KR19990000804A - 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치 - Google Patents
인버터 용접기용 영전압 스위치 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR19990000804A KR19990000804A KR1019970023906A KR19970023906A KR19990000804A KR 19990000804 A KR19990000804 A KR 19990000804A KR 1019970023906 A KR1019970023906 A KR 1019970023906A KR 19970023906 A KR19970023906 A KR 19970023906A KR 19990000804 A KR19990000804 A KR 19990000804A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- voltage
- inverter
- unit
- switching
- zero voltage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
인버터 용접기용 영전압 스위치 장치에 관한 것으로서, 교류전압을 변압하여 동작전압을 출력하는 용접변압부와 상기 용접변압부에 인가되는 교류전압을 영전압으로 하는 코일을 갖는 용접기에 있어서, 스위칭 동작에 의해 용접변압부에 교류전압을 출력하는 인버터부와, 인버터부의 스위칭 동작을 지연시켜 인버터부의 출력을 제어하는 위상 지연부를 포함하여 구성되는데, 위상지연부에 의해 인버터부의 영전압 스위칭이 이루어지므로, 스위칭 손실을 저감할 수 있어 동작의 효율을 높일 수 있을 뿐만아니라 스위칭 동작시 발생하는 열문제를 해결할 수 있어 인버터부를 높은 주파수에서 동작시켜 인버터 용접기의 소형화가 가능해 진다.
Description
본 발명은 인버터 용접기에서 위상변이를 이용하여 인버터의 영전압 스위칭이 이루어지도록 하기위한 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치에 관한 것이다.
일반적으로 PWM(Pulse Width Modulated) 직류-직류 컨버터들은 출력을 제어하기 위해 각각의 스위칭 기간동안에 스위치의 온 또는 오프동작을 필요로 하게 되고, 그 스위치들의 PWM 스위칭 주파수가 높아질수록 스위칭시의 높은 전력손실과 높은 스위칭 스트레스가 거의 선형적으로 증가하게 된다.
그러므로, 용접기 내부의 인버터의 스위칭 손실과 그때 발생되는 열문제를 해결하기 위해 인버터의 영전압 스위칭이 이루어지도록 하기 위한 연구가 꾸준히 진행되어 오고 있다.
종래 기술에 따른 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 입력 교류(AC)전압을 직류(DC)전압으로 정류하는 제 1 정류부(10)와, 제 1 정류부(10)에서 정류된 직류전압을 평활하는 평활 커패시터(11)와, 정류 및 평활된 직류전압을 스위칭 동작에 의해 교류전압으로 변환시키는 인버터부(12)와, 인버터부(12)에서 출력되는 교류전압을 일정전압으로 승압시키는 용접 변압부(13)와, 인버터부(12)와 용접 변압부(13) 사이에 위치하여 인버터부(12)에서 출력되는 교류전압이 0전압이 되도록 하는 누설코일(L1)과, 승압된 교류전압을 용접에 적합한 전압으로 직류변환 시키는 제 2 정류부(14)로 구성된다.
여기서, 인버터부(12)는 평활 커패시터(11)의 출력측 및 마이컴(도시되지 않음)에 병렬 접속된 제 1 내지 제 4 파워스위치(S1,S2,S3,S4)와, 제 1 내지 제 4 파워 스위치(S1,S2,S3,S4)에 각각 역으로 병렬연결된 제 1 내지 제 4 다이오드(D1,D2,D3,D4)로 구성된다.
또한, 제 2 정류부(14)는 용접 변압부(13)의 2차측에 접속된 제 5 및 제 6 다이오드(D5,D6) 및 코일(L2)로 구성된다.
이와같이 구성된 종래 기술에 따른 인버터 용접기용 스위치 장치의 동작을 도 2의 동작 파형도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1 정류부(10)는 인버터 용접기에 입력되는 교류전압을 직류전압으로 정류하고, 정류된 직류전압은 평활 커패시터(11)를 통해 평활된다.
정류 및 평활되어 출력되는 직류전압은 인버터부(12)에 입력되어 제 1 내지 제 4 파워 스위치(S1,S2,S3,S4)의 스위칭 동작에 의해 교류전압으로 변환되어 출력된다.
그리고, 용접 변압부(13)는 인버터부(12)에서 출력되는 교류전압을 용접에 적합한 일정의 교류전압으로 승압하여 제 2 정류부(14)로 출력한다.
제 2 정류부(14)는 승압된 일정의 교류전압을 제 5 및 제 6 다이오드(D5,D6)와 코일(L2)에 의해 직류전압으로 정류하여 출력한다.
그리고, 누설코일(L1)은 인버터부(12)의 제 1 내지 제 4 파워 스위치(S1,S2,S3,S4)가 스위칭시 인버터부(12)의 출력전압을 0전압으로 유지한다.
여기서, 인버터부(12)는 마이컴에 의해 제어되는 게이트(Gate) 신호에 의해 출력신호가 제어된다.
즉, 도 2에 도시된 바와같이 제 1 및 제 4 파워 스위치(S1,S2,S3,S4)가 동시에 턴온되면 전류는 제 1 및 제 4 파워 스위치(S1,S2,S3,S4)를 통하여 흐르게 된다.
그리고, 일정시간이 경과하여 제 1 및 제 4 파워 스위치(S1,S2,S3,S4)가 턴오프 된후에 제 2 및 제 3 파워 스위치(S2,S3)가 턴온되면 전류는 제 2 및 제 3 파워 스위치(S2,S3)를 통하여 흐르게 된다.
이어, 제 2 및 제 3 파워 스위치(S2,S3)가 턴오프되고, 제 1 및 제 4 파워 스위치(S1,S4)를 온시키면 전류는 즉시 제 1 및 제 4 파워 스위치(S1,S4)로 흐르지 않고 누설코일(L1)에 저장된 에너지에 의해 제 1 다이오드(D1)와 제 4 다이오드(D4)를 통해서 흐르게 된다.
또한, 누설코일(L1)에 저장된 에너지가 소모되기 전까지는 이러한 동작이 계속되어 제 1 파워 스위치(S1)에 신호가 인가되어 있는 상황에서도 온 상태가 되지 못하고 전류는 제 1 다이오드(D1)를 통하여 흐르게 되므로, 제 1 파워 스위치(S1) 양단의 전압은 제 1 다이오드(D1)의 순방향 전압강하와 같은 거의 영전압을 이룬다.
이때, 누설코일(L1)에 저장된 에너지가 전부 소모되는 시점에 이르면 전류는 0점을 통과하게 되고 비로소 제 1 파워 스위치(S1)가 온상태가 되어 제 1 및 제 4 파워 스위치(S1,S2,S3,S4)를 통하여 흐르게 된다.
그러므로, 누설코일(L1)에 저장된 에너지에 의해 파워 스위칭 소자의 턴온시 영전압 스위칭이 이루어진다.
여기서, 제 1 및 제 3 스파워 스위치(S1,S3)의 턴 오프후에는 전류가 제 2 정류부(14)의 제 5 및 제 6 다이오드(D5,D6)를 통해 전원 공급없이도 전류가 흐르게 되는 프리 휠링(Freewheeling)을 한다.
종래 기술에 따른 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치는 인버터부의 제 1 및 제 4 파워 스위치가 턴오프시 영전압에서 스위칭이 이루어지지 않아 높은 스위칭 손실이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 영전압에서 스위칭이 이루어지지 않아 스위치에 스트레스가 크고, 그때 발생되는 열에 의해 인버터 용접기의 소형화가 어려운 문제점도 있다.
따라서, 본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 스위칭 소자에 커패시터를 연결하여 턴온 및 턴오프시 영전압 스위칭이 이루어지도록 하기위한 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 인버터 용접기용 스위치 장치를 나타낸 회로 구성도,
도 2는 도 1 스위치 장치의 동작 파형도,
도 3은 본 발명에 따른 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치를 나타낸 회로 구성도,
도 4는 도 3 스위칭 소자의 동작을 나타낸 파형도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
40 : 제 1 정류부41 : 평활 커패시터
42 ; 인버터부43 : 용접변압부
44 : 제 2 정류부45 : 위상 지연부
L1 : 누설코일
본 발명에 따른 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치는 교류전압을 변압하여 동작전압을 출력하는 용접변압부와 상기 용접변압부에 인가되는 교류전압을 영전압으로 하는 코일을 갖는 용접기에 있어서, 스위칭 동작에 의해 용접변압부에 교류전압을 출력하는 인버터부와, 인버터부의 스위칭 동작을 지연시켜 인버터부의 출력을 제어하는 위상 지연부를 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.
이하, 본 발명에 따른 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치를 나타낸 회로 구성도이고, 도 4는 도 3 스위칭 소자의 동작을 나타낸 파형도이다.
도 3을 참조하여 그 구성을 설명하면, 입력 교류(AC)전압을 직류(DC)전압으로 정류하는 제 1 정류부(40)와, 제 1 정류부(40)에서 정류된 직류전압을 평활하는 평활 커패시터(41)와, 정류 및 평활된 직류전압을 스위칭 동작에 의해 교류전압으로 변환시키는 인버터부(42)와, 인버터부(42)에서 출력되는 교류전압을 일정전압으로 승압시키는 용접 변압부(43)와, 인버터부(42)와 용접 변압부(43) 사이에 위치하여 인버터부(42)에서 출력되는 교류전압이 0전압이 되도록 하는 누설코일(L1)과, 승압된 교류전압을 용접에 적합한 전압으로 직류변환 시키는 제 2 정류부(44)와, 인버터부(42)의 스위칭 동작을 일정시간 위상 지연시키는 위상 지연부(45)로 구성된다.
여기서, 인버터부(42)는 평활 커패시터(41)의 출력측 및 마이컴(도시되지 않음)에 병렬 접속된 제 1 내지 제 4 파워 스위치(S1,S2,S3,S4)와, 제 1 내지 제 4 파워 스위치(S1,S2,S3,S4)에 각각 역으로 병렬연결된 제 1 내지 제 4 다이오드(D1,D2,D3,D4)로 구성된다.
또한, 제 2 정류부(44)는 용접 변압부(43)의 2차측에 접속된 제 5 및 제 6 다이오드(D5,D6) 및 코일(L2)로 구성된다.
또한, 위상 지연부(45)는 제 2 및 제 4 다이오드(D2,D4)에 병렬 연결되는 제 1 및 제 2 커패시터(C1,C2)로 구성된다.
이와같이 구성되는 본 발명에 따른 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치의 동작을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1 정류부(40)는 인버터 용접기에 입력되는 교류전압을 직류전압으로 정류하고, 정류된 직류전압은 평활 커패시터(41)를 통해 평활된다.
정류 및 평활되어 출력되는 직류전압은 인버터부(42)에 입력되어 제 1 내지 제 4 파워 스위치(S1,S2,S3,S4)의 스위칭 동작에 의해 교류전압으로 변환되어 출력된다.
그리고, 용접 변압부(43)는 인버터부(42)에서 출력되는 교류전압을 용접에 적합한 일정의 교류전압으로 승압하여 제 2 정류부(44)로 출력한다.
제 2 정류부(44)는 승압된 일정의 교류전압을 제 5 및 제 6 다이오드(D5,D6)와 코일(L2)에 의해 직류전압으로 정류하여 출력한다.
그리고, 누설코일(L1)은 인버터부(42)의 제 1 내지 제 4 파워 스위치(S1,S2,S3,S4)가 턴온 스위칭시 인버터부(42)의 출력전압을 0전압으로 유지한다.
여기서, 인버터부(42)는 마이컴에 의해 제어되는 게이트(Gate) 신호에 의해 출력신호가 제어된다.
제 1 내지 제 4 파워 스위치(S1,S2,S3,S4)의 영전압 스위칭 동작을 도 4를 참조하여 설명한다.
즉, 제 4 파워 스위치(S4)가 온되고 그후 제 1 파워 스위치(S1)가 온되어도 즉시 제 1 파워 스위치(S1) 및 제 4 파워 스위치(S4)를 통해 전류가 흐르지 않고 누설코일(L1)에 저장된 에너지가 전부 소모되는 시점에서 비로소 제 1 및 제 4 파워 스위치(S1,S4)를 통해 전류가 흐르게 된다.
그러므로, 누설코일(L1)에 의해 스위칭 소자의 턴온시 영전압 스위칭이 이루어진다.
그리고, 제 1 파워 스위치(S1)가 턴오프 되기전에 제 4 파워 스위치(S4)가 턴오프된 후에도 제 2 커패시터(C2)는 제 1 파워 스위치(S1)에 의해 입력전압 까지 충전되고, 제 1 커패시터(C1)는 영전압(Zero voltage)까지 방전된다.
그러므로, 제 2 파워 스위치(S2)는 제 2 커패시터(C2)의 충전 시정수동안 전압위상이 지연되어 턴오프시에 영전압 스위칭(Zero Voltage Switching)이 이루어진다.
이때, 제 2 커패시터(C2)의 충전과 제 1 커패시터(C1)의 방전이 되고 난 후 용접 변압부(43)의 1차측 전류는 제 1 파워 스위치(S1)가 턴오프 할 때까지 제 1 파워 스위치(S1)와 제 2 다이오드(D2)의 루프를 통해 프리휠링(Freewheeling) 하게 된다.
그리고, 제 1 및 제 4 파워 스위치(S1,S2,S3,S4)가 턴오프된 후에는 누설코일(L1)에 남아있는 에너지는 제 2 및 제 3 다이오드(D2,D3)를 통해 입력전압측으로 환원된다.
한편, 인버터부(42)의 제 3 파워 스위치(S3)가 턴오프 되기전에 제 2 파워 스위치(S2)가 턴오프되면 제 1 커패시터(C1)는 제 3 파워 스위치(S3)에 의해 입력전압 까지 충전되고, 제 2 커패시터(C2)는 영전압까지 방전된다.
그러므로, 제 4 파워 스위치(S4)는 제 1 커패시터(C1)의 충전 시정수동안 전압위상이 지연되어 턴오프시에 영전압 스위칭이 이루어진다.
이때, 제 1 커패시터(C1)의 충전과 제 2 커패시터(C2)의 방전이 되고 난 후 용접 변압부(43)의 1차측 전류는 제 3 파워 스위치(S3)가 턴오프 할 때까지 제 3 파워 스위치(S3)와 제 4 다이오드(D4)의 루프를 통해 프리휠링 하게 된다.
그리고, 제 2 및 제 3 파워 스위치(S2,S3)가 턴오프된 후에는 누설코일(L1)에 남아있는 전압은 제 1 및 제 4 다이오드(D1,D4)를 통해 입력전압측으로 환원된다.
본 발명에 따른 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치는 누설코일에 의해 턴온시 영전압 스위칭이 이루어지고, 인버터의 스위칭 동작전압을 제 1 및 제 2 커패시터에 의해 위상 지연시켜 턴오프시 영전압 스위칭이 이루어지므로, 스위칭 손실을 저감할 수 있어 동작의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 영전압 스위칭에 의해 스위칭 동작시 발생하는 열문제를 해결할 수 있어 인버터를 높은 주파수에서 동작시켜 인버터 용접기의 소형화가 가능해 진다.
Claims (3)
- 교류전압을 변압하여 동작전압을 출력하는 용접변압부와 상기 용접변압부에 인가되는 교류전압을 영전압으로 하는 코일을 갖는 용접기에 있어서,스위칭 동작에 의해 상기 용접변압부에 교류전압을 출력하는 인버터부와;상기 인버터부의 스위칭 동작을 지연시켜 인버터부의 출력을 제어하는 위상 지연부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 위상 지연부는 상기 인버터부의 출력측 스위칭 소자에 병렬로 연결되어 스위칭 동작을 소정시간 지연시키는 복수개의 커패시터로 구성됨을 특징으로 하는 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 소정시간은 상기 커패시터의 충전 시정수 동안임을 특징으로 하는 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970023906A KR19990000804A (ko) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970023906A KR19990000804A (ko) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990000804A true KR19990000804A (ko) | 1999-01-15 |
Family
ID=65989136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970023906A KR19990000804A (ko) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR19990000804A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100891385B1 (ko) * | 2007-03-14 | 2009-04-02 | 조현찬 | 귀금속용 전기 용접기 |
-
1997
- 1997-06-10 KR KR1019970023906A patent/KR19990000804A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100891385B1 (ko) * | 2007-03-14 | 2009-04-02 | 조현찬 | 귀금속용 전기 용접기 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20180367029A1 (en) | Switching power supply device | |
| US7042740B2 (en) | Soft-switching half-bridge inverter power supply system | |
| US5926381A (en) | DC power supply apparatus | |
| US4742535A (en) | Inverter type X-ray apparatus | |
| WO2013121665A1 (ja) | Ｄｃ／ｄｃコンバータ | |
| JP6071051B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| US20050174813A1 (en) | High efficiency power converter with synchronous rectification | |
| US6744222B2 (en) | Discharge lamp lighting apparatus and lamp apparatus | |
| KR101265799B1 (ko) | 가변모드 컨버터 제어회로 및 이를 구비한 하프-브리지컨버터 | |
| JP4764980B2 (ja) | 直流−直流変換装置 | |
| JP3097519B2 (ja) | チョッパ型ｄｃ−ｄｃコンバータ | |
| JPH08111975A (ja) | 直流電源装置 | |
| JPH11164555A (ja) | スイッチング電源 | |
| US6697269B2 (en) | Single-stage converter compensating power factor | |
| KR19990000804A (ko) | 인버터 용접기용 영전압 스위치 장치 | |
| JP4595842B2 (ja) | ピーク負荷対応スイッチング電源およびそのピーク負荷対応方法 | |
| JP3753978B2 (ja) | Ｄｃ−ｄｃコンバータ制御方法 | |
| JP2000125548A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP2628059B2 (ja) | 直流電源装置 | |
| KR102640321B1 (ko) | 마이크로컨트롤러를 이용한 공진형 플라이백 전력 변환 장치 및 방법 | |
| JP3456833B2 (ja) | スイッチング電源 | |
| JP2851266B2 (ja) | 放電灯用電源装置 | |
| KR19990047290A (ko) | 역률제어용 승압형 컨버터 | |
| KR100397822B1 (ko) | 고출력 제어용 액티브-클램프트 클래스-e 인버터 시스템 | |
| KR100865178B1 (ko) | 영전류 스위칭을 이용한 고효율 동기 제어형 직류/직류컨버터 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |