JPH09168282A - Power source apparatus - Google Patents

Power source apparatus

Info

Publication number
JPH09168282A
JPH09168282A JP7347699A JP34769995A JPH09168282A JP H09168282 A JPH09168282 A JP H09168282A JP 7347699 A JP7347699 A JP 7347699A JP 34769995 A JP34769995 A JP 34769995A JP H09168282 A JPH09168282 A JP H09168282A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
power supply
rectifying
series
output
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.)
Granted
Application number
JP7347699A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3096236B2 (en
Inventor
Kunio Yomo
邦夫 四方
Hideo Ishii
秀雄 石井
Kunio Kano
国男 狩野
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.)
Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
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 Sansha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP07347699A priority Critical patent/JP3096236B2/en
Publication of JPH09168282A publication Critical patent/JPH09168282A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3096236B2 publication Critical patent/JP3096236B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To operates with two kinds of high and low level voltages and also improve the power factor of a power source apparatus. SOLUTION: The diodes 8, 9 and thyristors 6, 7 connected in series to the same polarity are connected to output terminals 10, 11, IGBT12, 13 are connected inversely in parallel to the thyristors 6, 7 and the connecting point of the diodes 8, 9 and that of IGBT12, 13 are connected to an AC power source 1 via a reactor 2. Smoothing capacitors 14, 15 are connected in series between output terminals 10, 11 and a triac 17 is connected between the connecting point of the smoothing capacitors 14, 15 and the connecting point of the diodes 8, 9. When a voltage of the power source 1 is 200V, a voltage switching apparatus 33 opens the triac 17 and when the voltage is 100V, the voltage switching apparatus 33 closes the triac 17. The voltage and current of the power source 1 are input to a control apparatus 32 and this apparatus 32 opens or closes IGBT12 when the voltage of the power source 1 is positive and opens or closes IGBT13 when the voltage is negative so that the current is capable of following the voltage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、値が異なる2つの
交流電圧のいずれが供給された場合でも、使用可能な2
入力電圧対応型電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention can be used in any two AC voltages having different values.
The present invention relates to an input voltage compatible power supply device.

【0002】[0002]

【従来の技術】2入力電圧対応型の電源装置は、例えば
溶接用電源装置、切断機用電源装置、無停電電源装置及
びスイッチング電源装置等として使用される。従来、2
入力電圧対応型の電源装置、例えば溶接用電源装置に
は、実公平3−855号公報に開示されているようなも
のがある。この溶接用電源装置に高電圧(例えば200
V)の交流電源が供給されている場合、この溶接用電源
装置では、高電圧の交流電圧が整流器によって全波整流
され、2つの直列接続された平滑コンデンサによって平
滑されて、インバータに供給される。低電圧(例えば1
00V)の交流電圧が溶接用電源装置に供給されている
場合、この溶接用電源装置では、上記整流器が倍電圧整
流するように切り換えられる。そして、切り換えられた
整流器及び上記2つの平滑コンデンサとによって低電圧
の交流電圧が倍電圧整流され、インバータには高電圧を
供給された場合と同じ値の電圧が供給される。このよう
に交流電圧が高電圧であっても、低電圧であっても、イ
ンバータに供給される電圧は同じ値に維持される。この
インバータが発生した高周波出力電圧が、出力トランス
に供給され、この出力トランスの2次側に誘起された高
周波電圧が、整流平滑されて、溶接負荷に供給される。
2. Description of the Related Art A power supply unit compatible with two input voltages is used as, for example, a welding power supply unit, a cutting machine power supply unit, an uninterruptible power supply unit and a switching power supply unit. Conventionally, 2
An input voltage-compatible power supply device, for example, a welding power supply device is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 3-855. A high voltage (eg 200
When the AC power supply of V) is supplied, in this welding power supply device, the high-voltage AC voltage is full-wave rectified by the rectifier, smoothed by the two smoothing capacitors connected in series, and supplied to the inverter. . Low voltage (eg 1
When an AC voltage of 00 V) is supplied to the welding power supply device, in this welding power supply device, the rectifier is switched to perform double voltage rectification. Then, the low-voltage AC voltage is double-voltage rectified by the switched rectifier and the two smoothing capacitors, and the inverter is supplied with the same voltage as when the high voltage was supplied. In this way, the voltage supplied to the inverter is maintained at the same value regardless of whether the AC voltage is high voltage or low voltage. The high frequency output voltage generated by the inverter is supplied to the output transformer, and the high frequency voltage induced on the secondary side of the output transformer is rectified and smoothed and supplied to the welding load.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような電
源装置では、平滑コンデンサを用いているので、力率が
悪いという問題点があった。また、この電源装置では、
電源の供給を開始したとき、平滑コンデンサは、放電状
態であるので、大きな突入電流が流れる。これを防止す
るために、限流抵抗器を設ける必要があるという問題点
もあった。
However, in such a power supply device, since the smoothing capacitor is used, there is a problem that the power factor is poor. Also, with this power supply,
When power supply is started, the smoothing capacitor is in a discharged state, so a large inrush current flows. In order to prevent this, there is also a problem that it is necessary to provide a current limiting resistor.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
整流手段を含み、この整流手段は、同一極性に接続され
た2つの整流素子をそれぞれ含む第1及び第2の直列手
段を有している。また、第1の直列手段の整流素子にそ
れぞれ逆並列に第1及び第2の自己消弧型半導体スイッ
チング素子が接続されている。整流手段では、第1の直
列手段の上記整流素子の相互接続点と上記第1及び第2
の半導体スイッチング素子の相互接続点とが、交流電源
に接続される入力端子とされている。これら入力端子
は、リアクトルを介して交流電源に接続される。上記2
つの出力端子間に少なくとも2つの平滑コンデンサが、
直列に接続されている。上記2つの平滑コンデンサの相
互接続点と、上記第2の直列手段側の上記入力端子との
間に開閉手段が接続されている。開閉制御手段は、上記
交流電源の電圧が予め定めた閾値以上のとき、上記開閉
手段を開放し、上記交流電源の電圧が上記閾値よりも小
さいとき、上記開閉手段を閉成する。制御手段には、上
記交流電源の電圧と電流が入力される。制御手段は、上
記交流電源の電流が上記交流電源の電圧を追従するよう
に、第1及び第2の自己消弧型半導体スイッチング素子
を開閉する。
According to the first aspect of the present invention,
A rectifying means is included, and the rectifying means has first and second series means each including two rectifying elements connected to the same polarity. Further, the first and second self-arc-extinguishing type semiconductor switching elements are connected in antiparallel to the rectifying elements of the first series means, respectively. In the rectifying means, the interconnection point of the rectifying element of the first series means and the first and second rectifying elements are connected.
And the interconnection point of the semiconductor switching elements is used as an input terminal connected to the AC power supply. These input terminals are connected to an AC power supply via a reactor. 2 above
At least two smoothing capacitors between the two output terminals,
They are connected in series. Switching means is connected between the interconnection point of the two smoothing capacitors and the input terminal on the side of the second series means. The opening / closing control means opens the opening / closing means when the voltage of the AC power source is equal to or higher than a predetermined threshold value, and closes the opening / closing means when the voltage of the AC power source is smaller than the threshold value. The voltage and current of the AC power supply are input to the control means. The control means opens and closes the first and second self-turn-off semiconductor switching elements so that the current of the AC power supply follows the voltage of the AC power supply.

