JP3357627B2 - アーク加工装置用電源装置 - Google Patents
アーク加工装置用電源装置Info
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- B23K9/1006—Power supply
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アーク溶接機、プ
ラズマアーク溶接機、アーク切断機及びプラズマアーク
切断機等のアークを利用して、物体を加工するアーク加
工装置に使用するアーク加工装置用電源装置に関する。
ラズマアーク溶接機、アーク切断機及びプラズマアーク
切断機等のアークを利用して、物体を加工するアーク加
工装置に使用するアーク加工装置用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような電源装置は、小型化及び軽量
化のため、商用交流電圧を入力側の交流−直流変換器に
よって直流電圧に変換し、この直流電圧をインバータに
よって高周波電圧に変換し、この高周波電圧を変圧器に
よって変圧し、変圧された高周波電圧を出力側の高周波
−直流変換器によって直流電圧に変換し、アーク加工装
置に供給する。高周波電圧に直流電圧を一旦変換してか
ら変圧しているので、変圧器には小型のものを使用する
ことができ、電源装置も小型化できる。
化のため、商用交流電圧を入力側の交流−直流変換器に
よって直流電圧に変換し、この直流電圧をインバータに
よって高周波電圧に変換し、この高周波電圧を変圧器に
よって変圧し、変圧された高周波電圧を出力側の高周波
−直流変換器によって直流電圧に変換し、アーク加工装
置に供給する。高周波電圧に直流電圧を一旦変換してか
ら変圧しているので、変圧器には小型のものを使用する
ことができ、電源装置も小型化できる。
【０００３】この場合、入力交流電圧が例えば４００Ｖ
系であると、インバータの入力電圧は、例えば４００＊
√２＝５６５Ｖと高電圧になる。そこで、インバータに
スイッチング素子として使用されているＩＧＢＴまたは
ＭＯＳＦＥＴには、逆電圧が１２００Ｖクラスのものを
使用する必要がある。ところが、逆電圧が１２００Ｖク
ラスのスイッチング素子は、６００Ｖクラスのスイッチ
ング素子と比較して、市販されているものが少なく、６
００Ｖクラスのスイッチング素子２個よりも高価であ
る。更に、６００Ｖクラスのスイッチング素子のスイッ
チング周波数は、１２００Ｖクラスのスイッチング周波
数よりも高くできるので、変圧器をより小型化すること
が可能で、この電源装置をより小型化することができ
る。
系であると、インバータの入力電圧は、例えば４００＊
√２＝５６５Ｖと高電圧になる。そこで、インバータに
スイッチング素子として使用されているＩＧＢＴまたは
ＭＯＳＦＥＴには、逆電圧が１２００Ｖクラスのものを
使用する必要がある。ところが、逆電圧が１２００Ｖク
ラスのスイッチング素子は、６００Ｖクラスのスイッチ
ング素子と比較して、市販されているものが少なく、６
００Ｖクラスのスイッチング素子２個よりも高価であ
る。更に、６００Ｖクラスのスイッチング素子のスイッ
チング周波数は、１２００Ｖクラスのスイッチング周波
数よりも高くできるので、変圧器をより小型化すること
が可能で、この電源装置をより小型化することができ
る。
【０００４】そこで、本願出願人は、特許第２６０７９
９７号において、入力電圧が高い場合でも、６００Ｖク
ラスのスイッチング素子を使用したインバータを２個直
列に接続することによって、安価でかつより小型の電源
装置を提案した。
９７号において、入力電圧が高い場合でも、６００Ｖク
ラスのスイッチング素子を使用したインバータを２個直
列に接続することによって、安価でかつより小型の電源
装置を提案した。
【０００５】この電源装置を図３に示す。この電源装置
では、電源端子２ａ乃至２ｃに供給された、例えば４０
０Ｖ系の三相商用交流電圧が、例えばダイオードブリッ
ジに構成された入力側整流器４によって整流される。商
用交流電圧には、単相のものを使用することもできる。
この入力側整流器４の２つの出力端子、即ち正側の出力
端子Ｐと負側の出力端子Ｎとの間に、直列に１対の平滑
用コンデンサ６ａ、６ｂが接続され、整流された電圧が
直流電圧に平滑される。
では、電源端子２ａ乃至２ｃに供給された、例えば４０
０Ｖ系の三相商用交流電圧が、例えばダイオードブリッ
ジに構成された入力側整流器４によって整流される。商
用交流電圧には、単相のものを使用することもできる。
この入力側整流器４の２つの出力端子、即ち正側の出力
端子Ｐと負側の出力端子Ｎとの間に、直列に１対の平滑
用コンデンサ６ａ、６ｂが接続され、整流された電圧が
直流電圧に平滑される。
【０００６】この平滑用コンデンサ６ａの両端間に、直
流−高周波変換器の一部をなすインバータ８ａの入力側
が接続され、平滑用コンデンサ６ｂの両端間にインバー
タ８ｂの入力側が接続されている。インバータ８ａ、８
ｂは、例えば逆電圧が６００Ｖクラスの半導体スイッチ
ング素子、例えばＩＧＢＴ１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１
２ｂを有している。インバータ８ａでは、ＩＧＢＴ１０
ａ、１２ａのコレクタ・エミッタ導電路が直列に接続さ
れ、この直列回路と並列にコンデンサ１４ａ、１６ａの
直列回路が接続されている。ＩＧＢＴ１０ａ、１２ａの
コレクタ・エミッタ導電路に、フライホイールダイオー
ド１８ａ、２０ａが、それらのアノード側がエミッタ
に、カソード側がコレクタ側に位置するように、接続さ
れている。インバータ８ｂ側でも、同様にコンデンサ１
４ｂ、１６ｂ、フライホイールダイオード１８ｂ、２０
ｂが接続されている。これらインバータ８ａ、８ｂは、
入力された直流電圧を高周波電圧に変換する。
流−高周波変換器の一部をなすインバータ８ａの入力側
が接続され、平滑用コンデンサ６ｂの両端間にインバー
タ８ｂの入力側が接続されている。インバータ８ａ、８
ｂは、例えば逆電圧が６００Ｖクラスの半導体スイッチ
ング素子、例えばＩＧＢＴ１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１
２ｂを有している。インバータ８ａでは、ＩＧＢＴ１０
ａ、１２ａのコレクタ・エミッタ導電路が直列に接続さ
れ、この直列回路と並列にコンデンサ１４ａ、１６ａの
直列回路が接続されている。ＩＧＢＴ１０ａ、１２ａの
コレクタ・エミッタ導電路に、フライホイールダイオー
ド１８ａ、２０ａが、それらのアノード側がエミッタ
に、カソード側がコレクタ側に位置するように、接続さ
れている。インバータ８ｂ側でも、同様にコンデンサ１
４ｂ、１６ｂ、フライホイールダイオード１８ｂ、２０
ｂが接続されている。これらインバータ８ａ、８ｂは、
入力された直流電圧を高周波電圧に変換する。
【０００７】インバータ８ａの出力端子である、ＩＧＢ
Ｔ１０ａ、１２ａのコレクタ・エミッタ導電路の相互接
続点と、コンデンサ１４ａ、１６ａの相互接続点との間
に、直流−高周波変換器の残りの部分をなす、高周波変
圧器２２ａの一次巻線２２ａｐが接続されている。同様
にインバータ８ｂの出力端子である、ＩＧＢＴ１０ｂ、
１２ｂのコレクタ・エミッタ導電路の相互接続点と、コ
ンデンサ１４ｂ、１６ｂの相互接続点との間に、直流−
高周波変換器の残りの部分をなす、高周波変圧器２２ｂ
の一次巻線２２ｂｐが接続されている。これら変圧器２
２ａ、２２ｂの二次巻線２２ａｓ１、２２ｂｓ１の両端
には、出力側整流ダイオード２４ａ、２４ｂ、２６ａ、
２６ｂのアノードが接続され、これらのカソードは相互
に接続され、平滑用リアクトル２８を介して正の負荷出
力端子３０Ｐに接続されている。また、各二次巻線２２
ａｓ１、２２ｂｓ１の中間タップは、相互に接続され、
負の負荷出力端子３０Ｎに接続されている。これら正負
の出力端子３０Ｐ、３０Ｎは、アーク加工装置に接続さ
れている。従って、二次巻線２２ａｓ１、２２ｂｓ１に
誘起された高周波電圧は、直流電圧に変換され、アーク
加工装置に印加される。
Ｔ１０ａ、１２ａのコレクタ・エミッタ導電路の相互接
続点と、コンデンサ１４ａ、１６ａの相互接続点との間
に、直流−高周波変換器の残りの部分をなす、高周波変
圧器２２ａの一次巻線２２ａｐが接続されている。同様
にインバータ８ｂの出力端子である、ＩＧＢＴ１０ｂ、
１２ｂのコレクタ・エミッタ導電路の相互接続点と、コ
ンデンサ１４ｂ、１６ｂの相互接続点との間に、直流−
高周波変換器の残りの部分をなす、高周波変圧器２２ｂ
の一次巻線２２ｂｐが接続されている。これら変圧器２
２ａ、２２ｂの二次巻線２２ａｓ１、２２ｂｓ１の両端
には、出力側整流ダイオード２４ａ、２４ｂ、２６ａ、
