JP2008264815A - Arc welder - Google Patents

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Yoshiki Morimoto
慶樹 森本
Isamu Gamo
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stable arc welder that causes no omissions in the pulse waveform of output control signals in small electric current regions. <P>SOLUTION: The arc welder is equipped with: an auxiliary capacitor that charges electricity through a DC power source circuit and a switching element for opening/closing the power; a step-down circuit inserted between the switching element for power opening/closing and the auxiliary capacitor; a transformer for transforming the output of an inverter circuit to a voltage suitable for arc; a secondary rectifier circuit for rectifying the output of the transformer; an output control circuit for outputting an output control signal; a welding output monitoring circuit for outputting a welding output monitoring signal when the output of the welder is smaller than a prescribed output; and a step-down chopper control circuit that, when the welding output monitoring signal is stopped, synchronizes with the output control signal to conduct the power opening/closing switching element and the inverter circuit and that, when the welding output monitoring signal is outputted, synchronizes with the ON of the output control signal to conduct the power opening/closing switching element for a prescribed time, thereby stepping down the DC voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、アーク溶接機において、溶接機の出力が小さいときにインバータ回路の前段に降圧チョッパ回路を設け出力の安定性を向上させる技術に関するものである。   The present invention relates to a technique for improving the output stability by providing a step-down chopper circuit in the preceding stage of an inverter circuit when the output of the welder is small in an arc welder.

図6は、従来技術のフルブリッジのインバータ回路でソフトスイッチングを行なうアーク溶接機の電気接続図である。同図において、電力開閉用スイッチング素子TR5は、1次整流回路DR1及び第1の平滑コンデンサC1によって形成される直流電源回路からの直流電圧を補助コンデンサC2に供給する。また、補助コンデンサC2は、主変圧器INTの漏れインダクタンスに蓄えられていたエネルギーをインバータ回路のターンオフ後に充電する。   FIG. 6 is an electrical connection diagram of an arc welder that performs soft switching in a conventional full-bridge inverter circuit. In the figure, a power switching switching element TR5 supplies a DC voltage from a DC power supply circuit formed by a primary rectifier circuit DR1 and a first smoothing capacitor C1 to an auxiliary capacitor C2. The auxiliary capacitor C2 charges the energy stored in the leakage inductance of the main transformer INT after the inverter circuit is turned off.

補助コンデンサC2は、電力開閉用スイッチング素子TR5の入力電圧と出力電圧とを略同一電圧(零電圧)でスイッチングさせるものであり、この補助コンデンサC2があることで電力開閉用スイッチング素子TR5にかかる電圧が略零になり、零電圧スイッチングが可能となる。   The auxiliary capacitor C2 switches the input voltage and the output voltage of the power switching switching element TR5 at substantially the same voltage (zero voltage), and the voltage applied to the power switching switching element TR5 due to the presence of the auxiliary capacitor C2. Becomes substantially zero, and zero voltage switching becomes possible.

インバータ駆動回路SRは、図7に示す第1のオアゲートOR1、第2のオアゲートOR2、第1の時限回路TI1、第2の時限回路TI2、第1のバッフア回路IN1、第2のバッフア回路IN2、第3のバッフア回路IN3及び第4のバッフア回路IN4によって形成されている。第1の時限回路TI1は、第1の出力制御信号Sc1のオフに同期して、第1の補助コンデンサC2の電圧が相当に放電する予め定めた時間の第1の補助コンデンサ放電時間Taを出力する。第1のオアゲートOR1は、第1の出力制御信号Sc1と補助コンデンサ放電時間Taとのオア論理を行ない、第1のバッフア回路IN1及び第4のバッフア回路IN4によって第1のスイッチング素子駆動信号Tr1及び第4のスイッチング素子駆動信号Tr4を出力する。また、第2の時限回路TI2も上述と同一動作を行なって第2のスイッチング素子駆動信号Tr2及び第3のスイッチング素子駆動信号Tr3を出力する。   The inverter drive circuit SR includes a first OR gate OR1, a second OR gate OR2, a first time circuit TI1, a second time circuit TI2, a first buffer circuit IN1, a second buffer circuit IN2, and the like. It is formed by a third buffer circuit IN3 and a fourth buffer circuit IN4. The first time limit circuit TI1 outputs a first auxiliary capacitor discharge time Ta of a predetermined time during which the voltage of the first auxiliary capacitor C2 is considerably discharged in synchronization with the first output control signal Sc1 being turned off. To do. The first OR gate OR1 performs an OR logic between the first output control signal Sc1 and the auxiliary capacitor discharge time Ta, and the first switching element drive signal Tr1 and the first buffer circuit IN1 and the fourth buffer circuit IN4 The fourth switching element drive signal Tr4 is output. Further, the second time limit circuit TI2 performs the same operation as described above and outputs the second switching element drive signal Tr2 and the third switching element drive signal Tr3.

図6に示すフルブリッジのインバータ回路に対応した電力開閉用駆動回路HRは、第1の出力制御信号Sc1と第2の出力制御信号Sc2とのOR論理を行って電力開閉用駆動信号Hrとして出力する。   The power switching drive circuit HR corresponding to the full-bridge inverter circuit shown in FIG. 6 performs OR logic on the first output control signal Sc1 and the second output control signal Sc2 and outputs it as the power switching drive signal Hr. To do.

図8は、図6に示す従来技術のフルブリッジのインバータ回路でソフトスイッチングを行なうアーク溶接機の動作を説明するための波形タイミング図である。図8(A)の波形は第1の出力制御信号Sc1を示し、同図(B)の波形は第2出力制御信号Sc2を示し、同図(C)の波形は第1のスイッチング素子駆動信号Tr1及び第4のスイッチング素子駆動信号Tr4を示し、同図(D)の波形は第2のスイッチング素子駆動信号Tr2及び第3のスイッチング素子駆動信号Tr3を示し、同図(E)の波形は電力開閉用駆動信号Hrを示し、同図(E)の波形は、第1の補助コンデンサC2の端子電圧Vc2を示す。   FIG. 8 is a waveform timing chart for explaining the operation of the arc welder that performs soft switching in the conventional full-bridge inverter circuit shown in FIG. The waveform in FIG. 8A shows the first output control signal Sc1, the waveform in FIG. 8B shows the second output control signal Sc2, and the waveform in FIG. 8C shows the first switching element drive signal. Tr1 and the fourth switching element drive signal Tr4 are shown, and the waveform of FIG. 4D shows the second switching element drive signal Tr2 and the third switching element drive signal Tr3, and the waveform of FIG. The open / close drive signal Hr is shown, and the waveform in FIG. 8E shows the terminal voltage Vc2 of the first auxiliary capacitor C2.

図6に示す起動スイッチTSから起動開始信号Tsが出力されると、出力制御回路SCは、出力電流検出回路IDからの出力電流検出信号Idの値と出力電流設定回路IRからの出力電流設定値Irとを比較演算(Ir−Id)して定まる、パルス幅時間T1の第1出力制御信号Sc1とパルス幅時間T2の第2出力制御信号Sc2とを出力する。   When the activation start signal Ts is output from the activation switch TS shown in FIG. 6, the output control circuit SC outputs the value of the output current detection signal Id from the output current detection circuit ID and the output current setting value from the output current setting circuit IR. A first output control signal Sc1 with a pulse width time T1 and a second output control signal Sc2 with a pulse width time T2, which are determined by a comparison operation (Ir-Id) with Ir, are output.

図8(A)に示す時刻t=t1において、第1の出力制御信号Sc1がインバータ駆動回路SRに入力されると、同図(C)に示す第1のスイッチング素子駆動信号Tr1及び第4のスイッチング素子駆動信号Tr4を出力して第1のスイッチング素子TR1及び第4のスイッチング素子TR4を導通する。   When the first output control signal Sc1 is input to the inverter drive circuit SR at time t = t1 shown in FIG. 8A, the first switching element drive signal Tr1 and the fourth switching signal shown in FIG. A switching element drive signal Tr4 is output to conduct the first switching element TR1 and the fourth switching element TR4.

図8(A)に示す時刻t=t2において、第1の出力制御信号Sc1がオフになると、インバータ駆動回路SRは時限を開始して第1の補助コンデンサが相当に放電した時刻t=t3において、第1のスイッチング素子駆動信号Tr1及び第4のスイッチング素子駆動信号Tr4をオフにして第1のスイッチング素子TR1及び第4のスイッチング素子TR4を遮断する。   When the first output control signal Sc1 is turned off at time t = t2 shown in FIG. 8A, the inverter drive circuit SR starts a time period and at time t = t3 when the first auxiliary capacitor is considerably discharged. The first switching element drive signal Tr1 and the fourth switching element drive signal Tr4 are turned off to cut off the first switching element TR1 and the fourth switching element TR4.

図8(A)に示す時刻t=t2において、電力開閉用駆動回路HRは、第1の出力制御信号Sc1のオフに同期して電力開閉駆動信号Hrをオフすると、電力開閉用スイッチング素子TR5は遮断され第1の補助コンデンサC2に電力の供給を停止し、同図(F)に示すように第1の補助コンデンサC2は放電を開始して端子電圧Vc2は降圧する。   At time t = t2 shown in FIG. 8A, when the power switching drive circuit HR turns off the power switching drive signal Hr in synchronization with the first output control signal Sc1, the power switching switching element TR5 The supply of power to the first auxiliary capacitor C2 is stopped, and the first auxiliary capacitor C2 starts discharging and the terminal voltage Vc2 drops as shown in FIG.

図8(C)に示す時刻t=t3において、第1のスイッチング素子駆動信号Tr1及び第4のスイッチング素子駆動信号Tr4がオフになると、第1のスイッチング素子TR1及び第4のスイッチング素子TR4が遮断するが、このとき既に、補助コンデンサC2は充分放電されて同図(F)に示すように端子電圧は略零となる。このとき第1のスイッチング素子TR1及び第4のスイッチング素子TR4は、コレクタ電圧が略零の状態で遮断するのでターンオフ損失も略零になりソフトスイッチングが行われる。   At time t = t3 shown in FIG. 8C, when the first switching element drive signal Tr1 and the fourth switching element drive signal Tr4 are turned off, the first switching element TR1 and the fourth switching element TR4 are cut off. At this time, however, the auxiliary capacitor C2 has already been sufficiently discharged, and the terminal voltage becomes substantially zero as shown in FIG. At this time, the first switching element TR1 and the fourth switching element TR4 are cut off when the collector voltage is substantially zero, so that the turn-off loss is also substantially zero and soft switching is performed.

図8(C)に示す時刻t=t3〜t4において、図6に示す主変圧器INTの漏れインダクタンスに蓄えられていたエネルギーが同図(F)に示すように補助コンデンサC2に充電される。そして、時刻t=t4以後は上述と同一動作を行なうので説明は省略する。   At time t = t3 to t4 shown in FIG. 8C, the energy stored in the leakage inductance of the main transformer INT shown in FIG. 6 is charged to the auxiliary capacitor C2 as shown in FIG. Since the same operation as described above is performed after time t = t4, description thereof is omitted.

ところで、上述のアーク溶接機において、インバータ回路の各スイッチング素子は、ソフトスイッチングを行なうことによってスイッチング損失を大きく減少させている。   By the way, in the above-mentioned arc welding machine, each switching element of the inverter circuit greatly reduces switching loss by performing soft switching.

特許文献1では、フルブリッジのインバータ回路で各スイッチング素子を零電圧でターンオフさせるソフトスイッチング技術が開示されている。また、特許文献2では、大電流領域でソフトスイッチングを行い、小電流領域でソフトスイッチングを停止する技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses a soft switching technique in which each switching element is turned off at zero voltage by a full-bridge inverter circuit. Patent Document 2 discloses a technique for performing soft switching in a large current region and stopping soft switching in a small current region.

特開2003−311408号公報JP 2003-31408 A 特開2007−53872号公報JP 2007-53872 A

アーク溶接機において、大電流領域でのインバータ回路のスイッチング損失を減少させるために、インバータ回路の前段に電力開閉用スイッチング素子と補助コンデンサとを設けインバータ回路の相対向するスイッチング素子のターンオフよりも前に電力開閉用スイッチング素子を遮断し、直流電源回路からの電力の供給を停止し補助コンデンサの端子電圧を略零にして、相対向するスイッチング素子のコレクタ電圧を略零で遮断するソフトスイッチングを行ってインバータ回路のターンオフ時のスイッチング損失を小さくしていた。また、小電流領域では、出力制御信号のパルス幅時間が短くなるのを防止するために、電力開閉用スイッチング素子を常時導通しソフトスイッチングを停止して出力制御信号のパルス波形に歯抜けが発生するのを防止していた。   In an arc welder, in order to reduce the switching loss of the inverter circuit in a large current region, a switching element for power switching and an auxiliary capacitor are provided in the front stage of the inverter circuit, and before the switching elements facing each other in the inverter circuit are turned off. The power switching switching element is shut off, the power supply from the DC power supply circuit is stopped, the terminal voltage of the auxiliary capacitor is made substantially zero, and the collector voltage of the opposing switching element is turned off at substantially zero. Therefore, the switching loss when the inverter circuit is turned off is reduced. Also, in the small current region, in order to prevent the pulse width time of the output control signal from being shortened, the switching element for power switching is always turned on and the soft switching is stopped, and the pulse waveform of the output control signal is generated. To prevent it.

しかし、電力開閉用スイッチング素子を常時導通しても、例えば、出力電流が約10A、電極と被加工物とのアーク長を短くしアーク電圧を10V以下にしてアーク負荷を小さくすると、インバータ回路を制御する出力制御信号のパルス幅時間が非常に短くなり、出力制御信号のパルス波形に断続的な歯抜けが発生してしまう。このパルス波形に歯抜けが発生すると出力電流のリップル等が大きくなり小電流領域での溶接性が非常に悪くなる。   However, even if the power switching switching element is always turned on, for example, if the output current is about 10 A, the arc length between the electrode and the workpiece is shortened and the arc voltage is reduced to 10 V or less to reduce the arc load, The pulse width time of the output control signal to be controlled becomes very short, and intermittent tooth loss occurs in the pulse waveform of the output control signal. If tooth missing occurs in the pulse waveform, the ripple of the output current becomes large and the weldability in a small current region becomes very poor.