【0005】請求項1記載の発明によれば、交流電源の
電圧が、閾値以上のとき、開閉制御手段が開閉手段を開
放する。このとき、第1及び第2の直列手段と、第1及
び第2の自己消弧型半導体スイッチング素子は、全波整
流回路を構成している。交流電源の電圧が閾値よりも小
さいとき、開閉制御手段が開閉手段を閉成している。こ
のとき、第1及び第2の直列手段と、第1及び第2の自
己消弧型半導体スイッチング素子は、倍電圧整流回路を
構成している。いずれの場合でも、制御手段が、交流電
源の極性に応じて第1または第2の自己消弧型半導体ス
イッチング素子を開閉することによって、交流電源の出
力電圧に交流電源の出力電流を追従させている。
According to the first aspect of the invention, when the voltage of the AC power supply is equal to or higher than the threshold value, the opening / closing control means opens the opening / closing means. At this time, the first and second series means and the first and second self-extinguishing type semiconductor switching elements form a full-wave rectifier circuit. When the voltage of the AC power supply is smaller than the threshold value, the opening / closing control means closes the opening / closing means. At this time, the first and second series means and the first and second self-arc-extinguishing type semiconductor switching elements constitute a voltage doubler rectifier circuit. In either case, the control means causes the output voltage of the AC power supply to follow the output current of the AC power supply by opening or closing the first or second self-extinguishing type semiconductor switching element according to the polarity of the AC power supply. There is.

【0006】請求項2記載の発明は、請求項1記載の電
源装置において、第1または第2の直列手段のうち少な
くとも一方の整流素子が、それぞれサイリスタとされた
ものである。
According to a second aspect of the present invention, in the power supply device according to the first aspect, at least one of the rectifying elements of the first or second series means is a thyristor.

【0007】請求項2記載の発明によれば、この電源装
置の起動時に、サイリスタの点弧角を徐々に大きくする
ことができるので、平滑コンデンサに大きな突入電流が
流れることを防止できる。
According to the second aspect of the present invention, since the firing angle of the thyristor can be gradually increased when the power supply device is started, it is possible to prevent a large inrush current from flowing through the smoothing capacitor.

【0008】請求項3記載の発明は、交流電源を入力し
て整流する整流手段を有している。この整流手段は、第
1及び第2の自己消弧型半導体スイッチング素子を含む
ものである。この整流手段の出力を平滑する直列接続さ
れた2つの平滑コンデンサが、この電源装置には設けら
れている。これら平滑コンデンサの相互接続点と上記整
流手段との間に開閉スイッチが接続されている。この開
閉スイッチは、開放状態において上記整流手段に全波整
流回路を構成させ、閉成状態において上記整流手段に倍
電圧整流回路を構成させる。上記開閉スイッチを制御す
る開閉制御手段も設けられている。この開閉制御手段
は、上記交流電源の電圧が予め定めた閾値以上のとき、
上記開閉手段を開放させ、上記交流電源の電圧が予め定
めた閾値よりも小さいとき、上記開閉手段を開放させ
る。上記交流電源の出力電圧及び出力電流がスイッチン
グ素子制御手段に入力されている。このスイッチング制
御手段は、上記交流電源の出力電圧に出力電流が追従す
るように、第1及び第2の自己消弧型半導体スイッチン
グ素子を開閉制御する。
The invention according to claim 3 has a rectifying means for rectifying by inputting an AC power source. This rectifying means includes first and second self-turn-off type semiconductor switching elements. Two smoothing capacitors connected in series for smoothing the output of the rectifying means are provided in the power supply device. An open / close switch is connected between the interconnection point of these smoothing capacitors and the rectifying means. The open / close switch causes the rectifying means to configure a full-wave rectifier circuit in the open state, and causes the rectifying means to configure a voltage doubler rectifier circuit in the closed state. An opening / closing control means for controlling the opening / closing switch is also provided. This opening / closing control means, when the voltage of the AC power supply is equal to or higher than a predetermined threshold value,
The opening / closing means is opened, and when the voltage of the AC power supply is smaller than a predetermined threshold value, the opening / closing means is opened. The output voltage and output current of the AC power supply are input to the switching element control means. The switching control means controls the opening and closing of the first and second self-turn-off semiconductor switching elements so that the output current follows the output voltage of the AC power supply.

【0009】請求項3記載の発明によれば、交流電圧が
閾値以上のとき、開閉制御手段が、開閉スイッチを開放
し、整流手段を全波整流回路として動作させる。また、
交流電圧が閾値よりも小さいとき、開閉制御手段が、開
閉スイッチを閉成し、整流手段を倍電圧整流回路として
動作させる。そして、第1及び第2の自己消弧型半導体
スイッチング素子を、スイッチング制御手段が、交流電
源の出力電圧に交流電源の出力電流が追従するように制
御する。
According to the third aspect of the invention, when the AC voltage is equal to or higher than the threshold value, the opening / closing control means opens the opening / closing switch to operate the rectification means as a full-wave rectification circuit. Also,
When the AC voltage is smaller than the threshold value, the opening / closing control means closes the opening / closing switch to operate the rectification means as a voltage doubler rectification circuit. Then, the switching control means controls the first and second self-extinguishing semiconductor switching elements so that the output current of the AC power supply follows the output voltage of the AC power supply.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1に示すように、交流電源1の
一方の端子1aは、リアクトル2(配線リアクトルの場
合もある。)を介して整流器3の一方の入力端子4に接
続されている。交流電源1の他方の端子1bは、整流器
3の他方の入力端子5に接続されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As shown in FIG. 1, one terminal 1a of an AC power supply 1 is connected to one input terminal 4 of a rectifier 3 via a reactor 2 (may be a wiring reactor). There is. The other terminal 1b of the AC power supply 1 is connected to the other input terminal 5 of the rectifier 3.

【0011】整流器3は、サイリスタ6、7、ダイオー
ド8、9を有するブリッジ型のものである。サイリスタ
6のアノードが入力端子4に接続され、カソードが一方
の出力端子10に接続されている。サイリスタ7は、カ
ソードが入力端子4に接続され、アノードが他方の出力
端子11に接続されている。これらサイリスタ6、7
は、同一極性に接続された第1の直列回路を構成してい
る。ダイオード8は、そのアノードが入力端子5に接続
され、カソードが出力端子10に接続されている。ダイ
オード9は、カソードが入力端子5に接続され、アノー
ドが出力端子11に接続されている。ダイオード8、9
は、サイリスタ8、9と同一極性に接続された第2の直
列回路を構成している。
The rectifier 3 is a bridge type having thyristors 6 and 7 and diodes 8 and 9. The anode of the thyristor 6 is connected to the input terminal 4, and the cathode is connected to one output terminal 10. The thyristor 7 has a cathode connected to the input terminal 4 and an anode connected to the other output terminal 11. These thyristors 6, 7
Form a first series circuit connected to the same polarity. The diode 8 has its anode connected to the input terminal 5 and its cathode connected to the output terminal 10. The diode 9 has a cathode connected to the input terminal 5 and an anode connected to the output terminal 11. Diodes 8 and 9
Constitutes a second series circuit connected to the same polarity as the thyristors 8 and 9.

【0012】サイリスタ6と逆並列に自己消弧型半導体
スイッチング素子、例えばIGBT12の導電路が接続
されている。即ち、サイリスタ6では、入力端子4から
出力端子10に電流が流れるのに対し、この導電路は、
出力端子10側から入力端子4側に電流が流れる。同様
にサイリスタ7と逆並列にIGBT13の導電路が接続
されている。サイリスタ7では出力端子11側から入力
端子4側に電流が流れるのに対し、この導電路は、入力
端子4側から出力端子11側に電流が流れる。
A conductive path of a self-extinguishing type semiconductor switching device, for example, an IGBT 12 is connected in antiparallel with the thyristor 6. That is, in the thyristor 6, a current flows from the input terminal 4 to the output terminal 10, whereas this conductive path is
A current flows from the output terminal 10 side to the input terminal 4 side. Similarly, the conductive path of the IGBT 13 is connected in antiparallel with the thyristor 7. In the thyristor 7, current flows from the output terminal 11 side to the input terminal 4 side, whereas in this conductive path, current flows from the input terminal 4 side to the output terminal 11 side.

【0013】整流器3の出力端子10、11間に平滑コ
ンデンサ14、15が直列に接続されている。平滑コン
デンサ14、15の相互接続点16と整流器3の入力端
子5との間に、開閉手段、例えばトライアック17が接
続されている。
Smoothing capacitors 14 and 15 are connected in series between the output terminals 10 and 11 of the rectifier 3. An opening / closing means, for example, a triac 17, is connected between the interconnection point 16 of the smoothing capacitors 14 and 15 and the input terminal 5 of the rectifier 3.

【0014】サイリスタ6、7、IGBT12、13、
トライアック17は、制御装置32によってオンオフ制
御される。サイリスタ6、7、IGBT12、13の制
御のため、制御装置32には、交流電源1の端子1a、
1b間の交流電圧が入力されると共に、端子1bと整流
器5の入力端子5との間に設けた変流器31によって検
出した整流器3への入力電流の検出値が入力されてい
る。この制御装置32は、後述するように、交流電圧に
整流器3への入力電流が追従するように、サイリスタ
6、7、IGBT12、13をオンオフ制御する。
Thyristors 6, 7, IGBTs 12, 13,
The triac 17 is on / off controlled by the control device 32. In order to control the thyristors 6 and 7 and the IGBTs 12 and 13, the control device 32 includes a terminal 1 a of the AC power supply 1,
The AC voltage between 1b is input, and the detected value of the input current to the rectifier 3 detected by the current transformer 31 provided between the terminal 1b and the input terminal 5 of the rectifier 5 is also input. As will be described later, the control device 32 controls ON / OFF of the thyristors 6 and 7 and the IGBTs 12 and 13 so that the input current to the rectifier 3 follows the AC voltage.