２６ｂのアノードが接続され、これらのカソードは相互
に接続され、平滑用リアクトル２８を介して正の負荷出
力端子３０Ｐに接続されている。また、各二次巻線２２
ａｓ１、２２ｂｓ１の中間タップは、相互に接続され、
負の負荷出力端子３０Ｎに接続されている。これら正負
の出力端子３０Ｐ、３０Ｎは、アーク加工装置に接続さ
れている。従って、二次巻線２２ａｓ１、２２ｂｓ１に
誘起された高周波電圧は、直流電圧に変換され、アーク
加工装置に印加される。
【０００８】上記中間タップの相互接続点と負の出力端
子３０Ｎとの間に、負荷電流検出器３２が接続されてお
り、負荷電流を表す負荷電流検出信号を生成する。この
負荷電流検出信号は、誤差増幅器３４に供給される。誤
差増幅器３４には出力電流設定器３６によって設定され
た負荷電流設定信号も供給されている。誤差増幅器３４
は、負荷電流検出信号と負荷電流設定信号との差を表す
誤差信号を生成し、この誤差信号をインバータ制御部３
８ａ、３８ｂに供給する。制御部３８ａは、インバータ
８ａのＩＧＢＴ１０ａ、１２ａの導通期間を制御する制
御信号をこれらに供給し、制御部３８ｂは、インバータ
８ｂのＩＧＢＴ１０ｂ、１２ｂの導通期間を制御する制
御信号をこれらに供給する。これによってフィードバッ
ク制御が行われ、負荷電流は、負荷電流設定信号が表す
負荷電流に等しい値に自動制御される。
子３０Ｎとの間に、負荷電流検出器３２が接続されてお
り、負荷電流を表す負荷電流検出信号を生成する。この
負荷電流検出信号は、誤差増幅器３４に供給される。誤
差増幅器３４には出力電流設定器３６によって設定され
た負荷電流設定信号も供給されている。誤差増幅器３４
は、負荷電流検出信号と負荷電流設定信号との差を表す
誤差信号を生成し、この誤差信号をインバータ制御部３
８ａ、３８ｂに供給する。制御部３８ａは、インバータ
８ａのＩＧＢＴ１０ａ、１２ａの導通期間を制御する制
御信号をこれらに供給し、制御部３８ｂは、インバータ
８ｂのＩＧＢＴ１０ｂ、１２ｂの導通期間を制御する制
御信号をこれらに供給する。これによってフィードバッ
ク制御が行われ、負荷電流は、負荷電流設定信号が表す
負荷電流に等しい値に自動制御される。
【０００９】変圧器２２ａ、２２ｂは、更に二次巻線２
２ａｓ２、２２ｂｓ２とを有している。二次巻線２２ａ
ｓ２の両端にはダイオード４０ａ乃至４６ａからなるダ
イオードブリッジの入力側が接続され、このダイオード
ブリッジの出力側は、抵抗器４８ａを介して平滑コンデ
ンサ６ｂの両端間に接続されている。同様に二次巻線２
２ｂｓ２の両端にはダイオード４０ｂ乃至４６ｂからな
るダイオードブリッジの入力側が接続され、このダイオ
ードブリッジの出力側は、抵抗器４８ｂを介して平滑コ
ンデンサ６ａの両端間に接続されている。
２ａｓ２、２２ｂｓ２とを有している。二次巻線２２ａ
ｓ２の両端にはダイオード４０ａ乃至４６ａからなるダ
イオードブリッジの入力側が接続され、このダイオード
ブリッジの出力側は、抵抗器４８ａを介して平滑コンデ
ンサ６ｂの両端間に接続されている。同様に二次巻線２
２ｂｓ２の両端にはダイオード４０ｂ乃至４６ｂからな
るダイオードブリッジの入力側が接続され、このダイオ
ードブリッジの出力側は、抵抗器４８ｂを介して平滑コ
ンデンサ６ａの両端間に接続されている。
【００１０】コンデンサ６ａ、６ｂの容量及び漏れ電流
の違いによって、インバータ８ａ、８ｂの入力電圧にば
らつきが生じることがある。しかし、インバータ８ａの
入力電圧がインバータ８ｂの入力電圧よりも高いとき、
変圧器２２ａの一次電圧が変圧器２２ｂの一次電圧より
も高くなり、二次巻線２２ａｓ２の誘起電圧が、二次巻
線２２ｂｓ２の誘起電圧よりも高くなる。この高い誘起
電圧が、出力電圧の低い平滑用コンデンサ６ｂの両端に
印加され、低い誘起電圧が出力電圧の高い平滑用コンデ
ンサ６ａの両端に印加される。その結果、インバータ８
ａ、８ｂの入力電圧はバランスする。インバータ８ａの
入力電圧がインバータ８ｂの入力電圧よりも低い場合も
同様に動作する。
の違いによって、インバータ８ａ、８ｂの入力電圧にば
らつきが生じることがある。しかし、インバータ８ａの
入力電圧がインバータ８ｂの入力電圧よりも高いとき、
変圧器２２ａの一次電圧が変圧器２２ｂの一次電圧より
も高くなり、二次巻線２２ａｓ２の誘起電圧が、二次巻
線２２ｂｓ２の誘起電圧よりも高くなる。この高い誘起
電圧が、出力電圧の低い平滑用コンデンサ６ｂの両端に
印加され、低い誘起電圧が出力電圧の高い平滑用コンデ
ンサ６ａの両端に印加される。その結果、インバータ８
ａ、８ｂの入力電圧はバランスする。インバータ８ａの
入力電圧がインバータ８ｂの入力電圧よりも低い場合も
同様に動作する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような電
源装置では、インバータ８ａ、８ｂの入力電圧のばらつ
きの補正を速く行おうとすると、抵抗器４８ａ、４８ｂ
に低抵抗のものを使用しなければならない。しかし、こ
のような低抵抗で且つ、インバータ８ａ、８ｂの入力側
に流れるような大きな電流を流すことが可能なものは、
大型となり、折角、インバータ８ａ、８ｂを使用して、
小型化を図った効果が相殺される。
源装置では、インバータ８ａ、８ｂの入力電圧のばらつ
きの補正を速く行おうとすると、抵抗器４８ａ、４８ｂ
に低抵抗のものを使用しなければならない。しかし、こ
のような低抵抗で且つ、インバータ８ａ、８ｂの入力側
に流れるような大きな電流を流すことが可能なものは、
大型となり、折角、インバータ８ａ、８ｂを使用して、
小型化を図った効果が相殺される。
【００１２】本発明は、電圧のばらつきを速やかに補正
することができる上に、小型化が可能な直流電源装置を
提供することを目的とする。
することができる上に、小型化が可能な直流電源装置を
提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の電源装置は、交
流信号を整流して２つの出力端子間に整流信号を出力す
る入力側整流器を有している。この入力側整流器の２つ
の正負出力端子間に直列に１対の平滑用コンデンサが接
続されている。これら１対の平滑用コンデンサのうち対
応するものから供給された直流信号を高周波信号に、１
対の直流−高周波変換器が変換する。これら１対の直流
−高周波変換器は、それぞれ半導体スイッチング素子を
有する。この直流−高周波変換器は、この他に変圧器を
含むものとできる。これら１対の直流−高周波変換器か
ら供給された高周波信号を高周波−直流変換器が直流信
号に変換して、アーク加工装置に供給する。アーク加工
装置に前記高周波−直流変換器から供給される直流信号
値を表す検出信号を生成する。検出手段としては、アー
ク加工装置に供給される出力電流又は出力電圧を検出す
るものや直流−高周波変換器を流れる電流を検出するも
のを使用することができる。１対の直流−高周波変換器
それぞれに対応させて１対の制御手段が設けられてい
る。これらは、入力された検出信号が、入力された基準
信号に等しくなるように、対応する高周波−直流変換器
のスイッチング素子の導通期間を制御する。前記１対の
コンデンサに並列に分圧回路が接続されている。この分
圧回路では、１対の分圧抵抗器が直列に接続されてい
る。１対のコンデンサの相互接続点と、１対の分圧抵抗
器の相互接続点との間に、電圧検出手段が接続されてい
る。この電圧検出手段は、両相互接続点間の電圧を検出
し、電圧検出信号を生成する。基準信号及び信号検出信
号の一方が補正手段に供給され、電圧検出信号の供給に
応じて、この電圧検出信号がほぼ零となるように、一方
の制御手段に供給される基準信号及び検出信号の一方の
値を、他方の制御手段に供給される基準信号及び検出信
号の一方の値と異なる値に、補正する。
流信号を整流して２つの出力端子間に整流信号を出力す
る入力側整流器を有している。この入力側整流器の２つ
の正負出力端子間に直列に１対の平滑用コンデンサが接
続されている。これら１対の平滑用コンデンサのうち対
応するものから供給された直流信号を高周波信号に、１
対の直流−高周波変換器が変換する。これら１対の直流
−高周波変換器は、それぞれ半導体スイッチング素子を
有する。この直流−高周波変換器は、この他に変圧器を
含むものとできる。これら１対の直流−高周波変換器か
ら供給された高周波信号を高周波−直流変換器が直流信
号に変換して、アーク加工装置に供給する。アーク加工
装置に前記高周波−直流変換器から供給される直流信号
値を表す検出信号を生成する。検出手段としては、アー
ク加工装置に供給される出力電流又は出力電圧を検出す
るものや直流−高周波変換器を流れる電流を検出するも
のを使用することができる。１対の直流−高周波変換器
それぞれに対応させて１対の制御手段が設けられてい
る。これらは、入力された検出信号が、入力された基準
信号に等しくなるように、対応する高周波−直流変換器
のスイッチング素子の導通期間を制御する。前記１対の
コンデンサに並列に分圧回路が接続されている。この分
圧回路では、１対の分圧抵抗器が直列に接続されてい
る。１対のコンデンサの相互接続点と、１対の分圧抵抗
器の相互接続点との間に、電圧検出手段が接続されてい
る。この電圧検出手段は、両相互接続点間の電圧を検出
し、電圧検出信号を生成する。基準信号及び信号検出信
号の一方が補正手段に供給され、電圧検出信号の供給に
応じて、この電圧検出信号がほぼ零となるように、一方
の制御手段に供給される基準信号及び検出信号の一方の
値を、他方の制御手段に供給される基準信号及び検出信
号の一方の値と異なる値に、補正する。
【００１４】この電源装置によれば、１対のコンデンサ
の両端間の電圧にばらつきが生じていると、１対のコン
デンサの相互接続点と、１対の分圧抵抗器の相互接続点
との間に電圧が発生する。この電圧が発生していると
き、電圧検出信号が補正手段に供給され、一方の直流−
高周波変換器の制御部に供給される基準信号又は検出信
号が、電圧検出信号がほぼ零となるように、補正され
る。この電源装置では、電圧検出信号に応じて、一方の
直流−高周波変換器の半導体スイッチング素子の導通期
間を制御しているので、１対のコンデンサそれぞれにバ
ランサーを設けたものよりも応答性を速くすることがで
きる。
の両端間の電圧にばらつきが生じていると、１対のコン
デンサの相互接続点と、１対の分圧抵抗器の相互接続点
との間に電圧が発生する。この電圧が発生していると
き、電圧検出信号が補正手段に供給され、一方の直流−
高周波変換器の制御部に供給される基準信号又は検出信
号が、電圧検出信号がほぼ零となるように、補正され
る。この電源装置では、電圧検出信号に応じて、一方の
直流−高周波変換器の半導体スイッチング素子の導通期
間を制御しているので、１対のコンデンサそれぞれにバ
ランサーを設けたものよりも応答性を速くすることがで
きる。
【００１５】前記１対の直流−高周波変換器の入力側
は、対応する分圧抵抗器の両端間にそれぞれ接続された
ものとできる。この場合、前記補正手段は、両端間の電
圧が他のコンデンサの両端間電圧よりも高いコンデンサ
に前記分圧抵抗器を介在させて接続されている直流−高
周波変換器の直流信号を減少させるように、前記基準信
号及び検出信号の一方の値を補正する。
は、対応する分圧抵抗器の両端間にそれぞれ接続された
ものとできる。この場合、前記補正手段は、両端間の電
圧が他のコンデンサの両端間電圧よりも高いコンデンサ
に前記分圧抵抗器を介在させて接続されている直流−高
周波変換器の直流信号を減少させるように、前記基準信
号及び検出信号の一方の値を補正する。
【００１６】この場合、両端間電圧が高いコンデンサか
ら直流電圧の供給を受けている直流−高周波変換器への
入力電圧が高くされ、ばらつきのある両端間電圧にそれ
ぞれ対応した電圧を、直流−高周波変換器に供給するよ
うに構成してある。
ら直流電圧の供給を受けている直流−高周波変換器への
入力電圧が高くされ、ばらつきのある両端間電圧にそれ
ぞれ対応した電圧を、直流−高周波変換器に供給するよ
うに構成してある。
【００１７】さらに、電圧検出手段は、分圧抵抗器側の
相互接続点の電圧が、コンデンサの相互接続点の電圧よ
りも高いときに、非接触型で第１の制御信号を生成し、
かつ分圧抵抗器側の相互接続点の電圧が、コンデンサの
相互接続点の電圧よりも低いときに、非接触型で第２の
制御信号を生成するものとできる。この場合、補正手段
は、第１の制御信号が生成されたとき、前記入力側整流
器の正の出力端子側にあるコンデンサに接続されている
直流−高周波変換器の制御手段に供給される基準信号を
減少させるか、検出信号を増加させ、第２の制御信号が
生成されたとき、前記入力側整流器の負の出力端子側に
あるコンデンサに接続されている直流−高周波変換器の
制御手段に供給される基準信号を減少させるか、検出信
号を増加させる。
相互接続点の電圧が、コンデンサの相互接続点の電圧よ
りも高いときに、非接触型で第１の制御信号を生成し、
かつ分圧抵抗器側の相互接続点の電圧が、コンデンサの
相互接続点の電圧よりも低いときに、非接触型で第２の
制御信号を生成するものとできる。この場合、補正手段
は、第１の制御信号が生成されたとき、前記入力側整流
器の正の出力端子側にあるコンデンサに接続されている
直流−高周波変換器の制御手段に供給される基準信号を
減少させるか、検出信号を増加させ、第２の制御信号が
生成されたとき、前記入力側整流器の負の出力端子側に
あるコンデンサに接続されている直流−高周波変換器の
制御手段に供給される基準信号を減少させるか、検出信
号を増加させる。
【００１８】この場合、第１及び第２の制御信号は、非
接触型で生成されているので、分圧抵抗器の相互接続点
と、コンデンサの相互接続点との間に電圧が発生してか
ら、第１及び第２の制御信号が生成されるまでの期間が
短く、応答性が速い。
接触型で生成されているので、分圧抵抗器の相互接続点
と、コンデンサの相互接続点との間に電圧が発生してか
ら、第１及び第２の制御信号が生成されるまでの期間が
短く、応答性が速い。
【００１９】また、１対の直流−高周波変換器の入力側
は、１対のコンデンサのうち対応するものの両端間にそ
れぞれ接続されたものとできる。この場合、補正手段
は、両端間電圧が他のコンデンサの両端間電圧よりも高
いコンデンサに接続されている直流−高周波変換器の直
流信号を他方の直流−高周波変換器の直流信号よりも増
加させるように、基準信号及び検出信号の一方の値を補
正する。
は、１対のコンデンサのうち対応するものの両端間にそ
れぞれ接続されたものとできる。この場合、補正手段
は、両端間電圧が他のコンデンサの両端間電圧よりも高
いコンデンサに接続されている直流−高周波変換器の直
流信号を他方の直流−高周波変換器の直流信号よりも増
加させるように、基準信号及び検出信号の一方の値を補
正する。
【００２０】このように構成すると、両端間電圧が高い
コンデンサに接続されている直流−高周波変換器から出
力される高周波信号を増加させることによって、両端電
圧が高いコンデンサから、この直流−高周波変換器に供
給される直流信号を増加させ、このコンデンサの両端電
圧を低下させ、両コンデンサの両端間電圧をほぼ等しく
できる。
コンデンサに接続されている直流−高周波変換器から出
力される高周波信号を増加させることによって、両端電
圧が高いコンデンサから、この直流−高周波変換器に供
給される直流信号を増加させ、このコンデンサの両端電
圧を低下させ、両コンデンサの両端間電圧をほぼ等しく
できる。
【００２１】更に、電圧検出手段は、分圧抵抗器側の相
互接続点の電圧が、コンデンサの相互接続点の電圧より
も高いときに、非接触型の第１の制御信号を生成し、か
つ分圧抵抗器側の相互接続点の電圧が、コンデンサの相
互接続点の電圧よりも低いときに、非接触型の第２の制
御信号を生成するものとできる。この場合、補正手段
は、入力側整流器の負の出力端子側にあるコンデンサに
接続されている直流−高周波変換器の制御手段に供給さ
れる基準信号を減少させるか、検出信号を増加させ、第
２の制御信号が生成されたとき、入力側整流器の正の出
力端子側にあるコンデンサに接続されている直流−高周
波変換器の制御手段に供給される基準信号を減少させる
か、検出信号を増加させる。
互接続点の電圧が、コンデンサの相互接続点の電圧より
も高いときに、非接触型の第１の制御信号を生成し、か
つ分圧抵抗器側の相互接続点の電圧が、コンデンサの相
互接続点の電圧よりも低いときに、非接触型の第２の制
御信号を生成するものとできる。この場合、補正手段
は、入力側整流器の負の出力端子側にあるコンデンサに
接続されている直流−高周波変換器の制御手段に供給さ
れる基準信号を減少させるか、検出信号を増加させ、第
２の制御信号が生成されたとき、入力側整流器の正の出
力端子側にあるコンデンサに接続されている直流−高周
波変換器の制御手段に供給される基準信号を減少させる
か、検出信号を増加させる。
【００２２】この場合、第１及び第２の制御信号は、非
接触型のものであるので、分圧抵抗器の相互接続点と、
コンデンサの相互接続点との間に電圧が発生してから、
実際に第１及び第２の制御信号が生成されるまでに要す
る時間は短く、応答性を高めることができる。
接触型のものであるので、分圧抵抗器の相互接続点と、
コンデンサの相互接続点との間に電圧が発生してから、
実際に第１及び第２の制御信号が生成されるまでに要す
る時間は短く、応答性を高めることができる。
【００２３】検出手段は、各直流−高周波変換器それぞ
れを流れる信号を検出するものとできる。この場合、各
直流−高周波変換器をそれぞれ流れる信号に基づいて、
各直流−高周波変換器の半導体スイッチング素子が制御
されるので、高精度に制御を行うことができる。
れを流れる信号を検出するものとできる。この場合、各
直流−高周波変換器をそれぞれ流れる信号に基づいて、
各直流−高周波変換器の半導体スイッチング素子が制御
されるので、高精度に制御を行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態のアー
ク加工用電源装置を、図１に示す。この電源装置も、上
述した従来の電源装置と同様に、入力側整流器、１対の
平滑用コンデンサ、直流−高周波変換器等を有してい
る。同等部分には、同一符号を付して、その説明を省略
する。
ク加工用電源装置を、図１に示す。この電源装置も、上
述した従来の電源装置と同様に、入力側整流器、１対の
平滑用コンデンサ、直流−高周波変換器等を有してい
る。同等部分には、同一符号を付して、その説明を省略
する。
【００２５】この電源装置では、高周波変圧器２２ａ、
２２ｂの二次巻線２２ａｓ１、２２ｂｓ１の両端に、高
周波−直流変換器の一部をなす整流用ダイオード２４
ａ、２６ａ、２４ｂ、２６ｂのアノードが接続され、こ
れらのカソードが相互接続され、正の負荷出力端子３０
Ｐに接続されている。また、二次巻線２２ａｓ１、２２
ｂｓ１の中間タップは高周波−直流変換器の一部をなす
平滑用リアクトル２８ａ、２８ｂの一端に接続され、他
端は負の負荷出力端子３０Ｎに接続されている。
２２ｂの二次巻線２２ａｓ１、２２ｂｓ１の両端に、高
周波−直流変換器の一部をなす整流用ダイオード２４
ａ、２６ａ、２４ｂ、２６ｂのアノードが接続され、こ
れらのカソードが相互接続され、正の負荷出力端子３０
Ｐに接続されている。また、二次巻線２２ａｓ１、２２
ｂｓ１の中間タップは高周波−直流変換器の一部をなす
平滑用リアクトル２８ａ、２８ｂの一端に接続され、他
端は負の負荷出力端子３０Ｎに接続されている。
【００２６】平滑用リアクトル２８ａの他端と負の負荷
出力端子３０Ｎとの間に、検出手段、例えば出力電流検
出器５０ａが設けられている。同様に、平滑用リアクト
ル２８ｂの他端と負の負荷出力端子３０Ｎとの間に、出
力電流検出器５０ｂが設けられている。出力電流検出器
５０ａ、５０ｂは、高周波−直流変換器から流れる電流
を表わす出力電流検出信号を生成する。
出力端子３０Ｎとの間に、検出手段、例えば出力電流検
出器５０ａが設けられている。同様に、平滑用リアクト
ル２８ｂの他端と負の負荷出力端子３０Ｎとの間に、出
力電流検出器５０ｂが設けられている。出力電流検出器
５０ａ、５０ｂは、高周波−直流変換器から流れる電流
を表わす出力電流検出信号を生成する。
【００２７】出力電流検出器５０ａからの出力電流検出
信号は、制御手段の一部をなす誤差増幅器５２ａに供給
されている。この誤差増幅器５２ａには、基準信号入力
端子５３から基準信号が供給されており、誤差増幅器５
２ａは、両者の差を表す誤差信号を制御手段の一部をな
すインバータ制御部３８ａに供給する。なお、基準信号
入力端子５３に供給される基準信号の値は、アーク加工
装置に供給する電流の値を表わし、任意の値に変更可能
である。インバータ制御部３８ａは、出力電流検出信号
の値が、基準信号に等しくなるように、インバータ８ａ
のＩＧＢＴ１０ａ、１２ａの導通期間を制御する。従っ
て、基準信号の値を変化させると、これに追従して、出
力電流検出器５０ａからの出力電流検出信号の値も、変
化後の基準信号の値に等しくなる。
信号は、制御手段の一部をなす誤差増幅器５２ａに供給
されている。この誤差増幅器５２ａには、基準信号入力
端子５３から基準信号が供給されており、誤差増幅器５
２ａは、両者の差を表す誤差信号を制御手段の一部をな
すインバータ制御部３８ａに供給する。なお、基準信号
入力端子５３に供給される基準信号の値は、アーク加工
装置に供給する電流の値を表わし、任意の値に変更可能
である。インバータ制御部３８ａは、出力電流検出信号
の値が、基準信号に等しくなるように、インバータ８ａ
のＩＧＢＴ１０ａ、１２ａの導通期間を制御する。従っ
て、基準信号の値を変化させると、これに追従して、出
力電流検出器５０ａからの出力電流検出信号の値も、変
化後の基準信号の値に等しくなる。
【００２８】同様に、出力電流検出器５０ｂからの出力
電流検出信号は、制御手段の一部をなす誤差増幅器５２
ｂに供給されている。この誤差増幅器５２ｂには、基準
信号入力端子５３から基準信号が供給されており、誤差
増幅器５２ｂは、両者の差を表す誤差信号を制御手段の
一部をなすインバータ制御部３８ｂに供給する。インバ
ータ制御部３８ｂは、出力電流検出信号の値が、基準信
号に等しくなるように、インバータ８ｂのＩＧＢＴ１０
ｂ、１２ｂの導通期間を制御する。従って、基準信号の
値を変化させると、これに追従して、出力電流検出器５
０ｂからの出力電流検出信号の値も、変化後の基準信号
の値に等しくなる。
電流検出信号は、制御手段の一部をなす誤差増幅器５２
ｂに供給されている。この誤差増幅器５２ｂには、基準
信号入力端子５３から基準信号が供給されており、誤差
増幅器５２ｂは、両者の差を表す誤差信号を制御手段の
一部をなすインバータ制御部３８ｂに供給する。インバ
ータ制御部３８ｂは、出力電流検出信号の値が、基準信
号に等しくなるように、インバータ８ｂのＩＧＢＴ１０
ｂ、１２ｂの導通期間を制御する。従って、基準信号の
値を変化させると、これに追従して、出力電流検出器５
０ｂからの出力電流検出信号の値も、変化後の基準信号
の値に等しくなる。
【００２９】インバータ８ａ、８ｂの入力側は直接に平
滑コンデンサ６ａ、６ｂの両端に接続されるのではな
く、分圧回路５４の直列に接続された分圧抵抗器５４
ａ、５４ｂに接続されている。分圧抵抗器５４ａ、５４
ｂは、同一の抵抗値を持つものである。この分圧回路１
４は、直列に接続されている平滑コンデンサ６ａ、６ｂ
に並列に接続されている。
滑コンデンサ６ａ、６ｂの両端に接続されるのではな
く、分圧回路５４の直列に接続された分圧抵抗器５４
ａ、５４ｂに接続されている。分圧抵抗器５４ａ、５４
ｂは、同一の抵抗値を持つものである。この分圧回路１
４は、直列に接続されている平滑コンデンサ６ａ、６ｂ
に並列に接続されている。
【００３０】平滑用コンデンサ６ａ、６ｂの相互接続点
Ａと、分圧抵抗器５４ａ、５４ｂの相互接続点Ｂとの間
に、電圧検出手段、例えば電圧検出回路５６ａ、５６ｂ
が接続されている。
Ａと、分圧抵抗器５４ａ、５４ｂの相互接続点Ｂとの間
に、電圧検出手段、例えば電圧検出回路５６ａ、５６ｂ
が接続されている。
【００３１】電圧検出回路５６ａでは、予め定めた値の
電圧が両端間に印加されたとき導通するスイッチング素
子、例えばツエナーダイオード６０ａのカソードが接続
点Ｂ側に接続され、このアノードには発光素子、例えば
ホトダイオード６２ａのアノードが接続され、そのカソ
ードには保護用ダイオード６４ａのアノードが接続さ
れ、カソードが相互接続点Ａに接続されている。従っ
て、接続点Ｂの電圧が接続点Ａの電圧よりも高く、かつ
ツエナーダイオード６０ａの両端間の電圧が予め定めた
値以上となると、ツエナーダイオード６０ａが導通し、
発光ダイオード６２ａが発光し、光信号を第１の制御信
号として発生する。この制御信号の発生には、例えばリ
レー回路のような機械的接点の開閉は関連してなく、純
粋に非接触型での発生である。
電圧が両端間に印加されたとき導通するスイッチング素
子、例えばツエナーダイオード６０ａのカソードが接続
点Ｂ側に接続され、このアノードには発光素子、例えば
ホトダイオード６２ａのアノードが接続され、そのカソ
ードには保護用ダイオード６４ａのアノードが接続さ
れ、カソードが相互接続点Ａに接続されている。従っ
て、接続点Ｂの電圧が接続点Ａの電圧よりも高く、かつ
ツエナーダイオード６０ａの両端間の電圧が予め定めた
値以上となると、ツエナーダイオード６０ａが導通し、
発光ダイオード６２ａが発光し、光信号を第１の制御信
号として発生する。この制御信号の発生には、例えばリ
レー回路のような機械的接点の開閉は関連してなく、純
粋に非接触型での発生である。
【００３２】電圧検出回路５６ｂでは、ツエナーダイオ
ード６０ｂのアノードが接続点Ｂ側に接続され、このカ
ソードにはホトダイオード６２ｂのカソードが接続さ
れ、そのアノードには保護用ダイオード６４ｂのカソー
ドが接続され、アノードが相互接続点Ａに接続されてい
る。従って、接続点Ａの電圧が接続点Ｂの電圧よりも高
く、かつツエナーダイオード６０ｂの両端間の電圧が予
め定めた値以上となると、ツエナーダイオード６０ｂが
導通し、発光ダイオード６２ｂが発光し、第２の制御信
号として光信号を発生する。
ード６０ｂのアノードが接続点Ｂ側に接続され、このカ
ソードにはホトダイオード６２ｂのカソードが接続さ
れ、そのアノードには保護用ダイオード６４ｂのカソー
ドが接続され、アノードが相互接続点Ａに接続されてい
る。従って、接続点Ａの電圧が接続点Ｂの電圧よりも高
く、かつツエナーダイオード６０ｂの両端間の電圧が予
め定めた値以上となると、ツエナーダイオード６０ｂが
導通し、発光ダイオード６２ｂが発光し、第２の制御信
号として光信号を発生する。
【００３３】なお、ツエナーダイオード６０ａ、６０ｂ
は、同一の特性のものであり、導通するときに両端間に
印加される電圧も同じ値である。また、発光ダイオード
６２ａ、６２ｂも同一の特性のものである。同様に、保
護用ダイオード６４ａ、６４ｂも同一の特性のものであ
る。保護用ダイオード６４ａ、６４ｂは、場合によって
は不要である。
は、同一の特性のものであり、導通するときに両端間に
印加される電圧も同じ値である。また、発光ダイオード
６２ａ、６２ｂも同一の特性のものである。同様に、保
護用ダイオード６４ａ、６４ｂも同一の特性のものであ
る。保護用ダイオード６４ａ、６４ｂは、場合によって
は不要である。
【００３４】発光ダイオード６２ａ、６２ｂは、受光素
子、例えば受光トランジスタ６６ａ、６６ｂとそれぞれ
ホトカプラーを構成している。受光トランジスタ６６
ａ、６６ｂは、補正手段の一部をなしている。即ち、受
光トランジスタ６６ａのエミッタは接地され、コレクタ
は抵抗器６８ａを誤差増幅器５２ａの入力側に接続され
ている。また、この誤差増幅器５２ａの入力側は、抵抗
器７０ａを介して基準信号入力端子５３に接続されてい
る。抵抗器６８ａ、６８ｂ、７０ａ、７０ｂが残りの補
正手段をなしている。また、これら抵抗器６８ａ、７０
ａ、受光トランジスタ６６ａは、例えば２段階に減衰量
が変化する可変減衰器を構成している。
子、例えば受光トランジスタ６６ａ、６６ｂとそれぞれ
ホトカプラーを構成している。受光トランジスタ６６
ａ、６６ｂは、補正手段の一部をなしている。即ち、受
光トランジスタ６６ａのエミッタは接地され、コレクタ
は抵抗器６８ａを誤差増幅器５２ａの入力側に接続され
ている。また、この誤差増幅器５２ａの入力側は、抵抗
器７０ａを介して基準信号入力端子５３に接続されてい
る。抵抗器６８ａ、６８ｂ、７０ａ、７０ｂが残りの補
正手段をなしている。また、これら抵抗器６８ａ、７０
ａ、受光トランジスタ６６ａは、例えば２段階に減衰量
が変化する可変減衰器を構成している。
【００３５】即ち、受光トランジスタ６６ａが、第１の
制御信号としての光信号を受光していないとき、受光ト
ランジスタ６６ａは、オフであり、基準信号入力端子５
３の基準信号がそのまま誤差増幅器５２ａに供給され
る。しかし、受光トランジスタ６６ａが第１の制御信号
としての光信号を受光し、導通したとき、抵抗器６８ａ
が接地されるので、誤差増幅器５２ａには、抵抗器７０
ａ、６８ａによって分圧された基準信号が供給される。
制御信号としての光信号を受光していないとき、受光ト
ランジスタ６６ａは、オフであり、基準信号入力端子５
３の基準信号がそのまま誤差増幅器５２ａに供給され
る。しかし、受光トランジスタ６６ａが第１の制御信号
としての光信号を受光し、導通したとき、抵抗器６８ａ
が接地されるので、誤差増幅器５２ａには、抵抗器７０
ａ、６８ａによって分圧された基準信号が供給される。
【００３６】同様に、受光トランジスタ６６ｂのエミッ
タは接地され、コレクタは抵抗器６８ｂを誤差増幅器５
２ｂの入力側に接続されている。また、この誤差増幅器
５２ｂの入力側は、抵抗器７０ｂを介して基準信号入力
端子５３に接続されている。これら抵抗器６８ｂ、７０
ｂ、受光トランジスタ６６ｂも、可変減衰器を構成して
いる。
タは接地され、コレクタは抵抗器６８ｂを誤差増幅器５
２ｂの入力側に接続されている。また、この誤差増幅器
５２ｂの入力側は、抵抗器７０ｂを介して基準信号入力
端子５３に接続されている。これら抵抗器６８ｂ、７０
ｂ、受光トランジスタ６６ｂも、可変減衰器を構成して
いる。
【００３７】このような電源装置では、例えば平滑用コ
ンデンサ６ａ、６ｂそれぞれの両端間電圧がほぼ等し
く、ツエナーダイオード６０ａ、６０ｂそれぞれの両端
間の電圧が、ツエナーダイオード６０ａ、６０ｂが導通
する電圧未満の時には、受光トランジスタ６６ａ、６６
ｂは共にオフであり、誤差増幅器５２ａ、５２ｂには、
基準信号がそのまま供給され、出力電流検出信号の値
が、基準信号に等しくなるように、両インバータ８ａ、
８ｂのＩＧＢＴ１０ａ、１２ａ、１０ｂ、１２ｂの導通
期間が制御される。
ンデンサ６ａ、６ｂそれぞれの両端間電圧がほぼ等し
く、ツエナーダイオード６０ａ、６０ｂそれぞれの両端
間の電圧が、ツエナーダイオード６０ａ、６０ｂが導通
する電圧未満の時には、受光トランジスタ６６ａ、６６
ｂは共にオフであり、誤差増幅器５２ａ、５２ｂには、
基準信号がそのまま供給され、出力電流検出信号の値
が、基準信号に等しくなるように、両インバータ８ａ、
８ｂのＩＧＢＴ１０ａ、１２ａ、１０ｂ、１２ｂの導通
期間が制御される。
【００３８】平滑用コンデンサ６ａの両端間電圧が平滑
用コンデンサ６ｂの両端間電圧よりも高いとき、分圧抵
抗器５４ａ、５４ｂそれぞれの両端間電圧は、これらが
等しい抵抗値を持っているので、共に平滑コンデンサ６
ａ、６ｂの直列回路の両端電圧の１／２である。従っ
て、相互接続点Ｂの電圧が相互接続点Ａの電圧よりも高
くなり、特にツエナーダイオード６０ａの両端間電圧
が、予め定めた値以上となると、発光ダイオード６２ａ
が発光し、受光トランジスタ６６ａが導通し、誤差増幅
器５２ａに供給される基準信号は、抵抗器７０ａ、６８
ａによって分圧された値となる。即ち、基準信号は予め
定められた値だけ、減少したものとなる。その結果、イ
ンバータ８ａを流れる電流が減少し、出力電流検出器５
０ａの出力電流検出信号の値も減少し、減少させられた
基準信号の値に等しくなる。その結果、インバータ８ａ
の入力インピーダンスが大きくなる。
用コンデンサ６ｂの両端間電圧よりも高いとき、分圧抵
抗器５４ａ、５４ｂそれぞれの両端間電圧は、これらが
等しい抵抗値を持っているので、共に平滑コンデンサ６
ａ、６ｂの直列回路の両端電圧の１／２である。従っ
て、相互接続点Ｂの電圧が相互接続点Ａの電圧よりも高
くなり、特にツエナーダイオード６０ａの両端間電圧
が、予め定めた値以上となると、発光ダイオード６２ａ
が発光し、受光トランジスタ６６ａが導通し、誤差増幅
器５２ａに供給される基準信号は、抵抗器７０ａ、６８
ａによって分圧された値となる。即ち、基準信号は予め
定められた値だけ、減少したものとなる。その結果、イ
ンバータ８ａを流れる電流が減少し、出力電流検出器５
０ａの出力電流検出信号の値も減少し、減少させられた
基準信号の値に等しくなる。その結果、インバータ８ａ
の入力インピーダンスが大きくなる。
【００３９】一方、発光ダイオード６２ｂは発光してい
ないので、誤差増幅器５２ｂには基準信号がそのまま供
給され、出力電流検出信号の値が基準信号の値に等しく
なるようにインバータ８ｂのＩＧＢＴ１０ｂ、１２ｂが
制御される。
ないので、誤差増幅器５２ｂには基準信号がそのまま供
給され、出力電流検出信号の値が基準信号の値に等しく
なるようにインバータ８ｂのＩＧＢＴ１０ｂ、１２ｂが
制御される。
【００４０】この結果、インバータ８ａを流れる電流が
インバータ８ｂを流れる電流よりも少なくなり、インバ
ータ８ａの入力電圧が上昇し、インバータ８ｂの入力電
圧が低下し、インバータ８ａの入力電圧はコンデンサ６
ａの両端間電圧にほぼ等しくなり、インバータ８ｂの入
力電圧は、コンデンサ６ｂの両端間電圧にほぼ等しくな
る。
インバータ８ｂを流れる電流よりも少なくなり、インバ
ータ８ａの入力電圧が上昇し、インバータ８ｂの入力電
圧が低下し、インバータ８ａの入力電圧はコンデンサ６
ａの両端間電圧にほぼ等しくなり、インバータ８ｂの入
力電圧は、コンデンサ６ｂの両端間電圧にほぼ等しくな
る。
【００４１】平滑用コンデンサ６ａの両端間電圧が平滑
用コンデンサ６ｂの両端間電圧よりも低いとき、分圧抵
抗器５４ａ、５４ｂそれぞれの両端間電圧は、共に平滑
コンデンサ６ａ、６ｂの直列回路の両端電圧の１／２で
ある。従って、相互接続点Ｂの電圧が相互接続点Ａの電
圧よりも低くなり、特にツエナーダイオード６０ｂの両
端間電圧が、予め定めた値以上となると、発光ダイオー
ド５６ｂが発光し、受光トランジスタ６６ｂが導通し、
誤差増幅器５２ｂに供給される基準信号は、抵抗器７０
ｂ、６８ｂによって分圧された値となる。即ち、基準信
