KR102308142B1 - 용접기의 전원공급장치 - Google Patents

용접기의 전원공급장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102308142B1
KR102308142B1 KR1020200068061A KR20200068061A KR102308142B1 KR 102308142 B1 KR102308142 B1 KR 102308142B1 KR 1020200068061 A KR1020200068061 A KR 1020200068061A KR 20200068061 A KR20200068061 A KR 20200068061A KR 102308142 B1 KR102308142 B1 KR 102308142B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
main transformer
voltage
full
bridge
Prior art date
Application number
KR1020200068061A
Other languages
English (en)
Inventor
성승제
이성원
Original Assignee
성승제
이성원
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 성승제, 이성원 filed Critical 성승제
Priority to KR1020200068061A priority Critical patent/KR102308142B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102308142B1 publication Critical patent/KR102308142B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • B23K9/1006—Power supply
    • B23K9/1043—Power supply characterised by the electric circuit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • B23K9/091—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

전력제어소자의 용량을 증가하고 풀-브릿지(Full-Bridge) 겸용 방식을 이용하며, 메인 트랜스(Trans)의 턴-수를 증가시켜 용접기의 품질향상을 도모하고, 소자 간 부하 제거로 스트레스를 줄여 고장률을 낮추도록 한 용접기의 전원공급장치에 관한 것으로서, 변환된 직류 전력의 맥류를 제거하여 평활하는 제1 및 제2 전해콘덴서, 2개의 1차 권선과 상기 1차 권선의 전력을 유기하여 동작 전력으로 출력하는 2차 권선으로 이루어진 메인 트랜스, 사용할 전압의 선택에 따라 메인 트랜스의 1차 권선의 연결을 제어하는 전압 변경부, 제1 및 제2 전해콘덴서의 출력을 풀-브릿지 방식으로 스위칭하여 메인 트랜스의 1차 측의 전류를 고주파로 스위칭하는 제1 및 제2 전력제어소자를 포함하여 용접기의 전원공급장치를 구현함으로써, 제1 및 제2 전력제어소자 간 부하가 없어 소자의 스트레스가 낮아 고장 발생률도 낮출 수 있으며, 제1 및 제2 전력제어소자의 용량을 각각 1200V로 상향하고, 메인 트랜스의 턴-수를 증가시켜 전기의 흐름을 일정하게 안정화함으로써, 용접 특성도 개선할 수 있게 된다.

Description

용접기의 전원공급장치{Power supply apparatus of welding machine}
본 발명은 용접기의 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 전력제어소자의 용량을 증가하고 풀-브릿지(Full-Bridge) 겸용 방식을 이용하며, 메인 트랜스(Trans)의 턴-수를 증가시켜 용입, 융착성의 향상으로 용접기의 품질향상을 도모하고, 소자 간 부하 제거로 스트레스를 줄여 고장률을 낮추도록 한 용접기의 전원공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 용접기나 절단기는 입력되는 상용 교류 전원을 직류로 정류하고, 전력제어소자를 이용하여 메인 트랜스의 1차 측 전류를 고주파로 스위칭하여, 메인 트랜스의 2차 측에서 용접기에 필요한 전압이 출력되도록 한다.
이러한 용접기 및 절단기는 220V, 380V, 440V 겸용일 때, 모두 하프-브릿지(Half-Bridge) 방식을 사용한다.
도 1은 일반적인 하프-브릿지 겸용 방식(380V, 440V)의 용접기(또는, 절단기) 전원공급장치의 회로도이다.
정류기(10)에서 입력되는 상용 교류 전력을 직류 전력으로 변환을 하고, 제1 및 제2 전해콘덴서(21, 22)에서 상기 변환된 직류 전력의 맥류를 제거하여 평활하게 만든다.
이후, 용접기에서 사용할 전압이 선택되면(380V 또는 440V), 전압 변경부(30)에서 사용할 전압에 대응하게 상기 제1 및 제2 전해 콘덴서(21, 22)의 출력 전압의 경로를 결정하고, 하프-브릿지 방식으로 구성되는 제1 및 제2 전력제어소자(41, 42)에서 교번으로 스위칭 동작이 이루어져, 메인 트랜스(50)의 1차 측의 전류를 고주파로 스위칭한다. 여기서 제1 및 제2 전력제어소자(41, 42)는 각각 600V IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용한다.
