JPH0556234B2 - - Google Patents

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JPH0556234B2
JPH0556234B2 JP17197583A JP17197583A JPH0556234B2 JP H0556234 B2 JPH0556234 B2 JP H0556234B2 JP 17197583 A JP17197583 A JP 17197583A JP 17197583 A JP17197583 A JP 17197583A JP H0556234 B2 JPH0556234 B2 JP H0556234B2
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JP
Japan
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circuit
inverter
output
capacitor
signal
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JP17197583A
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Taketoshi Toda
Toshiaki Nakamata
Susumu Yamaji
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Daihen Corp
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Daihen Corp
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Publication of JPH0556234B2 publication Critical patent/JPH0556234B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/06Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (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、直流電源の出力をインバータ回路に
より一旦高周波交流に変換した後に再び直流に変
換する方式の溶接用電源装置に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a welding power supply device that uses an inverter circuit to convert the output of a DC power supply into high-frequency AC and then converts it back into DC.

<従来の技術> 商用交流電源を整流し直流出力を得る直流電源
回路とこの直流電源回路の出力を高周波交流に変
換するインバータ回路と、このインバータ回路の
出力を溶接に適した電圧に変換する変圧器と、こ
の変圧器の出力を再度整流して直流出力を得る整
流回路とを備えたインバータ方式の溶接用電源装
置は、インバータの動作周波数を高くすることに
よつて使用する変圧器や出力平滑回路を小形化す
ることが可能であり、溶接機全体の小形、軽量化
を可能とすることができる。しかし、この種溶接
用電源に用いられるインバータは変圧器によつて
出力を取り出す構造となつているために、もしイ
ンバータ回路の出力波形の正負にアンバランスが
発生すると、この正負出力の差分に相当する直流
分によつて変圧器鉄心が飽和して大きな励磁電流
が流れるようになる。特に溶接用電源において
は、出力電流が大きいために過電流に弱い半導体
スイツチング素子を用いるインバータ方式を採用
するときには、この磁気飽和を防止することが重
要な要件となる。
<Conventional technology> A DC power supply circuit that rectifies a commercial AC power source to obtain a DC output, an inverter circuit that converts the output of this DC power supply circuit to high-frequency AC, and a transformer that converts the output of this inverter circuit to a voltage suitable for welding. The inverter-type welding power supply device is equipped with a rectifier circuit that re-rectifies the output of this transformer to obtain a DC output. The circuit can be made smaller, and the entire welding machine can be made smaller and lighter. However, since the inverter used in this type of welding power source is structured to take out the output using a transformer, if an imbalance occurs between the positive and negative output waveforms of the inverter circuit, the difference between the positive and negative outputs will correspond to the difference between the positive and negative outputs. The DC component of the transformer saturates the transformer core, causing a large excitation current to flow. Particularly in a welding power source, when an inverter system using a semiconductor switching element, which has a large output current and is susceptible to overcurrent, is adopted, it is important to prevent magnetic saturation.

従来はこの磁気飽和を防止する手段としては、
インバータの出力回路に直流阻止用のコンデンサ
を出力変圧器の一次巻線と直列に接続したコンデ
ンサ結合式とする方式が採用されている。
Conventionally, as a means to prevent this magnetic saturation,
The output circuit of the inverter uses a capacitor-coupled system in which a DC blocking capacitor is connected in series with the primary winding of the output transformer.

<発明が解決しようとする問題点> しかしこのコンデンサ結合式とした場合にはイ
ンバータが一旦動作状態にあつた後に停止し、再
び起動するときに、先の動作中にコンデンサに充
電されていた残留電荷のために変圧器に印加され
る電圧がコンデンサの端子電圧分だけシフトした
正負アンバランスの交流電圧となる。この結果、
直流阻止用コンデンサを設けたために逆に再起動
時に変圧器鉄心の飽和現象を誘発することがあつ
た。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the case of this capacitor-coupled type, when the inverter is once in operation, then stopped, and then restarted, the residual charge that had been charged in the capacitor during the previous operation is removed. Due to the charge, the voltage applied to the transformer becomes an unbalanced alternating voltage between positive and negative, shifted by the terminal voltage of the capacitor. As a result,
On the other hand, the installation of a DC blocking capacitor sometimes induced saturation of the transformer core upon restart.

このために出力用の変圧器はこの過渡的な飽和
が発生しないように十分に大きな断面積の鉄心を
用意することが必要となり、インバータ方式によ
つて取扱う周波数を高くして小形軽量化せんとし
た効果が相殺されてしまい実用的価値の少ないも
のとなる欠点があつた。
For this reason, it is necessary for the output transformer to have an iron core with a sufficiently large cross-sectional area to prevent this transient saturation, and it is necessary to use an inverter system to increase the frequency handled and make it smaller and lighter. However, the disadvantage was that the effects offset each other, making it of little practical value.