そこで、大電流領域でインバータ回路のスイッチング損失を減少させ、小電流領域で出力制御信号の断続的な歯抜けが発生しないアーク溶接機を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide an arc welding machine that reduces switching loss of an inverter circuit in a large current region and does not cause intermittent tooth loss of an output control signal in a small current region.

上述した課題を解決するために、第1の発明は、1次整流回路及び第1の平滑コンデンサによって形成し商用交流電源を整流及び平滑して直流電圧を出力する直流電源回路と、前記直流電圧を開閉する電力開閉用スイッチング素子と、前記電力開閉用スイッチング素子の出力に前記第1の平滑コンデンサと並列に設けた環流ダイオードと、前記電力開閉用スイッチング素子を介して前記直流電圧により電力を充電する補助コンデンサと、前記電力開閉用スイッチング素子と前記補助コンデンサとの接続点の間に挿入された常時閉の接点を有する第1の開閉器と、直流リアクトル及び第2の平滑コンデンサによって形成される降圧回路を前記常時閉の接点と並列に接続する常時開の接点を有する第2の開閉器と、前記直流電圧を高周波交流電圧に変換する相対向する第1のスイッチング素子乃至第4のスイッチング素子からフルブリッジを形成するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力をアーク加工に適した高周波交流電圧に変換する主変圧器と、前記主変圧器の出力を整流し出力電流として出力する2次整流回路と、前記出力電流を制御する互いに半周期ずれた第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号を出力する出力制御回路と、前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号のオンに同期して前記インバータ回路を導通し、前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号のオフから予め定めた時間が経過したときに前記インバータ回路を遮断するインバータ駆動回路と、溶接機の出力が予め定めた値より小さいときに溶接出力監視信号を出力する溶接出力監視回路と、前記溶接出力監視信号が出力停止のとき前記第1の開閉器の接点を閉にして前記電力開閉用スイッチング素子と前記補助コンデンサとの接続点を接続し、前記溶接出力監視信号が出力すると前記第1の開閉器の接点を開にすると共に前記第2の開閉器の接点を閉にして前記降圧回路を前記電力開閉用スイッチング素子と前記補助コンデンサとの接続点の間に挿入する降圧選択回路と、前記溶接出力監視信号が出力停止のとき前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号のオンに同期して前記電力開閉用スイッチング素子を導通し前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号のオフに同期して前記電力開閉用スイッチング素子を遮断し、前記溶接出力監視信号が出力すると前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号のオンに同期して前記電力開閉用スイッチング素子を予め定めた時間導通し前記直流電圧を前記降圧回路で降圧する降圧チョッパ制御回路とを備えた、ことを特徴とするアーク溶接機である。   In order to solve the above-described problems, the first invention is a DC power supply circuit that is formed by a primary rectifier circuit and a first smoothing capacitor and rectifies and smoothes a commercial AC power supply to output a DC voltage, and the DC voltage A power switching element for switching the power, a free-wheeling diode provided in parallel with the first smoothing capacitor at the output of the power switching element, and charging with the DC voltage via the power switching element An auxiliary capacitor, a first switch having a normally closed contact inserted between connection points of the power switching switching element and the auxiliary capacitor, a DC reactor, and a second smoothing capacitor. A second switch having a normally open contact for connecting a step-down circuit in parallel with the normally closed contact; and converting the DC voltage into a high frequency AC voltage An inverter circuit that forms a full bridge from the opposing first to fourth switching elements, a main transformer that converts the output of the inverter circuit into a high-frequency AC voltage suitable for arc machining, and the main transformer A secondary rectifier circuit that rectifies the output of the output device and outputs it as an output current, an output control circuit that outputs a first output control signal and a second output control signal that are shifted from each other by a half cycle to control the output current; The inverter circuit is turned on in synchronization with the first output control signal and the second output control signal being turned on, and a predetermined time has passed since the first output control signal and the second output control signal were turned off. An inverter drive circuit that interrupts the inverter circuit sometimes, a welding output monitoring circuit that outputs a welding output monitoring signal when the output of the welding machine is smaller than a predetermined value, When the welding output monitoring signal is stopped, the contact of the first switch is closed to connect the connection point between the power switching switching element and the auxiliary capacitor, and when the welding output monitoring signal is output, the first switch A step-down selection circuit that opens a contact of one switch and closes a contact of the second switch and inserts the step-down circuit between connection points of the switching element for power switching and the auxiliary capacitor; When the welding output monitoring signal is stopped, the power switching switching element is turned on in synchronization with the first output control signal and the second output control signal being turned on, and the first output control signal and the second output control signal are output. The power switching switching element is shut off in synchronization with the output control signal OFF, and when the welding output monitoring signal is output, the first output control signal and the second output control signal are turned on. An arc welding machine comprising: a step-down chopper control circuit that conducts the power switching element for a predetermined time and steps down the DC voltage by the step-down circuit.

第2の発明は、前記溶接機の出力は、出力電流設定値又は送給速度設定値又は出力電圧設定値である、ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接機である。   The second invention is the arc welder according to claim 1, wherein the output of the welder is an output current set value, a feed speed set value, or an output voltage set value.

第3の発明は、前記降圧チョッパ制御回路は、前記溶接出力監視信号が出力すると前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号のオンに同期して前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号の最大出力時間の1/2で前記電力開閉用スイッチング素子を導通する、ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接機である。   According to a third aspect of the present invention, when the welding output monitoring signal is output, the step-down chopper control circuit synchronizes with the turning on of the first output control signal and the second output control signal, and the first output control signal and the second output control signal. 2. The arc welding machine according to claim 1, wherein the power switching switching element is turned on for ½ of a maximum output time of the output control signal of 2.

上述した第1の発明によれば、大電流領域において、インバータ回路がターンオフするときに相対向するスイッチング素子のコレクタ電圧を略零にして遮断するソフトスイッチングを行なうので、ターンオフの損失が略零となりスイッチング損失が減少する。そして、小電流領域ではソフトスイッチングを停止すると共に降圧回路を電力開閉用スイッチング素子と補助コンデンサとの間に設け、直流電源回路からの直流電圧を電力開閉用スイッチング素子を介して降圧回路に入力させ直流電圧を降圧してインバータ回路に供給する。このとき直流電圧の降圧に応じて出力制御信号のパルス幅時間が長くなりパルス波形の歯抜けの発生が防止でき溶接性が大きく改善される。   According to the first invention described above, in the large current region, when the inverter circuit is turned off, the soft switching is performed with the collector voltage of the switching element facing each other being made substantially zero so that the turn-off loss becomes substantially zero. Switching loss is reduced. In the small current region, soft switching is stopped and a step-down circuit is provided between the switching element for power switching and the auxiliary capacitor so that a DC voltage from the DC power supply circuit is input to the step-down circuit via the switching element for power switching. The DC voltage is stepped down and supplied to the inverter circuit. At this time, the pulse width of the output control signal is lengthened in accordance with the step-down of the DC voltage, so that the occurrence of tooth loss in the pulse waveform can be prevented and the weldability is greatly improved.

上述した第2の発明によれば、降圧回路の有り、無しの選択を送給速度設定値又は出力電圧設定値によっても選択できる。   According to the second aspect described above, the selection of whether or not the step-down circuit is present can be selected also by the feed speed setting value or the output voltage setting value.

さらに、上述した第3の発明によれば、小電流領域において、降圧回路で直流電源回路からの直流電圧を1/2に降圧してインバータ回路に入力するので降圧回路の制御が簡単である。   Further, according to the third invention described above, since the DC voltage from the DC power supply circuit is stepped down by half with the step-down circuit and input to the inverter circuit in the small current region, the step-down circuit is easily controlled.

図1は、本発明のアーク溶接機に係る電気接続図である。同図において、図6に示す従来技術のアーク溶接機の電気接続図と同一符号の構成物は、同一動作を行なうので説明は省略し、符号の相違する構成物について説明する。   FIG. 1 is an electrical connection diagram according to the arc welder of the present invention. In the figure, components having the same reference numerals as those in the electrical connection diagram of the arc welding machine of the prior art shown in FIG. 6 perform the same operations, and thus description thereof will be omitted, and components having different symbols will be described.

図1に示す溶接出力監視回路OWは、起動開始信号Tsが入力すると動作し、出力電流設定信号Irの値が予め定めた基準値Irfより小さいとき(例えば、出力電流設定値が10A以下)溶接出力監視信号OwをHighレベルにして出力する。   The welding output monitoring circuit OW shown in FIG. 1 operates when the activation start signal Ts is input, and is welded when the value of the output current setting signal Ir is smaller than a predetermined reference value Irf (for example, the output current setting value is 10 A or less). The output monitor signal Ow is set to High level and output.

図3に示す降圧対応インバータ駆動回路SRCは、図3に示す第1のオアゲートOR1、第2のオアゲートOR2、第4の時限回路TI4、第5の時限回路TI5、反転回路IV1、第1のバッフア回路IN1、第2のバッフア回路IN2、第3のバッフア回路IN3及び第4のバッフア回路IN4によって形成されている。第4の時限回路TI4は、溶接出力監視信号OwがLowレベルで反転回路IV1によって反転された反転信号Iv1がHighレベルのとき動作を行ない、第1の出力制御信号Sc1のオフに同期して第1の補助コンデンサC2の電圧が相当に放電する予め定めた時間の第1の補助コンデンサ放電時間Taを出力し、第1のオアゲートOR1で第1の出力制御信号Sc1と補助コンデンサ放電時間Taとのオア論理を行ない第1のスイッチング素子駆動信号Tr1及び第4のスイッチング素子駆動信号Tr4を出力する。また、第4の時限回路TI4は、溶接出力監視信号OwがHighレベルで反転回路IV1によって反転された反転信号Iv1がLowレベルのとき動作を停止し、第1のオアゲートOR1は第1の出力制御信号Sc1とLowレベルとのオア論理を行ない第1のスイッチング素子駆動信号Tr1及び第4のスイッチング素子駆動信号Tr4を出力する。また、第5の時限回路TI5も上述と同一動作を行なって第2のスイッチング素子駆動信号Tr2及び第3のスイッチング素子駆動信号Tr3を出力する。   The step-down inverter drive circuit SRC shown in FIG. 3 includes a first OR gate OR1, a second OR gate OR2, a fourth time circuit TI4, a fifth time circuit TI5, an inverting circuit IV1, and a first buffer shown in FIG. The circuit IN1, the second buffer circuit IN2, the third buffer circuit IN3, and the fourth buffer circuit IN4 are formed. The fourth time limit circuit TI4 operates when the welding output monitor signal Ow is at the Low level and the inverted signal Iv1 inverted by the inverter circuit IV1 is at the High level, and is synchronized with the OFF of the first output control signal Sc1. The first auxiliary capacitor discharge time Ta of a predetermined time during which the voltage of the one auxiliary capacitor C2 is considerably discharged is output, and the first OR gate OR1 outputs the first output control signal Sc1 and the auxiliary capacitor discharge time Ta. The OR logic is performed to output the first switching element drive signal Tr1 and the fourth switching element drive signal Tr4. Further, the fourth time limit circuit TI4 stops the operation when the welding output monitoring signal Ow is High level and the inverted signal Iv1 inverted by the inverter circuit IV1 is Low level, and the first OR gate OR1 performs the first output control. The OR operation between the signal Sc1 and the Low level is performed, and the first switching element drive signal Tr1 and the fourth switching element drive signal Tr4 are output. The fifth time limit circuit TI5 also performs the same operation as described above and outputs the second switching element drive signal Tr2 and the third switching element drive signal Tr3.

図1に示す降圧回路は、第2の直流リアクトルDCL2と第2の平滑コンデンサC3とによって形成され、降圧回路と電力開閉用スイッチング素子TR5、環流ダイオードD6及び降圧回路の組み合わせによって降圧チョッパ回路が形成される。そして、降圧チョッパ回路は電力開閉用スイッチング素子TR5の通電時間に応じて直流電源回路からの直流電圧を降圧してインバータ回路に供給する。   The step-down circuit shown in FIG. 1 is formed by a second DC reactor DCL2 and a second smoothing capacitor C3, and a step-down chopper circuit is formed by a combination of the step-down circuit, a power switching switching element TR5, a freewheeling diode D6, and a step-down circuit. Is done. The step-down chopper circuit steps down the DC voltage from the DC power supply circuit in accordance with the energization time of the power switching switching element TR5 and supplies it to the inverter circuit.

降圧選択回路は、図1に示す常時閉の1つのリレー接点CR1を有する第1の開閉器、常時開の2つのリレー接点CR2を有する第2の開閉器及び開閉器駆動回路CRで形成される。   The step-down selection circuit is formed by a first switch having one normally closed relay contact CR1 shown in FIG. 1, a second switch having two normally opened relay contacts CR2, and a switch drive circuit CR. .

降圧チョッパ制御回路CHRは、図2に示す第3のオアゲートOR3、反転回路IV2、第3の時限回路TI3及び切換スイッチSW1によって形成されている。第3の時限回路TI3は、溶接出力監視信号OwがHighレベルのときに動作を行ない、第1の出力制御信号Sc1及び第2の出力制御信号Sc2がオンに同期して予め定めた時限信号Ti3を出力する。また、切換スイッチSW1は、溶接出力監視信号OwがHighレベルのときa側に接続し第3のオアゲートOR3の出力を降圧チョッパ制御信号Chrとして出力し、Lowレベルのときb側に接続し時限信号Ti3を降圧チョッパ制御信号Chrとして出力する。   The step-down chopper control circuit CHR is formed by the third OR gate OR3, the inverting circuit IV2, the third time limit circuit TI3, and the changeover switch SW1 shown in FIG. The third timing circuit TI3 operates when the welding output monitoring signal Ow is at a high level, and the first output control signal Sc1 and the second output control signal Sc2 are set in advance in synchronization with the on-time signal Ti3. Is output. The changeover switch SW1 is connected to the a side when the welding output monitoring signal Ow is at the high level and outputs the output of the third OR gate OR3 as the step-down chopper control signal Chr, and is connected to the b side when the welding output monitoring signal Ow is at the low level. Ti3 is output as the step-down chopper control signal Chr.

