KR20130056175A - 전원 장치 및 아크 가공용 전원 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 스위칭 스위치를 갖는 보조 스위칭 회로의 동작을 전환함으로써, 200V 및 400V계 입력 전력 모두에 적용할 수 있는 전원 장치를 제공한다. 상대적으로 대출력이 요구될 경우, PWM 제어를 행해서, 인버터 회로 및 인버터 회로와 협업하여 작동하는 보조 스위칭 회로의 스위칭 소자에 제공되는 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭을 조정한다. 상대적으로 소출력이 요구될 경우, PSM 제어를 행해서 인버터 회로 내에서 동일한 세트의 스위칭 소자들에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호의 위상차를 조정한다.

Description

전원 장치 및 아크 가공용 전원 장치{POWER SUPPLY DEVICE AND ARC MACHINING POWER SUPPLY DEVICE}
본 발명은, 상용 전력으로부터의 교류 전류(AC) 전력을 직류 전류(DC) 전압으로 변환하고 이어서 DC 전압을 소정의 AC 전압으로 변환하는 인버터 회로를 포함하는 동시에, 복수의 상이한 전압값들을 포함하는 입력 전압에 적용할 수 있는 전원 장치 및 아크 가공용 전원 장치에 관한 것이다.
일본국 특개 제2009-17656호에는, AC 전압을 DC 전압으로 전환하는 DC 컨버터 회로, 및 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는 인버터 회로를 포함하는 아크 가공용 전원 장치 등의 예를 기재하고 있다. DC 컨버터 회로는 상용 전력(3상 AC 전력)을 정류하는 정류 회로, 및 정류된 DC 전압을 평활화하는 평활 커패시터를 포함한다. 인버터 회로는 복수의 스위칭 소자(제 1 내지 제 4 스위칭 소자)로 이루어지는 브리지 회로(bridge circuit)를 포함한다. 인버터 회로는 스위칭 소자의 소정의 조합의 작동 및 정지를 제어해서 DC 컨버터 회로로부터의 DC 전압을 소정의 고주파 AC 전압으로 변환한다. 또한, 인버터 회로로부터의 소정의 고주파 AC 전압은 아크 용접 및 아크 절단 등의 아크 가공에 적합한 가공용 DC 전압으로 변환된다.
전원 장치는 200V(200V계)의 상용 전력에 대응하는 사양의 내부 동작과 400V(400V계)의 상용 전력에 대응하는 사양의 내부 동작간을 전환시키는 스위칭 스위치를 포함한다.
구체적으로, 보조 스위칭 회로가 DC 컨버터 회로와 인버터 회로 사이에 배치된다. 보조 스위칭 회로는 인버터 회로의 상류측에서 2개의 전원선 사이에 연결되는 보조 커패시터를 포함한다. 또한, 보조 스위칭 회로는 DC 컨버터 회로와 보조 스위칭 회로 사이에서, 2개의 전원선에 배치되는 제 5 및 제 6 스위칭 소자, 및 2개의 전원선 사이에서 직렬로 연결되는 제 7 및 제 8 스위칭 소자를 포함한다. DC 컨버터 회로는 평활 커패시터, 즉 본 실시형태에서 2개의 전원선 사이에 직렬로 연결되는 제 1 및 제 2 평활 커패시터를 포함한다. 스위칭 스위치는 상기 제 1 및 제 2 평활 커패시터의 제 1 노드와 상기 제 7 및 제 8 스위칭 소자의 제 2 노드 사이에 연결된다. 스위칭 스위치는 제 1 노드와 제 2 노드를 연결 및 연결을 끊는다.
200V 상용 전력이 공급되면(이하, 200V계 입력이라 함), 스위칭 스위치는 제 1 노드와 제 2 노드의 연결을 끊어, 직렬로 연결되는 제 1 및 제 2 평활 커패시터의 양 단부에 인가되는 전압을 인버터 회로에 공급한다. 400V의 상용 전력이 공급되면(이하, 400V계 입력이라 함), 스위칭 스위치는 제 1 노드와 제 2 노드를 연결한다. 결과적으로, 제 5 내지 제 8 스위칭 소자의 소정의 조합을 작동 및 정지시킴으로써, 제 1 평활 커패시터의 양 단부에 공급되는 전압 및 제 2 평활 커패시터의 양 단부에 공급되는 전압이 인버터 회로에 번갈아 공급된다. 이와 같이, 동일한 DC 전압이 입력 전압의 전압값에 관계없이 인버터 회로에 공급된다.
보조 스위칭 회로에서, 인버터 회로의 제 1 내지 제 4 스위칭 소자의 정지 전에, 제 5 내지 제 8 스위칭 소자 중 소정의 소자들을 정지해서 소프트 스위칭 제어를 행한다. 이 때문에, 각각의 소자를 제로 전압 및 제로 전류로 전환함으로써 스위칭 소실이 저감된다.
인버터 회로를 제어할 경우, 전형적인 펄스 폭 변조 제어(PWM 제어)를 행해서, 전원 장치의 출력을 극소 레벨로 조정한다. 이 경우에, 인버터 회로 및 인버터 회로와 협업하여 작동되는 보조 스위칭 회로에 제공되는 제어 펄스 신호는 극히 좁은 온 펄스 폭을 갖도록 설정된다. 이로 인해, 스위칭 소자의 작동이 저해될 수 있어, 출력 불안정 및 편향된 자력 등의 단점이 생길 수 있다. 그러므로, 전원 장치의 출력을, PWM 제어를 이용하면서 안정화시키는 것이 바람직하다.
본 발명은 복수의 상이한 전압값들을 갖는 입력 전력에 적용할 수 있고 임의의 저출력을 안정화시키는 전원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 전원 장치는 DC 컨버터 회로, 인버터 회로, 보조 스위칭 회로, 펄스 폭 변조 회로, 위상 이동 제어부, 및 제어 스위칭부를 포함한다.
DC 컨버터 회로는 정류 회로와 제 1 및 제 2 평활 커패시터를 포함하며, 제 1 및 및 제 2 평활 커패시터는 직렬로 연결되며 정류 회로의 출력측에서 2개의 전원선 사이에 배치된다. DC 컨버터 회로는 입력 AC 전력을 정류 및 평활화하여, 입력 AC 전력을 DC 전압으로 변환한다.
인버터 회로는 제 1 내지 제 4 스위칭 소자로 이루어지는 브리지 회로를 포함한다. 제 1 내지 제 4 스위칭 소자의 소정의 세트들을 번갈아 작동 및 정지시켜서 DC 전압을 소정의 AC 전압으로 변환한다.
보조 스위칭 회로는, DC 컨버터 회로와 인버터 회로 사이에서 2개의 전원선 사이에 연결되는 보조 커패시터, DC 컨버터 회로와 보조 커패시터 사이에서 2개의 전원선에 각각 배치되는 제 5 및 제 6 스위칭 소자, 보조 커패시터와 제 1 및 제 6 스위치 소자 사이에서 2개의 전원선 사이에 직렬로 연결되는 제 7 및 제 8 스위칭 소자, 및 제 1 및 제 2 평활 커패시터의 제 1 노드와 제 7 및 제 8 스위칭 소자의 제 2 노드를 연결하거나 연결을 끊는 스위칭부를 포함한다.