【0015】トライアック17の制御のため、制御装置
32には、開閉制御手段、例えば電圧切換装置33が設
けられている。この電圧切換装置33は、交流電源1の
交流電圧が1次巻線に入力される補助変圧器51を有し
ている。この補助変圧器51は、入力された交流電圧を
降圧させた交流電圧を2次巻線に誘起させる。この誘起
された2次交流電圧は、補助整流器52によって整流さ
れ、平滑コンデンサ53によって平滑される。平滑コン
デンサ52の両端間に、直列にツェナーダイオード54
及び抵抗器55が接続されている。平滑コンデンサ53
の両端間に、スイッチングトランジスタ56のコレクタ
・エミッタ導電路とリレー57とが直列に接続されてい
る。リレー57に通電されたときに、閉成されるリレー
接点58が制御装置32に接続されている。制御装置3
2は、リレー接点58が閉成されたとき、トライアック
17をオフとし、リレー接点58が開放されたとき、ト
ライアック17をオンとする。また、ツェナーダイオー
ド54と抵抗器55との接続点がスイッチングトランジ
スタ56のベースに接続されている。ツェナーダイオー
ド54は、交流電源1の交流電圧が、例えば200Vの
ときに導通し、例えば100Vのとき非導通となるもの
が使用されている。
For controlling the triac 17, the control device 32 is provided with opening / closing control means, for example, a voltage switching device 33. This voltage switching device 33 has an auxiliary transformer 51 into which the AC voltage of the AC power supply 1 is input to the primary winding. This auxiliary transformer 51 induces an AC voltage, which is a reduction of the input AC voltage, in the secondary winding. The induced secondary AC voltage is rectified by the auxiliary rectifier 52 and smoothed by the smoothing capacitor 53. Zener diode 54 is connected in series between both ends of smoothing capacitor 52.
And a resistor 55 are connected. Smoothing capacitor 53
The collector-emitter conductive path of the switching transistor 56 and the relay 57 are connected in series between both ends of the. A relay contact 58, which is closed when the relay 57 is energized, is connected to the control device 32. Control device 3
No. 2 turns off the triac 17 when the relay contact 58 is closed, and turns on the triac 17 when the relay contact 58 is opened. The connection point between the Zener diode 54 and the resistor 55 is connected to the base of the switching transistor 56. The Zener diode 54 is used that is conductive when the AC voltage of the AC power supply 1 is 200 V, for example, and is non-conductive when the AC voltage is 100 V, for example.

【0016】平滑コンデンサ14、15の間に、インバ
ータ20の入力側が接続されている。このインバータ2
0は、自己消弧型半導体スイッチング素子、例えばIG
BT21、22を使用したハーフブリッジ型のものであ
る。インバータ20では、平滑コンデンサ14、15の
間に、IGBT21、22の導電路が直列に接続されて
いる。これらIBGT21、22のベースには、インバ
ータ制御装置23からインバータ制御信号が供給されて
いる。また、IGBT21、22の導電路には、それぞ
れフライホイールダイオード23a、23bが接続され
ている。
The input side of the inverter 20 is connected between the smoothing capacitors 14 and 15. This inverter 2
0 is a self-extinguishing type semiconductor switching element, for example, IG
It is a half-bridge type that uses BTs 21 and 22. In the inverter 20, the conductive paths of the IGBTs 21 and 22 are connected in series between the smoothing capacitors 14 and 15. An inverter control signal is supplied from the inverter control device 23 to the bases of these IBGTs 21 and 22. Flywheel diodes 23a and 23b are connected to the conductive paths of the IGBTs 21 and 22, respectively.

【0017】IGBT21、22の導電路の相互接続点
と、平滑コンデンサ14、15の相互接続点16とは、
即ち、インバータ20の出力側は、直流カットコンデン
サ25を介して出力トランス26の1次巻線に接続され
ている。出力トランス26は、インバータ21の高周波
交流を絶縁し、所定の電圧に降圧するために設けられた
もので、2次巻線の両端は、出力用整流器27、28、
平滑用リアクトル29を介して出力端子30aに接続さ
れている。他方の出力端子30bが2次巻線の中間タッ
プに接続されている。出力端子30a、30bの間に
は、例えば溶接負荷が接続される。
The interconnection points of the conductive paths of the IGBTs 21 and 22 and the interconnection point 16 of the smoothing capacitors 14 and 15 are
That is, the output side of the inverter 20 is connected to the primary winding of the output transformer 26 via the DC cut capacitor 25. The output transformer 26 is provided to insulate the high frequency alternating current of the inverter 21 and reduce the voltage to a predetermined voltage. The output transformer 26 has output rectifiers 27 and 28 at both ends of the secondary winding.
It is connected to the output terminal 30a via the smoothing reactor 29. The other output terminal 30b is connected to the center tap of the secondary winding. A welding load, for example, is connected between the output terminals 30a and 30b.

【0018】次に、交流電源1の交流電圧が、図2
(a)に実線で示すように高電圧、例えば200Vの場
合の動作について説明する。この場合、上述したよう
に、リレー接点58が閉成され、トライアック17はオ
フである。
Next, the AC voltage of the AC power supply 1 is as shown in FIG.
The operation in the case of a high voltage, for example, 200 V as shown by the solid line in (a) will be described. In this case, as described above, the relay contact 58 is closed and the triac 17 is off.