제1 전력제어소자(41)의 출력단에는 2개의 MF콘덴서(Metallized Polyester Film Condenser)(61, 62)가 결합되고, 제2 전력제어소자(42)의 출력단에도 2개의 MF콘덴서(Metallized Polyester Film Condenser)(63, 64)가 결합된다.
그리고 MF콘덴서(61 - 64)의 출력이 메인 트랜스(50)의 1차 측에 연결된다.
메인 트랜스(50)의 1차 측은 220V 권선 2개로 구성되고, 2차 측은 단일의 권선으로 구성된다.
제1 및 제2 전력제어소자(41, 42)의 고주파 스위칭에 따라 메인 트랜스(50)의 1차 측의 전압이 2차 측으로 유기되어, 용접 전류 또는 절단 전류로 출력된다.
여기서 메인 트랜스(50)의 턴-수는 풀-브릿지 방식에 비하여 반으로 줄일 수 있다.
도 2는 일반적인 하프-브릿지 겸용 방식(220V)의 용접기(또는, 절단기) 전원공급장치의 회로도이다.
정류기(10)에서 입력되는 상용 교류 전력을 직류 전력으로 변환을 하고, 제1 및 제2 전해콘덴서(21, 22)에서 상기 변환된 직류 전력의 맥류를 제거하여 평활하게 만든다.
이후, 용접기에서 사용할 전압이 선택되면(220V), 전압 변경부(30)에서 사용할 전압에 대응하게 상기 제1 및 제2 전해 콘덴서(21, 22)의 출력 전압의 경로를 결정하고, 하프-브릿지 방식으로 구성되는 제1 및 제2 전력제어소자(41, 42)에서 교번으로 스위칭 동작이 이루어져, 메인 트랜스(50)의 1차 측의 전류를 고주파로 스위칭한다. 여기서 제1 및 제2 전력제어소자(41, 42)는 각각 600V IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용한다.
제1 전력제어소자(41)의 출력단에는 2개의 MF콘덴서(Metallized Polyester Film Condenser)(61, 62)가 결합되고, 제2 전력제어소자(42)의 출력단에도 2개의 MF콘덴서(Metallized Polyester Film Condenser)(63, 64)가 결합된다.
그리고 MF콘덴서(61 - 64)의 출력이 메인 트랜스(50)의 1차 측에 연결된다.
메인 트랜스(50)의 1차 측은 220V 권선 2개로 구성되고, 2차 측은 단일의 권선으로 구성된다.
그러나 상기와 같이 하프-브릿지 방식을 사용하는 용접기 또는 절단기의 전원공급장치는, 메인 트랜스의 턴-수가 풀-브릿지 방식에 비하여 절반으로 구현되고, 전력제어소자의 용량도 600V의 사용하여 저가의 전력소자나 메인 트랜스를 사용함으로써 구현 비용이 저렴하나, 교번 스위칭 등으로 인해 전기 흐름이 풀-브릿지 방식에 비하여 안정적이지 못하다는 단점이 있다. 전기 흐름의 안정성이 떨어지는 것은 결과적으로 용접 특성의 불안을 야기하며, 이는 용입/융착 문제를 유발한다.
또한, 전력제어소자의 출력단에 복수의 MF콘덴서의 사용으로 인해, 전체적인 결선 방식이 복잡하고, 아울러 배선도 많이 사용되는 단점이 있다.
또한, 제1 및 제2 전력제어소자와 메인 트랜스 간의 부하 사용으로 인해 소자 간의 스트레스가 많아 고장률도 증가하는 단점이 있다.
한편, 용접기의 전원장치에 대해 종래에 제안된 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 은 복수 단의 콘덴서를 이용하여 입력 전원을 고전압에서 저전압으로 변환함으로써, 입력대비 출력의 효율을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 핸디형 용접기나 고효율 용접기에도 적용할 수 있는 장점이 있다.
특히, <특허문헌 1> 은 복수 단의 콘덴서를 직렬/병렬 연결하여 교대로 충전과 방전을 수행함으로써, 입력 전압이 출력 측으로 바로 전달되어 발생하는 전기 누전을 방지할 수 있으며, 이를 통해 전기 누전으로 인한 인사 사고 등도 예방할 수 있다.