스위칭부는, 입력 AC 전력이 제 1 전압값을 가질 경우, 제 1 및 제 2 노드의 연결을 끊어서, 제 1 및 제 2 평활 커패시터의 양 단자간의 전압을 인버터 회로에 공급한다. 스위칭부는, 입력 AC 전력이 제 1 전압값보다 2배 큰 제 2 전압값을 가질 경우, 제 1 및 제 2 노드를 연결해서, 제 5 내지 제 8 스위칭 소자의 소정의 세트들을 작동 및 정지시키고, 제 1 또는 제 2 평활 커패시터의 단자간의 전압을 인버터에 번갈아 공급하고, 제 1 내지 제 4 스위칭 소자를 정지시키기 전에 제 5 내지 제 8 스위칭 소자 중 소정의 소자를 정지시켜 인버터 회로에 공급되는 전압을 정지함으로써, 소프트 스위칭 제어를 행한다.
펄스 폭 변조 제어부는 제 1 내지 제 4 스위칭 소자에 제공되는 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭을 조정하고 조정된 폭에 따라 제 5 내지 제 8 스위칭 소자에 제공되는 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭을 조정한다.
위상 이동 제어부는 제 1 내지 제 4 스위칭 소자에서 동일한 세트의 스위칭 소자에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호의 위상차를 조정하거나, 제 1 내지 제 4 스위칭 소자 중 소정의 스위칭 소자들 및 제 5 내지 제 8 스위칭 소자 중 대응하는 스위칭 소자들에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호의 위상차를 조정한다.
제어 스위칭부는 상대적으로 대출력이 요구되었을 경우 펄스 폭 변조 제어부를 동작시키고, 상대적으로 소출력이 요구되었을 경우 위상 이동 제어부를 동작시킨다.
본 발명은 복수의 상이한 전압값들을 갖는 입력 전압에 적용 가능하고 임의의 저출력을 안정화하는 전원 장치를 제공한다.
도 1은 일 실시형태에 따른 아크 가공용 전원 장치의 회로도.
도 2는 400V계 입력에 대해 PWM 동작 동안(대출력 동안) 취해지는 제어 펄스 신호의 파형도.
도 3은 400V계 입력에 대해 PWM-PSM 임계 동작 동안(중출력 내지 소출력 동안) 취해지는 제어 펄스 신호의 파형도.
도 4는 200V계 입력에 대해 PSM 동작 동안(극소출력 동안) 취해지는 제어 펄스 신호의 파형도.
도 5는 200V계 입력에 대해 PWM 동작 동안(대출력 동안) 취해지는 제어 펄스 신호의 파형도.
도 6은 200V계 입력에서 PWM-PSM 임계 동작 동안(중출력 내지 소출력 동안)의 제어 펄스 신호의 파형도.
도 7은 200V계 입력에 대해 PSM 동작 동안(극소출력 동안)의 제어 펄스 신호의 파형도.
도 8은 다른 예로서 400V계 입력에 대해 PSM 동작 동안(극소출력 동안)의 제어 펄스 신호의 파형도.
도 9는 또 다른 예로서 200V계 입력에 대해 PSM 동작 동안(극소출력 동안)의 제어 펄스 신호의 파형도.
도 10은 또 다른 예로서 400V계 입력에 대해 PSM 동작 동안(극소출력 동안)의 제어 펄스 신호의 파형도.
도 11은 또 다른 예로서 200V계 입력에 대해 PSM 동작 동안(극소출력 동안)의 제어 펄스 신호의 파형도.
도 12는 또 다른 예로서 200V계 입력에 대해 PSM 동작 동안(극소출력 동안)의 제어 펄스 신호의 파형도.
도 13은 또 다른 예로서 400V계 입력에 대해 PSM 동작 동안(극소출력 동안)의 제어 펄스 신호의 파형도.
도 14는 또 다른 예로서 200V계 입력에 대해 PSM 동작 동안(극소출력 동안)의 제어 펄스 신호의 파형도.
도 15는 또 다른 예로서 200V계 입력에 대해 PSM 동작 동안(극소출력 동안)의 제어 펄스 신호의 파형도.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 아크 가공용 전원 장치를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 실시형태의 아크 가공용 전원 장치(11)를 포함하는 아크 기계(10)를 나타낸다. 아크 기계(10)는 전원 장치(11)로부터 토치(TH)에 가공용 DC 전압을 공급해서, 토치(TH)가 가공 대상물(M)을 향해 아크를 발생시킨다. 아크 기계(10)는 가공 대상물(M)에 대해 아크 용접, 아크 절단 등의 아크 가공을 수행한다. 아크 기계(10)의 아크 가공용 전원 장치(11)는 공급된 상용 전력(3상 AC 전압)을 DC 전압으로 변환하는 DC 컨버터 회로(12), 및 DC 전압을 소정의 고주파 AC 전압으로 변환하는 인버터 회로(13)를 포함한다. 또한, 아크 가공용 전원 장치(11)는 변압기(INT) 및 인버터 회로(13)로부터의 고주파 AC 전압을 가공용 DC 전압으로 변환하는 2차측 회로를 포함한다.
DC 컨버터 회로(12)는 1차측 정류 회로(DR1) 및 제 1 및 제 2 평활 커패시터(C1 및 C2)를 포함한다. 6개의 다이오드로 이루어지는 브리지 회로를 포함하는 1차측 정류 회로(DR1)는 3상 AC 전력에 대해 전파 정류(full-wave rectification)를 행한다. 제 1 및 제 2 평활 커패시터(C1 및 C2)는 2개의 전원선(L1 및 L2) 사이에 직렬로 연결되어 평활 회로(DR1)의 출력 전압을 평활화한다. DC 컨버터 회로(12)는 공급된 AC 전력으로부터 DC 전압을 발생시킨다. 제 1 및 제 2 평활 커패시터(C1 및 C2)는 동일한 정전 용량을 갖는다. DC 컨버터 회로(12) 내의 2개의 전원선(L1 및 L2) 사이에는, DC 전압을 검출하는 전압 검출 회로(IV)가 연결된다. 전압 검출 회로(IV)는 전압 검출 신호(Iv)로서 검출된 DC 전압을 출력 제어 회로(SC)(후술함)에 제공한다. 출력 제어 회로(SC)는 전원 장치(11)에, 200V계의 AC 전력을 공급하는지, 또는 400V계의 AC 전력을 공급하는지의 여부를 판정한다.
인버터 회로(13)는 2개의 전원선(L1 및 L2)에 연결되는 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)로 이루어지는 브리지 회로를 포함한다. 본 실시형태에서, 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)는 IGBT(insulated gate bipolar transistor)이다. 제 1 및 제 3 스위칭 소자(TR1 및 TR3)는 2개의 전원선(L1 및 L2) 사이에 직렬로 연결된다. 제 2 및 제 4 스위칭 소자(TR2 및 TR4)는 2개의 전원선(L1 및 L2) 사이에 직렬로 연결된다. 변압기(INT) 내의 1차측 코일은, 스위칭 소자(TR1)의 이미터와 스위칭 소자(TR3)의 컬렉터 사이에 연결되는 일 단부와, 스위칭 소자(TR2)의 이미터와 스위칭 소자(TR4)의 컬렉터 사이에 연결되는 타 단부를 포함한다. 제 1 내지 제 4 다이오드(D1 내지 D4)는 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)에 역으로 각각 연결된다. 제 1 및 제 4 스위칭 소자(TR1 및 TR4)의 조합과 제 2 및 제 3 스위칭 소자(TR2 및 TR3)의 조합은 출력 제어 회로(SC)의 제어하에서 번갈아 작동 및 정지된다. 이 때문에, DC 컨버터 회로(12)로부터의 DC 전압이, 변압기(INT)의 1차측 코일에 공급되는 소정의 고주파 AC 전압으로 변환된다.