【0019】図2(a)のt0に示すように、交流電源
1の端子1aの電圧が端子1bの電圧よりも高くなる
と、図2(b)に示すようにサイリスタ6を制御装置3
2がオンさせている。この状態は、交流電源1の端子1
aの電圧が端子1bの電圧よりも高い時刻t1まで継続
する。即ちサイリスタ6は、交流電源1の正の半周期の
期間にわたってフル導通している。また、この正の半周
期中、図2(c)に示すようにIGBT13を制御装置
32がオンオフさせる。
When the voltage at the terminal 1a of the AC power supply 1 becomes higher than the voltage at the terminal 1b, as shown at t0 in FIG. 2 (a), the thyristor 6 is connected to the control device 3 as shown in FIG. 2 (b).
2 is turned on. This state is the terminal 1 of the AC power supply 1.
It continues until time t1 when the voltage of a is higher than the voltage of the terminal 1b. That is, the thyristor 6 is in full conduction over the period of the positive half cycle of the AC power supply 1. Further, during this positive half cycle, the control device 32 turns the IGBT 13 on and off as shown in FIG.

【0020】IGBT13がオンのとき、交流電源1の
端子1aからリアクトル2、IGBT13、ダイオード
9を経て交流電源1の端子1bに電流が流れる。このと
き、リアクトル2には、矢印で示す方向の電圧によるエ
ネルギーが蓄積される。
When the IGBT 13 is on, a current flows from the terminal 1a of the AC power supply 1 to the terminal 1b of the AC power supply 1 through the reactor 2, the IGBT 13 and the diode 9. At this time, energy due to the voltage in the direction indicated by the arrow is accumulated in the reactor 2.

【0021】IGBT13をオフにすると、リアクトル
2を流れる電流が今までと同一方向に流れるようにエネ
ルギーがリアクトル2から放出される。その結果、電流
は、リアクトル2からサイリスタ6、平滑コンデンサ1
4、15、ダイオード9、交流電源1の端子1bを経て
リアクトル2へと流れ、平滑コンデンサ14、15が充
電される。その電圧は最大約280V(200Vのルー
ト2倍)となる。
When the IGBT 13 is turned off, energy is released from the reactor 2 so that the current flowing through the reactor 2 flows in the same direction as before. As a result, current flows from the reactor 2 to the thyristor 6 and the smoothing capacitor 1
The smoothing capacitors 14 and 15 are charged by flowing to the reactor 2 through the diodes 4 and 15, the diode 9 and the terminal 1b of the AC power supply 1. The maximum voltage is about 280V (double the 200V route).

【0022】図2(a)のt1乃至t2の期間に示すよ
うに、交流電源1の端子1bの電圧が端子1bの電圧よ
りも高い負の半周期中、図2(d)に示すようにサイリ
スタ7を制御装置32が導通させている。即ちフル導通
させている。また、この半周期中、IGBT12を制御
装置32がオンオフさせる。
During a negative half cycle in which the voltage of the terminal 1b of the AC power supply 1 is higher than the voltage of the terminal 1b, as shown in the period from t1 to t2 in FIG. 2 (a), as shown in FIG. 2 (d). The control device 32 brings the thyristor 7 into conduction. That is, it is in full conduction. Further, during this half cycle, the control device 32 turns the IGBT 12 on and off.

【0023】IGBT12がオンのとき、交流電源1の
端子1bからダイオード8、IGBT12、リアクトル
2を経て交流電源1の端子1aに電流が流れる。このと
き、リアクトル2には、矢印とは逆方向の電圧によって
エネルギーが蓄積される。
When the IGBT 12 is on, a current flows from the terminal 1b of the AC power supply 1 to the terminal 1a of the AC power supply 1 through the diode 8, the IGBT 12 and the reactor 2. At this time, energy is accumulated in the reactor 2 by the voltage in the direction opposite to the arrow.

【0024】IGBT12がオフのとき、リアクトル2
を流れる電流の向きを今までと同じに維持するように、
交流電源1、ダイオード8、平滑コンデンサ14、1
5、サイリスタ7、リアクトル2へと電流が流れ、平滑
コンデンサ14、15が充電されて、その電圧は最大約
280Vとなる。
When the IGBT 12 is off, the reactor 2
So that the direction of the current flowing through the
AC power supply 1, diode 8, smoothing capacitor 14, 1
5, a current flows through the thyristor 7 and the reactor 2, the smoothing capacitors 14 and 15 are charged, and the voltage thereof reaches a maximum of about 280V.

【0025】このようにIGBT12、13、サイリス
タ6、7を制御することによって、交流電源1の交流電
圧は全波整流され、平滑される。制御装置32は、交流
電源1の電圧を基準として、交流電源1から流れる電流
の位相が交流電源1の電圧の位相と一致するように、I
GBT12、13のオン、オフ期間を制御する。即ち、
IGBT12、13をPWM制御し、交流電源1の力率
の改善を行っている。
By controlling the IGBTs 12 and 13 and the thyristors 6 and 7 in this manner, the AC voltage of the AC power source 1 is full-wave rectified and smoothed. The controller 32 uses the voltage of the AC power supply 1 as a reference so that the phase of the current flowing from the AC power supply 1 matches the phase of the voltage of the AC power supply 1.
The on / off period of the GBTs 12 and 13 is controlled. That is,
The IGBTs 12 and 13 are PWM-controlled to improve the power factor of the AC power supply 1.

【0026】例えば、この電源装置を今まで使用してい
た場所と異なる場所で使用することになった結果、交流
電源1の電圧が図2(a)に点線で示すように100V
となることがある。この場合、上述したようにリレー接
点58が開放され、制御装置32は、トライアック17
をオンさせる。
For example, as a result of using this power supply device in a place different from the place where it has been used, the voltage of the AC power supply 1 is 100 V as shown by the dotted line in FIG. 2 (a).
It may be. In this case, the relay contact 58 is opened as described above, and the control device 32 causes the triac 17 to open.
Turn on.

