KR100782365B1 - Device for resistance welding - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스위칭 소자를 오프한 직후에 발생하는 서지 전압을 작게 하여 스위칭 소자의 안전을 도모하는 저항용접장치를 제공한다. 이 전원부 어셈블리에서는 한 개의 기판(30)에 콘덴서(12), 스위칭 트랜지스터(14) 및 플라이휠 다이오드(20)를 설치하고, 기판(30)의 양면에 형성한 박막도체(34, 38, 42)를 통해 각 부 사이를 전기적으로 접속하고 있다. 더 상세하게는 콘덴서(12)의 양극측 단자(12a)와 스위칭 트랜지스터(14)의 전류입력측 단자(미도시)는 기판 상면(30a)측에서 양극측 도전로용 박막도체(34)를 통해 전기적으로 접속된다. 스위칭 트랜지스터(14)의 전류출력측 단자(14S)와 플라이휠 다이오드(20)의 캐소드 단자(20C)는 기판 하면(30b)측에서 양극측 도전로용 박막도체(42)를 통해 전기적으로 접속된다. 콘덴서(12)의 음극측 단자(12b)와 플라이휠 다이오드(20)의 애노드 단자(미도시)는 기판 상면(30a)측에서 음극측 도전로용 박막도체(38)를 통해 전기적으로 접속된다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a resistance welding apparatus for reducing the surge voltage generated immediately after turning off the switching element to secure the switching element. In this power supply assembly, a capacitor 12, a switching transistor 14, and a flywheel diode 20 are provided on one substrate 30, and thin film conductors 34, 38, and 42 formed on both surfaces of the substrate 30 are formed. The electrical connections are made between the parts. More specifically, the anode terminal 12a of the condenser 12 and the current input terminal (not shown) of the switching transistor 14 are electrically connected to each other through the thin film conductor 34 for the anode side of the upper surface 30a of the substrate. Is connected. The current output terminal 14S of the switching transistor 14 and the cathode terminal 20C of the flywheel diode 20 are electrically connected to each other via the thin film conductor 42 for the anode side at the lower surface 30b side of the substrate. The cathode terminal 12b of the capacitor 12 and the anode terminal (not shown) of the flywheel diode 20 are electrically connected to each other via the thin film conductor 38 for the cathode side conductive path on the upper surface 30a side of the substrate.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 저항용접장치의 주요부분의 어셈블리 구조를 나타낸 일부단면 정면도.1 is a partial cross-sectional front view showing the assembly structure of the main part of the resistance welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 실시형태에 따른 어셈블리에서의 기판 상면측 구성(방열부재를 생략한 상태)을 나타낸 평면도.2 is a plan view showing a substrate upper surface side configuration (state in which the heat dissipation member is omitted) in the assembly according to the embodiment.
도 3은 실시형태에 따른 어셈블리에서의 스위칭 트랜지스터 주변의 설치 및 배선 구조를 나타낸 일부단면 측면도.3 is a partial cross-sectional side view showing the installation and wiring structure around the switching transistor in the assembly according to the embodiment.
도 4는 실시형태에 따른 어셈블리에서의 기판 하면측의 신호 라인용 박막도체 패턴을 나타낸 부분평면도.4 is a partial plan view showing a thin film conductor pattern for signal lines on a lower surface side of a substrate in the assembly according to the embodiment.
도 5는 실시형태에 따른 어셈블리에서의 플라이휠 다이오드 주변의 설치 및 배선 구조를 나타낸 일부단면 측면도.5 is a partial cross-sectional side view showing the installation and wiring structure around the flywheel diode in the assembly according to the embodiment.
도 6은 본 발명에 따른 저항용접장치의 주요부분의 기본적인 회로 구성을 나타낸 회로도.6 is a circuit diagram showing the basic circuit configuration of the main part of the resistance welding apparatus according to the present invention.