図4は、本発明のアーク溶接機の出力電流が大きいときの動作を説明する波形タイミング図である。同図(A)の波形は第1の出力制御信号Sc1を示し、同図(B)の波形は第2の出力制御信号Sc2を示す。同図(C)の波形は第1のスイッチング素子駆動信号Tr1及び第4のスイッチング素子駆動信号Tr4を示し、同図(D)の波形は第2のスイッチング素子駆動信号Tr2及び第3のスイッチング素子駆動信号Tr3を示し、同図(E)の波形は、出力電流検出信号Idを示す。同図(F)の波形は出力電流設定信号Irを示し、同図(G)の波形は溶接出力監視信号Owを示し、同図(H)の波形は降圧チョッパ制御信号Chrを示し、同図(I)の波形は第1の平滑コンデンサC1の端子電圧を示し、同図(J)の波形は第1の補助コンデンサC2の端子電圧を示す。   FIG. 4 is a waveform timing chart for explaining the operation when the output current of the arc welder of the present invention is large. The waveform in FIG. 5A shows the first output control signal Sc1, and the waveform in FIG. 4B shows the second output control signal Sc2. The waveform in FIG. 5C shows the first switching element drive signal Tr1 and the fourth switching element drive signal Tr4, and the waveform in FIG. 4D shows the second switching element drive signal Tr2 and the third switching element. The drive signal Tr3 is shown, and the waveform in FIG. 8E shows the output current detection signal Id. (F) shows the output current setting signal Ir, (G) shows the welding output monitoring signal Ow, (H) shows the step-down chopper control signal Chr, and FIG. The waveform (I) shows the terminal voltage of the first smoothing capacitor C1, and the waveform (J) shows the terminal voltage of the first auxiliary capacitor C2.

次に、図4に示す波形タイミング図を用いて出力電流が大きいときの動作について説明する。図1に示す、起動スイッチTSから起動開始信号Tsが入力されると出力制御回路SCは、動作を開始し出力電流設定値Irと出力電流検出信号Idとを比較演算して同図(A)及び同図(B)に示す、パルス幅時間T1の第1の出力制御信号Sc1及びパルス幅時間T2の第2の出力制御信号Sc2を出力する。   Next, the operation when the output current is large will be described using the waveform timing chart shown in FIG. When a start start signal Ts is input from the start switch TS shown in FIG. 1, the output control circuit SC starts operation, compares the output current set value Ir and the output current detection signal Id, and performs a comparison operation. And the 1st output control signal Sc1 of the pulse width time T1 and the 2nd output control signal Sc2 of the pulse width time T2 which are shown to the same figure (B) are output.

時刻t=t1において、溶接出力監視回路OWは、出力電流設定信号Irの値と予め定めた基準値Irf(例えば、基準値10A)とを比較し、図4(F)に示す出力電流設定信号Irの値が基準値Irfより大きいときに同図(G)に示す溶接出力監視信号をLowレベルにする。溶接出力監視信号OwがLowレベルのとき、図1に示す開閉器駆動回路CRは、第1の開閉器のリレー接点CR1を閉にし、第2の開閉器のリレー接点CR2を開にする。このとき電力開閉用スイッチング素子TR5と補助コンデンサC2との接続点が第1の開閉器のリレー接点CR1の閉によって接続する。   At time t = t1, the welding output monitoring circuit OW compares the value of the output current setting signal Ir with a predetermined reference value Irf (for example, the reference value 10A), and outputs the output current setting signal shown in FIG. When the value of Ir is larger than the reference value Irf, the welding output monitoring signal shown in FIG. When the welding output monitoring signal Ow is at the low level, the switch drive circuit CR shown in FIG. 1 closes the relay contact CR1 of the first switch and opens the relay contact CR2 of the second switch. At this time, the connection point between the power switching switching element TR5 and the auxiliary capacitor C2 is connected by closing the relay contact CR1 of the first switch.

時刻t=t1において、降圧チョッパ制御回路CHRは、溶接出力監視信号OwがLowレベルのとき、図2に示す第3の時限回路TI3の動作を停止し、切換スイッチSW1はb側に接続する。このとき、第1の出力制御信号Sc1のオンに同期して図4(H)に示す降圧チョッパ制御信号ChrをHighレベルにして出力する。また、降圧対応インバータ駆動回路SRCも溶接出力監視信号OwがLowレベルのとき、第1の出力制御信号Sc1のオンに同期して図3(C)に示す第1のスイッチング素子駆動信号Tr1及び第4のスイッチング素子駆動信号Tr4をHighレベルにして、第1のスイッチング素子TR1及び第4のスイッチング素子TR4を導通する。   At time t = t1, when the welding output monitoring signal Ow is at the low level, the step-down chopper control circuit CHR stops the operation of the third time limit circuit TI3 shown in FIG. 2, and the changeover switch SW1 is connected to the b side. At this time, the step-down chopper control signal Chr shown in FIG. 4 (H) is set to High level and output in synchronization with the first output control signal Sc1 being turned on. In addition, when the welding output monitoring signal Ow is at a low level, the step-down inverter drive circuit SRC also synchronizes with the first output control signal Sc1 being turned on and the first switching element drive signal Tr1 and the first switching element drive signal Tr1 shown in FIG. 4 switching element drive signal Tr4 is set to High level, and the first switching element TR1 and the fourth switching element TR4 are turned on.

続いて、時刻t=t2において、降圧チョッパ制御回路CHRは、第1の出力制御信号Sc1のオフに同期して図3(I)に示す降圧チョッパ制御信号ChrをLowレベルにし、電力開閉用スイッチング素子TR5を遮断する。このとき第1の補助コンデンサC2は、直流電源回路からの電力供給が停止され放電を開始する。   Subsequently, at time t = t2, the step-down chopper control circuit CHR sets the step-down chopper control signal Chr shown in FIG. 3 (I) to the Low level in synchronization with the turning off of the first output control signal Sc1, and performs switching for power switching The element TR5 is shut off. At this time, the first auxiliary capacitor C2 stops supplying power from the DC power supply circuit and starts discharging.

時刻t=t2において、図3に示す降圧対応インバータ駆動回路SRCの第4の時限回路TI4は、図3に示す反転回路IV1の出力がHighレベルとなり動作し、第1の出力制御信号Sc1のオフに同期して第1の補助コンデンサC2の電圧が相当に放電する予め定めた時間の第1の補助コンデンサ放電時間Taを出力する。第1のオアゲートOR1は、第1の出力制御信号Sc1と補助コンデンサ放電時間Taとのオア論理を行ない、時刻t=t3のときに第1のスイッチング素子駆動信号Tr1及び第4のスイッチング素子駆動信号Tr4をLowレベルにし、第1のスイッチング素子TR1及び第4のスイッチング素子TR4を遮断する。   At time t = t2, the fourth time limit circuit TI4 of the step-down inverter driving circuit SRC shown in FIG. 3 operates with the output of the inverting circuit IV1 shown in FIG. 3 being at a high level, and the first output control signal Sc1 is turned off. The first auxiliary capacitor discharge time Ta, which is a predetermined time during which the voltage of the first auxiliary capacitor C2 is considerably discharged, is output in synchronization with the above. The first OR gate OR1 performs an OR logic between the first output control signal Sc1 and the auxiliary capacitor discharge time Ta, and the first switching element drive signal Tr1 and the fourth switching element drive signal at time t = t3. Tr4 is set to Low level, and the first switching element TR1 and the fourth switching element TR4 are cut off.

図4(C)に示す時刻t=t3において、第1のスイッチング素子駆動信号Tr1及び第4のスイッチング素子駆動信号Tr4がLowレベルになり、第1のスイッチング素子TR1及び第4のスイッチング素子TR4が遮断する、このとき既に同図(J)に示す第1の補助コンデンサC2の端子電圧が相当に放電されているために零電圧でターンオフしてターンオフ損失は略零になる。そして、時刻t=t3から主変圧器INTの漏れインダクタンスのエネルギーで起電力が発生して第1の補助コンデンサC2に同図(J)に示す充電が始まる。また、時刻t=t3〜t4の時間はアーム短絡電流を防止するための休止時間T7である。   At time t = t3 shown in FIG. 4C, the first switching element drive signal Tr1 and the fourth switching element drive signal Tr4 are at a low level, and the first switching element TR1 and the fourth switching element TR4 are At this time, since the terminal voltage of the first auxiliary capacitor C2 shown in FIG. 6J has already been considerably discharged, it is turned off at zero voltage and the turn-off loss becomes substantially zero. Then, from time t = t3, an electromotive force is generated with the leakage inductance energy of the main transformer INT, and charging shown in FIG. The time t = t3 to t4 is a rest time T7 for preventing an arm short circuit current.

時刻t=t4以後においては、上述と同一動作を行なうので動作説明は省略する。   After time t = t4, the same operation as described above is performed, and thus the description of the operation is omitted.

次に、図5に示す波形タイミング図を用いて出力電流が小さいときの動作について説明する。図1に示す起動スイッチTSから起動開始信号Tsが入力されると出力制御回路SCは、動作を開始して出力電流設定値Irと出力電流検出信号Idとを比較演算して同図(A)及び同図(B)に示す、パルス幅時間の短い第1の出力制御信号Sc1及び第2の出力制御信号Sc2を出力する。   Next, the operation when the output current is small will be described using the waveform timing chart shown in FIG. When the start start signal Ts is input from the start switch TS shown in FIG. 1, the output control circuit SC starts operation, compares the output current set value Ir and the output current detection signal Id, and performs a comparison operation (A). And the 1st output control signal Sc1 and the 2nd output control signal Sc2 with a short pulse width time shown in the figure (B) are output.

時刻t=t1において、溶接出力監視回路OWは、出力電流設定信号Irの値と基準値Irfとを比較し、出力電流設定信号Irの値が基準値Irfより小さいときに溶接出力監視信号をHighレベルにする。そして、溶接出力監視信号OwがHighレベルのとき、図1に示す開閉器駆動回路CRは、第1の開閉器のリレー接点CR1を開にし、第2の開閉器のリレー接点CR2を閉にする。このとき降圧回路は、電力開閉用スイッチング素子TR5と補助コンデンサC2との接続点との間に挿入される。   At time t = t1, the welding output monitoring circuit OW compares the value of the output current setting signal Ir with the reference value Irf, and when the value of the output current setting signal Ir is smaller than the reference value Irf, the welding output monitoring signal is high. To level. When the welding output monitoring signal Ow is at a high level, the switch drive circuit CR shown in FIG. 1 opens the relay contact CR1 of the first switch and closes the relay contact CR2 of the second switch. . At this time, the step-down circuit is inserted between the connection point between the power switching switching element TR5 and the auxiliary capacitor C2.

時刻t=t1において、図2に示す降圧チョッパ制御回路CHRは、図5(G)に示す溶接出力監視信号OwがHighレベルのとき、同図(A)に示す第1の出力制御信号Sc1のオンに同期して第3の時限回路TI3は、予め定めたパルス幅時間T6の時限信号Ti3を出力する。切換スイッチSW1は溶接出力監視信号OwがHighレベルのときa側に接続する。そして、降圧チョッパ制御回路CHRは、同図(H)に示す(例えば、第1の出力制御信号Sc1及び第2の出力制御信号Sc2の最大出力時間の1/2)パルス幅時間T6の降圧チョッパ制御信号Chrを出力する。また、電力開閉用スイッチング素子TR5は、図5(H)に示す降圧チョッパ制御信号Chrが入力されると導通する。   At time t = t1, the step-down chopper control circuit CHR shown in FIG. 2 performs the first output control signal Sc1 shown in FIG. 5A when the welding output monitoring signal Ow shown in FIG. 5G is at a high level. In synchronization with the ON, the third time limit circuit TI3 outputs a time limit signal Ti3 having a predetermined pulse width time T6. The changeover switch SW1 is connected to the a side when the welding output monitoring signal Ow is at a high level. The step-down chopper control circuit CHR has a step-down chopper having a pulse width time T6 shown in FIG. 5H (for example, 1/2 of the maximum output time of the first output control signal Sc1 and the second output control signal Sc2). A control signal Chr is output. The power switching switching element TR5 is turned on when the step-down chopper control signal Chr shown in FIG.

図3に示す降圧対応インバータ駆動回路SRCは、反転回路IV1の出力がLowレベルのため第4の時限回路TI4は動作を停止し、第1のオアゲートOR1は第1の出力制御信号Sc1と第4の時限回路TI4のLowレベルとのオア論理を行ない、時刻t=t2において、第1のスイッチング素子駆動信号Tr1及び第4のスイッチング素子駆動信号Tr4をLowレベルにし、第1のスイッチング素子TR1及び第4のスイッチング素子TR4を遮断する。   In the step-down inverter drive circuit SRC shown in FIG. 3, the output of the inverting circuit IV1 is at a low level, so that the fourth time limit circuit TI4 stops operating, and the first OR gate OR1 receives the first output control signal Sc1 and the fourth output control signal Sc1. The OR logic with the low level of the time limit circuit TI4 is performed, and at time t = t2, the first switching element drive signal Tr1 and the fourth switching element drive signal Tr4 are set to the low level, and the first switching element TR1 and the first switching element TR1 4 switching element TR4 is cut off.

時刻t=t21において、電力開閉用スイッチング素子TR5は遮断されると、環流ダイオードD6が導通し、降圧回路は電力開閉用スイッチング素子TR5の導通時間に応じて入力電圧である第1の平滑コンデンサC1の端子電圧Vc1の降圧を行なう。   At time t = t21, when the power switching switching element TR5 is cut off, the freewheeling diode D6 is turned on, and the step-down circuit is a first smoothing capacitor C1 that is an input voltage according to the conduction time of the power switching switching element TR5. The terminal voltage Vc1 is stepped down.

時刻t=t3において、出力制御回路SCは、出力電流設定値Irと出力電流検出信号Idとを比較演算する。このときインバータ回路に入力する降圧回路の出力は相当に降圧されているために、出力制御回路SCは出力電流を維持するために図5(B)に示す第2の出力制御信号Sc2のパルス幅時間を長くする。   At time t = t3, the output control circuit SC compares the output current set value Ir with the output current detection signal Id. At this time, since the output of the step-down circuit input to the inverter circuit is considerably stepped down, the output control circuit SC has a pulse width of the second output control signal Sc2 shown in FIG. 5B in order to maintain the output current. Increase time.

時刻t=t5において、出力制御回路SCは、再度出力電流設定値Irと出力電流検出信号Idとを比較演算する。このときインバータ回路の入力電圧は降圧チョッパ回路により、例えば、第1の平滑コンデンサC1の端子電圧Vc1の1/2まで降圧されているので、出力制御回路SCは出力電流を維持するために図5(A)に示す第1の出力制御信号Sc2のパルス幅時間は略2倍になるように制御する。よって、小電流領域のときに降圧チョッパ回路により直流電源回路からの直流電圧を所定の電圧に降圧させてインバータ回路に入力することで、第1の出力制御信号Sc1及び第2の出力制御信号Sc2のパルス幅時間が長くなり断続的な歯抜けが非常に発生しにくくなる。   At time t = t5, the output control circuit SC compares the output current set value Ir with the output current detection signal Id again. At this time, the input voltage of the inverter circuit is stepped down to, for example, 1/2 of the terminal voltage Vc1 of the first smoothing capacitor C1 by the step-down chopper circuit, so that the output control circuit SC maintains the output current in FIG. The pulse width time of the first output control signal Sc2 shown in (A) is controlled to be approximately doubled. Therefore, the first output control signal Sc1 and the second output control signal Sc2 are obtained by stepping down the DC voltage from the DC power supply circuit to a predetermined voltage by the step-down chopper circuit and inputting it to the inverter circuit in the small current region. The pulse width time becomes longer, and intermittent tooth loss becomes very difficult to occur.

上述において、降圧回路の有り、無しの選択を出力電流設定値で行なっているが、送給速度設定値又は出力電圧設定値を用いて降圧回路の選択を行なってもよい。   In the above description, the presence or absence of the step-down circuit is selected based on the output current setting value. However, the step-down circuit may be selected using the feed speed setting value or the output voltage setting value.

本発明の実施の形態のソフトスイッチングを行なうアーク溶接機の電気接続 図である。It is an electrical connection figure of the arc welding machine which performs soft switching of an embodiment of the invention. 図1に示す降圧チョッパ制御回路の詳細図である。FIG. 2 is a detailed diagram of a step-down chopper control circuit shown in FIG. 1. 図1に示す降圧対応インバータ駆動回路の詳細図である。FIG. 2 is a detailed diagram of the step-down inverter drive circuit shown in FIG. 1. 本発明のアーク溶接機の出力電流が大きいときの動作を説明する波形タイミ ング図である。FIG. 6 is a waveform timing diagram illustrating an operation when the output current of the arc welder of the present invention is large. 本発明のアーク溶接機の出力電流が小さいときの動作を説明する波形タイミ ング図である。FIG. 5 is a waveform timing diagram illustrating an operation when the output current of the arc welder of the present invention is small. 従来技術のソフトスイッチングを行なうアーク溶接機の電気接続図である。It is an electrical connection diagram of the arc welding machine which performs soft switching of a prior art. 図6に示すインバータ駆動回路SRの詳細図である。FIG. 7 is a detailed diagram of the inverter drive circuit SR shown in FIG. 6. 従来技術のアーク溶接機の動作を説明するタイミング図である。It is a timing diagram explaining operation | movement of the arc welding machine of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

AC 商用交流電源
C1 第1の平滑コンデンサ
C2 第1の補助コンデンサ
C3 第2の補助コンデンサ
CR1 第1の開閉器(リレー接点常時閉)
CR2 第2の開閉器(リレー接点常時開)
CHR 降圧チョッパ制御回路
D1 第1のダイオード
D2 第2のダイオード
D3 第3のダイオード
D4 第4のダイオード
D5 第5のダイオード
D6 環流ダイオード
DR1 1次整流回路
DR2 2次整流回路
DCL1 第1の直流リアクトル
DCL2 第2の直流リアクトル
HR 電力開閉用駆動回路
ID 出力電流検出回路
IR 出力電流設定回路
IV 反転回路
IN1 第1のバッフア回路
IN2 第2のバッフア回路
IN3 第3のバッフア回路
IN4 第4のバッフア回路
INT 主変圧器
M 被加工物
OW 溶接出力監視回路
OR1 第1のオアゲート
OR2 第2のオアゲート
OR3 第3のオアゲート
SC 出力制御回路
SR インバータ駆動回路
SRC 降圧対応インバータ駆動回路
SW1 切換スイッチ
TH トーチ
TS 起動スイッチ
TI1 第1の時限回路
TI2 第2の時限回路
TI3 第3の時限回路
TI4 第4の時限回路
TI5 第5の時限回路
TR1 第1のスイッチング素子
TR2 第2のスイッチング素子
TR3 第3のスイッチング素子
TR4 第4のスイッチング素子
TR5 電力開閉用スイッチング素子
Chr 降圧チョッパ制御信号
Id 出力電流検出信号
Ir 出力電流設定信号
Ow 溶接出力監視信号
Sc1 第1の出力制御信号
Sc2 第2の出力制御信号
Ta 第1の補助コンデンサ放電時間
Tb 第2の補助コンデンサ放電時間
Ts 起動開始信号
Tr1 第1のスイッチング素子駆動信号
Tr2 第2のスイッチング素子駆動信号
Tr3 第3のスイッチング素子駆動信号
Tr4 第4のスイッチング素子駆動信号
Tr5 電力開閉用駆動信号
AC commercial AC power supply C1 first smoothing capacitor C2 first auxiliary capacitor C3 second auxiliary capacitor CR1 first switch (relay contact normally closed)
CR2 Second switch (relay contact normally open)
CHR step-down chopper control circuit D1 first diode D2 second diode D3 third diode D4 fourth diode D5 fifth diode D6 freewheeling diode DR1 primary rectifier circuit DR2 secondary rectifier circuit DCL1 first DC reactor DCL2 Second DC reactor HR Power switching drive circuit ID Output current detection circuit IR Output current setting circuit IV Inversion circuit IN1 First buffer circuit IN2 Second buffer circuit IN3 Third buffer circuit IN4 Fourth buffer circuit INT Main Transformer M Workpiece OW Welding output monitoring circuit OR1 First OR gate OR2 Second OR gate OR3 Third OR gate SC Output control circuit SR Inverter drive circuit SRC Step-down inverter drive circuit SW1 Changeover switch TH Torch TS Start switch TI1 1st time circuit TI2 2nd time circuit TI3 3rd time circuit TI4 4th time circuit TI5 5th time circuit TR1 1st switching element TR2 2nd switching element TR3 3rd switching element TR4 Fourth switching element TR5 Power switching element Chr Step-down chopper control signal Id Output current detection signal Ir Output current setting signal Ow Welding output monitoring signal Sc1 First output control signal Sc2 Second output control signal Ta First Auxiliary capacitor discharge time Tb Second auxiliary capacitor discharge time Ts Start start signal Tr1 First switching element drive signal Tr2 Second switching element drive signal Tr3 Third switching element drive signal Tr4 Fourth switching element drive signal Tr5 Power Open / close drive signal

