JPH0371218B2 - - Google Patents

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JPH0371218B2
JPH0371218B2 JP63042690A JP4269088A JPH0371218B2 JP H0371218 B2 JPH0371218 B2 JP H0371218B2 JP 63042690 A JP63042690 A JP 63042690A JP 4269088 A JP4269088 A JP 4269088A JP H0371218 B2 JPH0371218 B2 JP H0371218B2
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JP
Japan
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voltage
input
section
output
detector
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JP63042690A
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Japanese (ja)
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Haruo Moriguchi
Toshiichi Fujoshi
Masahiro Aoyama
Kunio Kano
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Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
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  • Rectifiers (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電圧の異なる複数の入力交流で駆動
可能なアーク機器に設けられるアーク電源装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an arc power supply device installed in an arc device that can be driven with a plurality of input alternating currents having different voltages.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、100V、200Vのいずれの商用交流電源で
も駆動可能なアーク溶接機、アーク溶断機などの
アーク機器には、たとえば定電流制御型の直流電
源装置として、第2図に示す構成のアーク電源装
置が設けられている。
Conventionally, arc devices such as arc welders and arc cutters that can be driven by either 100V or 200V commercial AC power supply have been equipped with an arc power supply device configured as shown in Figure 2, for example, as a constant current control type DC power supply device. is provided.

なお、第2図において、1,2は100V又は
200Vの単相交流電源に接続される1対の交流入
力端子、3,4は連動して切換えられる2個の入
力切換スイツチであり、100V接点a,a′、200V
接点b,b′を有する2接点切換スイツチからな
り、切換片が入力端子1に接続されている。
In addition, in Figure 2, 1 and 2 are 100V or
A pair of AC input terminals connected to a 200V single-phase AC power supply, 3 and 4 are two input changeover switches that are switched in conjunction, 100V contacts a, a', 200V
It consists of a two-contact changeover switch having contacts b and b', and the changeover piece is connected to input terminal 1.

5,6,7,8は入力端子1,2の入力交流を
整流する4個のダイオードであり、ダイオード5
のカソード及びダイオード6のアノードが入力端
子1に接続され、ダイオード7のカソードがダイ
オード6のカソードに接続され、かつ、ダイオー
ド7のアノード、ダイオード5のアノードにダイ
オード8のカソード、アーノドそれぞれが接続さ
れるとともに、ダイオード7のアノード、ダイオ
ード8のカソードの接続点がスイツチ3の接点b
に接続され、100Vの倍電圧整流及び200Vの全波
整流を行なう入力側整流器を形成している。
5, 6, 7, and 8 are four diodes that rectify the input AC of input terminals 1 and 2, and the diode 5
The cathode of the diode 7 and the anode of the diode 6 are connected to the input terminal 1, the cathode of the diode 7 is connected to the cathode of the diode 6, and the cathode and anode of the diode 8 are connected to the anode of the diode 7 and the anode of the diode 5, respectively. At the same time, the connection point between the anode of diode 7 and the cathode of diode 8 is contact point b of switch 3.
It is connected to the input side rectifier that performs 100V voltage doubler rectification and 200V full-wave rectification.

9,10は直列接続された平滑用の2個のコン
デンサであり、両コンデンサ9,10の直列回路
がダイオード7,8の直列回路に並列に設けら
れ、かつ、両コンデンサ9,10の接続点がスイ
ツチ3の接点aに接続されている。11,12は
コンデンサ9,10それぞれに並列に設けられた
均圧用の2個の抵抗であり、コンデンサ9,10
とともに入力側平滑回路を形成している。
9 and 10 are two smoothing capacitors connected in series, and the series circuit of both capacitors 9 and 10 is provided in parallel to the series circuit of diodes 7 and 8, and the connection point of both capacitors 9 and 10 is is connected to contact a of switch 3. Reference numerals 11 and 12 are two voltage equalizing resistors provided in parallel with the capacitors 9 and 10, respectively.
Together with this, they form an input-side smoothing circuit.

13,14はNPN型の2個のスイツチングト
ランジスタであり、トランジスタ13のエミツ
タ、トランジスタ14のコレクタが接続され、か
つ、トランジスタ13のコレクタがダイオード
6,7のカソードの接続点pに接続されるととも
に、トランジスタ14のエミツタがダイオード
5,8のアノードの接続点nに接続されている。
13 and 14 are two NPN type switching transistors, the emitter of transistor 13 and the collector of transistor 14 are connected, and the collector of transistor 13 is connected to the connection point p of the cathodes of diodes 6 and 7. At the same time, the emitter of the transistor 14 is connected to the connection point n of the anodes of the diodes 5 and 8.

15は1次巻線15a及び中間タツプ付き2次
巻線15bを備えた高周波出力用の変圧器であ
り、1次巻線15aの一端が直流除去用のコンデ
ンサ16を介してトランジスタ13,14の接続
点に接続されるとともに、1次巻線15aの他端
がコンデンサ9,10の接続点に接続されてい
る。
15 is a high frequency output transformer equipped with a primary winding 15a and a secondary winding 15b with an intermediate tap, and one end of the primary winding 15a is connected to the transistors 13 and 14 via a DC removal capacitor 16. The other end of the primary winding 15a is connected to the connection point of the capacitors 9 and 10.

17,18は出力側整流器を形成する2個のダ
イオードであり、アノードが2次巻線15bの両
端それぞれに接続されている。19は一端がダイ
オード17,18のカソードに接続された平滑用
のリアクトル、20はリアクトル19の他端に接
続された被処理物、21は被処理物20とともに
アーク負荷を形成するトーチ電極であ、電流検出
器22を介して2次巻線15bの中間タツプに接
続されている。
Two diodes 17 and 18 form an output rectifier, and their anodes are connected to both ends of the secondary winding 15b, respectively. 19 is a smoothing reactor whose one end is connected to the cathodes of diodes 17 and 18, 20 is a workpiece connected to the other end of the reactor 19, and 21 is a torch electrode that forms an arc load together with the workpiece 20. , is connected via a current detector 22 to the intermediate tap of the secondary winding 15b.

23はトランジスタ13,14のベースに1〜
20KHzの高周波スイツチングの駆動信号を出力す
るインバータ駆動回路であり、起動スイツチ24
の接点信号及び検出器22の電流検出信号が入力
され、スイツチ24の接点信号にもとづき、トラ
ンジスタ13,14の駆動制御の開始、終了が制
御され、かつ、検出器22の検出信号にもとづ
き、トランジスタ13,14のスイツチングを制
御してアーク負荷を流れる負荷電流を定電流にフ
イードバツク制御する。
23 is the base of transistors 13 and 14.
This is an inverter drive circuit that outputs a 20KHz high frequency switching drive signal, and the start switch 24
The contact signal of the switch 24 and the current detection signal of the detector 22 are inputted, and the start and end of drive control of the transistors 13 and 14 are controlled based on the contact signal of the switch 24. 13 and 14 are controlled to feedback-control the load current flowing through the arc load to a constant current.

25は中間タツプ付き1次巻線25a及び2次
巻線25bを備えた駆動回路23の電源用変圧器
であり、1次巻線25aの中間タツプ、一端スイ
ツチ4の接点a′,b′それぞれに接続されるととも
に1次巻線25aの他端が入力端子2に接続さ
れ、かつ、2次巻線25bの両端が駆動回路23
に接続されている。
Reference numeral 25 designates a power transformer for the drive circuit 23, which has a primary winding 25a with an intermediate tap and a secondary winding 25b. The other end of the primary winding 25a is connected to the input terminal 2, and both ends of the secondary winding 25b are connected to the drive circuit 23.
It is connected to the.

そして、入力端子1,2に供給される入力交流
の100V、200Vにもとづき、予め、手動操作によ
つてスイツチ3,4が接点a,a′又は接点b,
b′に切換えられる。
Based on the input AC of 100V and 200V supplied to the input terminals 1 and 2, the switches 3 and 4 are set to contacts a, a' or contact b, by manual operation in advance.
b′.

すなわち、入力交流が100Vの電源交流の場合
は、スイツチ3,4が接点a,a′に切換えられ、
入力交流がダイオード5,6及びコンデンサ9,
10の全波型2倍電圧整流により、倍電圧整流さ
れて直流に変換され、接続点p,n間に(100V
×√2×2≒)290Vの直流電圧が発生する。
That is, when the input AC is 100V power AC, switches 3 and 4 are switched to contacts a and a',
The input AC is connected to diodes 5, 6 and capacitor 9,
10 full-wave type double voltage rectification, the voltage is doubled and converted to DC, and a voltage of (100V) is applied between the connection points p and n.
×√2×2≒) A DC voltage of 290V is generated.

そして、接続点p,n間の直流電圧がトランジ
スタ13,14の直列回路に印加されるととも
に、駆動回路23の駆動信号によつてトランジス
タ13,14が相互に逆に高周波スイツチング
し、コンデンサ16を介して1次巻線15aに高
周波電圧が印加される。
Then, the DC voltage between the connection points p and n is applied to the series circuit of the transistors 13 and 14, and the transistors 13 and 14 are high-frequency switched in reverse by the drive signal of the drive circuit 23, and the capacitor 16 is A high frequency voltage is applied to the primary winding 15a through the primary winding 15a.

さらに、1次巻線15aの高周波の印加電圧に
もとづいて2次巻線15bに高周波交流が誘起さ
れるととももに、2次巻線15bの高周波交流が
ダイオード17,18、リアクトル19によつて
整流、平滑され、被処理物20、トーチ電極21
のアーク負荷に直流出力が供給される。
Furthermore, high frequency AC is induced in the secondary winding 15b based on the high frequency voltage applied to the primary winding 15a, and the high frequency AC in the secondary winding 15b is caused by the diodes 17, 18 and the reactor 19. The object to be treated 20 and the torch electrode 21 are rectified and smoothed.
DC output is supplied to the arc load.

また、アーク負荷を流れる負荷電流が検出器2
2によつて検出され、検出器22から駆動回路2
3に負荷電流に比例した検出信号が出力される。
Also, the load current flowing through the arc load is detected by the detector 2.
from the detector 22 to the drive circuit 2.
3, a detection signal proportional to the load current is output.

ところで、駆動回路23は2次巻線25bの出
力交流にもとづいて動作し、スイツチ24の起動
操作の接点信号の入力により、トランジスタ1
3,14の駆動制御を開始する。
By the way, the drive circuit 23 operates based on the output alternating current of the secondary winding 25b, and by inputting a contact signal for starting operation of the switch 24, the transistor 1
3 and 14 start drive control.

そして、検出器22の検出信号が内部設定され
た基準信号に一致するように、駆動回路23がト
ランジスタ13,14のスイツチング周波数を制
御し、負荷電流が定電流にフイードバツク制御さ
れる。
Then, the drive circuit 23 controls the switching frequencies of the transistors 13 and 14 so that the detection signal of the detector 22 matches an internally set reference signal, and the load current is feedback-controlled to a constant current.

一方、入力交流が200Vの電源交流の場合は、
スイツチ3,4が接点b,b′に切換えられ、入力
交流がダイオード5〜8の全波整流及びコンデン
サ9,10の平滑によつて直流に変換され、この
場合も、接続点p,n間に(200V×√2≒)
290Vの直流電圧が発生する。
On the other hand, if the input AC is a 200V power supply AC,
Switches 3 and 4 are switched to contacts b and b', and the input AC is converted to DC by full-wave rectification by diodes 5 to 8 and smoothing by capacitors 9 and 10, and in this case also between connection points p and n. (200V×√2≒)
A DC voltage of 290V is generated.

そして、トランジスタ13,14、変圧器1
5、ダイオード17,18、リアクトル19及び
検出器22、駆動回路23により、100Vの電源
交流の場合と同様にしてアーク負荷に直流出力が
供給される。
And transistors 13 and 14, transformer 1
5. The diodes 17 and 18, the reactor 19, the detector 22, and the drive circuit 23 supply DC output to the arc load in the same way as in the case of a 100V AC power source.

また、スイツチ4が接点b′に切換えられること
により、2次巻線25bに100Vの電源交流の場
合と同一電圧の交流が発生し、駆動回路23に定
格電圧の出力交流が供給され、駆動回路23が正
常に動作する。
In addition, by switching the switch 4 to contact b', AC of the same voltage as in the case of 100V power supply AC is generated in the secondary winding 25b, and the output AC of the rated voltage is supplied to the drive circuit 23, and the drive circuit 23 works normally.

なお、スイツチ24の起動操作及び停止操作の
接点信号にもとずき、駆動回路23によるトラン
ジスタ13,14の制御の開始及び停止が制御さ
れ、負荷の直流供給が制御される。
In addition, based on the contact signal of the start operation and stop operation of the switch 24, the start and stop of control of the transistors 13 and 14 by the drive circuit 23 is controlled, and the DC supply to the load is controlled.

また、定電圧制御型の直流電源装置として設け
られる従来のアーク電源装置は、ほぼ第2図の検
出器22を電圧検出器に置き換えて形成されてい
る。
Further, a conventional arc power supply device provided as a constant voltage control type DC power supply device is formed by substantially replacing the detector 22 in FIG. 2 with a voltage detector.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで、前記従来のアーク電源装置の場合、
入力交流の電圧に応じてスイツチ3,4などの操
作スイツチを切換える必要があり、煩しい操作を
要するとともに、たとえば200Vの入力交流の場
合にスイツチ3,4を接点a,a′に誤切換えする
と、高い入力電圧によつて装置の各回路部が破損
する問題点がある。
By the way, in the case of the conventional arc power supply device,
It is necessary to change the operating switches such as switches 3 and 4 according to the input AC voltage, which requires cumbersome operation, and if the switches 3 and 4 are mistakenly switched to contacts a and a' when the input AC is 200V, for example. However, there is a problem that each circuit part of the device may be damaged due to high input voltage.

また、100Vの入力交流の場合、コンデンサイ
ンプツト型の構成で2倍電圧整流が行われ、この
とき、コンデンサの充、放電にもとづき、正弦波
形の入力交流のほぼ正、負のピークレベル部分の
みがコンデンサ9,10を流れて用いられ、高周
波交流に変換して変換効率を高めても、たとえば
容量の小さな100Vの単相交流電源の入力時には、
十分な直流をアーク機器に供給できず、電源装置
を含めた機器の力率が低くなる問題点があり、し
かも、入力交流の波形歪みが生じ、同一の交流電
源で動作する他の機器に悪影響を与える問題点が
ある。
In addition, in the case of an input AC of 100V, double voltage rectification is performed using a capacitor input type configuration, and at this time, based on the charging and discharging of the capacitor, only the approximately positive and negative peak level portions of the sinusoidal input AC are rectified. Even if the current flows through the capacitors 9 and 10 and is converted into high-frequency AC to improve conversion efficiency, for example, when inputting a small-capacity 100V single-phase AC power supply,
There is a problem in that sufficient DC cannot be supplied to the arc equipment, resulting in a low power factor of equipment including the power supply.Furthermore, the waveform distortion of the input AC occurs, which has an adverse effect on other equipment that operates on the same AC power supply. There is a problem with this.

本発明は、入力交流の電圧に応じた切換操作な
どを省いて操作性を向上するとともに、入力交流
の利用効率の向上及び入力交流の波形歪みの解消
を図るようにしたアーク電源装置を提供すること
を目的としている。
The present invention provides an arc power supply device that improves operability by omitting switching operations depending on the voltage of input AC, improves utilization efficiency of input AC, and eliminates waveform distortion of input AC. The purpose is to

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

前記目的を達成するための手段を、実施例に対
応する第1図を参照して以下に説明する。
Means for achieving the above object will be explained below with reference to FIG. 1, which corresponds to an embodiment.

本発明は、入力交流を整流して直流に変換する
入力整流部としての整流器26と、 前記整流器26の直流出力端子間に直列に設け
られたリアクトル27及び半導体スイツチング素
子としてのスイツチングトランジスタ28と、 前記リアクトル27と前記トランジスタ28と
の接続点の電圧が逆流防止用のダイオード29を
介して注入される平滑コンデンサ部30と、 前記平滑コンデンサ部30の平滑出力を高周波
交流に変換する高周波変換部31と、 前記高周波交流を整流、平滑してアーク負荷に
供給する出力整流平滑部32と、 前記コンデンサ部30の平滑電圧を検出する電
圧検出器33と、 前記検出器33の検出信号と基準信号とにもと
づき前記トランジスタ28に高周波スイツチング
用の駆動信号を供給し、前記平滑電圧を定電圧制
御する制御部としてのアクテイブフイルタ制御回
路34と を備えたことを特徴とするアーク電源装置を提供
すものである。
The present invention includes a rectifier 26 as an input rectifier that rectifies input alternating current and converts it into direct current, a reactor 27 provided in series between the direct current output terminals of the rectifier 26, and a switching transistor 28 as a semiconductor switching element. , a smoothing capacitor section 30 into which the voltage at the connection point between the reactor 27 and the transistor 28 is injected via a diode 29 for preventing backflow; and a high-frequency converter section that converts the smoothed output of the smoothing capacitor section 30 into high-frequency alternating current. 31, an output rectifying and smoothing section 32 that rectifies and smoothes the high frequency alternating current and supplies it to the arc load, a voltage detector 33 that detects the smoothed voltage of the capacitor section 30, and a detection signal and a reference signal of the detector 33. Based on the above, the present invention provides an arc power supply device comprising an active filter control circuit 34 serving as a control section for supplying a drive signal for high frequency switching to the transistor 28 and controlling the smoothed voltage at a constant voltage. It is.

〔作用〕[Effect]

したがつて、検出器33の検出信号にもとづ
き、トランジスタ28のスイツチング周波数が可
変されてコンデンサ部30の平滑電圧が定電圧制
御され、入力交流の電圧によらず、平滑電圧が一
定電圧に保持され、該一定電圧の平滑出力にもと
づき、変換部31、整流平滑部32の動作によつ
てアーク負荷に直流出力が供給される。
Therefore, based on the detection signal of the detector 33, the switching frequency of the transistor 28 is varied to control the smoothed voltage of the capacitor section 30 at a constant voltage, and the smoothed voltage is maintained at a constant voltage regardless of the input AC voltage. Based on the smoothed output of the constant voltage, a DC output is supplied to the arc load by the operation of the converting section 31 and the rectifying and smoothing section 32.

そして、トランジスタ28の高周波スイツチン
グにもとづくリアクトル27の充,放電により、
整流器26の整流出力にリアクトル27の蓄積エ
ネルギーが重畳されてコンデンサ部30にくり返
し注入され、入力交流の全期間にコンデンサ部3
0の充電がくり返されて入力交流の利用交率が向
上する。
Then, due to the charging and discharging of the reactor 27 based on the high frequency switching of the transistor 28,
The accumulated energy of the reactor 27 is superimposed on the rectified output of the rectifier 26 and is repeatedly injected into the capacitor section 30, so that the rectified output of the rectifier 26 is repeatedly injected into the capacitor section 30.
0 charging is repeated and the usage rate of input AC is improved.

しかも、トランジスタ28の高周波スイツチン
グによつて入力交流が整流器26を介して常時装
置内を流れ、入力交流の波形歪みが防止される。
Furthermore, due to the high frequency switching of the transistor 28, the input AC is constantly flowing through the device through the rectifier 26, thereby preventing waveform distortion of the input AC.

〔実施例〕〔Example〕

つぎに、本発明を、その1実施例を示した第1
図とともに詳細に説明する。
Next, the present invention will be described in a first embodiment showing one embodiment thereof.
This will be explained in detail with reference to figures.

第1図において、第2図と同一記号は同一のも
のを示し、26は入力端子1,2の入力交流を整
流する整流器であり、全波又は半波のダイオード
整流器からなり、入力整流部を形成し、入力交流
に応じた大きさの整流出力を正,負出力端子
(+),(−)から出力する。27,28は出力端
子(+),(−)間に直列に設けられたリアクト
ル、NPN型のスイツチングトランジスタであり、
半導体スイツチング素子を形成するトランジスタ
28のコレクタがリアクトル27を介して出力端
子(+)に接続されるとともに、トランジスタ2
8のエミツタが電流検出器35を介して出力端子
(−)に接続されている。36はリアクトル27、
トランジスタ28、検出器35の直列回路に並列
に設けられたサージ吸収用のコンデンサである。
In Fig. 1, the same symbols as in Fig. 2 indicate the same things, and 26 is a rectifier that rectifies the input AC of input terminals 1 and 2, and is composed of a full-wave or half-wave diode rectifier. A rectified output of a magnitude corresponding to the input AC is output from the positive and negative output terminals (+) and (-). 27 and 28 are reactors and NPN type switching transistors installed in series between the output terminals (+) and (-),
The collector of the transistor 28 forming the semiconductor switching element is connected to the output terminal (+) via the reactor 27, and the collector of the transistor 28 is connected to the output terminal (+) via the reactor 27.
The emitter No. 8 is connected to the output terminal (-) via the current detector 35. 36 is reactor 27,
This is a surge absorbing capacitor provided in parallel with the series circuit of the transistor 28 and the detector 35.

29はアノードがリアクトル27とトランジス
タ28のコレクタとの接続点に接続された逆流防
止用のダイオード、37,38は平滑部30を形
成する平滑用の2個のコンデンサであり、ダイオ
ード29のカソードとトランジスタ27のエミツ
タとの間に直列に設けられ、ダイオード29のカ
ソードとコンデンサ37との接続点Pがトランジ
スタ13のコレクタに接続され、コンデンサ38
とトランジスタ27のエミツタとの接続点Nがト
ランジスタ14のエミツタに接続されている。3
3は接続点P,N間に設けられた電圧検出器であ
り、接続点P,N間の平滑電圧に比例した電圧検
出信号を出力する。
29 is a backflow prevention diode whose anode is connected to the connection point between the reactor 27 and the collector of the transistor 28; 37 and 38 are two smoothing capacitors forming the smoothing section 30; The connection point P between the cathode of the diode 29 and the capacitor 37 is connected to the collector of the transistor 13, and the capacitor 38 is connected in series with the emitter of the transistor 27.
A connection point N between and the emitter of the transistor 27 is connected to the emitter of the transistor 14. 3
A voltage detector 3 is provided between the connection points P and N, and outputs a voltage detection signal proportional to the smoothed voltage between the connection points P and N.

39は接続点P,N間に生じた平滑部30の平
滑出力が供給されるDC/DCコンバータ回路であ
り、後述のインバータ駆動回路及びアクテイブフ
イルタ制御回路に駆動直流を供給する。34はト
ランジスタ28の駆動制御用のアクテイブフイル
タ型制御回路であり、コンバータ回路39からの
給電によつて駆動されるデジタル制御回路からな
り、検出器33の電圧検出信号と内部設定された
平滑電圧の定電圧制御基準信号との差分に応じて
オン期間又は周波数が変化する高周波のスイツチ
ング駆動信号をトランジスタ28のベースに供給
するとともに、検出器35の電流検出信号と内部
設定された過負荷基準信号との比較にもとづき、
スイツチング駆動信号のオン期間又は周波数をト
ランジスタ28が過負荷状態にならない範囲に制
限する。
A DC/DC converter circuit 39 is supplied with the smoothed output of the smoothing section 30 generated between the connection points P and N, and supplies driving DC to an inverter drive circuit and an active filter control circuit, which will be described later. Reference numeral 34 denotes an active filter type control circuit for controlling the drive of the transistor 28, which is a digital control circuit driven by power supplied from the converter circuit 39, and is connected to the voltage detection signal of the detector 33 and the internally set smoothing voltage. A high frequency switching drive signal whose on period or frequency changes depending on the difference from the constant voltage control reference signal is supplied to the base of the transistor 28, and a current detection signal of the detector 35 and an internally set overload reference signal are supplied to the base of the transistor 28. Based on the comparison of
The on period or frequency of the switching drive signal is limited to a range that does not cause the transistor 28 to become overloaded.

40は第2図の駆動回路23の代りに設けられ
たインバータ駆動回路であり、トランジスタ1
3,14,変圧器15、検出器22などとともに
フイードバツク制御型の高周波変換部31を形成
し、コンバータ回路39からの給電によつて駆動
され、駆動回路23と同様に動作してトランジス
タ13,14に駆動信号を出力する。32はダイ
オード17,18及びリアクトル19が形成する
出力整流平滑部であり、変換部31の高周波交流
を整流、平滑し、被処理物20、トーチ電極21
のアーク負荷に定電流制御された直流を供給す
る。
40 is an inverter drive circuit provided in place of the drive circuit 23 in FIG.
3, 14, transformer 15, detector 22, etc., form a feedback control type high frequency converter 31, which is driven by power supplied from a converter circuit 39, operates in the same manner as the drive circuit 23, and converts the transistors 13, 14. Outputs a drive signal to. Reference numeral 32 denotes an output rectifying and smoothing section formed by diodes 17 and 18 and a reactor 19, which rectifies and smoothes the high frequency alternating current of the converting section 31.
Supplies constant current controlled DC to the arc load.

そして、入力端子1,2に入力された100V又
は200Vの電源交流は整流器26で整流され、こ
のとき、出力端子(+),(−)間には、電源交流
すなわち入力交流に比例した大きさの整流出力が
生じる。
Then, the 100V or 200V power AC input to the input terminals 1 and 2 is rectified by the rectifier 26, and at this time, between the output terminals (+) and (-), there is a voltage proportional to the power AC, that is, the input AC. A rectified output of

また、制御回路34の駆動信号により、トラン
ジスタ28が電源交流より十分高い周波数で高周
波スイツチングし、トランジスタ28のオン期間
には、リアクトル27を介してトランジスタ28
に整流出力の電流が流れ、リアクトル27に図示
の矢印方向の極性のエネルギーが蓄積され、トラ
ンジスタ29のオフ期間には、蓄積されたエネル
ギーにもとづいてリアクトル27に逆極性の電圧
が発生し、このとき、整流出力の電圧にリアクト
ル27の電圧を重畳した高い電圧により、入力交
流の正,負のピーク値以外の期間、たとえばゼロ
クロス電圧付近の期間であつても、コンデンサ3
7,38が充電される。
In addition, the drive signal from the control circuit 34 causes the transistor 28 to perform high frequency switching at a frequency sufficiently higher than the AC power source, and during the ON period of the transistor 28, the transistor 28 is switched through the reactor 27.
A rectified output current flows through the reactor 27, and energy with the polarity in the direction of the arrow shown in the figure is accumulated in the reactor 27. During the off period of the transistor 29, a voltage with the opposite polarity is generated in the reactor 27 based on the accumulated energy. At this time, due to the high voltage obtained by superimposing the voltage of the reactor 27 on the voltage of the rectified output, the capacitor 3
7,38 are charged.

そして、コンデンサ37,38によつて整流出
力が平滑され、コンデンサ部30から変換部31
及びコンバータ回路39に、平滑出力が供給され
る。
Then, the rectified output is smoothed by capacitors 37 and 38, and from the capacitor section 30 to the conversion section 31.
The smoothed output is supplied to the converter circuit 39.

ところで、コンデンサ37,38の両端間の電
圧、すなわち接続点P,N間の接続電圧が検出器
33で検出され、検出器33から制御回路34
に、平滑電圧に比例した電圧検出信号が出力され
る。
By the way, the voltage between both ends of the capacitors 37 and 38, that is, the connection voltage between the connection points P and N is detected by the detector 33, and is transmitted from the detector 33 to the control circuit 34.
A voltage detection signal proportional to the smoothed voltage is output.

そして、制御回路34は検出器33の検出信号
と平滑電圧の定電圧制御基準信号とをデジタル的
に誤差増幅し、検出信号が基準信号に一致するよ
うに、パルス幅変調又は周波数変調によつてトラ
ンジスタ28への駆動信号のオン期間又は周波数
を可変制御し、平滑出力の電圧をトランジスタ1
3,14などが破損されない電圧内の一定電圧に
フイードバツク制御する。
Then, the control circuit 34 digitally amplifies the error between the detection signal of the detector 33 and the constant voltage control reference signal of the smoothed voltage, and performs pulse width modulation or frequency modulation so that the detection signal matches the reference signal. The on period or frequency of the drive signal to the transistor 28 is variably controlled, and the voltage of the smoothed output is adjusted to the transistor 1.
3, 14, etc. are feedback controlled to a constant voltage within the voltage range that will not damage them.

したがつて、入力交流が100V、200Vのいずれ
の電源交流であつても、リアクトル27、トラン
ジスタ28、制御回路34によ、平滑電圧が一定
電圧になるようにコンデンサ部30に入力される
整流出力がフイルタ制限され、フイルタ部30か
ら変換部31に出力され平滑出力、すなわち直流
出力の電圧が一定電圧に保持される。
Therefore, regardless of whether the input AC is 100V or 200V power supply AC, the rectified output input to the capacitor unit 30 is controlled by the reactor 27, transistor 28, and control circuit 34 so that the smoothed voltage becomes a constant voltage. is filter-limited, and is output from the filter section 30 to the conversion section 31, and the smoothed output, that is, the voltage of the DC output, is maintained at a constant voltage.

なお、過電流によるトランジスタ28の破損を
防止するため、制御回路34には検出器33の検
出信号とともに検出器35の検出信号が入力さ
れ、検出器35の検出信号、すなわち整流出力の
電流に比例した検出信号と過負荷基準信号とのデ
ジタル比較にもとづき、トランジスタ28を通流
する電流が基準信号の電流値を超えないように、
トランジスタ26の駆動信号のオン期間又は周波
数の可変が制限される。
Note that in order to prevent damage to the transistor 28 due to overcurrent, the detection signal of the detector 35 is inputted to the control circuit 34 together with the detection signal of the detector 33, and the detection signal of the detector 35, that is, the current of the rectified output is proportional to the detection signal of the detector 35. Based on the digital comparison between the detected signal and the overload reference signal, the current flowing through the transistor 28 is controlled so that it does not exceed the current value of the reference signal.
Variation of the on period or frequency of the drive signal of the transistor 26 is limited.

そして、変換部31、整流平滑部32の動作に
より、アーク負荷に定電流制御された直流が供給
され、このとき、入力交流の電圧が100V,200V
のいずれであつても、変換部31、整流平滑部3
2などの破損が生じない。
Then, by the operation of the converting section 31 and the rectifying and smoothing section 32, constant current controlled DC is supplied to the arc load, and at this time, the input AC voltage is 100V, 200V.
In either case, the converting section 31, the rectifying and smoothing section 3
No damage such as 2 will occur.

また、トランジスタ28の高周波スイツチング
とリアクトル27の蓄積エネルギーの放出とにも
とづき、入力交流の正、負ピーク値付近以外の部
分でも、コンデンサ37,38がくり返し充電さ
れて入力交流が利用され、入力交流の利用効率が
向上してアーク機器の力率が向上する。
Furthermore, based on the high frequency switching of the transistor 28 and the release of the stored energy of the reactor 27, the capacitors 37 and 38 are repeatedly charged and the input AC is utilized even in areas other than near the positive and negative peak values of the input AC. The power factor of the arc equipment improves by improving the usage efficiency of the arc equipment.

しかも、トランジスタ28の高周波スイツチン
グにもとづき、整流器26を介した入力交流が常
時装置内を流れ、入力交流の波形歪みが防止され
て他の機器への悪影響が防止される。
Furthermore, based on the high-frequency switching of the transistor 28, the input AC via the rectifier 26 constantly flows through the device, preventing waveform distortion of the input AC and adversely affecting other equipment.

なお、前記実施例では、入力交流として100V
と200Vのいずれかの電源交流が入力される場合
について説明したが、入力交流として、実施例と
異なる2種類の交流、たとえば200Vと400Vの交
流のいずれか又は、3種類以上の交流のいずれか
が入力される場合に適用できので勿論である。
In addition, in the above embodiment, the input AC is 100V.
Although we have explained the case where either power supply AC of 200V or 200V is input, the input AC may be either two types of AC different from the examples, for example, 200V or 400V AC, or any of three or more types of AC. Of course, this can be applied when the input is input.

また、前記実施例ではアーク負荷に供給する直
流を定電流制御したが、たとえば検出器22の代
わりに電圧検出器を設け、定電圧制御してもよ
い。
Further, in the embodiment described above, the direct current supplied to the arc load is controlled at a constant current, but a voltage detector may be provided in place of the detector 22, and constant voltage control may be performed.

さらに、各部の構成は実施例に限定されるもの
ではなく、たとえば半導体スイツチング素子とし
てスイツチングトランジスタ以外の半導体スイツ
チング素子を用いてもよい。
Further, the configuration of each part is not limited to the embodiment, and for example, a semiconductor switching element other than a switching transistor may be used as the semiconductor switching element.

そして、アーク溶接機、アーク切断機及びアー
ク灯装置などの種々のアーク機器の直流電源装置
に適用できるのは勿論である。
Of course, the present invention can be applied to DC power supply devices for various arc devices such as arc welders, arc cutting machines, and arc lamp devices.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明のアーク電源装置による
と、半導体スイツチング素子の高周波スイツチン
グの制御によ、入力交流の電圧によらず、平滑コ
ンデンサ部の平滑電圧が定電圧制御され、入力交
流の電圧に応じた切換操作を省き、操作性を向上
することができるとともに、リアクトルの蓄積エ
ネルギーを利用して入力交流の全期間に平滑コン
デンサ部を充電し、入力交流の利用効率を向上し
て装置を含むアーク機器の力率を向上することが
でき、しかも、入力交流の波形歪みを防止して他
の機器への悪影響を防止することができるもので
ある。
As described above, according to the arc power supply device of the present invention, by controlling the high frequency switching of the semiconductor switching element, the smoothed voltage of the smoothing capacitor section is controlled at a constant voltage, regardless of the input AC voltage, and the It is possible to improve operability by eliminating the corresponding switching operation, and the smoothing capacitor section is charged during the entire period of input AC using the stored energy of the reactor, improving the utilization efficiency of input AC and including the device. It is possible to improve the power factor of arc equipment, and to prevent waveform distortion of input AC, thereby preventing adverse effects on other equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のアーク電源装置の1実施例の
ブロツク結線図、第2図は従来のアーク電源装置
のブロツク結線図である。 26…整流器、27…リアクトル、28…スイ
ツチングトランジスタ、29…逆流防止用のダイ
オード、30…平滑コンデンサ部、31…高周波
変換部、32…出力整流平滑部、33…電圧検出
器、34…アクテイブフイルタ制御回路。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the arc power supply according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a conventional arc power supply. 26... Rectifier, 27... Reactor, 28... Switching transistor, 29... Diode for backflow prevention, 30... Smoothing capacitor section, 31... High frequency conversion section, 32... Output rectification and smoothing section, 33... Voltage detector, 34... Active Filter control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 入力交流を整流して直流に変換する入力整流
部と、 前記入力整流部の直流出力端子間に直列に設け
られたリアクトル及び半導体スイツチング素子
と、 前記リアクトルと前記スイツチング素子との接
続点の電圧が逆流防止用のダイオードを介して注
入される平滑コンデンサ部と、 前記平滑コンデンサ部の平滑出力を高周波交流
に変換する高周波変換部と、 前記高周波交流を整流、平滑してアーク負荷に
供給する出力整流平滑部と、 前記コンデンサ部の平滑電圧を検出する電圧検
出器と、 前記検出器の検出信号と基準信号とにもとづき
前記スイツチング素子に高周波スイツチング用の
駆動信号を供給し、前記平滑電圧を定電圧制御す
る制御部と を備えたことを特徴とするアーク電源装置。
[Scope of Claims] 1. An input rectifier that rectifies input alternating current and converts it into direct current; a reactor and a semiconductor switching element provided in series between the DC output terminals of the input rectifier; and the reactor and the switching element. a smoothing capacitor section into which the voltage at the connection point is injected through a diode for backflow prevention; a high frequency conversion section that converts the smoothed output of the smoothing capacitor section into high frequency alternating current; and a high frequency converting section that rectifies and smoothes the high frequency alternating current. an output rectifying and smoothing section that supplies the arc load; a voltage detector that detects the smoothed voltage of the capacitor section; and a voltage detector that supplies a drive signal for high-frequency switching to the switching element based on the detection signal of the detector and a reference signal. , and a control section that controls the smoothed voltage at a constant voltage.
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