【0027】そして、図2(a)の時刻t0に示すよう
に交流電源1の端子1aの電圧が端子1bの電圧よりも
高くなると、図2(b)に示すように制御装置32がサ
イリスタ6をオンとする。この状態は、正の半周期にわ
たって継続する。また、この期間中、制御装置32がI
GBT13をオンオフさせる。
When the voltage at the terminal 1a of the AC power supply 1 becomes higher than the voltage at the terminal 1b as shown at time t0 in FIG. 2 (a), the controller 32 causes the thyristor 6 to operate as shown in FIG. 2 (b). To turn on. This state lasts for a positive half cycle. Also, during this period, the control device 32
Turn on / off the GBT 13.

【0028】IGBT13がオンのとき、交流電源1の
端子1aからリアクトル2、IGBT13、ダイオード
9を経て交流電源1の端子1bに電流が流れ、リアクト
ル2には、矢印の向きの電圧によってエネルギーが蓄積
される。IGBT13を制御装置32がオフにすると、
リアクトル2は、これに流れていた電流をそのまま流す
ように、蓄積されたエネルギーを放出し、リアクトル2
からサイリスタ6、平滑コンデンサ14、トライアック
17、交流電源1の端子1bを経てリアクトル2に電流
が流れ、平滑コンデンサ14が充電される。このとき、
平滑コンデンサ14は、最大約140V(100Vのル
ート2倍)の電圧となる。
When the IGBT 13 is on, a current flows from the terminal 1a of the AC power source 1 to the terminal 1b of the AC power source 1 via the reactor 2, the IGBT 13, and the diode 9, and energy is accumulated in the reactor 2 by the voltage in the direction of the arrow. To be done. When the control device 32 turns off the IGBT 13,
The reactor 2 discharges the accumulated energy so that the current flowing through the reactor 2 is passed as it is, and the reactor 2
A current flows from the thyristor 6, the smoothing capacitor 14, the triac 17, and the terminal 1b of the AC power supply 1 to the reactor 2 to charge the smoothing capacitor 14. At this time,
The smoothing capacitor 14 has a maximum voltage of about 140 V (double the 100 V route).

【0029】入力端子1bの電圧が入力端子1aの電圧
よりも高くなる時刻t1において、制御装置32は、サ
イリスタ7をオンさせる。この状態は、負の半周期にわ
たって継続する。この期間、IGBT12が制御装置3
2によってオン、オフ制御される。
At time t1 when the voltage at the input terminal 1b becomes higher than the voltage at the input terminal 1a, the controller 32 turns on the thyristor 7. This state continues for a negative half cycle. During this period, the IGBT 12 controls the control device 3
On and off are controlled by 2.

【0030】IGBT12がオンのとき、交流電源1の
端子1bからダイオード8、IGBT12、リアクトル
2を経て端子1aに電流が流れ、リアクトル2には矢印
と逆向きの電圧によってエネルギーが蓄積される。IG
BT12が制御装置32によってオフとされたとき、リ
アクトル2に流れる電流の向きを今までと同一とするた
めに、リアクトル2から交流電源1、トライアック1
7、平滑コンデンサ15、サイリスタ7を経てリアクト
ル2に電流が流れる。これによって平滑コンデンサ15
が充電され、その電圧は約140Vとなる。
When the IGBT 12 is on, a current flows from the terminal 1b of the AC power supply 1 to the terminal 1a via the diode 8, the IGBT 12 and the reactor 2, and energy is accumulated in the reactor 2 by a voltage in the direction opposite to the arrow. IG
When the BT 12 is turned off by the control device 32, in order to make the direction of the current flowing through the reactor 2 the same as before, the reactor 2 is connected to the AC power supply 1, the triac 1
A current flows through the reactor 2 via the 7, the smoothing capacitor 15, and the thyristor 7. As a result, the smoothing capacitor 15
Is charged, and its voltage becomes about 140V.

【0031】このようにトライアック17をオンさせる
ことによって、整流器3は倍電圧整流回路として動作す
る。制御装置32は、交流電源1の電圧を基準として、
交流電源1から流れる電流の位相が交流電源1の電圧の
位相と一致するように、IGBT12、13のオン、オ
フ期間を制御する。即ち、IGBT12、13をPWM
制御し、交流電源1の力率の改善を行っている。
By turning on the triac 17 in this manner, the rectifier 3 operates as a voltage doubler rectifier circuit. The control device 32 uses the voltage of the AC power supply 1 as a reference,
The ON / OFF periods of the IGBTs 12 and 13 are controlled so that the phase of the current flowing from the AC power supply 1 matches the phase of the voltage of the AC power supply 1. That is, the IGBTs 12 and 13 are PWM
The power factor of the AC power supply 1 is controlled and improved.

【0032】平滑コンデンサ14、15に充電された電
圧は、インバータ制御装置がオンオフ制御するIGBT
21、22によって高周波スイッチングされ、高周波交
流電圧となる。この高周波交流電圧は、出力トランス2
6によって降圧され、整流平滑される。この整流平滑出
力は、出力端子30a、30bに接続されている溶接負
荷に供給される。
The voltage charged in the smoothing capacitors 14 and 15 is turned on / off by the inverter control device and is turned on / off.
High-frequency switching is performed by 21, 22 and a high-frequency AC voltage is obtained. This high frequency AC voltage is applied to the output transformer 2
It is stepped down by 6 and rectified and smoothed. This rectified and smoothed output is supplied to the welding load connected to the output terminals 30a and 30b.

【0033】ところで、この電源装置を起動したとき、
平滑コンデンサ14、15は放電されている。従って、
起動時から上述したようにサイリスタ6、7をそれぞれ
フル導通させると、コンデンサ14、15にはそれぞれ
過大電流が流れる。この過大電流の発生を防止するため
に、例えばサイリスタ6の場合、起動時から正の半周期
になるごとに、点弧角を180度から徐々に小さくし、
平滑コンデンサ14、15に流れる電流を徐々に大きく
している。同様にサイリスタ7も起動時に負の半周期ご
とに制御されている。即ちサイリスタ6、7は起動時に
ソフトスタート制御が行われている。
By the way, when this power supply is started,
The smoothing capacitors 14 and 15 have been discharged. Therefore,
When the thyristors 6 and 7 are brought into full conduction from the start-up as described above, excessive currents flow in the capacitors 14 and 15, respectively. In order to prevent the occurrence of this excessive current, for example, in the case of the thyristor 6, the firing angle is gradually reduced from 180 degrees at every positive half cycle from the start,
The current flowing through the smoothing capacitors 14 and 15 is gradually increased. Similarly, the thyristor 7 is also controlled every negative half cycle at the time of starting. That is, the thyristors 6 and 7 are soft-started at the time of startup.

【0034】上記の実施の形態では、開閉手段としてト
ライアック17を使用したが、これに代えて、例えば逆
並列接続された2つのサイリスタを使用することができ
る。また、トライアック17に代えてリレー57によっ
て駆動されるリレー接点を使用することもできる。
In the above embodiment, the triac 17 is used as the opening / closing means, but instead of this, for example, two thyristors connected in anti-parallel can be used. A relay contact driven by a relay 57 can be used instead of the triac 17.

【0035】上記の実施の形態では、整流器3にサイリ
スタ6、7を使用した。これは起動時にソフトスタート
を行い、起動時に過大電流の発生を防止するためであ
る。しかし、適切な限流手段を設けるならば、サイリス
タ6、7に代えて通常の整流ダイオードを使用してもよ
い。
In the above embodiment, the thyristors 6 and 7 are used as the rectifier 3. This is because a soft start is performed at the time of startup and an excessive current is prevented from being generated at the time of startup. However, an ordinary rectifier diode may be used instead of the thyristors 6 and 7 if a suitable current limiting means is provided.

【0036】また、上記の実施の形態では、ダイオード
8、9を用いたが、これらに代えてサイリスタを使用す
ることもできる。この場合、ダイオード8に代わるサイ
リスタは、サイリスタ7がオンのとき、制御装置32に
よってオンとされる。同様に、ダイオード9に代わるサ
イリスタは、サイリスタ6がオンのときに、制御装置3
2によってオンとされる。
Although the diodes 8 and 9 are used in the above embodiment, thyristors may be used instead of them. In this case, the thyristor replacing the diode 8 is turned on by the control device 32 when the thyristor 7 is on. Similarly, the thyristor in place of the diode 9 is a control device 3 when the thyristor 6 is on.
Turned on by 2.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように、請求項1または3記載の
発明によれば、この電源装置に入力される交流電源の電
圧が高低2種類のいずれであっても、所定の負荷に電源
を供給することができるだけでなく、交流電源の電圧に
交流電源から流れる電流が追従するように、第1及び第
2の自己消弧型半導体スイッチング素子の制御を行って
いるので、力率を改善することができる。
As described above, according to the invention described in claim 1 or 3, the power source is supplied to a predetermined load regardless of whether the voltage of the AC power source input to the power source device is high or low. The power factor is improved because the first and second self-extinguishing type semiconductor switching elements are controlled so that the current flowing from the AC power supply follows the voltage of the AC power supply as well as being supplied. be able to.

【0038】また、請求項2記載の発明によれば、第1
または第2の直列手段の少なくとも一方の整流素子とし
て、サイリスタを使用している。従って、起動時にソフ
トスタートさせることが可能であるので、起動時に平滑
コンデンサに流れる突入電流を減少させることができ
る。
According to the invention of claim 2, the first
Alternatively, a thyristor is used as at least one rectifying element of the second series means. Therefore, since it is possible to perform a soft start at the time of startup, it is possible to reduce the inrush current flowing through the smoothing capacitor at the time of startup.

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

【図1】本発明による電源装置の1実施形態を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a power supply device according to the present invention.

【図2】同実施形態の動作波形図である。FIG. 2 is an operation waveform diagram of the same embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源 2 リアクトル 3 整流回路 6 7 サイリスタ(第1の直列手段) 8 9 ダイオード(第2の直列手段) 12 13 IGBT(第1及び第2の自己消弧型半導体ス
イッチング素子) 14 15 平滑コンデンサ 17 トライアック(開閉手段) 32 制御装置(制御手段) 33 電圧切換装置(開閉制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 Reactor 3 Rectifier circuit 6 7 Thyristor (first series means) 8 9 Diode (second series means) 12 13 IGBT (first and second self-extinguishing type semiconductor switching element) 14 15 Smoothing capacitor 17 Triac (opening / closing means) 32 Control device (controlling means) 33 Voltage switching device (opening / closing control means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02M 7/5387 9181−5H H02M 7/5387 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H02M 7/5387 9181-5H H02M 7/5387 A

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同一極性に接続された2つの整流素子を
それぞれ含み2つの出力端子間に並列に接続された第1
及び第2の直列手段と、第1の直列手段の整流素子にそ
れぞれ逆並列に接続された第1及び第2の自己消弧型半
導体スイッチング素子を有し、第2の直列手段の上記整
流素子の相互接続点と上記第1及び第2の半導体スイッ
チング素子の相互接続点とが、リアクトルを介して交流
電源に接続される入力端子とされた整流手段と、 上記2つの出力端子間に、直列に接続された少なくとも
2つの平滑コンデンサと、 上記2つの平滑コンデンサの相互接続点と、上記第2の
直列手段側の上記入力端子との間に接続された開閉手段
と、 上記交流電源の電圧が予め定めた閾値以上のとき、上記
開閉手段を開放し、上記交流電源の電圧が上記閾値より
も小さいとき、上記開閉手段を閉成する開閉制御手段
と、 上記交流電源の電圧と電流が入力され、上記交流電源の
電流が上記交流電源の電圧に追従するように、上記交流
電源の電圧が一方の極性のとき、第1の自己消弧型半導
体スイッチング素子を開閉し、上記交流電源の電圧が他
方の極性のとき、第2の自己消弧型半導体スイッチング
素子を開閉する制御手段とを、具備する電源装置。
1. A first circuit which includes two rectifying elements connected to the same polarity and which is connected in parallel between two output terminals.
And second serial means, and first and second self-extinguishing type semiconductor switching elements respectively connected in antiparallel to the rectifying elements of the first series means, and the rectifying element of the second series means. And an interconnection point of the first and second semiconductor switching elements as an input terminal connected to an AC power source via a reactor, and a series connection between the two output terminals. At least two smoothing capacitors connected to each other, an interconnection point between the two smoothing capacitors, an opening / closing means connected between the input terminal on the second series means side, and a voltage of the AC power supply. When the voltage is equal to or higher than a predetermined threshold, the switching means is opened, and when the voltage of the AC power supply is smaller than the threshold, the switching control means that closes the switching means, and the voltage and current of the AC power supply are input. ,the above When the voltage of the AC power supply has one polarity, the first self-arc-extinguishing type semiconductor switching element is opened and closed so that the current of the AC power supply follows the voltage of the AC power supply, and the voltage of the AC power supply is the other. A power supply device comprising: a control unit that opens and closes the second self-arc-extinguishing type semiconductor switching element when the polarity is set.
【請求項2】 請求項1記載の電源装置において、第1
または第2の直列手段のうち少なくとも一方の整流素子
が、それぞれサイリスタである電源装置。
2. The power supply device according to claim 1, wherein
Alternatively, at least one of the rectifying elements of the second series means is a thyristor.
【請求項3】 第1及び第2の自己消弧型半導体スイッ
チング素子を含む交流電源を整流する整流手段と、 この整流手段の出力を平滑する直列接続された2つの平
滑コンデンサと、 これら平滑コンデンサの相互接続点と上記整流手段との
間に接続され、開放状態において上記整流手段に全波整
流回路を構成させ、閉成状態において上記整流手段に倍
電圧整流回路を構成させる開閉スイッチと、 上記交流電源の電圧が予め定めた閾値以上のとき、上記
開閉手段を開放させ、上記交流電源の電圧が予め定めた
閾値よりも小さいとき、上記開閉手段を開放させる開閉
制御手段と、 上記交流電源の出力電圧及び出力電流が入力され、上記
交流電源の出力電圧に出力電流が追従するように、第1
及び第2の自己消弧型半導体スイッチング素子を開閉制
御するスイッチング素子制御手段とを、具備する電源装
置。
3. A rectifying means for rectifying an AC power supply including first and second self-arc-extinguishing semiconductor switching elements, two smoothing capacitors connected in series for smoothing the output of the rectifying means, and these smoothing capacitors. An open / close switch that is connected between the interconnection point and the rectifying means, and that causes the rectifying means to form a full-wave rectifying circuit in the open state, and that forms a double voltage rectifying circuit in the rectifying means in the closed state, When the voltage of the AC power supply is equal to or higher than a predetermined threshold, the opening / closing means is opened, and when the voltage of the AC power supply is lower than the predetermined threshold, the opening / closing control means opens the opening / closing means, and the AC power supply The output voltage and the output current are input, and the output current follows the output voltage of the AC power supply.
And a switching element control means for controlling opening / closing of the second self-arc-extinguishing type semiconductor switching element.
JP07347699A 1995-12-14 1995-12-14 Power supply Expired - Fee Related JP3096236B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07347699A JP3096236B2 (en) 1995-12-14 1995-12-14 Power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07347699A JP3096236B2 (en) 1995-12-14 1995-12-14 Power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09168282A true JPH09168282A (en) 1997-06-24
JP3096236B2 JP3096236B2 (en) 2000-10-10

Family

ID=18391984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07347699A Expired - Fee Related JP3096236B2 (en) 1995-12-14 1995-12-14 Power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3096236B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013070480A (en) * 2011-09-21 2013-04-18 Toshiba Tec Corp Power conversion apparatus
JP2013240213A (en) * 2012-05-16 2013-11-28 Toshiba Tec Corp Power converter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013070480A (en) * 2011-09-21 2013-04-18 Toshiba Tec Corp Power conversion apparatus
JP2013240213A (en) * 2012-05-16 2013-11-28 Toshiba Tec Corp Power converter

Also Published As

Publication number Publication date
JP3096236B2 (en) 2000-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3288281B2 (en) DC power supply
JP2607997B2 (en) Arc welding machine
JP2558575B2 (en) Arc welding machine
JPH11178333A (en) Dc power device
JPH09103073A (en) Dc-dc converter
US8289741B2 (en) Line switcher for power converters
JPH11206123A (en) Dc power unit for arc utilization apparatus
US6256209B1 (en) AC to DC conversion arrangement
JP3096236B2 (en) Power supply
JPH07115182B2 (en) Arc welder
JP2000317638A (en) Plasma arc cutting machine
JP2987547B2 (en) Arc equipment power supply
JP3493273B2 (en) Power factor improvement circuit of three-phase rectifier
JPH0341892Y2 (en)
JPH09182457A (en) Inverter
GB2301240A (en) Rectifier circuit
JPH0739014A (en) Charging device for vehicle
JPH0817571B2 (en) Compression cooling device
JP2663535B2 (en) Power supply for arc machining
JP2547186Y2 (en) Power supply for arc machining
SU1661961A2 (en) Multiple-motor a c drive
EP0744826A1 (en) Alternator systems
SU851777A1 (en) Three-phase thyristorized switch
JPH07322485A (en) Rush current suppression device
JPH0966364A (en) Arc welding machine

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000725

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees