KR20010033225A - 스윗치 모드 전력공급용, 특히 스터드용접장치용 전원변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스윗치 모드 전력공급(switched mode power supply)용, 특히 스터드용접장치(stud welding device)용 전원변압기(power transformer)에 관한 것으로, 링형에서 내장된 코어와, 이 코어상에 정렬되는 제 1, 2 코일(Wicklung)으로 구성된다.

제 1 차 코일(The primary winding)은 적어도 하나 이상의 제 1 차 스택 (primary stack)(7)으로 구성되고, 제 2 차 권선은 하나 이상의 제 2 차 스택 (secondary stack)(9)으로 구성된다. 이 제 1 차 스택(7)은 하나 이상의 제 1 세그먼트를 가지며, 제 2 차 스택은 하나 이상의 제 2 차 세그먼트를 가진다. 이 세그먼트는 하나의 평면에 나선형 전기전도체로서 배치되고, 제 1 차 및 제 2 차 스택(7, 9)은 서로의 꼭대기 위에서 교호로 되는 평행층으로 정렬된다.

Description

스윗치 모드 전력공급용, 특히 스터드용접장치용 전원변압기 {Power Transformer for a Switched Mode Power Supply, Especially for Stud Welding Devices}

제 1 도는 직렬접속된 1 차 스택(Primary stack : Primrpaketen)을 가진 전원변압기의 정면도이다.

제 2 도는 평행하게 정렬된 한쌍의 제 2 차 스택(Sekundrpaketpaaren)을 가진 제 1 도상의 전원변압기(Leistungsbertrager)의 배면도이다.

제 3 도는 제 1 도상의 전원변압기의 평면도(plan view)이다.

제 4 도는 제 1 차 스택의 사시도(perspective view)이다.

제 5 도는 제 2 차 스택의 사시도이다.

제 6 도에 있어서의 6a-6e 도는 제 5 도에 따른 제 2 차 스택의 각각의 구성을 나타낸 사시도이다.

제 6 도에 있어서의 6f-6h 도는 제 4 도에 따른 제 1 차 스택의 각각의 구성을 나타낸 사시도이다.

제 7 도는 페라이트코어를 철심으로 사용한 제 1 도의 변압기에서 변압기의 절반부를 측면도로 나타낸 것이다.

제 8 도는 제 7 도에 따른 페라이트코어(ferrite core)의 절반부의 평면도이다.

제 9 도는 제 1 도에 따라 전원변압기를 가진 전력스터드용접장치의 개략적인 변압기구도이다.

제 10 도는 제 5 도에 따른 정류기의 상세 배치도이다.

제 11 도는 제 5 도에 따른 변압기의 상세 배치도로서 여기에서 접속된 출구정류기(Ausgangsgleichrichter)를 갖고 있음이 나타나 있다.

제 12 도에 있어서의 12a-12c 도는 제 10 도에 따른 여러가지 정류기의 부하 강하를 다이아그램으로 나타낸 것이다.

본 발명은 특허청구범위 제 1 항에 기재되어 있는 바와 같이 스윗치 모드 전력공급용 전원변압기, 특히 스터드용접장치용 전원변압기에 관한 것이다.

종래의 스윗치 모드 전력공급(Leistungsschaltnetzteil)용 전원변압기 (Leistungsbertrager)는 스터드용접기술(Bolzenschweisstechnik)에 있어, 예를 들면 종래의 경우 사용출력은 50㎾까지 사용하도록 되어 있다. 이와 같이 높은 출력으로 인해 종래의 스윗치 모드 전원변압기는 무겁고도 큰 부피를 차지하고 있었다.

이 통상적인 변압기출력은 배전부(Schaltnetzteil)로부터 주체부(Grossteil)에 이르는 중량의 측정결과로부터 결정된다. 그런데 배전부는 그 몸체크기와 중량으로 인하여 취급이 어려운 단점이 있다. 따라서, 이와 같이 그 몸체크기에 따라 전원변압기도 운전조업상 코아(이력 손실)에서의 출력손실이 코일에서 발생(옴의 손실)하기 때문에 장치경제성은 필연적이다.

공지의 전원변압기를 가진 배전부의 전체 구성요소-주변요소는 관련된 전원변압기의 높은 출력으로 인한 높은 손실때문에 일어나는 것으로 설명되어 왔다. 이와 같은 종래의 배전부의 구조는 그 때문에 코스트가 올라가고 시설투자에 많은 비용이 들어가도록 하는 문제가 있다.

본 발명은 따라서, 전원변압기를 기초로 하여 착안한 것으로, 운전조작상 발생되는 손실을 줄이며, 장치크기를 보다 가볍고 작게 하고, 보다 간편하고 우수한 방법과 장치를 제공하며, 이를 위한 스윗치 모드 전력공급장치가 그에 따른 전원변압기를 가지도록 한 것을 요지로 한다.

그 운전조작은 특허청구범위 제 1 항 ~ 10 항에 따른 특징에 맞도록 되어 있다.

또한 본 발명을 광범위하고 유익한 실시예에 따라, 이하에 보다 상세히 구체적으로 설명한다.

본 발명은 전술한 실시예상의 도면과 실시예 설명에 의거 이하에 상세히 설명하면 다음과 같다.

그림 제 1 도 ~ 제 3 도에 나타나 있는 전원변압기(Leistungsbertrager) 1는 상반부 3와 이와 대칭적으로 형성되는 하반부 5로 구성되고, 상층부에 페라이트코어(Ferritkern)를 구비하며, 제 7 도 및 8 도에서와 같이 단일체부로 나타나 있다. 상기 페라이트코어가 수평적으로 일련적으로 설치된 제 1, 제 2 스택 7, 9은 내부에서 링형(ring form)을 이루고 있다. 이 평행하게 수평적으로 설치된 평면상의 스택에서는 제 1 도에 나타나 있는 링의 수직중앙축에 이를 관통하는 페라이트코어의 보(Joch) 11가 접속되어 놓여진다. 제 7 도 및 제 8 도에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 중앙부에 네모형의 사각형보(quaderfrmigen Joch) 11에 페라이트코어 절반부 3, 5가 내장되고, 이 네모난 저면축을 따라 상호 마주보는 L형 다리부(L-frmige Schenkel) 12a, 12b가 양쪽으로 뻗쳐 배치되어 있다. 기단부에는 이들 다리부 12a, 12b가 확대 단면도로 나타나 있고, 그 외면 14a, 14b으로는 2등변 삼각형으로 나타나 있다. 이 외면은 축 A, B에 평행한 평면으로 놓여지고, U-형을 닮은 네모를 따라 직각모서리를 이룬다. 상ㆍ하 절반부 3, 5를 연결부착시키므로써, U-형 절반부를 링에 결합시키고, 이들 스택 7, 9 안에 페라이트코어를 링형으로 내장하며, 이에 따라 스택 7, 9의 페라이트코어의 보(Joch) 11가 수직선을 관통한다.

제 1 도는 경사진 중간부 10를 개략적으로 나타내고 있다. 여기에서 하나 이상 예를 들면 2개의 박판형 제 1 차 스택 7이 서로에 전기적으로 결합 가능하게 설치되어 있다. 말할 것도 없이, 하나 이상의 박판형 제 2 차 스택 9도 또한 같은 방법으로 설치 가능하다.

배치결합상태를 보면, 모든 1 차 스택 7에서의 코일이 개시부 6a 및 말단부 6b 및 그 사이에서 많은 다수의 부위를 감아 선회되어 있음을 알 수 있다.

제 2 차 스택 9도 제 2 차 스택을 사이에 두고 평행하게 설치되고, 이렇게 해서 다수의 접속쌍, 예컨대 3개의 평행한 접속쌍을 생기게 한다. 변압기 1에서 제 1 차측은 필요로 하는 높은 흐름을 셋으로 나누고, 제 2 차 스택 9을 가로질러 높은 흐름이 경사져서 알맞게 떨어질 수 있도록 해준다.

제 2 차 스택으로부터도 가능한 한 많은 다수의 코일이 변압기 1에 수납되고, 상ㆍ하층(Lage)이 제 2 차 스택 9에도 나타나 있다. 여기에 개선된 절연강성 (Isolationsfestigkeit)을 부여하면 더욱 큰 장점을 갖게 된다. 이들의 경우, 어떠한 1 차 스택도 페라이트코어의 내면에서 상측면 또는 하측면을 갖는 직접적인 평면과 인접되어 있지 않다.

양쪽 페라이트코어 절반부(Ferritkernhlften) 3, 5는 간격기구 13를 통해 이루어지고, 통상적인 방법으로 상ㆍ하 직사각형 판 15, 17을 설치하며, 한편, 모서리에는 나사 16를 결합시켜, 단단히 지지되도록 한다. 이 판 15, 17은 종방향으로 양쪽에서 밖으로 돌출하고, 이는 페라이트코어 절반부 3, 5의 조절에 의해, 이루어진다. 또한, 판 15, 17의 옆에는 하나 이상의 냉각체(Khlkrper) 또는 철근구조물(Spannfeder)이 형성 가능하다.

제 4 도 및 제 5 도에는 명세서에서 전술한 각각 제 1 차 및 제 2 차 스택 7, 9이 나타나 있다. 이는 가운데가 비어있는 직사각형 또는 직사각형의 링형 (Rechteckringform) 또는 이와 비슷한 형태를 이루고 있다. 양 스택 7, 9의 옆에는 접속구(Anschlussfahnen) 19, 21가 각기 돌출되어 자리잡고 있다. 이 1차 스택 7의 접속구 19는 양쪽 구석 모서리에 자리잡고 있다. 또한 제 2 차 스택 9의 접속구 21는 중앙부와 양쪽 끝부분 가까이에 부가되어 있다.

제 6a 도 ~ 6h 도를 보면, 잘 알 수 있는 바와 같이, 직사각형에서 이들 직사각 링형이 외부로 돌출하는 접속구 19, 21를 구비하고, 다수의 사각형의 나선형으로 형성된 판이 제 6a 도를 따라 제 6d, 6f, 6g 도에 나타나 있다.

제 6a 도의 제 2 차 판(Sekundrlamelle)은 모서리의 개시점 (Anfangsbereich) 21a를 넓히는데 이용되는 접속구의 앞에서 시작되고, 예컨대 0.2 ~ 0.4mm 두께로, 또한 예컨대 6 ~ 15mm의 폭을 가지고 통로를 안내하며 모서리에서 직각나선형으로 방향을 바꾸게 된다. 이 나선의 끝 단부 20a와 최초개시점 21a는 서로가 예컨대 대략 유사한 위치에 있게 되고, 그것도 대략 중간부에 가까이 위치된다. 나선형의 개시점과 종료점 21a, 20a 사이에 있는 모서리는 경사지게 하므로써, 따라서 여기에서 이상적인 직사각형 나선 구부림이 이루어지도록 되어 있다. 이들 방법은 각각 개시점과 종료점 21a, 20a의 사이의 공간(Raum)을 최적의 것으로 이용 가능하며, 따라서, 적절히 작은 형태로도 구축 가능하다.

제 6b 도상의 제 2 차 판은, 접속구 19가 사용될 때 그 위에서 놓여지기 시작하고, 모서리에서 한쪽으로 돌출하는 개시점 21b가 중간부에 놓이며, 동일두께와 동일폭으로 각을 이룬 모서리변환을 하여 예컨대 안으로 감도록 2개의 연결나선의 형으로 안내한다.

이 나선의 단부 20b는 예컨대 개시점 21b과 유사한 곳에 자리를 잡고, 그 위치 중간에 제공된다. 이 나선의 단부 20b는 예컨대 개시점 21b와 유사한 곳에 자리잡고, 그곳 중간부에 제공된다. 나선의 개시점과 종료점 21b, 20b 사이의 모서리는 경사질 수 있게 되어 있고, 따라서 이상적인 사각형 나선 건너편으로 이탈 (Abweichung)이 발생된다. 이들 방법으로 각각 개시점와 종료점 21b, 20b 사이의 공간을 최적으로 이용하면 따라서 적절히 작은 형태로 구축 가능하다.