보조 스위칭 회로(14) 및 보조 커패시터(C3)가 인버터 회로(13)와 DC 컨버터 회로(12) 사이에 배치된다. 보조 스위칭 회로(14)는 4개의 IGBT에 의해 구성되는 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)를 포함한다. 본 실시형태에서, 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)는 IGBT이다. 제 5 스위칭 소자(TR5)는 제 1 및 제 2 평활 커패시터(C1 및 C2)의 하류측에서 전원선(L1)에 배치된다. 제 6 스위칭 소자(TR6)는 제 1 및 제 2 평활 커패시터(C1 및 C2)의 하류측에서 전원선(L2)에 배치된다. 제 7 및 제 8 스위칭 소자(TR7 및 TR8)는 제 5 및 제 6 스위칭 소자(TR5 및 TR6)의 하류측에서 2개의 전원선(L1 및 L2) 사이에 직렬로 연결된다. 제 5 내지 제 8 다이오드(D5 내지 D8)는 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)에 역으로 각각 연결된다. 보조 커패시터(C3)는 제 7 및 제 8 스위칭 소자(TR7 및 TR8)의 하류측에서 2개의 전원선(L1 및 L2) 사이에 연결된다.
스위칭 스위치(S1)는, 제 7 스위칭 소자(TR7)의 이미터 및 제 8 스위칭 소자(TR8)의 컬렉터의 노드(N2)와 제 1 및 제 2 평활 커패시터(C1 및 C2)의 노드(N1) 사이에 연결된다. 본 실시형태에서, 스위칭 스위치(S1)는 릴레이이다. 스위칭 스위치(S1)는, 출력 제어 회로(SC)의 제어하에서, 200V계의 AC 전력이 공급된다고 판정되었을 경우 정지된다. 이로 인해, 2개의 노드(N1 및 N2)가 분리된다. 스위칭 스위치(S1)는, 출력 제어 회로(SC)의 제어하에서, 400V계의 AC 전력이 공급된다고 판정되었을 경우 작동된다. 이로 인해, 2개의 노드(N1 및 N2)가 연결된다. 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)는 출력 제어 회로(SC)의 제어하에서 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)와 동기해서 작동 및 정지된다. 이 때문에, 인버터 회로(13)의 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)의 스위칭 손실이 저감된다. 출력 제어 회로(SC)는 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)에 대해 200V계 AC 전력에 대응하는 제어 및 400V계 AC 전력에 대응하는 제어를 행한다.
변압기(INT)는, 2차측에, 2개의 다이오드에 의해 구성되는 전파 정류 2차 정류 회로(DR2) 및 DC 리액터(DCL)를 포함한다. DC 리액터(DCL)는 출력선(L3)에 의해 토치(TH)에 연결된다. 변압기(INT)의 2차측 코일의 중간 지점은 출력선(L4)에 의해 가공 대상물(M)에 연결된다. 변압기(INT)는 인버터 회로(13)에 의해 발생되는 고주파 AC 전압의 값을 조정한다. 2차측 정류 회로(DR2) 및 DC 리액터(DCL)는 조정된 고주파 AC 전압을 아크 가공용 DC 전압으로 변환한다. 토치(TH)는 공급되는 아크 가공용 DC 전압에 의거하여 가공 대상물(M)을 향하는 아크를 발생시킨다.
실제 출력 전류값을 검출하는 출력 전류 검출 회로(ID)는 출력선(L4)에 연결된다. 출력 전류 검출 회로(ID)는 검출된 출력 전류값을 출력 전류 검출 신호(Id)로서 비교 계산 회로(ER)에 제공한다. 비교 계산 회로(ER)는, 출력 전류 검출 신호(Id)와 출력 전류 설정부(IR)로부터의 출력 전류 설정 신호(Ir)를 비교한다. 출력 전류 설정부(IR)는, 인간 조작 등에 의해 출력 전류값이 아크 가공을 행하는 가공 대상물(M)에 해당하는 출력 전류값이 되도록 설정된다. 출력 전류 설정부(IR)는 설정된 출력 전류 설정 신호(Ir)를 비교 계산 회로(ER)에 출력한다. 비교 계산 회로(ER)는, 출력 전류 검출 신호(Id)와 출력 전류 설정 신호(Ir)의 비교 결과를 나타내는 비교 계산 신호(Er)를 출력 제어 회로(SC)에 제공한다. 이 방식으로, 비교 계산 회로(ER)는, 출력 전류값과 설정값의 편차를 나타내는 비교 계산 신호(Er)를 출력 제어 회로(SC)에 제공한다. 출력 제어 신호(SC)는 비교 계산 신호(Er)를 이용하여 피드백 제어를 행한다.
출력 제어 회로(SC)는 전압 검출 회로(IV)로부터의 전압 검출 신호(Iv)에 의거하여 DC 컨버터 회로(12)에 의해 발생되는 DC 전압을 판정한다. 출력 제어 회로(SC)는, 검출된 DC 전압에 의거하여 200V계 AC 전압이 공급되는지, 또는 400V계 AC 전압이 공급되는지의 여부를 판정한다. 출력 제어 회로(SC)는, 400V계 AC 전압이 공급되었다고 판정되었을 경우 스위칭 스위치(S1)를 작동시키고, 200V계 AC 전압이 공급되었다고 판정되었을 경우 스위치 스위치(S1)를 정지시킨다. 출력 제어 회로(SC)는 도 2 내지 도 4 및 도 5 내지 도 7의 타이밍 파형들(제어 펄스 신호들)에 의해 나타낸 바와 같이 인버터 회로(13) 및 보조 스위칭 회로(14)를 제어한다. 스위칭 스위치(1)는 AC 전력이 공급되기 전에 400V계 AC 전력에 적용 가능하게 작동한다.
상술한 바와 같이, 출력 제어 회로(SC)는 비교 계산 신호(Er)에 의거하여 출력 전류값과 설정값의 편차를 판정한다. 출력 제어 신호(SC)는 편차를 고려해서 대출력 내지 소출력의 범위에 걸쳐 요구(이하, 대소간 출력 요구라 함)할 경우, 인버터 회로(13)의 스위칭 제어를 펄스 폭 변조 제어(PWM 제어)로 설정한다. 출력 제어 회로(SC)는 극소출력(이하, 극소출력 요구라 함)을 요구할 경우, 인버터 회로(13)의 스위칭 제어를 위상 이동 제어(PSM 제어)로 설정한다. 출력 제어 회로(SC)는 보조 스위칭 회로(14)의 스위칭 제어를 인버터 회로(13)의 제어 모드와 동기시켜서, 보조 스위칭 회로(14)가 인버터 회로(13)와 협업하여 동작한다.
스위칭 스위치(S1)는, 400V계 전압이 공급될 경우(이하, 400V계 입력이라 함) 작동하여, 제 1 및 제 2 평활 커패시터(C1 및 C2)의 노드(N1) 및 제 7 및 제 8 스위칭 소자(TR7)의 노드(N2)는 연결된다. 이 경우에, 도 2 내지 도 4의 타이밍 파형도에 의해 나타낸 바와 같이, 출력 제어 회로(SC)는 복수의 제어 펄스 신호로, 인버터 회로(13) 및 보조 스위칭 회로(14)의 제 1 내지 제 8 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)를 제어한다.
구체적으로, 대소간 출력 요구를 행할 경우, 출력 제어 회로(SC)는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 복수의 제어 펄스 신호를 이용하여 PWM 제어를 행한다. 인버터 회로(13)의 제 1 및 제 4 스위칭 소자(TR1 및 TR4)에 동시에 각각 제공되는 2개의 제어 펄스 신호는 H 레벨로 상승하거나 L 레벨로 하강한다. 또한, 인버터 회로(13)의 제 2 및 제 3 스위칭 소자(TR2 및 TR3)에 동시에 각각 제공되는 2개의 제어 펄스 신호는 H 레벨로 상승하거나 L 레벨로 하강한다. 제 1 내지 제 4 스위치 소자(TR1 내지 TR4)에 제공되는 4개의 제어 펄스 신호는, 제 1 및 제 4 스위칭 소자(TR1 및 TR4)의 조합과 제 2 및 제 3 스위칭 소자(TR2 및 TR3)의 조합이 번갈아 작동 및 정지되게 설정된다. 출력 제어 회로(SC)는, 대출력을 요구할 경우 제어 펄스 신호를 넓은 온 펄스 폭(Wm)으로 설정하고, 요구되는 전압이 줄어듦에 따라 제어 펄스 신호를 좁은 온 펄스 폭(Wm)으로 설정한다. 즉, 대출력 내지 소출력 요구에 따라, 온 펄스 폭(Wm)이 도 2의 최대 폭(Wmx)과 도 3의 최소 폭(Wm0) 사이에서 조정된다.
보조 스위칭 회로(14)의 제 5 및 제 8 스위칭 소자(TR5 및 TR8)에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호는, 제 1 및 제 4 스위칭 소자(TR1 및 TR4)에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호와 함께 상승하고, 2개의 제어 펄스 신호가 제 1 및 제 4 스위칭 소자(TR1 및 TR4)에 제공되기 소정의 시간(t1) 전에 하강한다. 보조 스위칭 회로(14)의 제 6 및 제 7 스위칭 소자(TR6 및 TR7)에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호는 제 2 및 제 3 스위칭 소자(TR2 및 TR3)에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호와 함께 상승하고, 2개의 제어 펄스 신호가 제 2 및 제 3 스위칭 소자(TR2 및 TR3)에 제공되기 소정의 시간(t1) 전에 하강한다. 즉, 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)는, 대응하는 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)와 동시에 작동하지만 대응하는 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)가 정지되기 소정의 시간(t1) 전에 정지된다. 소정의 시간(t1)은 보조 커패시터(C3)가 충분히 방전할 수 있게 하는 시간으로 설정된다. 이 때문에, 충분한 방전 후에 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)가 정지되는 소프트 스위칭 동작이 가능해진다.
제 5 및 제 8 스위칭 소자(TR5 및 TR8)의 ON 기간 동안, 제 1 평활 커패시터(C1)의 단자간의 전압, 즉 400V계 AC 전압을 DC 전압으로 변환함으로써 얻어지는 DC 전압의 절반(200V계 AC 전압으로부터 변환된 DC 전압과 동일한 전압)이 인버터 회로(13)에 공급된다. 제 5 및 제 8 스위칭 소자(TR5 및 TR8)가 정지되고 하류측에서의 보조 커패시터(C3)의 방전이 완료될 때까지, 보조 커패시터(C3)의 단자간 전압이 인버터 회로(13)에 공급된다. 마찬가지로, 제 6 및 제 7 스위칭 소자(TR6 및 TR7)의 ON 기간 동안, 제 2 평활 커패시터(C2)의 단자간 전압(제 1 평활 커패시터(C1)의 단자간 전압과 동일한 전압)이 인버터 회로(13)에 공급된다. 제 6 및 제 7 스위칭 소자(TR6 및 TR7)가 정지되고 하류측의 보조 커패시터(C3)의 방전이 완료될 때까지, 보조 커패시터(C3)의 단자간 전압이 인버터 회로(13)에 공급된다. 그러므로, 인버터 회로(13)에서, 제 1 및 제 4 스위칭 소자(TR1 및 TR4)의 ON 기간 동안, 제 1 평활 커패시터(C1)의 단자간 전압이 변압기(INT)의 1차측 코일에 주로 공급된다. 또한, 제 2 및 제 3 스위칭 소자(TR2 및 TR3)의 ON 기간 동안, 제 2 평활 커패시터(C2)의 단자간 전압이 변압기(INT)의 1차측 코일에 역방향으로 주로 공급된다.
제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)는, 대응하는 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)가 정지되고 DC 컨버터 회로(12)로부터의 DC 전압의 공급이 정지된 후에, 보조 커패시터(C3)가 충분히 방전되는 소정의 시간(t1)이 경과한 후에 정지된다. 이 때문에, 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)가 정지될 때 스위칭 손실이 저감된다. 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)는, 대응하는 상류 평활 커패시터(C1 및 C2) 및 하류 보조 커패시터(C3)가 단자간에 동일한 전압을 가진 상태에서 정지된다. 이 때문에, 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)가 정지될 때 스위칭 손실이 저감된다. 또한, 변압기(INT)의 1차측 코일에서의 누설 인덕턴스 등의 관련성으로 인해, 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4) 및 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)가 작동될 때, 스위칭 손실이 더 저감된다.
PWM 제어에서, 인버터 회로(13)의 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4) 및 보조 스위칭 회로(14)의 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)에 제공되는 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭(Wm 및 Ws)은, 대출력으로부터 중출력으로, 및 중출력으로부터 소출력으로 요구가 변함에 따라 점차 좁아지게 설정된다. 제 1 내지 제 8 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)의 제어는, 온 펄스 폭(Wm)이 최소 폭(Wm0)보다 좁은 폭으로 설정되는 극소출력 요구 중에, PWM 제어로부터 PSM 제어로 전환된다.
온 펄스 폭(Ws)은 온 펄스 폭(Wm)을 추종한다. 그러므로, 온 펄스 폭(Wm)의 설정 폭만 모니터링될 필요가 있다. 후술하는 바와 같이, 200V계 AC 전력이 공급될 경우, 온 펄스 폭(Wm)(이하, 200V계 입력이라고 함)이 400V계 입력과 마찬가지로 변하여, 온 펄스 폭(Ws)이 크게 변한다. 따라서, 온 펄스 폭(Wm)의 설정 폭을 모니터링함으로써, 200V계 AC 전력 또는 400V계 AC 전력에 관계없이, 동일한 펄스 폭 판정으로 제어가 전환될 수 있다.
극소출력 요구 동안, 도 4에 나타낸 제어 펄스 신호를 이용하는 PSM 제어가 행해진다. PSM 제어에서, 인버터 회로(13) 및 보조 스위칭 회로(14)의 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)에 제공되는 제어 펄스 신호의 펄스 폭(Wm 및 Ws)이 최소 폭(Wm0 및 Ws0)으로 고정된 상태에서, 동일한 세트의 제어 펄스 신호에 대해 위상 조정이 행해진다. 본 실시형태에서, 인버터 회로(13)의 제 1 스위칭 소자(TR1) 및 제 3 스위칭 소자(TR3)가 기준 위상으로서 할당되고, 제 4 스위칭 소자(TR4) 및 제 2 스위칭 소자(TR2)가 기준 위상으로부터 지연된 위상으로 이동된 제어 위상으로서 할당된다. 보조 스위칭 회로(14)의 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)의 위상은 조정되지 않는다.
제 4 스위칭 소자(TR4) 및 제 2 스위칭 소자(TR2)의 제어 펄스 신호의 위상(제어 위상)은, 동일한 세트의 제 1 스위칭 소자(TR1) 및 제 3 스위칭 소자(TR3)의 제어 펄스 신호의 위상(기준 위상)으로부터 위상차(α)를 갖도록 설정된다. 위상차(α)는 극소출력 요구 동안 요구되는 출력이 줄어듦에 따라 증가한다. 즉, 동일한 세트의 제 1 및 제 4 스위칭 소자(TR1 및 TR4)의 ON 기간 및 제 2 및 제 3 스위칭 소자(TR2 및 TR3)의 ON 기간은 요구 출력이 줄어듦에 따라 크게 이동하고, 변압기(INT)의 1차측 코일의 전압 인가 시간은 짧아진다. 이 때문에, 전원 공급 디바이스(11)의 출력이 극소일 경우 각각의 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)가 작동되는 것이 보장되며, 출력 안정화, 편향 자기 등의 문제를 해결한다.
제 4 스위칭 소자(TR4) 및 제 2 스위칭 소자(TR2)의 제어 신호의 위상(제어 위상)은 기준 위상으로부터 지연되게 이동된다. 그러므로, 제 2 및 제 4 스위칭 소자는, 보조 스위칭 회로(14)의 대응하는 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)가 정지된 후에, 정지된다. 이 때문에, PSM 제어에 의해 위상이 변한 제 4 및 제 2 스위칭 소자(TR4 및 TR2)의 스위칭 손실을 줄이는 효과가 유지된다.
또한, PSM 제어는, 제 1 내지 제 8 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)가 충분히 작동될 수 있는 최소 폭(Wm0 및 Ws0)의 온 펄스 폭(Wm 및 Ws)을 가지는 제어 펄스 신호의 위상을 이동한다. 변압기(INT)의 1차측에서 무익한 역류(reflux current)의 발생이 저감되며, 전원 장치(11)의 소비 전력이 줄어든다.
200V계 입력 동안, 스위칭 스위치(S1)가 정지된다. 이로 인해, 제 1 및 제 2 평활 커패시터(C1 및 C2)의 노드(N1)와 제 7 및 제 8 스위칭 소자(TR7 및 TR8)의 연결이 끊어진다. 이 경우에, 도 5 내지 도 7의 타이밍 파형도에 의해 나타낸 바와 같이, 출력 제어 회로(SC)는 인버터 회로(13)의 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4) 및 보조 스위칭 회로(14)의 제 5 및 제 6 스위칭 소자(TR5 및 TR6)를 복수의 제어 펄스 신호로 제어한다. 200V계 입력 동안에, 제 7 및 제 8 스위칭 소자(TR7 및 TR8)는 정지 상태로 유지된다.
구체적으로, 대소간 출력 요구 동안에, 출력 제어 회로(SC)는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 복수의 제어 신호를 이용하여 PWM 제어를 행한다. 인버터 회로(13)의 동작은 400V계 입력과 마찬가지이다. 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)에 제공되는 각각의 제어 펄스 신호는 400V계 입력 동안의 제어 펄스 신호와 마찬가지이다.
보조 스위칭 회로(14)의 제 7 및 제 8 스위칭 소자(TR7 및 TR8)는 정지 상태로 유지된다. 400V계 입력과 마찬가지로, 제 5 및 제 6 스위칭 소자(TR5 및 TR6)에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호는, 대응하는 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)의 제어 펄스 신호가 하강하기 소정 시간(t1) 전에 하강한다. 제 5 및 제 6 스위칭 소자(TR5 및 TR6)에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호가 상승하는 타이밍은 변한다. 제 5 스위칭 소자(TR5)에 제공되는 제어 펄스 신호가 상승하는 타이밍은 제 2 및 제 3 스위칭 소자(TR2 및 TR3)에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호 직전의 온 펄스가 상승하는 타이밍으로 설정된다. 제 6 스위칭 소자(TR6)에 제공되는 제어 펄스 신호가 상승하는 타이밍은 제 1 및 제 4 스위칭 소자(TR1 및 TR4)에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호 직전의 온 펄스가 상승하는 타이밍으로 설정된다.
제 1 및 제 2 평활 커패시터(C1 및 C2)의 양 단부에서의 전압, 즉 DC 컨버터 회로(12)로부터의 DC 전압은, 제 5 및 제 6 스위칭 소자(TR5 및 TR6)가 모두 작동될 경우 인버터 회로(13)에 공급된다. 즉, 200V계 입력 및 400V계 입력에 관계없이, 동일한 DC 전압이 인버터 회로(13)에 공급된다.
인버터 회로(13)의 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)에 앞서, 제 5 및 제 6 스위칭 소자(TR5 및 TR6)를 정지시키는 소프트 스위칭 제어를 행할 경우, 스위칭 스위치(S1)는 제 1 및 제 2 평활 커패시터(C1 및 C2)의 노드(N1)와 제 7 및 제 8 스위칭 소자(TR7 및 TR8)의 노드(N2)의 연결을 끊는다. 이 때문에, 제 1 및 제 2 평활 커패시터(C1 및 C2)의 노드(N1)에서의 전압이 2개의 다이오드(D7 및 D8)에 의해 인버터 회로(13)에 공급되는 것이 방지된다. 이로 인해, 200V계 입력 동안 소프트 스위칭 제어에서 스위칭 손실이 저감되는 효과가 달성된다.
200V계 입력 동안의 PWM 제어에서, 인버터 회로(13)의 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4) 및 보조 스위칭 회로(14)의 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)에 제공되는 각각의 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭(Wm 및 Ws)은, 대출력으로부터 중출력으로, 및 중출력으로부터 소출력으로 요구가 변함에 따라 점차 좁게 설정된다. 제 1 내지 제 8 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)의 제어는, 온 펄스 폭(Wm)을 최소 폭(Wm0)보다 좁은 폭으로 설정하는 극소출력 요구 동안에, PWM 제어로부터 PSM 제어로 전환한다.
200V계 입력 동안에, 보조 스위칭 회로(14)에 제공되는 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭(Ws)은, 인버터 회로(13)에 제공되는 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭(Wm)이 최소 폭(Wm0)일 경우에도, 충분히 넓다.
극소출력 요구 동안에, 도 7에 나타낸 제어 펄스 신호를 이용한 PSM 제어가 행해진다. 200V계 입력 동안의 PSM 제어는 400V계 입력 동안의 동작과 유사한 동작이다. 제어 위상의 제 4 스위칭 소자(TR4) 및 제 2 스위칭 소자(TR2)에 제공되는 제어 펄스 신호의 위상(제어 위상)은 기준 위상으로부터 지연되게 이동된다. 이로 인해, 하류측 변압기(INT)의 1차측 코일의 전압 인가 시간이 더 짧아진다. 상술한 바와 같이, 보조 스위칭 회로(14)에 제공되는 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭(Ws)은 400V계 입력보다 좁게 설정된다. 보조 스위칭 회로(14)에 제공되는 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭(Ws)은 200V계 입력 동안에 충분히 넓게 설정된다. 이 때문에, 전원 장치(11)의 출력이 극소일 경우에도, 각각의 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)가 작동되는 것이 보장된다.
본 실시형태는 이하에 기술하는 이점을 갖는다.