그러나 이러한 종래기술도 하프-브릿지 방식의 스위칭을 통해 용접기 전력을 공급해주는 방식으로서, 교번 스위칭 등으로 인해 전기 흐름이 풀-브릿지 방식에 비하여 안정적이지 못하다는 단점이 있다.
대한민국 등록특허 10-0956112(2010.04.27. 등록)(용접기 인버터 회로 장치 및 그 구동방법)
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 하프-브릿지 방식의 용접기(절단기) 전원공급장치 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 전력제어소자의 용량을 증가하고 풀-브릿지(Full-Bridge) 겸용 방식을 이용하며, 메인 트랜스(Trans)의 턴-수를 증가시켜 용입, 융착성의 향상으로 용접기의 품질향상을 도모하고, 소자 간 부하 제거로 스트레스를 줄여 고장률을 낮추도록 한 용접기의 전원공급장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "용접기의 전원공급장치"는,
입력되는 상용 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 정류기;
상기 정류기에서 변환된 직류 전력의 맥류를 제거하여 평활하는 제1 및 제2 전해콘덴서;
2개의 1차 권선과 상기 1차 권선의 전력을 유기하여 동작 전력으로 출력하는 2차 권선으로 이루어진 메인 트랜스;
사용할 전압의 선택에 따라 상기 메인 트랜스의 1차 권선의 연결을 제어하는 전압 변경부;
상기 제1 및 제2 전해콘덴서의 출력을 풀-브릿지 방식으로 스위칭하여 상기 메인 트랜스의 1차 측의 전류를 고주파로 스위칭하는 제1 및 제2 전력제어소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 메인 트랜스의 1차 권선은 서로 다른 전압을 유기하는 제1 및 제2 권선으로 구성되고, 상기 제2 권선은 상기 제1 권선보다 굵기가 더 굵은 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 전압 변경부는 380V 풀-브릿지 겸용 탭방식의 전원 공급시 상기 메인 트랜스의 2개의 1차 권선을 직렬로 연결하여 전압을 변경해주는 것을 특징으로 한다.
상기에서 전압 변경부는 220V 풀-브릿지 겸용 탭방식의 전원 공급시 상기 메인 트랜스의 2개의 1차 권선 중 220V 권선만을 사용하여 전압을 변경해주는 것을 특징으로 한다.
상기에서 메인 트랜스의 1차 권선은 동일한 전압을 유기하는 제1 및 제2 권선으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기에서 전압 변경부는 380V/440V 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식의 전원 공급시 상기 메인 트랜스의 2개의 1차 권선을 직렬로 연결하여 전압을 변경해주는 것을 특징으로 한다.
상기에서 전압 변경부는 220V 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식의 전원 공급시 상기 메인 트랜스의 2개의 1차 권선을 병렬로 사용하여 전압을 변경해주는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 풀-브릿지 방식을 사용함으로써 복수의 MF콘덴서를 사용할 필요가 없어, 결선 방식이 단순하고 배선을 적게 사용하여 원가 절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전력제어소자의 용량을 증설하여 전기의 흐름에 안정성을 추구할 수 있어 용접특성의 안정화를 도모할 수 있고, 소자의 부하를 제거함으로써 소자의 스트레스를 줄여 고장률도 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 일반적인 하프-브릿지 방식의 용접기 전원공급장치의 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 용접기의 전원공급장치 회로도로서, 380V일 때 풀-브릿지 겸용 탭방식 회로도이고,
도 4는 본 발명에 따른 용접기의 전원공급장치 회로도로서, 220V일 때 풀-브릿지 겸용 탭방식 회로도이고,
도 5는 본 발명에 따른 용접기의 전원공급장치 회로도로서, 380V/440V일 때 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식 회로도이고,
도 6은 본 발명에 따른 용접기의 전원공급장치 회로도로서, 220V일 때 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식 회로도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용접기의 전원공급장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용접기의 전원공급장치의 회로도로서, 입력되는 상용 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 정류기(101), 상기 정류기(101)에서 변환된 직류 전력의 맥류를 제거하여 평활하는 제1 및 제2 전해콘덴서(102)(103), 2개의 1차 권선(107a, 107b)과 상기 1차 권선의 전력을 유기하여 동작 전력으로 출력하는 2차 권선(107c)으로 이루어진 메인 트랜스(107), 사용할 전압의 선택에 따라 상기 메인 트랜스(107)의 1차 권선(107a, 107b)의 연결을 제어하는 전압 변경부(104), 상기 제1 및 제2 전해콘덴서(102)(103)의 출력을 풀-브릿지 방식으로 스위칭하여 상기 메인 트랜스(107)의 1차 측의 전류를 고주파로 스위칭하는 제1 및 제2 전력제어소자(105)(106)를 포함한다.
상기 제1 및 제2 전력제어소자(105)(106)는 1200V 용량의 IGBT를 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 실시 예는 용접기로 설명하고 있으나, 본 발명은 용접기에 한정되는 것은 아니고, 플라스마 절단기에도 동일하게 적용됨을 당해 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 자명하다 할 것이다. 용접기는 co2 용접기, 알곤 용접기, 아크 용접기 등에 동일하게 적용될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 용접기의 전원공급장치는 380V일 때 풀-브릿지 겸용 탭방식, 220V일 때 풀-브릿지 겸용 탭방식, 380V/440V일 때 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식, 220V일 때 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식과 같은 4가지의 전원 장치로 구현 및 동작할 수 있다.
먼저, 첫 번째 방식인 380V일 때 풀-브릿지 겸용 탭방식에 대해서 설명하면 다음과 같다.
정류기(101)에서 입력되는 상용 교류 전력을 직류 전력으로 변환을 하고, 제1 및 제2 전해콘덴서(102, 103)에서 상기 변환된 직류 전력의 맥류를 제거하여 평활시킨다.
이후, 용접기에서 사용할 전압이 선택되면(380V), 전압 변경부(104)에서 사용할 전압에 대응하게 상기 메인 트랜스(107)의 1차 권선(107a, 107b)의 연결을 제어하여 출력 전력을 결정한다. 상기 전압 변경은 220V, 380V로 구분된다.
여기서 메인 트랜스(107)의 1차 권선은 서로 다른 전압을 유기하는 제1 및 제2 권선(107a)(107b)으로 구성된다. 예컨대, 제1 권선(107a)은 160V용 권선, 제2 권선(107b)은 220V용 권선으로 구현할 수 있다. 상기 제2 권선(107b)은 상기 제1 권선(107a)보다 굵기가 더 굵은 것을 사용하여 전압을 유기시키는 것이 바람직하다. 여기서 메인 트랜스(107)의 1차 권선은 기존 하프-브릿지 방식에 비하여 턴-수가 2배 더 많다.
전압 변경부(104)는 380V 풀-브릿지 겸용 탭방식의 전원 공급시, 상기 메인 트랜스(107)의 2개의 1차 권선(107a, 107b)을 직렬로 연결하여 전압을 변경해준다.
아울러 상기와 같이 전압 선택에 따라 메인 트랜스(107)의 1차 권선을 직렬로 연결한 상태에서, 풀-브릿지 방식으로 구성되는 제1 및 제2 전력제어소자(105)(106)는 메인 트랜스(50)의 1차 측의 전류를 고주파로 스위칭한다. 여기서 제1 및 제2 전력제어소자(105)(106)는 각각 1200V IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용한다.
이와 같이 풀-브릿지 방식의 전력제어소자를 이용함으로써, 기존의 하프-브릿지 방식에서 사용하는 복수의 MF콘덴서(Metallized Polyester Film Condenser)를 제거할 수 있어, MF콘덴서 배선 제거로 원가 절감이 가능하며, 제1 및 제2 전력제어소자 간 부하가 없어 소자의 스트레스가 낮아 고장 발생률도 낮출 수 있다.
특히, 제1 및 제2 전력제어소자의 용량을 각각 1200V로 상향하고, 메인 트랜스의 턴-수를 증가시켜 전기의 흐름을 안정화함으로써, 용접 특성도 개선할 수 있게 된다.
다음으로, 두 번째 방식인 220V일 때 풀-브릿지 겸용 탭방식에 대해서 설명하면 다음과 같다.
정류기(101)에서 입력되는 상용 교류 전력을 직류 전력으로 변환을 하고, 제1 및 제2 전해콘덴서(102, 103)에서 상기 변환된 직류 전력의 맥류를 제거하여 평활시킨다.
이후, 용접기에서 사용할 전압이 선택되면(220V), 전압 변경부(104)에서 사용할 전압에 대응하게 상기 메인 트랜스(107)의 1차 권선(107a, 107b)의 연결을 제어하여 출력 전력을 결정한다. 상기 전압 변경은 220V, 380V로 구분된다.
여기서 메인 트랜스(107)의 1차 권선은 서로 다른 전압을 유기하는 제1 및 제2 권선(107a)(107b)으로 구성된다. 예컨대, 제1 권선(107a)은 160V용 권선, 제2 권선(107b)은 220V용 권선으로 구현할 수 있다. 상기 제2 권선(107b)은 상기 제1 권선(107a)보다 굵기가 더 굵은 것을 사용하여 전압을 유기시키는 것이 바람직하다. 여기서 메인 트랜스(107)의 1차 권선은 기존 하프-브릿지 방식에 비하여 턴-수가 2배 더 많다.
전압 변경부(104)는 220V 풀-브릿지 겸용 탭방식의 전원 공급시, 상기 메인 트랜스(107)의 2개의 1차 권선(107a, 107b) 중 제2 권선(107b)만 사용하고, 제1 권선(107a)은 사용하지 않는 방식으로 권선 연결을 제어한다.
아울러 상기와 같이 전압 선택에 따라 메인 트랜스(107)의 1차 권선의 제2 권선(107b)만을 연결한 상태에서, 풀-브릿지 방식으로 구성되는 제1 및 제2 전력제어소자(105)(106)는 메인 트랜스(50)의 1차 측의 제2 권선(107b)의 전류를 고주파로 스위칭한다. 여기서 제1 및 제2 전력제어소자(105)(106)는 각각 1200V IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용한다.
이와 같이 풀-브릿지 방식의 전력제어소자를 이용함으로써, 기존의 하프-브릿지 방식에서 사용하는 복수의 MF콘덴서(Metallized Polyester Film Condenser)를 제거할 수 있어, MF콘덴서의 배선 제거로 원가 절감이 가능하며, 제1 및 제2 전력제어소자 간 부하가 없어 소자의 스트레스가 낮아 고장 발생률도 낮출 수 있다.
특히, 제1 및 제2 전력제어소자의 용량을 각각 1200V로 상향하고, 메인 트랜스의 턴-수를 증가시켜 전기의 흐름을 안정화함으로써, 용접 특성도 개선할 수 있게 된다.
다음으로, 셋 번째 방식인 380V/440V일 때 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다.
정류기(101)에서 입력되는 상용 교류 전력을 직류 전력으로 변환을 하고, 제1 및 제2 전해콘덴서(102, 103)에서 상기 변환된 직류 전력의 맥류를 제거하여 평활시킨다.
이후, 용접기에서 사용할 전압이 선택되면(380V), 전압 변경부(104)에서 사용할 전압에 대응하게 상기 메인 트랜스(107)의 1차 권선(107a, 107b)의 연결을 제어하여 출력 전력을 결정한다. 상기 전압 변경은 220V, 380V(440V)로 구분된다.
여기서 메인 트랜스(107)의 1차 권선은 동일한 전압을 유기하는 제1 및 제2 권선(107a)(107b)으로 구성된다. 예컨대, 제1 권선(107a)은 220V용 권선, 제2 권선(107b)도 220V용 권선으로 구현할 수 있다.
전압 변경부(104)는 380V 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식의 전원 공급시, 상기 메인 트랜스(107)의 2개의 1차 권선(107a, 107b)을 직렬로 연결하여 전압을 변경해준다. 여기서 메인 트랜스(107)의 1차 권선은 기존 하프-브릿지 방식에 비하여 턴-수가 2배 더 많다.
아울러 상기와 같이 전압 선택에 따라 메인 트랜스(107)의 1차 권선을 직렬로 연결한 상태에서, 풀-브릿지 방식으로 구성되는 제1 및 제2 전력제어소자(105)(106)는 메인 트랜스(50)의 1차 측의 전류를 고주파로 스위칭한다. 여기서 제1 및 제2 전력제어소자(105)(106)는 각각 1200V IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용한다.
이와 같이 풀-브릿지 방식의 전력제어소자를 이용함으로써, 기존의 하프-브릿지 방식에서 사용하는 복수의 MF콘덴서(Metallized Polyester Film Condenser)를 제거할 수 있어, MF콘덴서의 배선 제거로 원가 절감이 가능하며, 제1 및 제2 전력제어소자 간 부하가 없어 소자의 스트레스가 낮아 고장 발생률도 낮출 수 있다.