도 7은 종래의 저항용접장치에 형성된 전원부의 주요부분의 물리적 구성을 나타낸 사시도.Figure 7 is a perspective view showing the physical configuration of the main portion of the power supply portion formed in the conventional resistance welding apparatus.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
12 : 콘덴서 14 : 스위칭 트랜지스터
12
16 : 상부 전극 18 : 하부 전극16: upper electrode 18: lower electrode
20 : 플라이휠 다이오드 30 : 기판20: flywheel diode 30: substrate
32, 40, 56 : 분리대 34, 42 : 양극측 도전로용 박막도체32, 40, 56:
36, 54 : 제어라인용 박막도체 38 : 음극측 도전로용 박막도체36, 54: thin film conductor for control line 38: thin film conductor for cathode side conductive path
44, 46, 48, 50, 52, 60, 62, 64, 66 설치구멍44, 46, 48, 50, 52, 60, 62, 64, 66 mounting hole
58 : 저항 72, 74 : 방열부재58:
78 : 도전판 78: conductive plate
본 발명은 저항용접장치에 관한 것으로, 특히 용접 에너지가 되는 전력을 콘덴서에 일단 축적하고 나서 스위칭 소자를 통해 피용접재에 공급하는 방식의 저항용접장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistance welding apparatus, and more particularly, to a resistance welding apparatus of a method in which electric power, which becomes welding energy, is accumulated in a capacitor and then supplied to a welded material through a switching element.
도 6은 이러한 저항용접장치의 주요부분의 기본적인 회로 구성을 나타낸 도면이다. 충전 회로(10)는 예를 들면 복수개의 다이오드를 브릿지 접속(bridge connection)하여 된 단상전파정류 회로를 포함하며, 교류 전원선으로부터 절연 트랜스(미도시)를 통해 상용 주파수의 단상교류 전원전압(Ea)을 입력받고, 입력된 교류전원전압(Ea)을 전파정류(full wave rectifier)하여 직류 전압을 출력한다. 콘덴서(12)는 충전 회로(10)의 출력전압에 따라 소정의 전압값(Ec)으로 충전된다.6 is a diagram showing the basic circuit configuration of the main part of such a resistance welding apparatus. The
콘덴서(12)의 양극측 단자는 스위칭 소자 예를 들면 전계 효과 트랜지스터(FET)(14)를 통해 제 1 용접전극(16)에 전기적으로 접속되며, 음극측 단자는 제 2 용접전극(18)에 전기적으로 접속된다. 스위칭 트랜지스터(14)를 고주파수(예를 들면 1kHz)로 온/오프 제어하는 통전 방식에서는 제 1 및 제 2 용접전극(16, 18) 사이에 소정의 극성으로 (캐소드 단자 및 애노드 단자를 각각 제 1 및 제 2 용접전극(16, 18)으로 향하게) 플라이휠 다이오드(flywheel diode)(20)가 접속된다.The positive terminal of the
용접 통전시에는 가압 장치(미도시)의 작용에 의해, 피용접재(W1, W2)에 양측으로부터 제 1 및 제 2 용접전극(16, 18)이 가압 접촉된다. 그리고, 제어 회로(미도시)로부터 출력되는 제어 신호(CS)에 의해 스위칭 트랜지스터(14)가 온(ON)되면, 콘덴서(12)가 부하(용접부)측으로 방전되고, 그 방전 전류가 용접전류(Iw)로서 용접전극(16, 18) 및 피용접재(W1, W2)를 흐르게 된다. 고주파 스위칭 방식에서는 스위칭 트랜지스터(14)가 오프(OFF)되면, 플라이휠 다이오드(20)와 부하(용접부)와의 폐회로내에서 용접전류(Iw)가 환류하며 계속 흐르게 된다.At the time of welding energization, the 1st and
도 7은 종래의 저항용접장치에 형성된 전원부의 주요부분의 물리적 구성을 나타낸 도면이다. 일반적으로, 콘덴서(12)로는 일단면으로부터 한 쌍의 막대모양 단자(12a, 12b)가 돌출되어 있는 원통형 전해콘덴서가 사용된다. 종래 장치에서는 도시한 바와 같이, 콘덴서(12), 스위칭 트랜지스터(14) 및 다이오드(20) 3부품을 구리 막대(100, 102, 104)를 통해 전기적으로 접속하고 있다.7 is a view showing the physical configuration of the main portion of the power supply portion formed in the conventional resistance welding apparatus. Generally, as the capacitor | condenser 12, the cylindrical electrolytic capacitor in which the pair of rod-
상기한 바와 같은 종래의 저항용접장치에서는 스위칭 트랜지스터(14)가 오프된 직후에 콘덴서(12), 트랜지스터(14) 및 다이오드(20)를 포함하는 전원부의 루프 회로(L)내에서 큰 서지 전압(surge voltage)이 발생되며, 이 서지 전압을 받아 스위칭 트랜지스터(14)가 파괴될 우려가 있었다.In the conventional resistance welding apparatus as described above, a large surge voltage in the loop circuit L of the power supply section including the