<問題点を解決するための手段> 本発明は、上記のようなコンデンサ結合変圧器
出力式のインバータ回路を有する溶接用電源にお
いて直流阻止用コンデンサの残留電荷をインバー
タ停止直後に放電するようにし、またこのコンデ
ンサの放電中はインバータの再起動を禁止するよ
うにした溶接用電源装置を提供するものである。
<Means for Solving the Problems> The present invention provides a welding power source having a capacitor-coupled transformer output type inverter circuit as described above, in which the residual charge of the DC blocking capacitor is discharged immediately after the inverter is stopped, Another object of the present invention is to provide a welding power supply device that prohibits restarting the inverter while the capacitor is discharging.

<実施例> 第1図に本発明の溶接用電源の接続図を示す。
同図において1は交流電源であり、通常単相また
は3相の商用交流電源が用いられる。2は交流電
源1からの電力を直流に変換するための整流回
路、3は整流回路2の直流出力を高周波交流に変
換するためのインバータ回路であり、スイツチン
グ素子31と34およびスイツチング素子32と
33とをそれぞれ一組として交互に導通・遮断す
ることによりスイツチング素子31と34および
スイツチング素子32と33との各直列接続点の
間から交流出力を得るものである。35は直流阻
止用コンデンサ、36は出力取り出し用変圧器で
あり直列接続されたコンデンサ35と変圧器36
とによつてコンデンサ結合変圧器出力式の出力回
路を構成している。
<Example> FIG. 1 shows a connection diagram of a welding power source of the present invention.
In the figure, reference numeral 1 denotes an AC power source, and usually a single-phase or three-phase commercial AC power source is used. 2 is a rectifier circuit for converting power from the AC power supply 1 into DC; 3 is an inverter circuit for converting the DC output of the rectifier circuit 2 into high-frequency AC; switching elements 31 and 34; switching elements 32 and 33; By alternately conducting and cutting off each pair as a set, an AC output is obtained between each series connection point of switching elements 31 and 34 and switching elements 32 and 33. 35 is a DC blocking capacitor, 36 is a transformer for taking out the output, and the capacitor 35 and transformer 36 are connected in series.
This constitutes a capacitor-coupled transformer output type output circuit.

4はインバータ回路3の出力、即ち変圧器36
の出力を再び整流して直流に変換する整流回路で
あり、5は溶接に適した出力電流の過渡特性を得
るために設けられる直流リアクトル、6は出力端
子である。
4 is the output of the inverter circuit 3, that is, the transformer 36
5 is a rectifier circuit that rectifies the output of the rectifier again and converts it into direct current, 5 is a DC reactor provided to obtain transient characteristics of the output current suitable for welding, and 6 is an output terminal.

7はインバータ回路3を起動および停止させる
ためのインバータ起動・停止回路であり、例えば
インバータ起動信号として溶接開始用押ボタンス
イツチなどの動作に対応してハイレベル信号(H
信号)、停止時はローレベル信号(L信号)を出
力するものとする。
Reference numeral 7 denotes an inverter start/stop circuit for starting and stopping the inverter circuit 3, and for example, a high level signal (H
signal), and when stopped, a low level signal (L signal) is output.

8はインバータ起動停止回路7の出力信号をA
端子に受けて別途決定される周波数や導通比率に
従つてインバータ3のスイツチング素子31ない
し34をそれぞれ導通遮断制御するインバータ制
御回路である。このインバータ制御回路の出力信
号の周波数や導通比率は予め定められた基準値に
倣うものや溶接電圧、電流、速度のような溶接負
荷の状態からのフイードバツク信号により定まる
値などによつて決定される。
8 is the output signal of the inverter start/stop circuit 7.
This is an inverter control circuit that controls conduction and interruption of the switching elements 31 to 34 of the inverter 3 in accordance with the frequency and conduction ratio that are separately determined by receiving the signals from the terminals. The frequency and conduction ratio of the output signal of this inverter control circuit are determined based on predetermined reference values or values determined by feedback signals from welding load conditions such as welding voltage, current, and speed. .

9はインバータ起動停止回路7のH信号の立下
り時、即ちインバータ停止に際してインバータ起
動信号が消滅した時から一定時間の間インバータ
制御回路8のE端子に起動禁止指令を供給する時
限回路で、例えば入力信号がH信号からL信号に
変化したときから一定時限の間H信号のパルスを
発生するモノマルチバイブレータが使用できる。
Reference numeral 9 denotes a time limit circuit that supplies a start prohibition command to the E terminal of the inverter control circuit 8 for a certain period of time from when the H signal of the inverter start/stop circuit 7 falls, that is, from when the inverter start signal disappears when the inverter is stopped. A mono-multivibrator can be used that generates an H signal pulse for a certain period of time after the input signal changes from an H signal to an L signal.