특히, 제1 및 제2 전력제어소자의 용량을 각각 1200V로 상향하고, 메인 트랜스의 턴-수를 증가시켜 전기의 흐름을 일정하게 안정화함으로써, 용접 특성도 개선할 수 있게 된다.
마지막으로, 네 번째 방식인 220V일 때 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다.
정류기(101)에서 입력되는 상용 교류 전력을 직류 전력으로 변환을 하고, 제1 및 제2 전해콘덴서(102, 103)에서 상기 변환된 직류 전력의 맥류를 제거하여 평활시킨다.
이후, 용접기에서 사용할 전압이 선택되면(220V), 전압 변경부(104)에서 사용할 전압에 대응하게 상기 메인 트랜스(107)의 1차 권선(107a, 107b)의 연결을 제어하여 출력 전력을 결정한다. 상기 전압 변경은 220V, 380V(440V)로 구분된다.
여기서 메인 트랜스(107)의 1차 권선은 동일한 전압을 유기하는 제1 및 제2 권선(107a)(107b)으로 구성된다. 예컨대, 제1 권선(107a)은 220V용 권선, 제2 권선(107b)도 220V용 권선으로 구현할 수 있다.
전압 변경부(104)는 220V 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식의 전원 공급시, 상기 메인 트랜스(107)의 2개의 1차 권선(107a, 107b)을 병렬로 연결하여 전압을 변경해준다. 여기서 메인 트랜스(107)의 1차 권선은 기존 하프-브릿지 방식에 비하여 턴-수가 2배 더 많다.
아울러 상기와 같이 전압 선택에 따라 메인 트랜스(107)의 1차 권선을 병렬로 연결한 상태에서, 풀-브릿지 방식으로 구성되는 제1 및 제2 전력제어소자(105)(106)는 메인 트랜스(50)의 1차 측의 전류를 고주파로 스위칭한다. 여기서 제1 및 제2 전력제어소자(105)(106)는 각각 1200V IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용한다.
이와 같이 풀-브릿지 방식의 전력제어소자를 이용함으로써, 기존의 하프-브릿지 방식에서 사용하는 복수의 MF콘덴서(Metallized Polyester Film Condenser)를 제거할 수 있어, MF콘덴서의 배선 제거로 원가 절감이 가능하며, 제1 및 제2 전력제어소자 간 부하가 없어 소자의 스트레스가 낮아 고장 발생률도 낮출 수 있다.
특히, 제1 및 제2 전력제어소자의 용량을 각각 1200V로 상향하고, 메인 트랜스의 턴-수를 증가시켜 전기의 흐름을 일정하게 안정화함으로써, 용접 특성도 개선할 수 있게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
101: 정류기 102, 103: 제1 및 제2 전해콘덴서
104: 전압 변경부 105, 106: 제1 및 제2 전력제어소자
107: 메인 트랜스 107a, 107b: 제1 및 제2 권선

Claims (7)

  1. 입력되는 상용 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 정류기;
    상기 정류기에서 변환된 직류 전력의 맥류를 제거하여 평활하는 제1 및 제2 전해콘덴서;
    2개의 1차 권선과 상기 1차 권선의 전력을 유기하여 동작 전력으로 출력하는 2차 권선으로 이루어진 메인 트랜스;
    사용할 전압의 선택에 따라 상기 메인 트랜스의 1차 권선의 연결을 제어하는 전압 변경부;
    상기 제1 및 제2 전해콘덴서의 출력을 풀-브릿지 방식으로 스위칭하여 상기 메인 트랜스의 1차 측의 전류를 고주파로 스위칭하는 제1 및 제2 전력제어소자를 포함하고,
    상기 전압 변경부는 380V 풀-브릿지 겸용 탭방식의 전원 공급시 상기 메인 트랜스의 2개의 1차 권선을 직렬로 연결하여 전압을 변경해주며, 220V 풀-브릿지 겸용 탭방식의 전원 공급시 상기 메인 트랜스의 2개의 1차 권선 중 220V 권선만을 사용하여 전압을 변경해주고, 380V/440V 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식의 전원 공급시 상기 메인 트랜스의 2개의 1차 권선을 직렬로 연결하여 전압을 변경해주며, 220V 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식의 전원 공급시 상기 메인 트랜스의 2개의 1차 권선을 병렬로 사용하여 전압을 변경해주며,
    상기 제1 및 제2 전력 제어소자는 1200V IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용하며, 공급전압이 380V일 때 풀-브릿지 겸용 탭방식으로 스위칭되며, 공급전압이 220V일 때 풀-브릿지 겸용 탭방식으로 스위칭되며, 공급전압이 380V/440V일 때 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식으로 스위칭되며, 공급전압이 220V일 때 풀-브릿지 겸용 직병렬 방식으로 스위칭되어, 4가지의 전원 장치로 동작하는 것을 특징으로 하는 용접기의 전원공급장치.