(1) 전원 장치(11)는, 스위칭 스위치(S1)의 전환에 의거하여 보조 스위칭 회로(14)의 동작의 전환으로 인해, 200V계(제 1 전압값) 및 400V계(제 2 전압값)의 입력 전력 공급의 어느 하나에 적용 가능하다. 대출력이 요구될 경우, PWM 제어가 행해져, 인버터 회로(13) 및 인버터 회로(13)와 협업하여 동작하는 보조 스위칭 회로(14)의 제 1 내지 제 8 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)에 제공되는 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭(Wm)을 조정한다. 소출력이 요구될 경우, PSM 제어가 행해져, 인버터 회로(13)의 동일한 세트 내의 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호의 위상차(α)를 조정한다. 이렇게, 저출력이 요구되는 동안 PWM 제어를 행할 경우, 인버터 회로(13) 및 보조 스위칭 회로(14)의 각각의 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)가 작동되지 않을 수 있다. 그러므로, 저출력이 요구되는 동안 PSM 제어가 수행되며, 각각의 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭(Wm 및 WS)이 보장되는 상태에서 위상 조정에 의해 출력이 낮아진다. 본 실시형태에서, 이것은, 각각의 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭(Wm 및 Ws)이 작동을 허용하는 최소 폭(Wm0 및 Ws0)으로 고정된 상태에서 행해진다. 인버터 회로(13) 및 보조 스위칭 회로(14)의 각각의 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)의 작동은, 200V계 및 400V계의 입력 전압 공급의 어느 것에 대한 저출력 요구가 있을 경우에도, 보장된다. 따라서, 안정된 출력이 얻어질 수 있다.
(2) 온 펄스 폭(Wm 및 Ws)이 최소 폭(Wm0 및 Ws0)일 경우에, 제 1 내지 제 8 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)의 제어는 PWM 제어로부터 PSM 제어로 전환한다. PSM 제어 동안에, 각각의 제어 펄스 신호의 위상은, 제 1 내지 제 8 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)를 충분히 작동시키는 최소 폭(Wm0 및 Ws0)으로 고정된 상태에서 조정된다. 따라서, PSM 제어로 전환될 경우에, 최소 폭(Wm0 및 Ws0)이 유지되고, 인버터 회로(13) 및 보조 스위칭 회로(14)의 각각의 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)의 작동이 보장된다. 이 때문에, 출력뿐만 아니라 제어를 전환할 경우에도 출력이 안정된다.
(3) 인버터 회로(13)의 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)가 정지되기 전에 보조 스위칭 회로(14) 내의 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)의 정지가, PSM 제어 동안 제어 펄스 신호의 위상 조정이 행해질 경우에도, 유지된다. 그러므로, 인버터 회로(13)에의 전압 공급이 정지된 후에 인버터 회로(13)의 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)가 정지되는 소프트 스위칭 동작이 PSM 제어 동안에도 유지된다. 이 때문에, PSM 제어 동안에도 스위칭 손실이 저감된다.
(4) 출력 제어 회로(SC)의 제어는 400V계 입력의 판정에 의거하여 스위칭 스위치(S1)를 연결 상태로 전환하고 200V계 입력의 판정에 의거하여 스위칭 스위치(S1)를 비연결 상태로 전환한다. 이와 같이, 스위칭 스위치(S1)의 전환이 출력 제어 회로(SC1)의 제어하에서 자동적으로 행해진다. 따라서, 수동 조작이 필요없다.
(5) PSM 제어 동안에, 스위칭 소자(TR1 및 TR3)가 정지될 때부터 스위칭 소자(TR4 및 TR2)가 정지될 때까지의 기간(스위칭 소자(TR4 및 TR2)만이 작동되는 기간)이 길어질 경우, 1차측 코일에 무익한 역류가 발생된다. 그러나, 본 실시형태에서는, PSM 제어 동안에 스위칭 소자(TR4 및 TR2)의 온 펄스 폭(Wm)이 최소 폭(Wm0)으로 설정된다. 이 때문에, 무익한 역류의 발생이 저해된다. 또한, 역류 동안의 전도 손(conduction loss)의 저감으로 인해 전력 소비가 낮아진다. 본 실시형태의 아크 가공용 전원 장치(11)에서는, 저출력 동안에 대출력 전류가 발생될 수 있다. 이로 인해, 역류가 발생되는 시간이 길어질 수 있다. 본 실시형태는 역류를 효과적으로 저감할 수 있다. 이는 아크 가공용 전원 장치(11)에서 구현될 경우, 큰 의의를 갖는다.
본 발명의 사상 또는 범주에서 벗어나지 않고 많은 다른 특정 형태로 본 발명이 구현될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 특히, 본 발명이 다음의 형태로 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
상술한 실시형태에서, 동일한 세트 내의 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)에 동일한 제어 펄스 신호가 제공된다. 그러나, 동일한 세트 내의 2개의 제어 펄스 신호 중 하나는 항상 최대 폭(Wmx)으로 설정될 수 있다. 예를 들면, 도 8의 400V계 입력에 대해 PSM 제어 동안 취한 파형 및 도 9의 200V계 입력에 대해 PSM 제어 동안 취한 파형에 의해 나타낸 바와 같이, 기준 위상을 갖는 제 1 및 제 3 스위칭 소자(TR1 및 TR3)의 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭(Wm)은 PSM 제어 및 PWM 제어 동안 항상 최대 폭(Wmx)으로 고정된다(도시 생략). 대조적으로, 제어 위상을 갖는 제 4 및 제 2 스위칭 소자(TR4 및 TR2)의 제어 펄스에 대해서, 온 펄스 폭(Wm)이 PWM 제어 동안에 변할 수 있으며 위상이 PSM 제어 동안 지연(위상차(α))될 수 있다. 이 경우에, 스위치 소자(TR1 내지 TR4)의 정지 전에 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)의 정지가 유지된다. 이로 인해, 소프트 스위칭 동작이 유지된다. 위상은 전진될 수도 있다. 제어 위상 및 기준 위상의 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)는 교체될 수 있다.
상술한 실시형태에서, 인버터 회로(13)의 동일한 세트 내의 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4) 중 하나는 PSM 제어 동안 위상 이동의 대상으로서 설정된다. 그러나, 보조 스위칭 회로(14)의 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8), 예를 들면 제 5 및 제 6 스위칭 소자(TR5 및 TR6)는 위상 이동의 대상으로서 설정될 수 있다. 예를 들면, 도 10의 400V계 입력에 대해 PSM 제어 동안에 취해지는 파형 및 도 11의 200V계 입력에 대해 PSM 제어 동안에 취해지는 파형에 의해 나타낸 바와 같이, 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)의 제어 펄스 신호는 고정될 수 있고 위상은 제 5 및 제 6 스위칭 소자(TR5 및 TR6)의 제어 펄스 신호로부터 전진(위상차(α))될 수 있다. 또한, 이로 인해, 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)의 정지 전에 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)의 정지가 유지된다. 그러므로, 소프트 스위칭 조작이 유지된다. 도 12에는 200V계 입력에 대해 PSM 제어 동안 취해지는 판형만이 나타나 있다. 그러나, 제 5 및 제 6 스위칭 소자(TR5 및 TR6)의 제어 펄스 신호의 위상은 지연될 수 있다. 제 7 및 제 8 스위칭 소자(TR7 및 TR8)의 위상은 400V계 입력 동안 이동될 수 있다. 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)는 모두 위상 이동 대상으로서 설정될 수 있다.