Claims (3)

1次整流回路及び第1の平滑コンデンサによって形成し商用交流電源を整流及び平滑して直流電圧を出力する直流電源回路と、前記直流電圧を開閉する電力開閉用スイッチング素子と、前記電力開閉用スイッチング素子の出力に前記第1の平滑コンデンサと並列に設けた環流ダイオードと、前記電力開閉用スイッチング素子を介して前記直流電圧により電力を充電する補助コンデンサと、前記電力開閉用スイッチング素子と前記補助コンデンサとの接続点の間に挿入された常時閉の接点を有する第1の開閉器と、直流リアクトル及び第2の平滑コンデンサによって形成される降圧回路を前記常時閉の接点と並列に接続する常時開の接点を有する第2の開閉器と、前記直流電圧を高周波交流電圧に変換する相対向する第1のスイッチング素子乃至第4のスイッチング素子からフルブリッジを形成するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力をアーク加工に適した高周波交流電圧に変換する主変圧器と、前記主変圧器の出力を整流し出力電流として出力する2次整流回路と、前記出力電流を制御する互いに半周期ずれた第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号を出力する出力制御回路と、前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号のオンに同期して前記インバータ回路を導通し、前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号のオフから予め定めた時間が経過したときに前記インバータ回路を遮断するインバータ駆動回路と、溶接機の出力が予め定めた値より小さいときに溶接出力監視信号を出力する溶接出力監視回路と、前記溶接出力監視信号が出力停止のとき前記第1の開閉器の接点を閉にして前記電力開閉用スイッチング素子と前記補助コンデンサとの接続点を接続し、前記溶接出力監視信号が出力すると前記第1の開閉器の接点を開にすると共に前記第2の開閉器の接点を閉にして前記降圧回路を前記電力開閉用スイッチング素子と前記補助コンデンサとの接続点の間に挿入する降圧選択回路と、前記溶接出力監視信号が出力停止のとき前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号のオンに同期して前記電力開閉用スイッチング素子を導通し前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号のオフに同期して前記電力開閉用スイッチング素子を遮断し、前記溶接出力監視信号が出力すると前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号のオンに同期して前記電力開閉用スイッチング素子を予め定めた時間導通し前記直流電圧を前記降圧回路で降圧する降圧チョッパ制御回路とを備えた、ことを特徴とするアーク溶接機。   A DC power supply circuit that outputs a DC voltage by rectifying and smoothing a commercial AC power supply formed by a primary rectifier circuit and a first smoothing capacitor, a power switching switching element that opens and closes the DC voltage, and the power switching switching A free-wheeling diode provided in parallel with the first smoothing capacitor at the output of the element, an auxiliary capacitor that charges power with the DC voltage via the power switching switching element, the power switching switching element, and the auxiliary capacitor A first switch having a normally closed contact inserted between the connection points, and a step-down circuit formed by a DC reactor and a second smoothing capacitor connected in parallel with the normally closed contact. A second switch having a plurality of contacts, and a first switching element to a second switching element that convert the DC voltage into a high-frequency AC voltage. An inverter circuit forming a full bridge from the switching elements, a main transformer for converting the output of the inverter circuit into a high-frequency AC voltage suitable for arc machining, and rectifying the output of the main transformer to output as an output current 2 A secondary rectifier circuit; an output control circuit for controlling the output current; and a first output control signal that outputs a first output control signal and a second output control signal that are shifted from each other by a half cycle; the first output control signal and the second output control; An inverter drive circuit that conducts the inverter circuit in synchronization with the signal being turned on and shuts off the inverter circuit when a predetermined time has elapsed since the first output control signal and the second output control signal were turned off; A welding output monitoring circuit for outputting a welding output monitoring signal when the output of the welding machine is smaller than a predetermined value, and the first output when the welding output monitoring signal is stopped. A contact of the switch is closed to connect a connection point between the power switching switching element and the auxiliary capacitor. When the welding output monitoring signal is output, the contact of the first switch is opened and the second switch is opened. A step-down selection circuit for closing the contact of the switch and inserting the step-down circuit between connection points of the power switching switching element and the auxiliary capacitor; and the first output when the welding output monitoring signal is stopped. The power switching switching element is turned on in synchronization with the output control signal and the second output control signal being turned on, and the power switching is performed in synchronization with the first output control signal and the second output control signal being turned off. When the switching element is cut off and the welding output monitoring signal is output, the switching element for opening and closing the power is predetermined in synchronization with the turning on of the first output control signal and the second output control signal. Between conducting and the DC voltage and a step-down chopper control circuit for the step-down by the step down circuit, arc welder, characterized in that. 前記溶接機の出力は、出力電流設定値又は送給速度設定値又は出力電圧設定値である、ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接機。   The arc welder according to claim 1, wherein the output of the welding machine is an output current set value, a feed speed set value, or an output voltage set value. 前記降圧チョッパ制御回路は、前記溶接出力監視信号が出力すると前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号のオンに同期して前記第1の出力制御信号及び第2の出力制御信号の最大出力時間の1/2で前記電力開閉用スイッチング素子を導通する、ことを特徴とする請求項1記載のアーク溶接機。   The step-down chopper control circuit outputs the first output control signal and the second output control signal in synchronization with turning on of the first output control signal and the second output control signal when the welding output monitoring signal is output. The arc welding machine according to claim 1, wherein the switching element for switching electric power is made conductive for half of the maximum output time.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102664523A (en) * 2012-05-28 2012-09-12 深圳华意隆电气股份有限公司 Storage battery energy-storing chopping-type welding-cutting power source
JP2016101070A (en) * 2014-11-26 2016-05-30 株式会社ダイヘン Step-down chopper circuit and power supply device for welding
CN106238869A (en) * 2016-10-08 2016-12-21 宁夏吴忠市好运电焊机有限公司 A kind of control circuit of pulsed gas shield welding arc characteristic
CN106425030A (en) * 2016-11-02 2017-02-22 昆山华恒焊接股份有限公司 Electric arc control circuit

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