermined width or more that allows the switching element to be sufficiently turned on to correspond to the requested output, and when a low output corresponding to the predetermined width or less is requested, While maintaining the on-pulse width of the switching control signal to be a predetermined width or a predetermined width or more, a phase difference is generated between the switching control signals output to the switching elements of the same group, and the switching elements of the same group are simultaneously turned on. A power supply device that adjusts time according to the required output.

このように構成すれば、上記請求項1と同様の作用効果を有する。   If comprised in this way, it has an effect similar to the said Claim 1.

本実施形態におけるアーク加工用電源装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the power supply apparatus for arc processing in this embodiment. 電源装置の中・高出力設定時の波形図である。It is a wave form diagram at the time of medium / high output setting of a power supply device. 電源装置の低出力設定時の波形図である。It is a wave form diagram at the time of the low output setting of a power supply device. PWM制御信号の生成を説明するための波形図である。It is a wave form chart for explaining generation of a PWM control signal.

符号の説明Explanation of symbols

11…電源装置、12…直流変換回路、13…インバータ回路、14…制御回路、C1…平滑コンデンサ(平滑回路)、DR1…一次側整流回路(整流回路)、M…加工対象物、S1〜S4…PWM制御信号(スイッチング制御信号)、TR1〜TR4…第1〜第4のスイッチング素子、T0…最低パルス幅(所定幅)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Power supply device, 12 ... DC converter circuit, 13 ... Inverter circuit, 14 ... Control circuit, C1 ... Smoothing capacitor (smoothing circuit), DR1 ... Primary side rectifier circuit (rectifier circuit), M ... Work object, S1-S4 ... PWM control signal (switching control signal), TR1 to TR4 ... first to fourth switching elements, T0 ... minimum pulse width (predetermined width).

Claims (4)

整流回路及び平滑回路にて入力交流電源を直流電圧に変換する直流変換回路と、
第1〜第4のスイッチング素子を用いたブリッジ回路で構成され、その第1〜第4のスイッチング素子が所定組み毎でオンオフ駆動して前記直流変換回路からの直流電圧を高周波交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、
前記第1〜第4のスイッチング素子をスイッチング制御するためのスイッチング制御信号を前記各スイッチング素子に出力し、そのスイッチング制御信号のオンパルス幅を変更して前記インバータ回路から出力される高周波交流電圧を調整する制御回路と
を備えた電源装置であって、
前記制御回路は、前記スイッチング制御信号のオンパルス幅を前記スイッチング素子が十分にオン可能な所定幅以上で変更して要求出力に対応し、その所定幅以下に相当する低出力が要求された時には、前記スイッチング制御信号のオンパルス幅を所定幅又は所定幅以上に維持しつつ、同組の前記スイッチング素子に出力する前記スイッチング制御信号間に位相差を生じさせ、同組の前記スイッチング素子の同時にオンする時間をその要求出力に合わせて調整することを特徴とする電源装置。
A DC conversion circuit that converts an input AC power source into a DC voltage by a rectifier circuit and a smoothing circuit;
It is composed of a bridge circuit using first to fourth switching elements, and the first to fourth switching elements are driven on and off for each predetermined set to convert the DC voltage from the DC conversion circuit into a high-frequency AC voltage. Output inverter circuit,
A switching control signal for switching control of the first to fourth switching elements is output to each switching element, and an on-pulse width of the switching control signal is changed to adjust a high-frequency AC voltage output from the inverter circuit A power supply device comprising a control circuit for
The control circuit changes the on pulse width of the switching control signal to a predetermined width or more that allows the switching element to be sufficiently turned on to correspond to the requested output, and when a low output corresponding to the predetermined width or less is requested, While maintaining the on-pulse width of the switching control signal to be a predetermined width or a predetermined width or more, a phase difference is generated between the switching control signals output to the switching elements of the same group, and the switching elements of the same group are simultaneously turned on. A power supply device that adjusts time according to the required output.
請求項1に記載の電源装置において、
前記制御回路は、前記低出力が要求された時には、同組の前記スイッチング素子に出力する前記スイッチング制御信号の一方に対して他方を遅延させて位相差を生じさせることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 1,
The power supply device according to claim 1, wherein when the low output is required, the control circuit delays the other of the switching control signals output to the switching elements of the same group to generate a phase difference.
請求項1又は2に記載の電源装置において、
前記制御回路は、要求出力が前記低出力より高出力側においては、同組の前記スイッチング素子に出力する前記スイッチング制御信号の位相を一致させ、同組の前記スイッチング素子を同時にオンオフさせることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 1 or 2,
When the required output is higher than the low output, the control circuit matches the phases of the switching control signals output to the switching elements of the same set, and simultaneously turns on and off the switching elements of the same set. Power supply.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電源装置のインバータ回路から出力される高周波交流電圧から、加工対象物のアーク加工を行うアーク加工用電圧を生成するように構成されていることを特徴とするアーク加工用電源装置。   It is comprised so that the voltage for arc processing which performs the arc process of a workpiece may be produced | generated from the high frequency alternating voltage output from the inverter circuit of the power supply device of any one of Claims 1-3. A power supply device for arc machining.
JP2007301971A 2007-11-21 2007-11-21 Power supply device and power supply device for arc machining Active JP5033596B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007301971A JP5033596B2 (en) 2007-11-21 2007-11-21 Power supply device and power supply device for arc machining

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007301971A JP5033596B2 (en) 2007-11-21 2007-11-21 Power supply device and power supply device for arc machining

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009131007A JP2009131007A (en) 2009-06-11
JP5033596B2 true JP5033596B2 (en) 2012-09-26

Family

ID=40821394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007301971A Active JP5033596B2 (en) 2007-11-21 2007-11-21 Power supply device and power supply device for arc machining

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5033596B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6081148B2 (en) * 2012-11-05 2017-02-15 株式会社ダイヘン Arc machining power supply
JP6161998B2 (en) * 2013-03-21 2017-07-12 株式会社ダイヘン Power supply device and power supply device for arc machining
JP6345490B2 (en) * 2014-06-02 2018-06-20 株式会社ダイヘン Power supply for welding
JP6510972B2 (en) * 2015-12-24 2019-05-08 株式会社ダイヘン Inverter control circuit and power supply
US10454364B2 (en) * 2016-01-29 2019-10-22 Mitsubishi Electric Corporation Power convertor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009131007A (en) 2009-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5762241B2 (en) Power supply device and power supply device for arc machining
JP5901949B2 (en) Power supply device and power supply device for arc machining
US8018747B2 (en) PWM rectifier
US8901864B2 (en) Driver having dead-time compensation function
JP5033596B2 (en) Power supply device and power supply device for arc machining
JP2009050109A (en) Power supply unit, and power supply unit for arc machining
JP5200559B2 (en) Active gate circuit
JP6366543B2 (en) DC / DC converter
KR102132036B1 (en) Power supply deivce and power supply deivce for arc machining
EP3025816B1 (en) Welding device
US9333584B2 (en) Modified phase shifted gate drive
JP5124186B2 (en) Power supply device and power supply device for arc machining
JP5972060B2 (en) Drive system controller
JP2000217363A (en) Power supply device
JP2010284709A (en) Power source device
JP5917097B2 (en) Power supply device and power supply device for arc machining
JP2014093886A (en) Power supply device and power supply device for arc machining
JP5429791B2 (en) Welding power supply
JP5968615B2 (en) Power supply device and power supply device for arc machining
JP5039458B2 (en) Power supply device and power supply device for arc machining
JP6084436B2 (en) Arc machining power supply
JP6370565B2 (en) Power supply device and power supply device for arc machining
JP2022177970A (en) Power supply device
JP5130936B2 (en) DC-DC converter
JP2017135882A (en) Electric power supply and electric power supply for welding

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100825

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120615

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120626

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120702

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5033596

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150706

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250