10はインバータ起動停止回路7の出力信号を
反転するNOT回路、11は時限回路9の出力と
NOT回路10の出力とを入力とするOR回路、1
2はOR回路11のH信号出力により動作するコ
ンデンサ35に並列に接続された放電回路であ
り、放電電流制限用抵抗器RおよびOR回路11
のH信号により閉じるスイツチ手段Sとからな
る。
10 is a NOT circuit that inverts the output signal of the inverter start/stop circuit 7, and 11 is the output of the timer circuit 9.
An OR circuit whose input is the output of the NOT circuit 10, 1
2 is a discharge circuit connected in parallel to the capacitor 35 operated by the H signal output of the OR circuit 11, and the discharge current limiting resistor R and the OR circuit 11
and a switch means S that is closed by the H signal.

同図の実施例において、溶接開始に際して押ボ
タンスイツチなどによりインバータ起動停止回路
7がH信号を発生するとインバータ制御回路8は
図示しない出力設定手段により定まる周波数と導
通時間比率のスイツチング指令信号をインバータ
回路3の各スイツチング素子31ないし34に供
給し、変圧器36にはこのスイツチング素子の導
通順序にしたがつて交流電圧が発生する。この交
流電圧は整流回路4にて直流に変換され、直流リ
アクトル5を経て出力端子6から溶接負荷に供給
される。このとき時限回路9には入力信号がH信
号であるので時限を開始することはなくその出力
はL信号のままであり、インバータ制御回路8に
対して動作禁止指令を発することはない。またイ
ンバータ起動停止回路7の出力信号がH信号であ
るのでNOT回路10の出力はL信号であり、こ
の結果OR回路11の両入力信号はいずれもL信
号となつて放電回路12のスイツチ手段Sは開い
たままである。このためコンデンサ35はインバ
ータ回路3の出力回路に変圧器36と直列に接続
されることになり、スイツチング素子31ないし
34の導通期間にアンバランスが生じても、その
アンバランス分による直流電圧はコンデンサ35
によつて阻止されて変圧器には正負バランスした
交流電圧が印加されることになり、変圧器の鉄心
が飽和することがない。
In the embodiment shown in the figure, when the inverter start/stop circuit 7 generates an H signal using a push button switch or the like when welding is started, the inverter control circuit 8 sends a switching command signal of a frequency and conduction time ratio determined by an output setting means (not shown) to the inverter circuit. AC voltage is supplied to each of the switching elements 31 to 34 of 3, and an alternating voltage is generated in the transformer 36 in accordance with the conduction order of the switching elements. This AC voltage is converted into DC by a rectifier circuit 4, and is supplied to the welding load from an output terminal 6 via a DC reactor 5. At this time, since the input signal to the time limit circuit 9 is the H signal, the time limit is not started and its output remains the L signal, and no operation prohibition command is issued to the inverter control circuit 8. Further, since the output signal of the inverter start/stop circuit 7 is an H signal, the output of the NOT circuit 10 is an L signal, and as a result, both input signals of the OR circuit 11 become L signals, and the switch means S of the discharge circuit 12 is turned on. remains open. Therefore, the capacitor 35 is connected in series with the transformer 36 to the output circuit of the inverter circuit 3, and even if an unbalance occurs in the conduction period of the switching elements 31 to 34, the DC voltage due to the unbalance is transferred to the capacitor. 35
As a result, an alternating current voltage with positive and negative balance is applied to the transformer, and the iron core of the transformer does not become saturated.

このような動作中に溶接を終了するべくインバ
ータ起動停止回路7の出力がH信号からL信号に
変ると、インバータ制御回路8はA端子の入力信
号がL信号となるために直ちにその動作を中止
し、この結果インバータ回路3は停止しスイツチ
ング素子31ないし34はすべて遮断状態とな
る。
During such an operation, when the output of the inverter start/stop circuit 7 changes from an H signal to an L signal in order to finish welding, the inverter control circuit 8 immediately stops its operation because the input signal of the A terminal becomes an L signal. As a result, the inverter circuit 3 is stopped and the switching elements 31 to 34 are all cut off.