号は予め定められた値だけ、減少したものとなる。その
結果、インバータ８ｂを流れる電流が減少し、出力電流
検出器５０ｂの出力電流検出信号の値も減少し、減少さ
せられた基準信号の値に等しくなる。その結果、インバ
ータ８ｂの入力インピーダンスが大きくなる。
用コンデンサ６ｂの両端間電圧よりも低いとき、分圧抵
抗器５４ａ、５４ｂそれぞれの両端間電圧は、共に平滑
コンデンサ６ａ、６ｂの直列回路の両端電圧の１／２で
ある。従って、相互接続点Ｂの電圧が相互接続点Ａの電
圧よりも低くなり、特にツエナーダイオード６０ｂの両
端間電圧が、予め定めた値以上となると、発光ダイオー
ド５６ｂが発光し、受光トランジスタ６６ｂが導通し、
誤差増幅器５２ｂに供給される基準信号は、抵抗器７０
ｂ、６８ｂによって分圧された値となる。即ち、基準信
号は予め定められた値だけ、減少したものとなる。その
結果、インバータ８ｂを流れる電流が減少し、出力電流
検出器５０ｂの出力電流検出信号の値も減少し、減少さ
せられた基準信号の値に等しくなる。その結果、インバ
ータ８ｂの入力インピーダンスが大きくなる。
【００４２】一方、発光ダイオード６２ａは発光してい
ないので、誤差増幅器５２ｂには基準信号がそのまま供
給され、出力電流検出信号の値が基準信号の値に等しく
なるようにインバータ８ａのＩＧＢＴ１０ａ、１２ａが
制御される。
ないので、誤差増幅器５２ｂには基準信号がそのまま供
給され、出力電流検出信号の値が基準信号の値に等しく
なるようにインバータ８ａのＩＧＢＴ１０ａ、１２ａが
制御される。
【００４３】この結果、インバータ８ｂを流れる電流が
インバータ８ａを流れる電流よりも少なくなり、インバ
ータ８ｂの入力電圧が上昇し、インバータ８ａの入力電
圧が低下し、インバータ８ｂの入力電圧はコンデンサ６
ｂの両端間電圧にほぼ等しくなり、インバータ８ａの入
力電圧は、コンデンサ６ａの両端間電圧にほぼ等しくな
る。
インバータ８ａを流れる電流よりも少なくなり、インバ
ータ８ｂの入力電圧が上昇し、インバータ８ａの入力電
圧が低下し、インバータ８ｂの入力電圧はコンデンサ６
ｂの両端間電圧にほぼ等しくなり、インバータ８ａの入
力電圧は、コンデンサ６ａの両端間電圧にほぼ等しくな
る。
【００４４】図２に第２の実施の形態の電源装置のブロ
ック図を示す。図１の電源装置では、直流−高周波変換
器として、インバータ８ａ、８ｂ、変圧器２２ａ、２２
ｂを使用していたのに対し、図２の電源装置では、２石
ファードコンバータ８１ａ、８１ｂが使用されている。
ック図を示す。図１の電源装置では、直流−高周波変換
器として、インバータ８ａ、８ｂ、変圧器２２ａ、２２
ｂを使用していたのに対し、図２の電源装置では、２石
ファードコンバータ８１ａ、８１ｂが使用されている。
【００４５】このコンバータ８１ａでは、半導体スイッ
チング素子としてＩＧＢＴ１０１ａ及び１２１ａが使用
されている。ＩＧＢＴ１０１ａのエミッタはダイオード
２００ａのカソードに接続され、そのアノードはＩＧＢ
Ｔ１２１ａのエミッタに接続されている。ＩＧＢＴ１０
１ａのコレクタは、ダイオード２０２ａのカソードに接
続され、そのアノードはＩＧＢＴ１２１ａのコレクタに
接続されている。
チング素子としてＩＧＢＴ１０１ａ及び１２１ａが使用
されている。ＩＧＢＴ１０１ａのエミッタはダイオード
２００ａのカソードに接続され、そのアノードはＩＧＢ
Ｔ１２１ａのエミッタに接続されている。ＩＧＢＴ１０
１ａのコレクタは、ダイオード２０２ａのカソードに接
続され、そのアノードはＩＧＢＴ１２１ａのコレクタに
接続されている。
【００４６】このコンバータの一方の出力端子であるＩ
ＧＢＴ１０１ａのエミッタとダイオード２００ａのカソ
ードとの接続点は変圧器２２ａの一次巻線２２ａｐの一
端に接続されている。また、このコンバータの他方の出
力端子であるＩＧＢＴ１２１ａのコレクタとダイオード
２０２ａのアノードとの接続点は、出力電流検出器５０
ａを介して変圧器２２ａの一次巻線２２ａｐの他端に接
続されている。
ＧＢＴ１０１ａのエミッタとダイオード２００ａのカソ
ードとの接続点は変圧器２２ａの一次巻線２２ａｐの一
端に接続されている。また、このコンバータの他方の出
力端子であるＩＧＢＴ１２１ａのコレクタとダイオード
２０２ａのアノードとの接続点は、出力電流検出器５０
ａを介して変圧器２２ａの一次巻線２２ａｐの他端に接
続されている。
【００４７】そして、このコンバータ８１ａの入力側で
あるダイオード２０２ａのカソードと、ダイオード２０
０ａのアノードとは、分圧抵抗器５４ａではなく、コン
デンサ６ａの両端間に接続されている。なお、ＩＧＢＴ
１０１ａ、１２１ａのコレクタ・エミッタ導電路の両端
間には、それぞれフライホイールダイオード１８１ａ、
２０１ａが接続されている。
あるダイオード２０２ａのカソードと、ダイオード２０
０ａのアノードとは、分圧抵抗器５４ａではなく、コン
デンサ６ａの両端間に接続されている。なお、ＩＧＢＴ
１０１ａ、１２１ａのコレクタ・エミッタ導電路の両端
間には、それぞれフライホイールダイオード１８１ａ、
２０１ａが接続されている。
【００４８】また、高周波変圧器２２ａ、２２ｂの二次
巻線２２ａｓ１、２２ｂｓ１の一端には、整流用ダイオ
ード２４ａ、２４ｂのアノードが接続され、これらのカ
ソードは相互に接続され、正の負荷出力端子３０Ｐに接
続されている。また、二次巻線２２ａｓ１、２２ｂｓ１
の他端は、平滑用リアクトル２８ａ、２８ｂの一端に接
続され、他端はそれぞれ検出手段、例えば出力電流検出
器５０ａ、５０ｂを介して負の負荷出力端子３０Ｎに接
続されている。また、二次巻線２２ａｓ１、２２ｂｓ１
の他端には、フライホイールダイオード２６ａ、２６ｂ
のアノードが接続され、これらのカソードは整流用ダイ
オード２４ａ、２４ｂのカソードに接続されている。
巻線２２ａｓ１、２２ｂｓ１の一端には、整流用ダイオ
ード２４ａ、２４ｂのアノードが接続され、これらのカ
ソードは相互に接続され、正の負荷出力端子３０Ｐに接
続されている。また、二次巻線２２ａｓ１、２２ｂｓ１
の他端は、平滑用リアクトル２８ａ、２８ｂの一端に接
続され、他端はそれぞれ検出手段、例えば出力電流検出
器５０ａ、５０ｂを介して負の負荷出力端子３０Ｎに接
続されている。また、二次巻線２２ａｓ１、２２ｂｓ１
の他端には、フライホイールダイオード２６ａ、２６ｂ
のアノードが接続され、これらのカソードは整流用ダイ
オード２４ａ、２４ｂのカソードに接続されている。
【００４９】このコンバータ８１ａでは、ＩＧＢＴ１０
１ａ、１２１ａが制御部３８ａからの制御信号に基づい
て導通したとき、コンデンサ６ａから電流が、ＩＧＢＴ
１０１ａのコレクタ・エミッタ導電路、変圧器２２ａの
一次巻線２２ａＰ、ＩＧＢＴ１２１ａのコレクタ・エミ
ッタ導電路に流れる。また、ＩＧＢＴ１０１ａ、１２１
ａが制御部３８ａからの制御信号に基づいて非導通にな
ったとき、一次巻線２２ａｐに蓄積されていたエネルギ
ーがダイオード２０２ａ、平滑コンデンサ６ａ、ダイオ
ード２００ａに流れる。このようなＩＧＢＴ１０１ａ、
１２１ａの導通、非導通に応じて二次巻線２２ａｓ１に
電圧が誘起され、これが整流平滑されて、アーク加工装
置に印加される。
１ａ、１２１ａが制御部３８ａからの制御信号に基づい
て導通したとき、コンデンサ６ａから電流が、ＩＧＢＴ
１０１ａのコレクタ・エミッタ導電路、変圧器２２ａの
一次巻線２２ａＰ、ＩＧＢＴ１２１ａのコレクタ・エミ
ッタ導電路に流れる。また、ＩＧＢＴ１０１ａ、１２１
ａが制御部３８ａからの制御信号に基づいて非導通にな
ったとき、一次巻線２２ａｐに蓄積されていたエネルギ
ーがダイオード２０２ａ、平滑コンデンサ６ａ、ダイオ
ード２００ａに流れる。このようなＩＧＢＴ１０１ａ、
１２１ａの導通、非導通に応じて二次巻線２２ａｓ１に
電圧が誘起され、これが整流平滑されて、アーク加工装
置に印加される。
【００５０】コンバータ８１ｂでも、同様に、ＩＧＢＴ
１０１ｂ、１２１ｂ、ダイオード２００ｂ、２０２ｂ、
フライホイールダイオード１８１ｂ、２０１ｂが、コン
バータ８１ａと同様に接続され、かつ同様に動作する。
１０１ｂ、１２１ｂ、ダイオード２００ｂ、２０２ｂ、
フライホイールダイオード１８１ｂ、２０１ｂが、コン
バータ８１ａと同様に接続され、かつ同様に動作する。
【００５１】また、受光トランジスタ６６ａのコレクタ
は、抵抗器６８ａではなく、抵抗器６８ｂに接続され、
受光トランジスタ６６ｂのコレクタは、抵抗器６８ｂで
はなく、抵抗器６８ａに接続されている。
は、抵抗器６８ａではなく、抵抗器６８ｂに接続され、
受光トランジスタ６６ｂのコレクタは、抵抗器６８ｂで
はなく、抵抗器６８ａに接続されている。
【００５２】従って、平滑コンデンサ６ａの両端間電圧