PSM 제어 동안의 위상 이동의 대상(제어 위상)은 인버터 회로(13)의 동일 세트 내의 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4) 중 하나이다. 그러나, 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)는 모두 위상 이동의 대상으로서 설정될 수 있다. 예를 들면, 도 13의 400V계 입력에 대해 PSM 제어 동안 취해지는 파형 및 도 14의 200V계 입력에 대해 PSM 제어 동안 취해지는 파형에 의해 나타낸 바와 같이, 위상은 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)의 제어 펄스 신호로부터 지연(위상차(α))될 수 있다. 또한, 이로 인해, 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)의 정지 전에 제 5 내지 제 8 스위칭 소자(TR5 내지 TR8)의 정지가 유지된다. 이 때문에, 소프트 스위칭 동작이 유지된다. 도 15에는, 200V계 입력에 대해 PSM 제어 동안 취해지는 파형만이 나타나 있다. 그러나, 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)의 제어 펄스 신호의 위상은 전진될 수 있다. 400V계 입력 동안, 제 7 및 제 8 스위칭 소자(TR7 및 TR8) 또는 제 5 및 제 6 스위칭 소자(TR5 및 TR6) 중 어느 하나의 위상은 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(TR1 내지 TR4)와 동기되어 이동될 수 있다.
또한, 인버터 회로(13) 및 보조 스위칭 회로(14)의 PWM 제어 및 PSM 제어의 형태는 상술한 다양한 형태와 조합될 수 있다. 또한, 사양으로서 사전에 결정되는 것 외에도, 제어 중 제어의 형태가 변경될 수도 있다.
상술한 실시형태에서, PWM 제어로부터 PSM 제어로의 전환 판정을 판정하는데 이용되는 소정의 좁은 펄스 폭은 최소 폭(Wm0 및 Ws0)으로 설정되지만, 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)가 작동될 수 있는 최소 폭(Wm0 및 Ws0)보다 약간 큰 폭으로 설정될 수 있다. 예를 들면, 펄스 폭 이외에도, 전원 장치(11)의 실제 출력값 또는 설정 출력값에 의거하여 제어가 전환될 수 있다.
상술한 실시형태에서의 전원 장치(11)의 구성은 변경될 수 있다. 예를 들면, 스위칭 소자(TR1 내지 TR8)는 IGBT에 의해 형성될 수 있지만, MOS 트랜지스터, 사이리스터 등과 같은 IGBT 이외의 스위칭 소자에 의해 형성될 수 있다.
스위칭 스위치(S1)는 릴레이를 포함한다. 그러나, 반도체 스위치 등의 릴레이 이외의 스위치를 사용할 수 있다. 본 실시형태에서는, 스위치가 자동으로 전환된다. 대신 수동으로 전환되는 스위치를 사용할 수 있다.
출력 컨버터 회로는, 정류 회로(DR2) 및 DC 리액터(DCL)에 의해 형성되지만, 부하에 따라 변경될 수 있다.
DC 컨버터 회로(12)가 AC 전력을 입력하는 사양에 이용된다. 그러나, DC 컨버터 회로(12)는 생략되거나 DC 전력을 입력하는 사양에 대한 전압 컨버터 회로 등에 의해 치환될 수 있다.
상술한 실시형태의 전원 장치(11)는 아크 가공용 전원 장치이다. 그러나, 전원 장치(11)를 다른 전원 장치에 적용할 수 있다.
상기 실시형태 및 다른 경우로부터 이해할 수 있는 기술적 고안을 하기에 기재한다.
전원 장치는,
제 1 내지 제 4 스위칭 소자로 이루어지는 브리지 회로를 포함하고, 제 1 내지 제 4 스위칭 소자의 소정의 세트들이 번갈아 작동 및 정지되어 2개의 전원선에 의해 공급되는 DC 전압을 소정의 AC 전압으로 변환하는 인버터 회로;
인버터 회로의 하류측에서 2개의 전원선 사이에 연결되는 보조 커패시터, 보조 커패시터의 하류측에서 2개의 전원선 사이에 직렬로 연결되는 제 1 및 제 2 평활 커패시터, 제 1 및 제 2 평활 커패시터와 보조 커패시터 사이의 2개의 전원선에 각각 배치되는 제 5 및 제 6 스위칭 소자, 제 1 및 제 2 평활 커패시터와 보조 커패시터 사이의 2개의 전원선 사이에 직렬로 연결되는 제 7 및 제 8 스위칭 소자, 및 제 1 및 제 2 평활 커패시터의 제 1 노드와 제 7 및 제 8 스위칭 소자의 제 2 노드를 연결하거나 연결을 끊는 스위칭부를 포함하는 보조 스위칭 회로;
제 1 내지 제 4 스위칭 소자에 제공되는 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭을 조정하고 조정된 폭에 따라 제 5 내지 제 8 스위칭 소자에 제공되는 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭을 조정하는 펄스 폭 변조 제어부;
제 1 내지 제 4 스위칭 소자에서 동일한 세트의 스위칭 소자들에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호의 위상차를 조정하거나, 제 1 내지 제 4 스위칭 소자 중 소정의 스위칭 소자들 및 제 5 내지 제 8 스위칭 소자 중 대응하는 스위칭 소자들에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호의 위상차를 조정하는 위상 이동 제어부; 및
상대적으로 대출력이 요구되었을 경우 펄스 폭 변조 제어부를 동작시키고, 상대적으로 소출력이 요구되었을 경우 위상 이동 제어부를 동작시키는 제어 스위칭부를 포함하고,
스위칭부는, 상기 입력 AC 전력이 제 1 전압값을 가질 경우, 상기 제 1 및 제 2 노드의 연결을 끊어서, 제 1 및 제 2 평활 커패시터의 양 단자간의 전압을 인버터 회로에 공급하고,
스위칭부는, 입력 AC 전력이 제 1 전압값보다 2배 큰 제 2 전압값을 가질 경우, 제 1 및 제 2 노드를 연결해서, 제 5 내지 제 8 스위칭 소자의 소정의 세트들을 작동 및 정지시키고, 인버터에 제 1 또는 제 2 평활 커패시터의 단자간의 전압을 번갈아 공급하고, 제 1 내지 제 4 스위칭 소자를 정지시키기 전에 제 5 내지 제 8 스위칭 소자 중 소정의 스위칭 소자를 정지시켜 인버터 회로에 공급되는 전압을 중지시킴으로써, 소프트 스위칭 제어를 행한다.