예컨대 제 6a 도 및 제 6b 도상의 양쪽 판을 포개어 놓아 조합하므로써, 같은 위치에 놓여 있는 개시점 및 종료점 21a, 21b, 20a, 20b가 종료점 20a, 20b 위로 겹치고, 한편, 예컨대 납땜 또는 전기용접을 통해 접합시킨다.(제 6a 도 및 제 6b 도 사이의 선으로 나타냄)

제 6c 도 및 제 6d 도상의 판은 원칙적으로 제 6a 도 및 제 6b 도상의 판에 대응되고, 종축 L1 주위를 물론 회전한다. 제 6C 도 및 제 6d 도상의 양쪽 판을 포개놓아 조합하고 종료점 20c 및 20d를 겹치게 하여, 예컨대 납땜 또는 전기용접으로 접합시킨다.(제 6c 도 및 제 6d 도 사이의 선으로 나타냄)

제 6a 도 및 제 6b 도상의 판의 종료점 20a, 20b을 겹치고, 제 6b 도 및 제 6c 도상의 판의 개시점 21b, 21c를 겹치며, 제 6c 도 및 제 6d 도상의 판의 종료점 20c 및 20d를 겹쳐 4개의 판을 포개놓는다. 겹쳐진 개시점, 즉, 겹쳐진 개시점-종료점은 예컨대 납땜, 전기용접 또는 전기펀칭(Stanzen elektrisch)으로 접합시키므로써, 개시부- 21a, 중간부- 21cd, 종료점 전류포착장치 21d를 가진 제 2 차 스택 9의 권선코일(Wicklung)이 만들어진다.

제 6d 도의 제 2 차 판에 알맞는 방법은 제 6f 도의 제 1 차측 판을 형성하는 것이다. 그리고 링크나선상으로 보이는 그 내부를 따라 안내한다. 물론, 얇은 두께, 즉 얇은 폭을 가진 제 2 차 판 맞은편에 통로가 있고, 제 1 차측에서의 배출용해물이 적고, 따라서, 보다 가벼운 사다리단면이 형성 가능하다. 제 1 차측은 단지 2개의 동일형태가 형성되고, 마찬가지로, 제 6f 도 및 제 6g 도에서와 같이 그 종축 L2를 따라 판을 굴곡 가공하는데, 예컨대, 서로의 위에 놓고 강제가공하는 것이다. 이렇게 해서 겹쳐진 종료점 20f, 20g는 예컨대 납땜과 전기용접으로 접합시킨다.(제 6f 도 및 제 6g 도의 점선 참조)

배출의 예로서는 아래로의 응력-과 위로의 변압흐름을 들 수 있다. 더욱이, 1차 판은 2차 판에 비해 보다 작은 사다리단면을 갖는다.

이들 방식은 전술한 제 6h 도에서와 같이, 제 1 차측 스택에는 제 1 차 스택 7에서 2개의 접속구(19f, 19g)가 설치되고, 여러개의 1 차 박판이 일련적으로 같이 결합되도록 하고, 그리고 제 2 차측은 제 6e 도에서와 같이 제 2 차 스택 9에 3개의 접속구(21a, 21bc, 21d)가 설치되고, 여러개의 2 차 박판이 일련적으로 같이 결합되도록 한다.

상호 적층되고 단단히 결합된 판의 다수의 적용 및 응용은 자명한 바이지만, 제 1 차 사다리단면-제 2 차측을 변화시킨다.

이들 판은 높은 도전율을 가진 재료로 할 수 있다. 예컨대 적어도 200이상, 특히 그 중에서도 250이상의 제 2 차측을 설치한다. 예컨대 굵은 양철판에 구멍을 뚫고, 엣칭부식시키고, 세척한 다음, 스프레이분수로 절단한다.

제 2 도 및 제 6 도에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 한쌍의 제 2 차측 평행연결은 개시점 21a의 접속을 통해, 또한 개시점 21d의 접속을 통해 이루어진다. 제 2 차 스택이 모든 개시점 21bc은 중간부에서 불가분으로 맞추어진다.

전술한 바와 같이 제 2 도에서 이루어진 결합은, 예컨대 통상의 나선을 통하여 금속간 간격, 즉, 2개의 접속반이 놓여 있는 사이의 케이스와 접속반의 접촉케이스 사이의 간격에 따라, 2개의 접속구와 접속구의 고리 사이의 케이스가 놓이고, 이 케이스는 나사에 의해 측면에서 관통되며, 다른 측부로부터 중앙부에 기초부가 프레스접합을 이루게 된다.

이와 같은 제 2 차 스택의 평행판자를 통하여 제 2 차측의 유효한 총사다리 단면적이 25 ~ 50㎟, 특히 그 중에서도 40 ~ 50㎟이 만들어진다.

또한, 마찬가지로 스택 7, 9의 판이 서로간에 적층된 층을 이루고, 이리하여 스택에서의 판은, 절연되어 있어 단락을 회피할 수 있게 된다.

이들 절연은 자칫하면 열의 에너지흐름을 통해 나사응력을 받게 된다. 판의 절연은 얇은 절연적층으로서, 예컨대 중앙부에 칠하고, 용접이 얇은 박에 가해지며, 조직 등이 형성되는데, 이는 스택에의 미미한 조직요소가 된다. 스택의 절연은 강하게 하지 않으면, 높은 응력이 발생된다. 이 스택은 예컨대 합성수지로 사출한 것으로 되고, 두꺼운 합성수지로 또는 용접된 조직 등을 들 수 있다. 특히 장점으로서는 구부러진 구조로서의 본 발명방법(수용, 분사)으로 1차 및 2차 판과 스택을 회복재생할 수 있다는 점이다.

제 1 도 및 제 3 도에서와 같이 각각 제 1 차 및 제 2 차 스택 7, 9은 서로간 교호로 배열되어 있다. 그리고 전원변압기 1의 1 차측 접속구 19는 한쪽에, 2 차측 접속구 21는 맞은편 열려있는 쪽에 설치되고, 링형의 케이스는 그 옆에서 돌출되어 있다.

제 9 도는 전술한 변압기 1를 가진 전기배선부의 배선회로도에 의해 개략적인 배선방식을 나타낸 것이다.

이들 전원변압기 1는 출구정류기 30를 내장하고, 예컨대 제 2 차측 접속구 21를 취부하며, 전술한 평행배선부 또는 가능한 한 변압기를 적절히 배치한다. 즉, 이들 회로에서 가능한 한 전도도상의 손실을 줄이기 위함이다.

입구측에서는 변압기 1가 정류기 33로부터 높은 주파수를 가진 교류전압, 즉, 높은 주파수의 교류를 입구측에 공급한다. 이 주파수는 여기에서 100㎑ 이상에 달한다. 변압기 1의 페라이트코어가 분명히 배치되기 때문에, 고주파수의 변압이 가능하게 된다. 이는 예컨대 특수페라이트가 사용범위를 넓혀 그 성능을 보증해주는 것으로 볼 수 있다.

2 차측에는 예컨대 3개의 한쌍의 스택 9이 제 11 도에서와 같이 코일단부 (Wicklungsenden)가 있다. 즉, 모서리부(Eckfahnen) 21', 21가 전원정류기 다이오드(Leistungsgleichrichterdiode) 35의 양극에 접속되고, 그 음극도 결합된다(1극 ). 이와 마찬가지로, 한쌍의 스택 9(2극)의 중간포착장치 21도 중간부에 중간펑크정류기능을 가진 3개의 부채꼴 정류기로 2중정류와 유체관류(Stromdurchflusses)의 구분이 보증되도록 해준다.

입구측은 3상전류의 3개의 상 L1, L2, L3에서 3개의 입구정류기 37', 37, 37와 서로 무관하게 정류가 가능하다. 하나의 안정된 전압을 보증하도록 하기 위하여, 입구정류기를 전압안정기회로에 부가할 수도 있다. 예를 들면, 상기 입구정류기는 PFC-접속부(PFC-Schaltung)(39', 39, 39)를 설치할 수도 있다. 공지의 전원회로 일부에는, 그와 같이 회로 일부로서의 전력요소 교정부 (Leistungsfaktorkorrektur) 39', 39, 39(PFC)는 없다. 이들 전력요소 교정부에는, 가능한 한 여러 상이한 전류공급망(예를 들자면 USA)으로 입구정류기를 따라 안정되고 조화된 전압을 얻을 수 있다. 이와 같이 전력요소 교정부상에서, 입구출력부하를 필요로 하는 1/3 만큼만의 망의 반작용으로 주요 결형상 등 감소 또는 완전히 줄어지는 것으로 되고, 그 특성상 전자기친화 (elektromagnetischen Vertrglichkeit)(EMV)에 관하여 개선된 특성을 갖게 된다.

입구정류기쪽으로는 평행히 서로 마주보는 회로전압계가 정류기 33에서 동일전압으로 콘덴서 41(엘코 Elko)의 매끄러운 중간부에 설치된다. 이 정류기 33는 제 10 도의 4개의 트랜지스터 T1-T4를 가진 트랜지스터 가교로 구성되는 접속회로 배선에 나타나 있고, 그 전원변압기 1의 1 차 코일의 단부에 가교전압이 작용한다.

평행하게 회로연결된 개별적인 각 트랜지스터에 대한 이들 구성과 여기에 하나 이상의 넓은 트랜지스터를 평행으로 연결하므로써 소정의 높은 전력표준트랜지스터를 사용해야 함에도 불구하고 전류분배를 가능케 한다.

제 12a 도 ~ 제 12c 도는 전술한 대각선지부(Diagonalzweige) T1-T3, T2-T4의 접속의 상이전(Phasenverschiebung)을 나타내고 있다. 가교신호(Brcken signals)의 진폭확장변화로 인하여, 전원변압기는 변함없이 동기 전류진동수 (Taktfrequenz spannungs)와 전류에 좌우되어 제어되고, 회로망부의 출구에서는 소망하는 전압으로 소정의 전류를 공급한다.

여기에서, 방향잡기 변환로직(Ansteuerlogik) 43으로부터 대각선지선 T1-T3, T2-T4의 접속의 상이전이 가능하다. 상기 정류기 33는 이 변환로직상에서 100㎑ 이상의 진동수를 가진다. 이는 출구측 전류를 공급하는 이들 방향잡기 로직 또는 전압포착장치 47, 49를 제어하므로써 가능하다. 이에 따라, 예컨대 전류포착이 통상의 용접전극(Schweisselektrode)에서 발생하므로써 가능하게 된다.

제 12a ~ 제 12c 도에서 불가피한 갖가지 부하 강하를 위하여 트랜지스터 T1-T4의 제어가 개략적으로 설명되어 있다.

제 12a 도에서, 예컨대 부하를0%로 강하하는 것이 설명되어 있다. 여기에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 대각선의 트랜지스터 T1-T3, T2-T4의 신호와 수직선 T1-T2, T3-T4의 신호는 대향되어 있다. 이들 방식에서, 트랜지스터 가교 (Transistorbrcke)가 놓이고, 또한 트랜지스터 T1과 T2 사이에, 또한 트랜지스터 T3와 T4 사이에서의 전압포착(Abgriff)으로 동일전위가, 수직선 T1-T2 및 T3-T4 없이 접속되어 단락(Kurzschluss)을 초래한다.

제 12b 도에서는 반대로 부하강하가50%임을 나타내고 있다. 그 결과는 제 12a 도상에서 -90°(T1, T2에 대한 T3, T4)로부터의 상이전으로 명확히 알 수 있다. 자명한 바이지만, 대각선의 트랜지스터 T1-T3, T2-T4의 신호는 50% 중첩 (berlappung)되고, 이 수직선의 트랜지스터 T1-T2, T3-T4의 신호는 여전히 대향된다. 이들 방식으로 트랜지스터 가교가 놓이고, 또한 트랜지스터 T1과 T2 사이에, 또한 트랜지스터 T3와 T4 사이에서의 전압포착으로 진폭때문에, 수직선 T1-T2 및 T3-T4 없이 접속되어 단락을 초래한다.

제 12c 도에서는, 반대로 부하강하가100%임을 나타내고 있다. 그 결과는 제 12a 도상에서 -180°(T1, T2에 대한 T3, T4)로부터의 상이전으로 명확히 알 수 있다. 자명한 바이지만, 대각선의 트랜지스터 T1-T3, T2-T4의 신호는 100% 중첩되고, 이 수직선의 트랜지스터 T1-T2, T3-T4의 신호는 여전히 대향된다. 이들 방식으로 트랜지스터 가교가 놓이고, 또한 트랜지스터 T1과 T2 사이에, 또한 트랜지스터 T3과 T4 사이에서의 전압포착으로 충분한 진폭때문에, 수직선 T1-T2 및 T3-T4 없이 접속되어 단락을 초래한다.

여전히, 회로과정 사이에서 죽은 시간(Totzeit) t_d을 조정할 수 있다. 이 죽은 시간 t_d을 통해 트랜지스터 T1-T4의 접속과 차단이 가능하고, 수직분기 (Vertikalzweige)의 통전(Durchschalten)이 중첩회로 T2에 대한 T1, 즉 T4에 대한 T3에 따라 저지되거나 방해될 수 있다. 이 죽은 시간을 통해 보증되는 것은, 트랜지스터 T1-T4가 회로제어시점에서 동일전위를 인접시킨다. 죽은 시간 t_d없이, 트랜지스터 T1-T4에 존재하는 전위차이가 트랜지스터 T1-T4에서의 죽은 시간 t_d가 트랜지스터, 예컨대 장효과 트랜지스터(Feldeffekttransistor)에 작용하는 사이에 존재하는 다이오드 통과가 완화된다. 이와 같이 하면 트랜지스터는 보다 적은 요구를 받게 되어, 그 수명에 긍정적인 영향을 미치게 된다.

전술한 정류 대신에 중간 상이전방식이 영구적인 주파수를 가지고, 예컨대 여러 다양한 고주파 - 100㎑ 이상의 진동수를 이용하여 또다른 전기정류기처리를 가능케 함이 증명되고 있다.

스위치 모드 전력공급(Leistungsschaltnetzteilen)을 통하여 스터드용접기술에 있어 종래에는 없었던 변압기 1의 고주파 공급에 의하여 100㎑ 이상의 고주파가 소량의 코어를 가능케 하고 변압기의 권취손실이 적게 되거나 가볍게 되도록 형성되며, 그 외에 마찬가지로 전체 스윗치 모드 전력공급이 변함없는 출력으로 부하가 적절히 선택된다.

입구정류에 의한 방법을 통하여 교류로의 정류(Wechselrichtung), 변압 및 출구 직류로의 정류(gleichrichtung)가 가능하게 되고, 비용이 적게 드는 표준구축엘레멘트가 다시 확보 가능하다.

배전부(Schaltnetzteil)와 더불어, 그 외에도 스터드용접장치로부터 높은 중량이 예컨대 20㎏ 이하로 제한되고, 이는 필요한 출구출력없이 행해져서 50㎾ 이상, 특히 60㎾로 효율을 0.8 ~ 0.9 이상 예컨대 0.95로 올린다는 것이다.

이는, 전술한 설명과 상세내용 소개로 가능한 것으로, 소위, 변압기, 정류기, 전력제어 등에 있어 독자적인 방법과 적용 및 제어로 본 발명이 이루어진 것이다.

또한, 스터드용접기술에 있어서도 전류의 고변압, 전압의 저변압이 가능하게 되고, 아울러 반대로, 전압의 고변압과 전류의 저변압도 맞추어질 수 있게 된다.

Claims (21)

1. 스윗치 모드 전력공급(Leistungsschaltnetzteil)용, 특히 그 중에서도 스터드용접장치용(Bolzenschweissgert)용으로서, 그 속에 링형의 코어가 내장되고, 이 코어상에 1 차 코일 및 2 차 코일(primrwicklung und Sekundrwicklung)이 정렬 구성되는 전원변압기(Leistungsbertrager)는,

   하나 이상의 제 1 차 스택(Primrpaket)(7)에서의 제 1 차 코일 (Primrwicklung)과 하나 이상의 제 2 차 스택(9)에서의 제 2 차 코일이 그 속에 설치되고,

   하나 이상의 1 차 박판형 제 1 차 스택(7)과, 하나 이상의 2 차 박판형의 제 2 차 스택(9)이 구성되며,

   상기 박판의 배열은 평면상의 전기전도체에서 나선형(spiralfrmig)으로 이루어지고,

   상기 제 1 차 및 제 2 차 스택(7, 9)은 서로에 평행하고 교호적으로, 평면적으로 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 전원변압기(Leistungsbertrager).
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보(Joch)(11)는 링형의 코어(ringfrmige Kern)에 내장되고, 상기 스택(7, 9)은 그 평면에 대하여 수직으로 관통하며, 또한 그 필수구성부 내에 가득차도록 한 것을 특징으로 하는 전원변압기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 보(11)는 링의 중간축(Mittelachse)에 형성되는 것을 특징으로 하는 전원변압기.
4. 전술한 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제 1 차 스택(7)과 제 2 차 스택(9)은 링형을 형성하는 것을 특징으로 하는 전원변압기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 스택(7, 9)은 직사각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전원변압기.
6. 전술한 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제 1 차 및 제 2 차층은 링크- 또는 직각나선형(Rechtsspirale)으로 되는 것을 특징으로 하는 전원변압기.
7. 전술한 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제 1 차 스택(7)에는 2개의 접속구(Anschlussfahnen)(19f, 19g)가 설치되고, 여러개의 제 1 차 박판이 일련적으로 같이 결합되도록 한 것을 특징으로 하는 전원변압기.
8. 전술한 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제 2 차 스택(9)에는 3개의 접속구(21a, 21bc, 21d)가 설치되고, 여러개의 제 2 차 박판이 일련적으로 같이 결합되도록 한 것을 특징으로 하는 전원변압기.
9. 전술한 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 몇개의 제 2 차 스택(9)에는 접속구(21a, 21d)가 상호 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 전원변압기.
10. 전술한 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 2개의 포개진 제 2 차 스택은 같이 평행하게 접속구(21a, 21d)에 의하여 1쌍을 이루어 조합되는 것을 특징으로 하는 전원변압기.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 중간접속구(21bc)는 여러개의 스택이 조합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전원변압기.
12. 전술한 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 여러개의 제 1 차 스택은 접속구(19f, 19g) 상에서 일렬로 조합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전원변압기.
13. 전술한 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 스택(7, 9)은 합성수지사출로 만들어지는 것을 특징으로 하는 전원변압기.
14. 스윗치 모드 전력공급은, 입구정류기(37', 37, 37)에서, 정류기(33)에서, 및 출구정류기(30)에서, 앞서의 특허청구항들에 따른 전원변압기(1)에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전원변압기를 구비한 스윗치 모드 전력공급장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 출구정류기(30)는 전원변압기(1)에서 내장되는 것을 특징으로 하는 스윗치 모드 전력공급장치.
16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 전원변압기(1)의 정류기(33)는 100㎑ 이상의 진동수를 갖는 것을 특징으로 하는 스윗치 모드 전력공급장치.
17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 정류기(33)는 4개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4)를 가진 트랜지스터 가교(Transistorbrcke)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스윗치 모드 전력공급장치.
18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 트랜지스터(T1, T2, T3, T4)에는 하나 이상의 넓은 트랜지스터를 평행으로 연결하도록 한 것을 특징으로 하는 스윗치 모드 전력공급장치.
19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 정류기(33)는 변환로직(Ansteuerlogik)(43)상에서 100㎑ 이상의 진동수를 가지는 것을 특징으로 하는 스윗치 모드 전력공급장치.
20. 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 정류기(33)는 대각선 일부(Diagonalzweige)(T1-T3, T2-T4) 스윗치 선단부(Schaltvorgngen) 사이에서는 휴지(休止, Totzeit)되고, 또한 트랜지스터(T1, T2, T3, T4)는 접속 중에는 잠재적으로 인접하는 것을 특징으로 하는 스윗치 모드 전력공급장치.
21. 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입구정류기(37', 37, 37)는 PFC-접속부(PFC-Schaltung)(39', 39, 39)를 설치하는 것을 특징으로 하는 스윗치 모드 전력공급장치.