상기와 같은 서지 전압은 루프 회로(L)의 전체 길이 또는 루프 거리에 의존하며, 루프 거리가 클수록 서지 전압이 커진다. 그런데, 종래 장치는 루프 회로(L)의 접속 도체에 구리 막대(100, 102, 104)를 사용하는 구성이기 때문에, 루프 거리를 짧게 하는 것이 어려웠다. 이 때문에 서지 전압 대책으로서, 트랜지스터(14)에 스너버 회로(snubber circuit) 등의 보호 회로(도시하지 않음)를 장착하는 구성을 채택하고 있어 장치 비용이 높게 책정되어 있었다. 또한, 루프 회로(L)의 전체 길이가 큰 만큼, 전원부의 소형화도 어려웠다.Such a surge voltage depends on the total length or loop distance of the loop circuit L, and the larger the loop distance, the larger the surge voltage. By the way, since the conventional apparatus uses the
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 스위칭 소자를 오프한 직후에 발생하는 서지 전압을 작게 하여, 스위칭 소자의 안전을 도모하도록 한 저항용접장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a resistance welding device in which the surge voltage generated immediately after turning off the switching element is reduced to ensure the safety of the switching element.
본 발명의 다른 목적은 스위칭 소자에 서지 전압에 견디기 위한 보호 회로를 필요로 하지 않는 저항용접장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a resistance welding apparatus which does not require a protection circuit for withstanding a surge voltage in a switching element.
본 발명의 또 다른 목적은 전원부의 경량 소형화를 실현하는 저항용접장치를 제공하는 것에 있다. It is still another object of the present invention to provide a resistance welding apparatus that realizes light weight and small size of the power supply unit.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 저항용접장치는 용접 통전을 위해 피용접재에 가압 접촉하는 제 1 및 제 2 용접전극에 대해, 저항용접용 전력을 일단 축적하고 나서 방전하는 콘덴서의 제 1 단자를 스위칭 소자를 통해 상기 제 1 용접전극에 전기적으로 접속함과 동시에 상기 콘덴서의 제 2 단자를 상기 제 2 용접전극에 전기적으로 접속하고, 상기 제 1 및 제 2 용접전극 사이에 소정의 극성으로 플라이휠 다이오드를 전기적으로 접속하여 된 저항용접장치로서, 기판에 상기 콘덴서, 상기 스위칭 소자 및 상기 플라이휠 다이오드를 배치하고, 상기 기판의 양면에 형성된 복수의 박막도체를 통해 상기 콘덴서, 상기 스위칭 소자 및 상기 플라이휠 다이오드를 전기적으로 접속하여 된 구성으로 하였다.In order to achieve the above object, the resistance welding device of the present invention is the first and second welding electrodes of the capacitor for accumulating and then discharging the electric power for resistance welding once for the first and second welding electrodes in pressure contact with the material to be welded for welding energization. A terminal is electrically connected to the first welding electrode through a switching element, and at the same time, a second terminal of the capacitor is electrically connected to the second welding electrode, and has a predetermined polarity between the first and second welding electrodes. A resistance welding device formed by electrically connecting a flywheel diode, wherein the capacitor, the switching element, and the flywheel diode are disposed on a substrate, and the capacitor, the switching element, and the flywheel are provided through a plurality of thin film conductors formed on both surfaces of the substrate. The diode was electrically connected.
본 발명의 저항용접장치에서는 기판을 끼고 그 양측 또는 한쪽에 콘덴서, 스위칭 소자 및 플라이휠 다이오드를 조밀하게 집적시키고, 기판의 양면에 형성된 복수의 박막도체를 통해 각 부 사이를 전기적으로 접속하고 있으므로, 경량소형의 어셈블리구조를 실현할 수 있으며, 동시에 이들 3가지 부품 또는 소자를 포함하는 전원부내의 루프 회로의 전체 길이 또는 거리를 가급적 짧게 할 수 있다. 따라서, 스위칭 소자를 온에서 오프로 전환한 직후에 루프 회로내에서 발생하는 서지 전압이 매우 작아, 특별한 보호 회로를 장착하지 않더라도 스위칭 소자의 파괴를 방지할 수 있다.In the resistance welding apparatus of the present invention, a capacitor, a switching element, and a flywheel diode are densely integrated on both sides or one side of the substrate, and electrically connected between the portions through a plurality of thin film conductors formed on both sides of the substrate. A compact assembly structure can be realized, and at the same time, the overall length or distance of the loop circuit in the power supply section including these three components or elements can be made as short as possible. Therefore, the surge voltage generated in the loop circuit immediately after switching the switching element from on to off is very small, and it is possible to prevent the destruction of the switching element even without attaching a special protection circuit.
본 발명의 바람직한 일 형태에 따른 저항용접장치는 용접 통전을 위해 피용접재에 가압 접촉하는 제 1 및 제 2 용접전극에 대해, 저항용접용 전력을 일단 축적하고 나서 방전하는 콘덴서의 제 1 단자를 스위칭 소자를 통해 상기 제 1 용접전극에 전기적으로 접속함과 동시에 상기 콘덴서의 제 2 단자를 상기 제 2 용접전극에 전기적으로 접속하고, 상기 제 1 및 제 2 용접전극 사이에 소정의 극성으로 플 라이휠 다이오드를 전기적으로 접속하여 된 저항용접장치로서, 절연성 부재로 이루어진 기판의 제 1 면상에 서로 전기적으로 분리된 제 1 및 제 2 박막도체을 각각 고착 형성함과 아울러 상기 기판의 제 2 면상에 상기 제 1 및 제 2 박막도체 중 어느 것과도 전기적으로 분리된 제 3 박막도체을 고착 형성하고, 상기 기판의 제 2 면측에 상기 콘덴서를 배치하며, 상기 콘덴서의 제 1 및 제 2 단자를 상기 기판의 제 1 면측에서 상기 제 1 및 제 2 박막도체에 각각 접속하고, 상기 스위칭 소자를 상기 기판의 제 1 및 제 2 면측에 배치하며, 상기 스위칭 소자의 전류입력측 단자를 상기 기판의 제 1 면측에서 상기 제 1 박막도체에 접속함과 동시에 전류출력측 단자를 상기 기판의 제 2 면측에서 상기 제 3 박막도체에 접속하고, 상기 플라이휠 다이오드를 상기 기판의 제 1 또는 제 2 면측에 배치하며, 상기 플라이휠 다이오드의 캐소드 단자를 상기 기판의 제 2 면측에서 상기 제 3 박막도체에 접속함과 동시에 애노드 단자를 상기 기판의 제 1 면측에서 상기 제 2 박막도체에 접속하고, 상기 제 3 및 제 2 박막도체를 상기 제 1 및 제 2 용접전극에 각각 전기적으로 접속하여 된 구성을 갖는다.A resistance welding device according to one preferred embodiment of the present invention includes a first terminal of a capacitor that accumulates and discharges electric power for resistance welding once for the first and second welding electrodes that are in pressure contact with the material to be welded for welding conduction. The second terminal of the condenser is electrically connected to the second welding electrode at the same time as the electrical connection to the first welding electrode through a switching element, and the fly has a predetermined polarity between the first and second welding electrodes. A resistance welding device formed by electrically connecting a wheel diode, the first and second thin film conductors being electrically isolated from each other on a first surface of a substrate made of an insulating member, respectively, and fixedly formed. Fixedly forming a third thin film conductor electrically isolated from any of the first and second thin film conductors, and placing the capacitor on the second surface side of the substrate, Connecting the first and second terminals of the capacitor to the first and second thin film conductors on the first side of the substrate, respectively, and placing the switching element on the first and second side of the substrate, the switching element A terminal of the current input side of the substrate connected to the first thin film conductor on the first surface side of the substrate, a terminal of the current output side of the substrate connected to the third thin film conductor on the second surface side of the substrate, and A cathode terminal of the flywheel diode connected to the third thin film conductor on the second side of the substrate and an anode terminal connected to the second thin film conductor on the first side of the substrate; The third and second thin film conductors are electrically connected to the first and second welding electrodes, respectively.
본 발명의 저항용접장치에 있어서, 스위칭 소자를 일종의 가변저항기로 하여 지속적으로 온시킬 경우에는 상기 구성에서 플라이휠 다이오드를 생략할 수 있다.In the resistance welding device of the present invention, when the switching element is continuously turned on as a kind of variable resistor, the flywheel diode can be omitted in the above configuration.
이하, 도 1∼도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of this invention is described with reference to FIGS.
도 1∼도 5는 본 발명의 일 실시형태인 저항용접장치의 주요부분의 어셈블리 구조를 나타낸다. 이 실시형태의 저항용접장치도 도 6과 같은 회로구성을 가지고 있으며, 도 1에 나타낸 어셈블리는 도 6에 도시한 회로의 콘덴서(12), 스위칭 트랜 지스터(14) 및 플라이휠 다이오드(20)를 포함하고 있다.1-5 show the assembly structure of the principal part of the resistance welding apparatus which is one Embodiment of this invention. The resistance welding apparatus of this embodiment also has a circuit configuration as shown in FIG. 6, and the assembly shown in FIG. 1 includes a
이 어셈블리에서는 예를 들면 유리 에폭시 등의 절연성 부재로 이루어진 기판(30)을 본체로 하고, 기판(30)의 한쪽(도 1의 하측)에 콘덴서(12)를 설치하고, 반대쪽(도 1의 상측)에 스위칭 트랜지스터(14) 및 플라이휠 다이오드(20)를 설치하고 있다.In this assembly, for example, the
기판(30)의 양면에는 예를 들면 동박(銅箔)으로 이루어진 도전성 박막도체가 도금가공 등으로 고착 형성되어 있다. 도 2에 명시한 바와 같이, 기판(30)의 상면(제 1 면)(30a)위에는 중심부의 분리대(32)를 끼고 좌측으로 양극측 도전로용 박막도체(34) 및 제어라인용 박막도체(36)가 각각 폭 넓은 패턴으로 형성되며, 우측으로 음극측 도전로용 박막도체(38)가 폭 넓은(거의 한 면)의 패턴으로 형성되어 있다. 좌측 영역에서는 좌단 부근의 분리대(40)를 끼고 안쪽으로(중앙 분리대쪽) 양극측 도전료용 박막도체(34)가 위치하며, 바깥쪽(좌단측)에 제어 라인용 박막도체(36)가 위치하고 있다.On both surfaces of the
후술하는 바와 같이, 양극측 도전로용 박막도체(34)는 콘덴서(12)의 양극측 단자(12a)와 스위칭 트랜지스터(14)의 전류입력측 단자(예를 들면 드레인 단자)(14D)간의 도전로를 구성한다. 제어 라인용 박막도체(36)는 제어 회로(미도시)로부터 출력되는 제어신호(CS)(도 6)를 스위칭 트랜지스터(14)의 제어 단자(예를 들면 게이트 단자)(14G)로 전송하기 위한 도전로를 구성한다. 음극측 도전로용 박막도체(38)는 콘덴서(12)의 음극측 단자(12b)와 플라이휠 다이오드(20)의 애노드 단자(20A)간의 도전로를 구성한다. 각 박막도체(34, 36, 38)의 표면에는 절연성 필름(미도시)이 피복된다.As described later, the
콘덴서(12), 스위칭 트랜지스터(14) 및 플라이휠 다이오드(20)는 각각 1개씩 이어도 좋지만, 도 2에 나타낸 바와 같이 각각 병렬 접속으로 복수개 형성하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 도 2는 후술하는 방열판(72, 74)(도 1)을 생략한 상태에서 기판(30)상의 구성을 평면도로 나타낸 도면이다.The
기판(30)의 하면(제 2 면)(30b)상에는, 상세한 패턴도(평면도)를 생략하지만, 적어도 콘덴서(12), 스위칭 트랜지스터(14) 및 플라이휠 다이오드(20)가 배치되는 기판영역(면적)에 걸쳐서 양극측 도전로용 박막도체(42)가 소정 패턴으로 형성되어 있다. 후술하는 바와 같이, 이 박막도체(42)는 스위칭 트랜지스터(14)의 전류출력측 단자(예를 들면 소오스 단자)(14S)와 플라이휠 다이오드(20)의 캐소드 단자(20C)간의 도전로를 구성한다. 박막도체(42)의 표면에도 절연성 필름(미도시)이 피복된다. On the lower surface (second surface) 30b of the
기판(30)상에서 콘덴서(12), 스위칭 트랜지스터(14) 및 플라이휠 다이오드(20)의 각 단자는 각각 대응하는 설치구멍(관통구멍)에 삽입되며, 기판 상면(30a)측 또는 기판 하면(30b)측과 각각 대응하는 박막도체에 예를 들면 납땜에 의해 접속된다.Each terminal of the
더 상세하게는 콘덴서(12)의 양 단자(12a, 12b)는 기판(30)의 설치구멍(44, 46)에 각각 삽입되며, 양극측 단자(12a)는 기판 상면(30a)측에서 양극측 도전로용 박막도체(34)에 접속되며(도 1), 음극측 단자(12b)는 기판 상면(30a)측에서 음극측 도전로용 박막도체(38)에 접속된다(도 1).
More specifically, both
스위칭 트랜지스터(14)의 전류입력측 단자(14D) 및 전류출력측 단자(14S)는 기판(30)의 설치구멍(48, 50)에 각각 삽입되며, 전류입력측 단자(14D)는 기판 상면(30a)측에서 양극측 도전로용 박막도체(34)에 접속되고(도 3), 전류출력측 단자(14S)는 기판 하면(30b)측에서 양극측 도전로용 박막도체(42)에 접속된다(도 1, 도 3). 또한, 스위칭 트랜지스터(14)의 제어 단자(14G)는 기판(30)의 설치구멍(52)에 삽입되고, 기판 하면(30b)측에서 제어 라인용 박막도체(54)에 접속된다(도 3). 도 4에 나타낸 바와 같이, 기판 하면(30b)측에서는 이 제어라인용 박막도체(54)가 양극측 도전로용 박막도체(42)로부터 분리대(56)를 통해 분리된 섬모양의 패턴으로 기판 하면(30b)상에 형성되어 있다. 이 박막도체(54)의 표면에도 절연성 필름(미도시)이 피복된다.The current
이 실시형태에서는 기판 상면(30a)위에 제어 신호(CS)를 통과시키는 저항(58)이 설치된다. 저항(58)의 신호입력측 단자(58J)는 기판(30)의 설치구멍(60)에 삽입되며, 기판 상면(30a)측에서 박막도체(36)에 접속된다(도 3). 저항(58)의 신호출력측 단자(58K)는 기판(30)의 설치구멍(62)에 삽입되며, 기판 하면(30b)측에서 박막 도체(54)에 접속된다(도 1 및 도 3).In this embodiment, a
플라이휠 다이오드(20)의 캐소드 단자(20C) 및 애노드 단자(20A)는 기판(30)의 설치구멍(64, 66)에 각각 삽입되며, 캐소드 단자(20C)는 기판 하면(30b)측에서 양극측 도전로용 박막도체(42)에 접속되고(도 1, 도 5), 애노드 단자(20A)는 기판 상면(30a)측에서 음극측 도전로용 박막도체(38)에 접속된다(도 5).The
상기와 같은 기판(30)에 대한 장착으로 인해 각 부품(12, 14, 20)들은 다음 과 같이 전기적으로 접속된다. 콘덴서(12)의 양극측 단자(12a)와 스위칭 트랜지스터(14)의 전류입력측 단자(14D)는 기판 상면(30a)측에서 양극측 도전로용 박막도체(34)를 통해 전기적으로 접속된다. 스위칭 트랜지스터(14)의 전류출력측 단자(14S)와 플라이휠 다이오드(20)의 캐소드 단자(20C)는 기판 하면(30b)측에서 양극측 도전로용 박막도체(42)를 통해 전기적으로 접속된다. 콘덴서(12)의 음극측 단자(12b)와 플라이휠 다이오드(20)의 애노드 단자(20A)는 기판 상면(30a)측에서 음극측 도전로용 박막도체(38)를 통해 전기적으로 접속된다.Due to the mounting on the
도 2에 나타낸 바와 같이, 기판(30)에는 양극측 도전로용 박막도체(34)의 영역내에 외부도체단자 설치구멍(관통구멍)(68)이 형성되어 있다. 이 외부도체단자 설치구멍(68)의 내벽 및 주연부는 박막도체(70)로 피복되어 있으며, 기판 상면(30a)의 박막도체(34)에 전기적으로 연속 또는 접속하고 있다. 충전 회로(10)(도 6)의 양극측 출력단자와 통하는 도체의 일단부 또는 단자(미도시)가 이 외부도체단자 설치구멍(68)에 장착됨으로써, 충전 회로(10)의 양극측 출력단자가 콘덴서(12)의 양극측 단자(12a)와 스위칭 트랜지스터(14)의 전류입력측 단자(14D)에 전기적으로 접속되도록 되어 있다.As shown in Fig. 2, the
이 실시형태에서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 스위칭 트랜지스터(14) 및 플라이휠 다이오드(20)로부터 발생되는 열을 흡수 또는 방열하기 위한 열전도율이 높은 방열부재(72, 74)가 기판(30)위에 설치되어 있다.In this embodiment, as shown in FIG. 1,
방열부재(72)는 예를 들면 단면 'コ' 자 형상의 방열판으로 이루어지며, 기판(30)에 볼트(미도시) 등으로 고정된다. 스위칭 트랜지스터(14)의 패키지 배면에는 전류입력측 단자(14D)와 전기적으로 쇼트(short)되어 있는 도전성 및 열전도성의 금속 플레이트부(14M)가 형성되어 있다. 스위칭 트랜지스터(14)는 방열부재(72)에 대해, 금속 플레이트부(14M)를 방열부재(72)의 외측 벽면에 밀착시키도록 하여 고정부재(미도시) 등으로 고정되며 열적으로 결합된다.The
방열부재(72)를 열전도율뿐만 아니라 도전율도 높은 재질 예를 들면 알루미늄으로 구성하고, 방열부재(72)의 바닥부에서 기판 상면(30a)위의 박막도체(34)를 국부적으로 노출시키고, 박막도체(34)를 방열부재(72)를 통해 스위칭 트랜지스터(14)의 금속 플레이트부(14M) 또는 전류입력측 단자(14D)에 전기적으로 접속하는 구성도 가능하다. 혹은 방열부재(72)에 상기 외부도체단자 설치구멍(68)의 대용이 되는 전기적 단자 또는 접속부를 형성하는 것도 가능하다.The
방열부재(74)도 예를 들면 단면 'コ'자 형상의 방열판으로 이루어지며, 기판(30)에 볼트(미도시) 등으로 고정된다. 플라이휠 다이오드(20)의 패키지 배면에도 캐소드 단자(14D)와 전기적으로 쇼트되어 있는 도전성 및 열전도성 금속 플레이트부(20M)가 형성되어 있다. 플라이휠 다이오드(20)는 방열부재(74)에 대해, 금속 플레이트부(20M)를 방열부재(74)의 외측벽면에 밀착시키도록 하여 고정부재(미도시) 등으로 고정되며 열적으로 결합된다.The
도시한 구성예의 방열부재(74)는 열전도율뿐만 아니라 도전율도 높은 재질 예를 들면 알루미늄으로 이루어지며, 일단부에 외부도체단자 접속부(74a)를 가지고 있다. 상부 전극(16)(도 6)과 통하는 도체의 일단부 또는 단자(미도시)가 이 외부단자 접속부(74a)에 접속된다.
The
방열부재(74)의 바닥부 아래에는 절연판(76)을 통해 예를 들면 동판으로 이루어진 판형상의 도전성 부재(78)가 삽입되어 있다. 이 도전성 부재(78)는 기판 상면(30a)위의 음극측 도전로용 박막도체(38)에 전기적으로 접속되어 있으며, 일단부에 외부도체단자 접속부(78a)를 가지고 있다. 하부 전극(18)(도 6)과 통하는 도체의 일단부 또는 단자(미도시) 및 충전 회로(10)(도 6)의 음극측 출력단자와 통하는 도체의 일단부 또는 단자(미도시)가 이 외부단자 접속부(78a)에 접속됨으로써, 충전 회로(10)의 음극측 출력단자와 콘덴서(12)의 음극측 단자(12b)와 플라이휠 다이오드(20)의 애노드 단자(20A)와 하부 전극(18)이 전기적으로 상호 또는 공통 접속된다.Under the bottom of the
이 실시형태에 따른 상기 구성의 전원부 어셈블리에서는 한 개의 기판(30)을끼고 그 양측(양면)에 콘덴서(12), 스위칭 트랜지스터(14) 및 플라이휠 다이오드(20)를 고밀도로 집적시키고, 기판(30)의 양면에 형성한 박막도체(34, 38, 42)를 통해 각 부 사이를 전기적으로 접속하고 있으므로, 콘덴서(12), 스위칭 트랜지스터(14) 및 플라이휠 다이오드(20)를 포함하는 루프 회로(L)(도 6)의 전체 길이 또는 거리가 종래 장치(도 7)의 것보다도 매우 짧게 되어 있다. 이로 인해, 스위칭 트랜지스터(14)를 온 상태에서 오프 상태로 전환한 직후에 루프 회로(L)내에서 발생하는 서지 전압은 매우 작아, 스너버 회로 등의 보호 회로를 장착하지 않아도 스위칭 트랜지스터(14)를 안전하게 유지할 수 있다.In the power supply assembly having the above configuration according to this embodiment, one
또한, 상기와 같이 한 개의 기판(30) 양측에 콘덴서(12), 스위칭 트랜지스터(14) 및 플라이휠 다이오드(20)를 고밀도로 집적시키고, 또한 기판상의 박막도체를 통해 전기적으로 접속하고 있으므로, 경량소형의 어셈블리로 되어 있어 전원부의 컴팩트화를 실현할 수 있다. 이러한 이점은 이들 부품(12, 14, 20)을 각각 병렬접속으로 복수개 형성할 경우에(부품수가 많을수록) 보다 현저하다.As described above, the
상기 실시형태에서는 스위칭 트랜지스터(14), 플라이휠 다이오드(20)를 기판(30)에 대해 콘덴서(12)와는 반대측(기판상면(30a)측)에 배치하였는데, 같은 쪽(기판하면(30b측)에 배치하는 구성도 가능하다.In the above embodiment, the switching
상기 실시형태의 어셈블리에 있어서, 도전성 부재(78)에 상당하는 것을 양극측 도전로용 박막도체(34) 또는 제어신호용 박막도체(36) 위에 형성하는 구성도 가능하며, 혹은 외부도체단자 설치구멍(68)에 상당하는 것을 음극측 도전로용 박막도체(38) 또는 제어신호용 박막도체(36)의 영역에 형성하는 구성도 가능하다.In the assembly of the above embodiment, a configuration corresponding to the conductive member 78 may be formed on the anode-side conductive path
상기 실시형태에서는 스위칭 트랜지스터(14)를 고주파수로 온, 오프시키는 통전방식과 관련하여, 플라이휠 다이오드(20)를 형성하였다. 그러나, 스위칭 트랜지스터(14)를 일종의 가변저항기로 하여 지속적으로 온시키는 통전방식에도 본 발명은 적용가능하며, 그와 같은 통전방식에서는 플라이휠 다이오드(20)를 생략하는 것이 가능하다. In the above embodiment, the
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 저항용접장치에 따르면, 스위칭 소자를 오프로 한 직후에 발생하는 서지 전압을 작게 할 수 있으므로, 서지 전압에 견디기 위한 보호 회로를 형성하지 않아도 스위칭 소자의 안전을 도모하는 것이 가능하며, 전원부의 경량소형화도 용이하게 실현할 수 있다.As described above, according to the resistance welding apparatus of the present invention, since the surge voltage generated immediately after the switching element is turned off can be reduced, it is necessary to ensure the safety of the switching element without forming a protection circuit to withstand the surge voltage. It is also possible to easily realize the miniaturization of the power supply unit.
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