10 아크 기계
11 전원 장치
12 DC 컨버터 회로
13 인버터 회로
14 보조 스위칭 회로
C1, C2 평활 커패시터
C3 보조 커패시터
D1 ~ D8 다이오드
INT 변압기
N1, N2 노도
SC 출력 제어 회로
TH 토치
TR1 ~ TR8 스위칭 소자

Claims (5)

  1. 정류 회로와, 서로 직렬로 연결되며 상기 정류 회로의 출력측에서 2개의 전원선 사이에 배치되는 제 1 및 제 2 평활 커패시터를 포함하고, 입력 AC 전력을 정류 및 평활화하여 상기 입력 AC 전력을 DC 전압으로 변환하는 DC 컨버터 회로;
    제 1 내지 제 4 스위칭 소자로 이루어지는 브리지 회로(bridge circuit)를 포함하고, 상기 제 1 내지 제 4 스위칭 소자의 소정의 세트들이 번갈아 작동 및 정지되어 상기 DC 전압을 소정의 AC 전압으로 변환하는 인버터 회로;
    상기 DC 컨버터 회로와 상기 인버터 회로 사이에서 상기 2개의 전원선 사이에 연결되는 보조 커패시터, 상기 DC 컨버터 회로와 상기 보조 커패시터 사이에서 상기 2개의 전원선에 각각 배치되는 제 5 및 제 6 스위칭 소자, 상기 보조 커패시터와 상기 제 1 및 제 6 스위치 소자 사이에서 상기 2개의 전원선 사이에 직렬로 연결되는 제 7 및 제 8 스위칭 소자, 및 상기 제 1 및 제 2 평활 커패시터의 제 1 노드와 상기 제 7 및 제 8 스위칭 소자의 제 2 노드를 연결하거나 연결을 끊는 스위칭부를 포함하는 보조 스위칭 회로;
    상기 제 1 내지 제 4 스위칭 소자에 제공되는 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭을 조정하고 상기 조정된 폭에 따라 상기 제 5 내지 제 8 스위칭 소자에 제공되는 제어 펄스 신호의 온 펄스 폭을 조정하는 펄스 폭 변조 제어부;
    상기 제 1 내지 제 4 스위칭 소자에서 동일한 세트의 스위칭 소자들에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호의 위상차를 조정하거나, 상기 제 1 내지 제 4 스위칭 소자 중 소정의 스위칭 소자들 및 상기 제 5 내지 제 8 스위칭 소자 중 대응하는 스위칭 소자들에 제공되는 2개의 제어 펄스 신호의 위상차를 조정하는 위상 이동 제어부; 및
    상대적으로 대출력이 요구되었을 경우 상기 펄스 폭 변조 제어부를 동작시키고, 상대적으로 소출력이 요구되었을 경우 상기 위상 이동 제어부를 동작시키는 제어 스위칭부를 포함하고,
    상기 스위칭부는, 상기 입력 AC 전력이 제 1 전압값을 가질 경우, 상기 제 1 및 제 2 노드의 연결을 끊어서, 상기 제 1 및 제 2 평활 커패시터의 양 단자간의 전압을 상기 인버터 회로에 공급하고,
    상기 스위칭부는, 상기 입력 AC 전력이 상기 제 1 전압값보다 2배 큰 제 2 전압값을 가질 경우, 상기 제 1 및 제 2 노드를 연결해서, 상기 제 5 내지 제 8 스위칭 소자의 소정의 세트들을 작동 및 정지시키고, 상기 인버터 회로에 상기 제 1 또는 제 2 평활 커패시터의 단자간의 전압을 번갈아 공급하고, 상기 제 1 내지 제 4 스위칭 소자를 정지시키기 전에 상기 제 5 내지 제 8 스위칭 소자 중 소정의 스위칭 소자를 정지시켜 상기 인버터 회로에 공급되는 전압을 중지시킴으로써, 소프트 스위칭 제어(soft switching control)를 행하는 전원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 스위칭부는, 각각의 상기 스위칭 소자가 충분히 작동하게 하는 소정의 좁은 펄스 폭보다 상기 온 펄스 폭을 크게 설정하는 출력이 요구될 경우, 상기 펄스 폭 변조 제어부를 동작시키고,
    상기 제어 스위칭부는, 상기 온 펄스 폭이 상기 소정의 좁은 펄스 폭보다 작아질 수 있는 출력이 요구될 경우, 상기 온 펄스 폭이 상기 소정의 좁은 펄스 폭으로 고정된 상태에서, 상기 제어 펄스 신호의 위상을 조정하도록 상기 위상 이동 제어부를 동작시키는 전원 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 위상 이동 제어부는 상기 제 1 내지 제 8 스위칭 소자에 제공되는 상기 제어 펄스 신호의 위상을 조정해서, 상기 제 1 내지 제 4 스위칭 소자가 정지되기 전에 상기 제 5 내지 제 8 스위칭 소자가 정지되게 하는 전원 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 입력 AC 전력이 상기 제 2 전압값을 가질 경우에 상기 제 1 및 상기 제 2 노드를 연결하고, 상기 입력 AC 전력이 상기 제 1 전압값을 가질 경우에 상기 제 1 및 제 2 노드의 연결을 끊도록 상기 스위칭부를 제어하는 스위치 제어부를 더 포함하는 전원 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 상기 전원 장치를 이용하고, 가공용 대상물에 아크 가공을 행하기 위해 아크 가공용 전압을 발생시키도록 구성되는 아크 가공용 전원 장치.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5762241B2 (ja) * 2010-12-01 2015-08-12 株式会社ダイヘン 電源装置及びアーク加工用電源装置
JP5901949B2 (ja) * 2011-11-21 2016-04-13 株式会社ダイヘン 電源装置及びアーク加工用電源装置
US9722511B2 (en) * 2012-12-07 2017-08-01 General Electric Company Systems and methods for controlling an electrical power supply
JP6161998B2 (ja) * 2013-03-21 2017-07-12 株式会社ダイヘン 電源装置及びアーク加工用電源装置
CN103326604B (zh) * 2013-06-21 2017-04-12 深圳麦格米特电气股份有限公司 一种正弦交流逆变器的控制方法
JP2017046403A (ja) * 2015-08-25 2017-03-02 株式会社ダイヘン インバータ制御回路、インバータ制御方法、および、電源装置
JP7026576B2 (ja) * 2018-05-28 2022-02-28 株式会社神戸製鋼所 溶接状態判定装置、溶接状態判定方法、及びプログラム
JP6541287B1 (ja) * 2018-08-23 2019-07-10 株式会社ソディック 放電加工機
TWI671984B (zh) * 2018-11-14 2019-09-11 群光電能科技股份有限公司 電源供應裝置
CN111293921B (zh) * 2019-12-30 2022-09-20 南京理工大学 一种基于三路电容交错放电的可调型rc微细脉冲电源
TWI779362B (zh) * 2020-09-30 2022-10-01 國立虎尾科技大學 可調式放電加工電源產生電路以及使用其之放電加工機

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010036096A1 (en) * 1999-07-22 2001-11-01 Yung-Lin Lin High-efficiency adaptive DC/AC converter
JP2009017656A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Daihen Corp 電源装置及びアーク加工用電源装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002233158A (ja) * 1999-11-09 2002-08-16 O2 Micro Internatl Ltd 高効率適応型ｄｃ／ａｃコンバータ
CN100556226C (zh) * 2001-02-02 2009-10-28 英属开曼群岛凹凸微系国际有限公司 高效率可适型直流/交流转换器
JP3833133B2 (ja) * 2002-02-19 2006-10-11 株式会社ダイヘン アーク加工用電源装置
CN1953631A (zh) * 2005-10-17 2007-04-25 美国芯源系统股份有限公司 一种适合冷阴极荧光灯背光应用的直流/交流电源装置
US7804254B2 (en) * 2006-04-19 2010-09-28 Monolithic Power Systems, Inc. Method and circuit for short-circuit and over-current protection in a discharge lamp system
US7569998B2 (en) * 2006-07-06 2009-08-04 Microsemi Corporation Striking and open lamp regulation for CCFL controller
CN101170279B (zh) * 2007-12-11 2012-05-09 叶忠 双桥直流-直流变换器及其控制方法
CN101540541B (zh) * 2009-03-06 2011-07-20 电子科技大学 功率变换器的psm或pwm双模调制切换方法
EP2330729B1 (en) 2009-05-27 2018-02-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Inverter control device and inverter control method
JP5644125B2 (ja) 2010-02-03 2014-12-24 富士電機株式会社 直流−直流変換回路の起動方法
JP5762241B2 (ja) * 2010-12-01 2015-08-12 株式会社ダイヘン 電源装置及びアーク加工用電源装置
US20120169131A1 (en) * 2010-12-29 2012-07-05 Choudhary Vijay N Phase shift power transfer
JP5901949B2 (ja) * 2011-11-21 2016-04-13 株式会社ダイヘン 電源装置及びアーク加工用電源装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010036096A1 (en) * 1999-07-22 2001-11-01 Yung-Lin Lin High-efficiency adaptive DC/AC converter
JP2009017656A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Daihen Corp 電源装置及びアーク加工用電源装置

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