一方、NOT回路10は入力信号がL信号とな
るためにその出力信号はH信号となり、OR回路
11の出力もL信号からH信号に変化する。この
結果放電回路12のスイツチ手段Sは閉じてコン
デンサ35は抵抗器Rを通して放電を開始する。
またインバータ起動停止回路7の出力信号がH信
号からL信号に立下ると時限回路9が起動し、一
定時間H信号を出力する。このH信号出力はイン
バータ制御回路8のE端子に供給されてA端子入
力に優先してインバータ制御回路の再起動を禁止
するように作用するとともに、OR回路11にも
供給されて放電回路12のスイツチ手段の閉路状
態を保つ。
On the other hand, since the input signal of the NOT circuit 10 becomes an L signal, its output signal becomes an H signal, and the output of the OR circuit 11 also changes from an L signal to an H signal. As a result, the switch means S of the discharge circuit 12 is closed and the capacitor 35 starts discharging through the resistor R.
Further, when the output signal of the inverter start/stop circuit 7 falls from the H signal to the L signal, the time limit circuit 9 is activated and outputs the H signal for a certain period of time. This H signal output is supplied to the E terminal of the inverter control circuit 8 and acts to inhibit the restart of the inverter control circuit with priority over the A terminal input, and is also supplied to the OR circuit 11 to control the discharge circuit 12. Keep the switch means closed.

この結果、溶接起動スイツチを再度押すなどし
てインバータ起動停止回路7の出力信号を再度H
信号としても時限回路9によつて定められた一定
時間はインバータ制御回路8の再起動は行なわれ
ず、またコンデンサ35の放電も中断されること
がない。したがつてこの時限回路9の設定時間を
コンデンサ35の放電に要する時間よりも長く設
定しておけば、インバータ回路3が再起動可能と
なるときにはコンデンサ35の端子電圧は十分に
低い値になつているので、再起動時にコンデンサ
35の残留電圧によつて過渡的に変圧器の鉄心が
飽和することはなくなる。
As a result, by pressing the welding start switch again, the output signal of the inverter start/stop circuit 7 becomes H again.
As a signal, the inverter control circuit 8 is not restarted for a certain period of time determined by the time limit circuit 9, and the discharge of the capacitor 35 is not interrupted. Therefore, if the time limit circuit 9 is set to be longer than the time required for discharging the capacitor 35, the terminal voltage of the capacitor 35 will be at a sufficiently low value when the inverter circuit 3 can be restarted. Therefore, the iron core of the transformer will not be transiently saturated due to the residual voltage of the capacitor 35 at the time of restart.

なお、第1図においてNOT回路10は、イン
バータ停止時には常時コンデンサ35を放電状態
としておくために設けたものである。これは停電
事故のようなときには時限回路9が動作しないた
めにコンデンサ35の放電が十分に行なわれな
い。このような状態で再度電源が投入された時点
においてインバータの最初の起動前の段階でコン
デンサを放電し得るようにしたものである。
In FIG. 1, the NOT circuit 10 is provided to keep the capacitor 35 in a discharged state at all times when the inverter is stopped. This is because, in the case of a power outage accident, the timer circuit 9 does not operate, and the capacitor 35 is not sufficiently discharged. When the power is turned on again in such a state, the capacitor can be discharged before the inverter is started for the first time.

なお、このスイツチ手段Sをリレーの常閉接点
のように電源遮断時に必然的に閉路となる性質の
ものを用いるときには、NOT回路およびOR回路
はともに不要であつて時限回路9のH出力信号に
よつてスイツチ手段Sを直接閉路するだけでよ
い。
Note that when the switch means S is a normally closed contact of a relay, which naturally closes when the power is cut off, neither the NOT circuit nor the OR circuit is necessary, and the H output signal of the timer circuit 9 is Therefore, it is only necessary to directly close the switch means S.

第1図においては、インバータ停止指令により
一定時間禁止信号を出力する時限回路を用いたが
再起動を禁止する回路はこれに限るものではな
く、コンデンサの放電状態をチエツクし十分に放
電したことを検知した時点で禁止を解除するよう
にしてもよい。コンデンサの放電状態はその放電
電流あるいは端子電圧を調べることによつて簡単
に知ることができる。
In Figure 1, a time limit circuit is used that outputs a prohibition signal for a certain period of time in response to an inverter stop command, but the circuit that prohibits restarting is not limited to this, and checks the discharge state of the capacitor to ensure that it is sufficiently discharged. The prohibition may be canceled upon detection. The discharge state of a capacitor can be easily determined by checking its discharge current or terminal voltage.

第2図はコンデンサの端子電圧を検出する方式
の例の要部を示す接続図であり、再起動の禁止回
路に直接関係しない部分は第1図と同様であるの
で省略してある。
FIG. 2 is a connection diagram showing the main parts of an example of a method for detecting the terminal voltage of a capacitor, and the parts not directly related to the restart inhibition circuit are the same as those in FIG. 1 and are therefore omitted.

同図において、13は放電回路の抵抗器Rの両
端に接続された電圧検出器であつてスイツチ手段
Sが閉じてコンデンサ35が放電している間のみ
コンデンサ35の端子電圧を検出する。14は基
準電圧源でありその出力値erはインバータの再起
動に際して変圧器の鉄心が飽和しない程度の低い
電圧に設定される。15は比較器であり基準電圧
源14の出力erと電圧検出器13の出力ecとを比
較し、er<ecの間はH信号を、er>ecとなつたと
きにL信号を出力する。16はNOT回路、17
はAND回路である。
In the figure, a voltage detector 13 is connected to both ends of the resistor R of the discharge circuit, and detects the terminal voltage of the capacitor 35 only while the switch means S is closed and the capacitor 35 is discharging. Reference numeral 14 denotes a reference voltage source whose output value e r is set to a low voltage that does not saturate the transformer core when restarting the inverter. 15 is a comparator which compares the output e r of the reference voltage source 14 and the output e c of the voltage detector 13, and outputs an H signal when e r < e c , and outputs an H signal when e r > e c . Outputs L signal. 16 is NOT circuit, 17
is an AND circuit.

同図の例においてコンデンサ35が放電した状
態でインバータ起動停止回路7が起動信号(H信
号)を出力すると、このとき比較器15はer>ec
のためにL信号を出力しているからOR回路11
の出力はL信号であり、スイツチ手段Sを閉じる
ことはない。またNOT回路16の出力はH信号
となるからAND回路17はH信号となりインバ
ータ制御回路8は起動しインバータ回路は高周波
交流を出力する。
In the example shown in the figure, when the inverter start/stop circuit 7 outputs a start signal (H signal) with the capacitor 35 discharged, the comparator 15 at this time
OR circuit 11 because it outputs an L signal for
The output of is an L signal and does not close the switch means S. Further, since the output of the NOT circuit 16 becomes an H signal, the AND circuit 17 becomes an H signal, and the inverter control circuit 8 is activated and the inverter circuit outputs high frequency alternating current.

溶接停止に際してインバータ起動停止回路7の
出力がH信号からL信号に変化するとAND回路
17は直ちに閉じてインバータ制御回路8に対す
る起動信号を遮断する。
When the output of the inverter start/stop circuit 7 changes from an H signal to an L signal when welding is stopped, the AND circuit 17 immediately closes and cuts off the start signal to the inverter control circuit 8.

一方OR回路11はNOT回路10の出力がH信
号となるために出力信号はH信号となつてスイツ
チ手段Sを閉じコンデンサ35の放電回路を完成
させる。コンデンサ35の端子電圧ecはその容量
と放電回路の抵抗値とによつて定まる時定数に従
つて低下する。電圧検出器13によつて検出され
た端子電圧が基準電圧源14の出力erよりも高い
間は比較器15はH信号を出力するから、NOT
回路16によつて変換されたL信号がAND回路
17に入力される。
On the other hand, since the output of the NOT circuit 10 becomes an H signal, the output signal of the OR circuit 11 becomes an H signal, closing the switch means S and completing the discharge circuit of the capacitor 35. The terminal voltage e c of the capacitor 35 decreases according to a time constant determined by its capacitance and the resistance value of the discharge circuit. Since the comparator 15 outputs an H signal while the terminal voltage detected by the voltage detector 13 is higher than the output e r of the reference voltage source 14, NOT
The L signal converted by circuit 16 is input to AND circuit 17 .

このためコンデンサの放電途中のec>erの期間
内に再度インバータ起動停止回路7の出力がH信
号となつてもAND回路17は閉じることはなく
インバータ制御回路8の再起動を禁止することに
なる。
Therefore, even if the output of the inverter start/stop circuit 7 becomes an H signal again during the period e c > e r during discharge of the capacitor, the AND circuit 17 will not close and will prohibit restarting the inverter control circuit 8. become.

またec>erの間はOR回路11にもH信号が比
較器15から供給され続けるのでスイツチ手段S
はインバータ起動停止回路7の出力状態にかかわ
らず閉路状態をつづけることになる。
Also, while e c > e r, the H signal from the comparator 15 continues to be supplied to the OR circuit 11, so the switch means S
will continue to be closed regardless of the output state of the inverter start/stop circuit 7.

コンデンサ35の放電が進行しその端子電圧ec
が基準電圧源14の出力erよりも低くなつたとき
に比較器15の出力レベルはH信号からL信号に
反転する。この結果NOT回路16の出力はH信
号となり、AND回路17は一方の入力信号がH
信号となるのでインバータ起動停止回路7の出力
のみによつて開閉するようになつて、インバータ
起動禁止状態が解除される。このとき同時にOR
回路11もインバータ起動停止回路7の出力に応
じてのみ開閉するようになり、インバータ起動時
にはスイツチ手段Sを開放してコンデンサ放電回
路を遮断するように動作する。なお第2図におい
て電圧検出回路13を放電用抵抗器Rに流れる電
流を検出する電流検出回路に変えても同様の動作
が得られることはもちろんである。
As the discharge of the capacitor 35 progresses, its terminal voltage e c
When the output level of the comparator 15 becomes lower than the output e r of the reference voltage source 14, the output level of the comparator 15 is inverted from the H signal to the L signal. As a result, the output of the NOT circuit 16 becomes an H signal, and the AND circuit 17 receives an H signal from one input signal.
Since it becomes a signal, it is opened and closed only by the output of the inverter start/stop circuit 7, and the inverter start inhibited state is released. At this time, OR
The circuit 11 also opens and closes only in response to the output of the inverter start/stop circuit 7, and operates to open the switch means S and cut off the capacitor discharge circuit when the inverter is started. It goes without saying that the same operation can be obtained even if the voltage detection circuit 13 in FIG. 2 is replaced with a current detection circuit that detects the current flowing through the discharge resistor R.

ところでインバータを半導体スイツチング素子
で構成するときには、半導体スイツチング素子の
漏れ電流の差によつてもコンデンサに直流電圧が
印加されるようになる。即ち半導体スイツチング
素子はその性質上遮断時においてもその実効抵抗
は無限大にはなり得ず必らず漏れ電流が生ずる。
しかもこの漏れ電流は各素子毎に相当大きな差が
あり、また動作温度によつても大きく変化する。
そして、すべての半導体スイツチング素子が遮断
状態にあるときには、インバータ回路は遮断時に
おける半導体スイツチング素子の実効抵抗に相当
する値の抵抗器によつて構成されたブリツジ回路
を構成することになり、その出力部に相当するコ
ンデンサ35と変圧器36とには漏れ電流の差に
対応する直流電圧が印加されることになる。この
電圧はインバータが動作中にその導通時間幅の差
によつて生ずる直流電圧とは異なり、インバータ
の停止中にも発生する。このため第1図および第
2図に示した例のようにインバータ停止中にだけ
コンデンサを常時放電回路に接続しておくように
考慮しても、放電回路の抵抗器の両端即ちコンデ
ンサの端子電圧となつて発生し、放電回路によつ
ては解消することができない。
By the way, when the inverter is constructed of semiconductor switching elements, a DC voltage is applied to the capacitor due to the difference in leakage current of the semiconductor switching elements. That is, due to the nature of the semiconductor switching element, its effective resistance cannot become infinite even when the circuit is cut off, and a leakage current inevitably occurs.
Furthermore, this leakage current varies considerably from element to element, and also varies greatly depending on the operating temperature.
When all the semiconductor switching elements are in the cut-off state, the inverter circuit forms a bridge circuit made up of resistors whose value corresponds to the effective resistance of the semiconductor switching elements at the time of cut-off, and its output A DC voltage corresponding to the difference in leakage current is applied to the capacitor 35 and the transformer 36 corresponding to the section. This voltage is different from the DC voltage that is generated due to the difference in conduction time width when the inverter is in operation, and is also generated when the inverter is stopped. Therefore, even if the capacitor is always connected to the discharge circuit only when the inverter is stopped, as in the examples shown in Figures 1 and 2, the voltage across the resistor of the discharge circuit, that is, the terminal voltage of the capacitor This occurs and cannot be eliminated depending on the discharge circuit.

これを解消するためにはスイツチング素子のい
ずれか1つに並列に抵抗器を接続して漏れ電流の
差を補償するようにしてもよいが、遮断時におけ
る半導体スイツチング素子の実効抵抗は相当に高
く、これらの差を補償するために並列に接続すべ
き抵抗器の抵抗値は非常に大きな値のものが必要
となり、しかも動作温度によつて大きく変化する
漏れ電流に対応させるためにその大きな抵抗値を
可変にしておくことが必要となるので実用性には
乏しい。
To solve this problem, it is possible to connect a resistor in parallel with one of the switching elements to compensate for the difference in leakage current, but the effective resistance of the semiconductor switching element during cut-off is quite high. In order to compensate for these differences, the resistance value of the resistor that must be connected in parallel needs to be very large, and in addition, the large resistance value is required in order to cope with the leakage current that changes greatly depending on the operating temperature. Since it is necessary to keep the value variable, it is not practical.

そこで本発明においては、各半導体スイツチン
グ素子に並列に各半導体スイツチング素子の漏れ
電流よりも十分に大なる電流が流れる値の抵抗器
を接続することによつて、各半導体スイツチング
素子の漏れ電流の影響をほとんど無視し得る程度
に抑制する手段を設けることによつて解決した。
Therefore, in the present invention, by connecting a resistor with a value that allows a current sufficiently larger than the leakage current of each semiconductor switching element to flow in parallel to each semiconductor switching element, the influence of the leakage current of each semiconductor switching element is reduced. The problem was solved by providing a means to suppress the problem to an almost negligible extent.

第3図はその実施例を示すものであり、インバ
ータ回路3のみを示し他は省略してある。同図に
おいてR31ないしR34はスイツチング素子3
1ないし34に並列に接続された抵抗器であり、
その値はスイツチング素子31ないし34の遮断
時における実効抵抗値の最低値より十分に低い
値、例えば1/10ないし1/100程度の値に選定して
おく。このようにすることにより、漏れ電流の差
の影響は極端に減殺されてほとんど影響すること
がなくなる程度となる。
FIG. 3 shows an embodiment thereof, in which only the inverter circuit 3 is shown and the others are omitted. In the figure, R31 to R34 are switching elements 3
1 to 34 are resistors connected in parallel,
The value is selected to be a value sufficiently lower than the minimum value of the effective resistance value when the switching elements 31 to 34 are cut off, for example, a value of about 1/10 to 1/100. By doing so, the influence of the difference in leakage current is extremely reduced to the extent that it hardly has any influence.

なお上記各実施例において、コンデンサの放電
回路に設けるスイツチング手段Sは、機械的スイ
ツチのように図示したが、このスイツチ手段Sと
しては両方向スイツチング機能を有するものであ
ればよく、リレー接点、両方向サイリスタ、逆並
列接続された単方向サイリスタやトランジスタの
ような単方向半導体スイツチング素子あるいはコ
ンデンサの端子電圧を両波整流する整流器とその
直流出力を抵抗器を経て短絡するように接続され
た1つの単方向半導体スイツチング素子との組合
せなどいずれの方法でもよい。
In each of the above embodiments, the switching means S provided in the discharge circuit of the capacitor is illustrated as a mechanical switch, but the switching means S may be of any type having a bidirectional switching function, such as a relay contact, a bidirectional thyristor, etc. , unidirectional semiconductor switching elements such as unidirectional thyristors and transistors connected in antiparallel, or a rectifier that double-wave rectifies the terminal voltage of a capacitor, and one unidirectional device connected so as to short-circuit its DC output via a resistor. Any method such as combination with a semiconductor switching element may be used.

また各回路の出力レベルの状態が上記実施例と
異なる方式のものでも若干の変更により各実施例
と同等の機能を得るものが容易に得られることは
明らかであるので詳細な例示は省略する。
Further, even if the state of the output level of each circuit is different from that of the above embodiments, it is clear that by making slight changes, it is possible to easily obtain functions equivalent to those of each embodiment, so detailed illustrations will be omitted.

<発明の効果> 上記のように本発明においては、インバータの
アンバランス動作を直列コンデンサによつて阻止
するとともに、インバータ停止時に残留するコン
デンサの充電電荷を強制的に放電させるようにし
たので定常出力時はもちろん起動直後における過
渡時においても出力変圧器の鉄心が飽和すること
がなく、インバータに使用する半導体スイツチの
定格容量を有効に使用することができ、また変圧
器鉄心の断面積もほとんど余裕を取る必要がなく
なるので、インバータ方式による小形軽量化の特
長が十分に発揮できるようになるものである。
<Effects of the Invention> As described above, in the present invention, the unbalanced operation of the inverter is prevented by the series capacitor, and the remaining charge in the capacitor is forcibly discharged when the inverter is stopped, so that the steady output is reduced. The core of the output transformer does not saturate even during transient times immediately after startup, and the rated capacity of the semiconductor switch used in the inverter can be used effectively, and the cross-sectional area of the transformer core has almost no margin. Since it is no longer necessary to take a load, the advantages of the inverter system, which is compact and lightweight, can be fully utilized.

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

第1図は、本発明の実施例を示す接続図、第2
図は本発明の別の実施例における再起動禁止回路
に関する要部のみを示した接続図、第3図は本発
明の実施例の別の例のインバータ回路のみを示し
た接続図である。 1……交流電源、2,4……整流回路、3……
インバータ回路、7……インバータ起動停止回
路、8……インバータ制御回路、9……時限回
路、12……放電回路、13……電圧検出回路、
31〜34……スイツチング素子、35……コン
デンサ、36……変圧器。
Figure 1 is a connection diagram showing an embodiment of the present invention, Figure 2 is a connection diagram showing an embodiment of the present invention.
The figure is a connection diagram showing only the essential parts of the restart prohibition circuit in another embodiment of the invention, and FIG. 3 is a connection diagram showing only the inverter circuit in another embodiment of the invention. 1... AC power supply, 2, 4... Rectifier circuit, 3...
Inverter circuit, 7... Inverter start/stop circuit, 8... Inverter control circuit, 9... Time limit circuit, 12... Discharge circuit, 13... Voltage detection circuit,
31 to 34... switching element, 35... capacitor, 36... transformer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 商用交流電源を整流して直流を得る整流回路
と、前記整流回路の出力を高周波交流に変換する
半導体スイツチング素子を用いたインバータ回路
と、前記インバータ回路の出力部に設けられたコ
ンデンサと出力変圧器の一次巻線とからなる直列
回路と、前記出力変圧器の二次巻線に接続された
整流回路と、前記コンデンサに並列に接続されて
インバータ停止時に前記コンデンサの残留電荷を
放電させるための放電回路とを設けた溶接用電源
装置。 2 商用交流電源を整流して直流を得る整流回路
と、前記整流回路の出力を高周波交流に変換する
半導体スイツチング素子を用いたインバータ回路
と、前記インバータ回路の出力部に設けられたコ
ンデンサと出力変圧器の一次巻線とからなる直列
回路と、前記出力変圧器の二次巻線に接続された
整流回路と、前記コンデンサに並列に接続されて
インバータ停止時に前記コンデンサの残留電荷を
放電させるための放電回路と、前記コンデンサの
放電中は前記インバータ回路の再起動を禁止する
禁止回路とを設けた溶接用電源装置。 3 前記禁止回路はインバータ停止信号によつて
起動し、一定時間前記インバータ回路の再起動を
禁止する時限回路からなる特許請求の範囲第2項
に記載の溶接用電源装置。 4 前記禁止回路は、前記コンデンサの端子電圧
または放電電流を検出する検出回路を含み、前記
インバータの停止後に前記検出回路の出力が一定
値以下に低下するまでの間前記インバータ回路の
再起動を禁止する回路である特許請求の範囲第2
項に記載の溶接用電源装置。 5 前記放電回路は前記インバータ停止信号およ
び前記禁止回路の再起動禁止信号のいずれかが出
力されている間は継続して前記コンデンサを放電
状態に保つ回路である特許請求の範囲第2項ない
し第4項のいずれかに記載の溶接用電源装置。 6 前記スイツチング素子にはそれぞれ各スイツ
チング素子の遮断時の抵抗値よりも小さな抵抗器
を並列に接続した特許請求の範囲第2項ないし第
5項のいずれかに記載の溶接用電源装置。
[Scope of Claims] 1. A rectifier circuit that rectifies a commercial AC power source to obtain DC, an inverter circuit using a semiconductor switching element that converts the output of the rectifier circuit into high-frequency AC, and a rectifier circuit provided at the output section of the inverter circuit. a series circuit consisting of a capacitor and a primary winding of an output transformer; a rectifier circuit connected to a secondary winding of the output transformer; A welding power supply device equipped with a discharge circuit for discharging electric charge. 2. A rectifier circuit that rectifies a commercial AC power source to obtain DC, an inverter circuit using semiconductor switching elements that converts the output of the rectifier circuit into high-frequency AC, and a capacitor and output transformer provided at the output section of the inverter circuit. a series circuit consisting of a primary winding of the inverter, a rectifier circuit connected to the secondary winding of the output transformer, and a rectifier circuit connected in parallel to the capacitor for discharging residual charge in the capacitor when the inverter is stopped. A welding power supply device comprising a discharge circuit and a prohibition circuit that prohibits restarting of the inverter circuit while the capacitor is discharging. 3. The welding power supply device according to claim 2, wherein the prohibition circuit is activated by an inverter stop signal and comprises a time limit circuit that prohibits restarting of the inverter circuit for a certain period of time. 4. The prohibition circuit includes a detection circuit that detects the terminal voltage or discharge current of the capacitor, and prohibits the restart of the inverter circuit until the output of the detection circuit drops below a certain value after the inverter is stopped. Claim 2, which is a circuit that
Welding power supply device as described in section. 5. Claims 2 to 5, wherein the discharge circuit is a circuit that continuously maintains the capacitor in a discharged state while either the inverter stop signal or the inhibition circuit restart prohibition signal is output. The welding power supply device according to any one of Item 4. 6. The welding power supply device according to any one of claims 2 to 5, wherein each of the switching elements is connected in parallel with a resistor whose resistance value is smaller than the resistance value when each switching element is cut off.
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