  2. 청구항 1에서, 상기 메인 트랜스의 1차 권선은 서로 다른 전압을 유기하는 제1 및 제2 권선으로 구성되고, 상기 제2 권선은 상기 제1 권선보다 굵기가 더 굵은 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 용접기의 전원공급장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에서, 상기 메인 트랜스의 1차 권선은 동일한 전압을 유기하는 제1 및 제2 권선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접기의 전원공급장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
KR1020200068061A 2020-06-05 2020-06-05 용접기의 전원공급장치 KR102308142B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200068061A KR102308142B1 (ko) 2020-06-05 2020-06-05 용접기의 전원공급장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200068061A KR102308142B1 (ko) 2020-06-05 2020-06-05 용접기의 전원공급장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102308142B1 true KR102308142B1 (ko) 2021-10-05

Family

ID=78077531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200068061A KR102308142B1 (ko) 2020-06-05 2020-06-05 용접기의 전원공급장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102308142B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080005422U (ko) * 2008-10-28 2008-11-17 최재민 절전형 인버터 용접기의 전원 변환 장치
KR100956112B1 (ko) 2009-12-14 2010-05-07 조재원 용접기 인버터 회로 장치 및 그 구동 방법
KR20100137780A (ko) * 2009-06-23 2010-12-31 주식회사 강원물산 아크인버터용접기의 저전압 보호회로 및 그 보호방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080005422U (ko) * 2008-10-28 2008-11-17 최재민 절전형 인버터 용접기의 전원 변환 장치
KR20100137780A (ko) * 2009-06-23 2010-12-31 주식회사 강원물산 아크인버터용접기의 저전압 보호회로 및 그 보호방법
KR100956112B1 (ko) 2009-12-14 2010-05-07 조재원 용접기 인버터 회로 장치 및 그 구동 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107276418B (zh) 一种宽范围软开关直流变换电路及其控制方法
KR101441271B1 (ko) 전류형 인버터 장치 및 전류형 인버터 장치의 제어방법
US8384333B2 (en) Alternating voltage control apparatus
US7242595B2 (en) Switching power supply circuit
US7130203B2 (en) Switching power supply with a snubber circuit
US20070076443A1 (en) Switching power supply circuit
JPH09215337A (ja) 高出力電気負荷へのエネルギ供給用の電圧変換回路装置
NO315774B1 (no) Vekselströms/likeströms-kraftforsyning
NO338243B1 (no) Generator for elektrosveiser med høy effektfaktor.
US4790980A (en) Device for the generation of ozone and a process for its operation
US6900996B2 (en) Method and apparatus for controlling a DC-DC converter
CN110708779A (zh) 一种双频感应加热电源及其控制方法
JP2022011002A (ja) 電力回生スナバ回路および電源装置
US4695934A (en) Multiple output resonant power supply
US11356029B2 (en) Rectifying circuit and switched-mode power supply incorporating rectifying circuit
KR102308142B1 (ko) 용접기의 전원공급장치
US20140252991A1 (en) Electronic ballasts
JP5516055B2 (ja) 電力変換装置
JP2677075B2 (ja) ハーフブリッジ形電力変換回路
EP1460752B1 (en) A parallel feed-forward compensating type power factor correction circuit for a three-phase power source
EP0479196A1 (en) Power supply circuit
KR20120064018A (ko) 전력소자의 균등 분압을 위한 대용량 전원 스위칭 소자 구동 제어회로 및 이를 이용하는 직류부하장치
Theron et al. Welding power supplies using the partial series resonant converter
CN210986481U (zh) 一种双频感应加热电源
JP3758276B2 (ja) 放電灯点灯装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant