JP6116920B2 - アーク加工用電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、アーク加工用電源装置の出力電力の生成過程において、直流電力から高周波交流電力への電力変換を行うインバータ回路を備えるアーク加工用電源装置に関する。

インバータ回路を備える電源装置として、例えば特許文献１に開示のアーク加工用電源装置が知られている。この電源装置は、入力される商用交流電力を整流回路にて直流電力に変換し、変換した直流電力をハーフブリッジ型インバータ回路のスイッチング動作にて高周波交流電力に変換し、変換した高周波交流電力をトランスを介して二次側に供給し、該二次側においてアーク溶接等のアーク加工に適した直流出力電力に変換する構成となっている。出力電力を調整するには、インバータ回路のスイッチング動作を制御することで行われる。

インバータ回路のスイッチング制御の一つに、パルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）がある。その時々において出力電力を大きくする場合は、インバータ回路のスイッチング素子のオン時間を長くすることが行われ、スイッチング素子に出力する制御パルス信号のオンパルス幅が幅広に設定される。これに対して、出力電力を小さくする場合は、インバータ回路のスイッチング素子のオン時間が短くすることが行われ、スイッチング素子に出力する制御パルス信号のオンパルス幅が幅狭に設定される。

特開２００５−２７９７７４号公報（第１図等）

ところで、高〜中出力要求時では、インバータ回路（スイッチング素子）に出力する制御パルス信号のオンパルス幅は十分幅広で、スイッチング素子が十分にオン可能である。
しかしながら、低出力とする要求が生じると、ＰＷＭ制御においては制御パルス信号のオンパルス幅が一層幅狭に設定されるため、スイッチング素子が十分にオンできない場合があった。このことは、出力不安定、トランスの偏磁要因等を招くため、低出力要求時のスイッチング素子の安定駆動が望まれていた。

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、低出力要求に応えつつも、インバータ回路のスイッチング素子の安定駆動を実現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にある。

上記課題を解決するアーク加工用電源装置は、電源装置の出力電力の生成過程において、第１及び第２スイッチング素子が交互にオンオフ動作することにより直流電力から高周波交流電力への電力変換を行うハーフブリッジ回路構成のインバータ回路と、前記第１及び第２スイッチング素子に制御パルス信号を出力してその第１及び第２スイッチング素子のオンオフ動作を制御し、前記出力電力の制御を行う制御回路とを備え、アーク加工用の直流出力電力を生成するように構成されたアーク加工用電源装置であって、前記制御回路は、前記第１及び第２スイッチング素子に出力する制御パルス信号のオンパルス幅を調整するＰＷＭ制御と、前記制御パルス信号のオンパルス幅を第１及び第２スイッチング素子が十分オン可能な所定幅としその制御パルス信号のオンパルスの密度を調整するＰＤＭ制御とが実施可能に構成され、前記制御回路の制御において、所定出力要求より高出力側では前記ＰＷＭ制御を行わせ、所定出力要求よりも低出力側では前記ＰＤＭ制御に切り替える制御切替部を備え、前記ＰＤＭ制御は、前記ＰＷＭ制御周期の一定周期分をＰＤＭ制御周期とし、そのＰＤＭ制御周期中のいずれかのオンパルスを間引いてオンパルスの密度を調整し、前記オンパルスを間引くにあたっては、前記第１スイッチング素子に出力する制御パルス信号と、前記第２スイッチング素子に出力する制御パルス信号とを同様に間引く。

この構成によれば、所定出力要求より高出力側では、ハーフブリッジ型インバータ回路のスイッチング素子に出力する制御パルス信号のオンパルス幅を調整するＰＷＭ制御が行われる。これに対し、所定出力要求よりも低出力側では、制御パルス信号のオンパルス幅をスイッチング素子が十分オン可能な所定幅としその制御パルス信号のオンパルスの密度を調整するＰＤＭ制御に切り替えられる。つまり、低出力要求時において、仮にＰＷＭ制御を実施するとスイッチング素子がオンできないオンパルス幅に設定する所を、ＰＤＭ制御に切り替えて実施することで、スイッチング素子のオンパルス幅は十分オン可能な所定幅として確保され、また低出力要求に対しては、オンパルス自体を間引いてオンパルスの密度を調整することで行われる。これにより、低出力要求に応えつつも、インバータ回路のスイッチング素子の安定駆動の実現が可能となる。

また、ＰＤＭ制御において、ＰＷＭ制御周期の一定周期分がＰＤＭ制御周期とされ、そのＰＤＭ制御周期中のいずれかのオンパルスが間引かれてオンパルスの密度の調整が行われる。つまり、このＰＤＭ制御は、ＰＤＭ制御周期がＰＷＭ制御周期の一定周期分で行われるため、制御の簡略化に寄与できる。
また、上記アーク加工用電源装置において、前記制御切替部は、前記制御パルス信号のオンパルス幅が最大幅から前記第１及び第２スイッチング素子が十分オン可能な最小幅まで前記ＰＷＭ制御を行わせ、それ以下の低出力要求時には前記制御パルス信号のオンパルス幅を最小幅で固定としつつそのオンパルスの密度を調整する前記ＰＤＭ制御に切り替えるようにするのが好ましい。

この構成によれば、ＰＷＭ制御にて、制御パルス信号のオンパルス幅が最大幅からスイッチング素子が十分オン可能な最小幅まで行われ、それ以下の低出力要求時にはＰＤＭ制御に切り替わり、制御パルス信号のオンパルス幅がその最小幅にて固定されつつ、オンパルスの密度が調整される。つまり、制御パルス信号のオンパルス幅がスイッチング素子のオン可能な最小幅となるまでの広い範囲で制御周期の細かなＰＷＭ制御が実施されるため、出力安定化に寄与できる。また、ＰＷＭ制御とＰＤＭ制御との切り替わり時にオンパルス幅が最小幅にて継承されることで、制御切り替わり時の出力安定化にも寄与できる。

また、上記アーク加工用電源装置において、前記ＰＤＭ制御は、前記ＰＤＭ制御周期の後端側からオンパルスを順に間引いてオンパルスの密度を調整するようにするのが好ましい。
この構成によれば、ＰＤＭ制御において、ＰＤＭ制御周期の後端側からオンパルスが順に間引かれてオンパルスの密度が調整される。つまり、ＰＤＭ制御周期の後端側から単純にオンパルスが間引かれるため、このことでも制御の簡略化に寄与できる。

本発明のアーク加工用電源装置によれば、低出力要求に応えつつも、インバータ回路のスイッチング素子の安定駆動を実現することができる。

一実施形態におけるアーク溶接用電源装置を示す回路図。 高出力要求時のＰＷＭ制御にかかる電源装置各所の波形図。 中出力要求時におけるＰＷＭ−ＰＤＭ臨界時の電源装置各所の波形図。 低出力要求時のＰＤＭ制御にかかる電源装置各所の波形図。

以下、電源装置としてのアーク溶接用電源装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、アーク溶接機１０は、これに用いるアーク溶接用電源装置１１のプラス側の出力端子ｏ１に溶接トーチＴＨの電極ＷＥを接続し、マイナス側の出力端子ｏ２に溶接対象（母材）Ｍを接続して、電源装置１１にて生成した直流出力電力に基づいて電極ＷＥの先端にてアークを生じさせ、溶接対象Ｍのアーク溶接を行うものである。アーク溶接機１０は、例えば消耗電極式のアーク溶接機であり、電極ＷＥとして用いるワイヤ電極がアークにより消耗するため、該電極ＷＥをその消耗に応じて送給する送給装置（図示略）を用いる。

アーク溶接用電源装置１１は、入力変換回路１２、インバータ回路１３、トランスＩＮＴ、及び出力変換回路１４を備え、入力される商用交流電力からアーク溶接に適した直流出力電力を生成する。

入力変換回路１２は、ダイオードブリッジ回路よりなる一次側整流回路ＤＲ１と、該整流回路ＤＲ１の出力端子間に接続される平滑コンデンサＣ０とを備え、三相の商用交流電力を直流電力に変換する。直流入力電力は、後段のインバータ回路１３に供給される。

インバータ回路１３は、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子よりなる第１，第２スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２及び２個のコンデンサＣ１，Ｃ２を用いるハーフブリッジ回路にて構成されている。因みに、片方が第１，第２スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２の直列接続であり、もう片方がコンデンサＣ１，Ｃ２の直列接続であり、第１スイッチング素子ＴＲ１とコンデンサＣ２とが組をなし、第２スイッチング素子ＴＲ２とコンデンサＣ１とが組をなす。また、第１，第２スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２には、それぞれダイオードＤ１，Ｄ２が逆接続されている。第１，第２スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２間のインバータ回路１３の出力端子ａと、コンデンサＣ１，Ｃ２間の出力端子ｂは、トランスＩＮＴの一次側コイルＬ１とそれぞれ接続される。

そして、インバータ回路１３は、第１，第２スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２が交互にスイッチング動作することで、入力変換回路１２から入力される直流電力を高周波交流電力に変換し、トランスＩＮＴの一次側コイルＬ１に供給する。これらスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のスイッチング動作は、制御回路２０から入力される制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて行われる。

トランスＩＮＴの二次側では、インバータ回路１３にて生成された高周波交流電力が所定電圧に変換され、二次側コイルＬ２から出力される。二次側コイルＬ２には、出力変換回路１４が接続される。

出力変換回路１４は、二次側整流回路ＤＲ２と、直流リアクトルＤＣＬとを備えている。二次側整流回路ＤＲ２は、一対のダイオードを用いた全波整流回路よりなり、各ダイオードのアノードが二次側コイルＬ２の両側端子にそれぞれ接続され、各ダイオードのカソードは共に直流リアクトルＤＣＬの一端に接続されている。直流リアクトルＤＣＬの他端は、電源装置１１のプラス側の出力端子ｏ１に接続されている。電源装置１１のマイナス側の出力端子ｏ２は、二次側コイルＬ２の中間端子と接続されている。このような出力変換回路１４は、トランスＩＮＴの二次側コイルＬ２からの高周波交流電力をアーク溶接用の直流出力電力に変換し、出力端子ｏ１，ｏ２から出力する。

電源装置１１には、ＣＰＵ等を含む制御回路２０が備えられている。制御回路２０には、電源装置１１の出力側電源線上に設置した電流検出器２１から出力電流Ｉｏに対応する検出信号Ｉｄと、使用者等により操作可能な出力電流設定器２２から出力電流目標値に対応する設定信号Ｉｒとがそれぞれ入力されている。制御回路２０は、入力された検出信号Ｉｄ及び設定信号Ｉｒから得られる出力電流Ｉｏの実値及びその目標値等を含む各種パラメータに基づき、その時々で適切な出力を行うための内部演算を行っている。そして、制御回路２０は、その内部演算に基づいてインバータ回路１３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２に対してスイッチング制御を実施する。

本実施形態のスイッチング制御としては、高〜中出力要求時においてはパルス幅変調（Pulse Width Modulation：ＰＷＭ）制御が用いられ、低出力要求時においてはパルス密度変調（Pulse Density Modulation：ＰＤＭ）制御が用いられ、ＰＷＭ制御とＰＤＭ制御とが適宜切り替えられる。制御の切り替えについて本実施形態では、先ず制御回路２０のパルス幅設定部２０ａにて、出力電流Ｉｏの実値及び目標値等に基づきその時々で適切な制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルス幅Ｗｍ（図２等参照）が算出され、次いでその算出されたオンパルス幅Ｗｍに基づいて制御切替部２０ｂにてＰＷＭ制御かＰＤＭ制御かの切り替えが行われる。

次に、図２〜図４を用いて本実施形態の動作（作用）を説明する。
［高〜中出力要求時：ＰＷＭ制御］
インバータ回路１３（スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２）に出力する制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルス幅Ｗｍの算出がなされ、その算出されたオンパルス幅Ｗｍが図２に示す最大幅Ｗｍｘから図３に示す最小幅Ｗｍ０の間にある場合、算出値がそのままオンパルス幅Ｗｍとして設定される。つまり、この高〜中出力要求時においては、オンパルス幅Ｗｍ（ＰＷＭデューティサイクル）が最大幅Ｗｍｘから最小幅Ｗｍ０の間で調整されるＰＷＭ制御により電源装置１１の出力が調整される。

図２及び図３（後述する図４も同様）において、インバータ回路１３の出力端子ａ，ｂ間電圧をＶａｂ、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２を流れる電流をＩ_TR1，Ｉ_TR2、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２に印加される電圧をＶ_TR1，Ｖ_TR2とする。制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルス幅Ｗｍの長短に応じてインバータ回路１３の出力電圧Ｖａｂが変化することで、トランスＩＮＴの二次側で生成される電源装置１１の出力電力の調整がなされる。

ところで、制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルス幅Ｗｍの最小幅Ｗｍ０は、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２が十分にオン可能な幅に設定されている。つまり、オンパルス幅Ｗｍが最小幅Ｗｍ０に設定されても、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のオン動作が確実に行われるようになっている。

これに対し、オンパルス幅Ｗｍが仮に最小幅Ｗｍ０より小さくなると、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のオン動作が補償できなくなる。そのため、出力要求に応じたオンパルス幅Ｗｍの算出が最小幅Ｗｍ０より小さくなった場合、オンパルス幅Ｗｍを最小幅Ｗｍ０に固定し、そのオンパルスの密度を調整するＰＤＭ制御に移行する。換言すると、上記のＰＷＭ制御では毎周期でオン機会が与えられ、オンパルスの密度（ＰＤＭデューティサイクル）としては１００％、最大である。

［低出力要求時：ＰＤＭ制御］
算出されたオンパルス幅Ｗｍが最小幅Ｗｍ０より小さい算出値となった場合には、オンパルス幅Ｗｍは最小幅Ｗｍ０で固定し、そのオンパルスの密度が小さく設定される。つまり、この低出力要求時においては、最小幅Ｗｍ０のオンパルス数が調整されるＰＤＭ制御により電源装置１１の出力が調整される。

具体的には、本実施形態では図４に示すように、制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルスが１０個、即ちＰＷＭ制御周期ＴＷの１０周期分がＰＤＭ制御周期ＴＤの１周期とされ、各制御周期ＴＤ毎に先のオンパルス幅Ｗｍの算出値に応じて間引く数が決定される。算出されたオンパルス幅Ｗｍが最小幅Ｗｍ０より小さい内で、より小さくなるほど間引く数が多くなる。また不要となったオンパルスは、ＰＤＭ制御周期ＴＤの後端から順に間引かれて、オンパルスの密度が小さくされる。更に制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２は同様に間引かれる。因みに、同図４は、ＰＤＭデューティサイクルが５０％、ＰＤＭ制御の１周期の内で前半５個のオンパルス（最小幅Ｗｍ０で固定）はそのまま設定され、後半５個のオンパルスは間引かれて消失する。

ここで、本実施形態と背景技術との比較において、背景技術では、電源装置が最低出力となるまで制御パルス信号のオンパルス幅を幅狭に設定するため、オンパルス幅が極めて狭くなった場合にインバータ回路のスイッチング素子がオンできず、またインバータ回路（ブリッジ回路）の上下アームのスイッチング素子のいずれがオンできないかが不明である。つまり、スイッチング素子が不意にオンできない（制御不能）ため、スイッチング素子を介したトランスへの電力伝達の極性のバランスが崩れ、トランスにて偏磁が発生する。

これに対し、本実施形態のＰＤＭ制御では、制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルスの間引きは制御回路２０で行うため、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２がオンしないのは制御によるもので不意ではない。因みに本実施形態では、制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２は同様に間引かれることから、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２をオンさせない期間が生じても、トランスＩＮＴでの偏磁の発生は極力抑えられる。

このようにして、制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルス幅Ｗｍの算出値として最小幅Ｗｍ０より小さい値となる低出力要求がなされた場合であっても、オンパルス幅Ｗｍをその最小幅Ｗｍ０で固定としてスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２の安定駆動を実現しつつ、またオンパルス幅Ｗｍを出力要求に応じた算出値よりも最小幅Ｗｍ０として幅広とした分、オンパルス自体を適宜間引いてオンパルスの密度を小さくすることで、電源装置１１としては最低出力まで出力要求に応じた安定した低出力が可能である。

因みに図４に示すように、制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２の個々のオンパルスに対するインバータ回路１３の出力電圧Ｖａｂは、ＰＷＭ−ＰＤＭ制御臨界時の図３と同様であるが、そこからオンパルスを間引いた分、出力電圧Ｖａｂの平均電圧は低下する。そのため、トランスＩＮＴの二次側で生成される電源装置１１の出力電力も低出力となる。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）所定出力要求より高出力側では、ハーフブリッジ型インバータ回路１３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２に出力する制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルス幅Ｗｍを調整するＰＷＭ制御が行われる。これに対し、所定出力要求よりも低出力側では、制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルス幅Ｗｍをスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２が十分オン可能な所定幅（最小幅Ｗｍ０）としその制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルスの密度を調整するＰＤＭ制御に切り替えられる。つまり、低出力要求時において、仮にＰＷＭ制御を実施するとスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２がオンできないオンパルス幅Ｗｍに設定する所を、ＰＤＭ制御に切り替えて実施することで、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のオンパルス幅Ｗｍは十分オン可能な所定幅（最小幅Ｗｍ０）として確保され、また低出力要求に対しては、オンパルス自体を間引いてオンパルスの密度を調整することで行われる。これにより、低出力要求に応えつつも、インバータ回路１３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２の安定駆動を実現することができる。

特に本実施形態のようなアーク溶接用電源装置１１の場合、インバータ回路１３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２の安定駆動は溶接性能を大きく左右し、またトランスＩＮＴを用いる場合では偏磁要因となることから、本実施形態のようなアーク溶接用電源装置１１への適用の意義は大きい。

（２）ＰＷＭ制御にて、制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルス幅Ｗｍが最大幅Ｗｍｘからスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２が十分オン可能な最小幅Ｗｍ０まで行われ、それ以下の低出力要求時にはＰＤＭ制御に切り替わり、制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルス幅Ｗｍがその最小幅Ｗｍ０にて固定されつつ、オンパルスの密度が調整される。つまり、制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルス幅Ｗｍがスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のオン可能な最小幅Ｗｍ０となるまでの広い範囲で制御周期（ＴＷ）の細かなＰＷＭ制御が実施されるため、出力安定化に寄与する。また、ＰＷＭ制御とＰＤＭ制御との切り替わり時にオンパルス幅Ｗｍが最小幅Ｗｍ０にて継承されることで、制御切り替わり時の出力安定化にも寄与する。

（３）ＰＤＭ制御において、ＰＷＭ制御周期ＴＷの一定周期分がＰＤＭ制御周期ＴＤとされ、そのＰＤＭ制御周期ＴＤ中のいずれかのオンパルスが間引かれてオンパルスの密度の調整が行われる。つまり、このＰＤＭ制御は、ＰＤＭ制御周期ＴＤがＰＷＭ制御周期ＴＷの一定周期分で行われるため、制御の簡略化に寄与する。

（４）ＰＤＭ制御において、ＰＤＭ制御周期ＴＤの後端側からオンパルスが順に間引かれてオンパルスの密度が調整される。つまり、ＰＤＭ制御周期ＴＤの後端側から単純にオンパルスが間引かれるため、このことでも制御の簡略化に寄与できる。

尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・ＰＤＭ制御周期ＴＤをＰＷＭ制御周期ＴＷの１０周期で一定に設定したが、ＰＷＭ制御周期ＴＷの周期数はこれに限らず、他の周期数に設定してもよい。また、ＰＷＭ制御周期ＴＷの所定周期一定とせず、その時々でＰＷＭ制御周期ＴＷの周期数を変更してもよい。

・ＰＤＭ制御周期ＴＤの後端から順にオンパルスを間引いたが、前端から順に間引いてもよく、適当な箇所から間引くようにしてもよい。この場合、オンパルス間の間隔が同様となるように（オンパルス間の間隔の差が小さくなるように）間引いてもよい。

・制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルス幅Ｗｍの算出が最小幅Ｗｍ０となるのを境にしてＰＷＭ制御とＰＤＭ制御との切り替えを行い、ＰＤＭ制御ではその最小幅Ｗｍ０を用いたが、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のオンが可能であれば、最小幅Ｗｍ０以外の所定幅を用いてもよい。また、ＰＷＭ制御とＰＤＭ制御とでオンパルス幅Ｗｍを継承させなくてもよく、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のオンが可能であればＰＤＭ制御において独自にオンパルス幅Ｗｍを設定してもよい。

・出力要求としての制御パルス信号Ｓ１，Ｓ２のオンパルス幅Ｗｍの算出値の大小に基づいて制御を切り替えるのではなく、電流検出器２１にて検出される出力電流Ｉｏ等の実出力値の大小や、出力電流設定器２２による出力電流目標値等の出力目標値の大小に基づいて制御を切り替えるようにしてもよい。

・電源装置１１はアーク溶接用電源装置であったが、アーク溶接以外のアーク加工用電源装置や、これ以外の他の電源装置であってもよい。
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）電源装置の出力電力の生成過程において、スイッチング素子のオンオフ動作により直流電力から高周波交流電力への電力変換を行うハーフブリッジ回路構成のインバータ回路に対し、前記スイッチング素子に制御パルス信号を出力してそのスイッチング素子のオンオフ動作を制御し、前記出力電力の制御を行う電源装置の制御方法であって、
前記スイッチング素子に出力する制御パルス信号のオンパルス幅を調整するＰＷＭ制御と、前記制御パルス信号のオンパルス幅をスイッチング素子が十分オン可能な所定幅としその制御パルス信号のオンパルスの密度を調整するＰＤＭ制御との制御が実施可能であり、所定出力要求より高出力側ではＰＷＭ制御を実施し、所定出力要求よりも低出力側ではＰＤＭ制御に切り替えて実施するようにしたことを特徴とする電源装置の制御方法。

１１ アーク溶接用電源装置（電源装置、アーク加工用電源装置）
１３ インバータ回路
２０ 制御回路
２０ｂ 制御切替部
Ｓ１，Ｓ２ 制御パルス信号
ＴＤ ＰＤＭ制御周期
ＴＷ ＰＷＭ制御周期
ＴＲ１，ＴＲ２ 第１，第２スイッチング素子
Ｗｍ オンパルス幅
Ｗｍ０ 最小幅（所定幅）
Ｗｍｘ 最大幅

Claims (3)

1. 電源装置の出力電力の生成過程において、第１及び第２スイッチング素子が交互にオンオフ動作することにより直流電力から高周波交流電力への電力変換を行うハーフブリッジ回路構成のインバータ回路と、
   前記第１及び第２スイッチング素子に制御パルス信号を出力してその第１及び第２スイッチング素子のオンオフ動作を制御し、前記出力電力の制御を行う制御回路と
   を備え、アーク加工用の直流出力電力を生成するように構成されたアーク加工用電源装置であって、
   前記制御回路は、前記第１及び第２スイッチング素子に出力する制御パルス信号のオンパルス幅を調整するＰＷＭ制御と、前記制御パルス信号のオンパルス幅を第１及び第２スイッチング素子が十分オン可能な所定幅としその制御パルス信号のオンパルスの密度を調整するＰＤＭ制御とが実施可能に構成され、
   前記制御回路の制御において、所定出力要求より高出力側では前記ＰＷＭ制御を行わせ、所定出力要求よりも低出力側では前記ＰＤＭ制御に切り替える制御切替部を備え、
   前記ＰＤＭ制御は、前記ＰＷＭ制御周期の一定周期分をＰＤＭ制御周期とし、そのＰＤＭ制御周期中のいずれかのオンパルスを間引いてオンパルスの密度を調整し、前記オンパルスを間引くにあたっては、前記第１スイッチング素子に出力する制御パルス信号と、前記第２スイッチング素子に出力する制御パルス信号とを同様に間引く
   ことを特徴とするアーク加工用電源装置。
2. 請求項１に記載のアーク加工用電源装置において、
   前記制御切替部は、前記制御パルス信号のオンパルス幅が最大幅から前記第１及び第２スイッチング素子が十分オン可能な最小幅まで前記ＰＷＭ制御を行わせ、それ以下の低出力要求時には前記制御パルス信号のオンパルス幅を最小幅で固定としつつそのオンパルスの密度を調整する前記ＰＤＭ制御に切り替えることを特徴とするアーク加工用電源装置。
3. 請求項１又は２に記載のアーク加工用電源装置において、
   前記ＰＤＭ制御は、前記ＰＤＭ制御周期の後端側からオンパルスを順に間引いてオンパルスの密度を調整することを特徴とするアーク加工用電源装置。