が、平滑コンデンサ６ｂの両端間電圧よりも高く、発光
ダイオード６２ａから光信号が受光トランジスタ６６ａ
に供給されたとき、誤差増幅器５２ｂに供給される基準
信号が小さくなり、誤差増幅器５２ａに供給される基準
信号は元のままである。従って、コンバータ８１ｂを流
れる電流が今までも少なくなり、コンバータ８１ａを流
れる電流は元のままである。即ち、コンバータ８１ａを
流れる電流が、コンバータ８１ｂを流れる電流よりも多
くなり、コンデンサ６ａの放電が進み、コンデンサ６ｂ
の放電量が少なくなる。その結果、コンバータ８１ａの
入力電圧が低下し、コンバータ８１ｂの入力電圧が上昇
し、これらコンバータ８１ａ、８１ｂの入力電圧がほぼ
等しい値となる。平滑コンデンサ６ａの両端間電圧が、
平滑コンデンサ６ｂの両端間電圧より低い場合も、同様
に動作する。
が、平滑コンデンサ６ｂの両端間電圧よりも高く、発光
ダイオード６２ａから光信号が受光トランジスタ６６ａ
に供給されたとき、誤差増幅器５２ｂに供給される基準
信号が小さくなり、誤差増幅器５２ａに供給される基準
信号は元のままである。従って、コンバータ８１ｂを流
れる電流が今までも少なくなり、コンバータ８１ａを流
れる電流は元のままである。即ち、コンバータ８１ａを
流れる電流が、コンバータ８１ｂを流れる電流よりも多
くなり、コンデンサ６ａの放電が進み、コンデンサ６ｂ
の放電量が少なくなる。その結果、コンバータ８１ａの
入力電圧が低下し、コンバータ８１ｂの入力電圧が上昇
し、これらコンバータ８１ａ、８１ｂの入力電圧がほぼ
等しい値となる。平滑コンデンサ６ａの両端間電圧が、
平滑コンデンサ６ｂの両端間電圧より低い場合も、同様
に動作する。
【００５３】図１の電源装置において、図２の電源装置
と同様に、インバータ８ａの入力側を平滑用コンデンサ
６ａの両端に接続し、インバータ８ｂの入力側を平滑用
コンデンサ６ｂの両端に接続し、受光トランジスタ６６
ａのコレクタを抵抗器６８ｂに接続し、受光トランジス
タ６６ｂのコレクタを抵抗器６８ａに接続してもよい。
逆に、図２の電源装置において、図１の電源装置と同様
に、コンバータ８１ａの入力側を分圧抵抗器５４ａの両
端に接続し、コンバータ８１ｂの入力側を分圧抵抗器５
４ｂの両端に接続し、受光トランジスタ６６ｂのコレク
タを抵抗器６８ａに接続し、受光トランジスタ６６ｂの
コレクタを抵抗器６８ａに接続してもよい。
と同様に、インバータ８ａの入力側を平滑用コンデンサ
６ａの両端に接続し、インバータ８ｂの入力側を平滑用
コンデンサ６ｂの両端に接続し、受光トランジスタ６６
ａのコレクタを抵抗器６８ｂに接続し、受光トランジス
タ６６ｂのコレクタを抵抗器６８ａに接続してもよい。
逆に、図２の電源装置において、図１の電源装置と同様
に、コンバータ８１ａの入力側を分圧抵抗器５４ａの両
端に接続し、コンバータ８１ｂの入力側を分圧抵抗器５
４ｂの両端に接続し、受光トランジスタ６６ｂのコレク
タを抵抗器６８ａに接続し、受光トランジスタ６６ｂの
コレクタを抵抗器６８ａに接続してもよい。
【００５４】また、図１及び図２の電源装置では、基準
信号の値を変更したが、これに代えて、出力電流検出器
５０ａ、５０ｂからの出力電流検出信号をそれぞれ増幅
器を介して誤差増幅器５２ａ、５２ｂに供給するように
構成し、発光トランジスタ６２ａまたは６２ｂが発光し
たとき、その光信号に基づいて増幅器の増幅度を上昇さ
せるように構成してもよい。また、出力電流検出器５０
ａ、５０ｂを個別に高周波−直流変換器の出力に設けた
が、場合によっては各インバータ８ａ、８ｂやコンバー
タ８１ａ、８１ｂの電流をこれらをそれぞれ流れる電流
に基づいて制御してもよい。また、出力電流を検出する
のに代えて、出力電圧を検出してもよい。
信号の値を変更したが、これに代えて、出力電流検出器
５０ａ、５０ｂからの出力電流検出信号をそれぞれ増幅
器を介して誤差増幅器５２ａ、５２ｂに供給するように
構成し、発光トランジスタ６２ａまたは６２ｂが発光し
たとき、その光信号に基づいて増幅器の増幅度を上昇さ
せるように構成してもよい。また、出力電流検出器５０
ａ、５０ｂを個別に高周波−直流変換器の出力に設けた
が、場合によっては各インバータ８ａ、８ｂやコンバー
タ８１ａ、８１ｂの電流をこれらをそれぞれ流れる電流
に基づいて制御してもよい。また、出力電流を検出する
のに代えて、出力電圧を検出してもよい。
【００５５】また、発光ダイオードと受光トランジスタ
とからなるホトカプラーを用いたが、これらに代えてソ
リッドステートリレーを使用することもできる。また、
電圧検出回路６２ａ、６２ｂは、ツエナーダイオード６
０ａ、６０ｂを用いたので、抵抗器６８ａ、７０ａによ
って構成された減衰器、抵抗器６８ｂ、７０ｂによって
構成された減衰器の減衰量を２段階に変更させている
が、接続点Ａ、Ｂ間の電圧を電圧検出器によって検出
し、その値に応じて無段階に減衰量を変化させることも
できるし、２段階以上の段階に減衰量を変化させること
もできる。
とからなるホトカプラーを用いたが、これらに代えてソ
リッドステートリレーを使用することもできる。また、
電圧検出回路６２ａ、６２ｂは、ツエナーダイオード６
０ａ、６０ｂを用いたので、抵抗器６８ａ、７０ａによ
って構成された減衰器、抵抗器６８ｂ、７０ｂによって
構成された減衰器の減衰量を２段階に変更させている
が、接続点Ａ、Ｂ間の電圧を電圧検出器によって検出
し、その値に応じて無段階に減衰量を変化させることも
できるし、２段階以上の段階に減衰量を変化させること
もできる。
【００５６】
【発明の効果】以上のように、本発明による電源装置に
よれば、平滑用コンデンサの接続点と分圧用抵抗器の接
続点との間の電圧を検出し、これに応じて基準信号また
は検出信号を変更しているので、速く各コンデンサの電
圧に応じた値に直流−高周波変換器の電圧を変更した
り、各コンデンサの電圧をバランスさせたりすることが
でき、しかも基準信号又は検出信号を変更する構成であ
るので、電源装置全体が大型になることもない。
よれば、平滑用コンデンサの接続点と分圧用抵抗器の接
続点との間の電圧を検出し、これに応じて基準信号また
は検出信号を変更しているので、速く各コンデンサの電
圧に応じた値に直流−高周波変換器の電圧を変更した
り、各コンデンサの電圧をバランスさせたりすることが
でき、しかも基準信号又は検出信号を変更する構成であ
るので、電源装置全体が大型になることもない。
【図１】本発明の第１の実施の形態の電源装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の電源装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】従来の電源装置のブロック図である。
４ 入力側整流器 ６ａ ６ｂ 平滑用コンデンサ ８ａ ８ｂ インバータ（直流−高周波変換器） ２２ａ ２２ｂ 変圧器（直流−高周波変換器） ２４ａ ２４ｂ 整流用ダイオード（高周波−直流変換
器） ３８ａ ３８ｂ 制御部（制御手段） ５４ 分圧回路 ６２ａ ６２ｂ 電圧検出回路 ６８ａ ６８ｂ ７０ａ ７０ｂ 抵抗器（補正手段）
器） ３８ａ ３８ｂ 制御部（制御手段） ５４ 分圧回路 ６２ａ ６２ｂ 電圧検出回路 ６８ａ ６８ｂ ７０ａ ７０ｂ 抵抗器（補正手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−133978（ＪＰ，Ａ) 特開2000−15443（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−104247（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/073 H02M 7/08 H02M 7/48 H02M 9/00
Claims (6)
- 【請求項１】 交流信号を整流して２つの出力端子間に
整流信号を出力する入力側整流器と、 この入力側整流器の２つの正負出力端子間に直列に接続
された１対の平滑用コンデンサと、 半導体スイッチング素子を有し、上記１対の平滑用コン
デンサのうち対応するものから供給された直流信号を高
周波信号に変換する１対の直流−高周波変換器と、 これら１対の直流−高周波変換器から供給された高周波
信号を直流信号に変換して、アーク加工装置に供給する
高周波−直流変換器と、 前記アーク加工装置に前記高周波−直流変換器から供給
される直流信号の値を検出信号を生成する信号検出手段
と、 前記１対の直流−高周波変換器それぞれに対応させて設
けられ、入力された前記検出信号が入力された基準信号
に等しくなるように、対応する高周波−直流変換器の半
導体スイッチング素子の導通期間を制御する１対の制御
手段と、 前記１対のコンデンサに並列に接続されており、１対の
分圧抵抗器が直列に接続された分圧回路と、 前記１対のコンデンサの相互接続点と、前記１対の分圧
抵抗器の相互接続点との間に接続され、前記両相互接続
点間の電圧を検出し、電圧検出信号を生成する電圧検出
手段と、 前記基準信号及び検出信号の一方が供給され、前記電圧
検出信号の供給に応じて、この電圧検出信号がほぼ零と
なるように、一方の制御手段に供給される前記基準信号
及び検出信号の一方の値を、他方の制御手段に供給され
る前記基準信号及び検出信号の一方の値と異なる値に、
補正する補正手段とを、具備するアーク加工装置用電源
装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のアーク加工装置用電源装
置において、前記１対の直流−高周波変換器の入力側
は、対応する分圧抵抗器の両端間にそれぞれ接続され、
前記補正手段は、両端間の電圧が他のコンデンサの両端
間電圧よりも高いコンデンサに前記分圧抵抗器を介在さ
せて接続されている直流−高周波変換器の出力電流を減
少させるように、前記基準信号及び検出信号の一方の値
を補正するアーク加工装置用電源装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のアーク加工装置用電源装
置において、 前記電圧検出手段は、分圧抵抗器側の相互接続点の電圧
が、コンデンサの相互接続点の電圧よりも高いときに、
非接触型の第１の制御信号を生成し、かつ分圧抵抗器側
の相互接続点の電圧が、コンデンサの相互接続点の電圧
よりも低いときに、非接触型の第２の制御信号を生成
し、 前記補正手段は、第１の制御信号が生成されたとき、前
記入力側整流器の正の出力端子側にあるコンデンサに接
続されている直流−高周波変換器の制御手段に供給され
る前記基準信号を減少させるか、前記検出信号を増加さ
せ、第２の制御信号が生成されたとき、前記入力側整流
器の負の出力端子側にあるコンデンサに接続されている
直流−高周波変換器の制御手段に供給される前記基準信
号を減少させるか、前記検出信号を増加させるアーク加
工装置用電源装置。 - 【請求項４】 請求項１記載のアーク加工装置用電源装
置において、前記１対の直流−高周波変換器の入力側
は、前記１対のコンデンサのうち対応するものの両端間
にそれぞれ接続され、前記補正手段は、両端間電圧が他
のコンデンサの両端間電圧よりも高いコンデンサに接続
されている直流−高周波変換器に供給される直流信号を
他方の直流−高周波変換器に供給される直流信号よりも
増加させるように、前記基準信号及び前記検出信号の一
方の値を補正するアーク加工装置用電源装置。 - 【請求項５】 請求項４記載のアーク加工装置用電源装
置において、 前記電圧検出手段は、分圧抵抗器側の相互接続点の電圧
が、コンデンサの相互接続点の電圧よりも高いときに、
非接触型の第１の制御信号を生成し、かつ分圧抵抗器側
の相互接続点の電圧が、コンデンサの相互接続点の電圧
よりも低いときに、非接触型の第２の制御信号を生成
し、 前記補正手段は、前記入力側整流器の負の出力端子側に
あるコンデンサに接続されている直流−高周波変換器の
制御手段に供給される前記基準信号を減少させるか、前
記検出信号を増加させ、第２の制御信号が生成されたと
き、前記入力側整流器の正の出力端子側にあるコンデン
サに接続されている直流−高周波変換器の制御手段に供
給される前記基準信号を減少させるか、前記検出信号を
増加させるアーク加工装置用電源装置。 - 【請求項６】 請求項１乃至５記載のアーク加工装置用
電源装置のいずれかにおいて、 前記検出手段は、各直流−高周波変換器それぞれを流れ
る高周波信号を検出するものであるアーク加工装置用電
源装置。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP10261299A JP3357627B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | アーク加工装置用電源装置 |
| US09/545,422 US6181576B1 (en) | 1999-04-09 | 2000-04-07 | Power supply apparatus for arc-utilizing apparatuses |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10261299A JP3357627B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | アーク加工装置用電源装置 |
Publications (2)
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|---|---|
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Family
ID=14332077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10261299A Expired - Fee Related JP3357627B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | アーク加工装置用電源装置 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3357627B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| DE20018560U1 (de) * | 2000-10-30 | 2002-03-21 | Cameron Gmbh | Steuer- und Versorgungssystem |
| DE20115473U1 (de) | 2001-09-19 | 2003-02-20 | Biester Klaus | Universelles Energieversorgungssystem |
| DE20115474U1 (de) * | 2001-09-19 | 2003-02-20 | Biester Klaus | Gleichspannungs-Wandlervorrichtung |
| EP1160964A3 (en) * | 2000-06-01 | 2004-05-06 | Sony Corporation | Power supplying apparatus and methods |
| GB2377823B (en) * | 2001-06-15 | 2005-11-23 | Marconi Applied Technologies | Transformer/rectifier arrangement |
| JP4773002B2 (ja) * | 2001-08-17 | 2011-09-14 | 株式会社三社電機製作所 | メッキ用電源装置 |
| DE20115475U1 (de) * | 2001-09-19 | 2003-02-20 | Biester Klaus | Gleichspannungs-Wandlervorrichtung |
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| JP2006116556A (ja) * | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | アーク応用機器の電源装置 |
| US8304685B2 (en) * | 2005-04-14 | 2012-11-06 | Illinois Tool Works Inc. | System and method for converting welding power to plasma-cutting power |
| KR100734421B1 (ko) * | 2005-07-27 | 2007-07-03 | 삼성전자주식회사 | 전원공급장치 및 이를 사용하는 전자장치 |
| US7457139B2 (en) * | 2006-03-20 | 2008-11-25 | Sansha Electric Manufacturing Company, Limited | Power supply apparatus for arc-utilizing apparatuses |
| JP4965238B2 (ja) * | 2006-12-25 | 2012-07-04 | 株式会社ダイヘン | アーク加工用電源装置 |
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