JP4357667B2

JP4357667B2 - Arc welder main circuit and arc welder

Info

Publication number: JP4357667B2
Application number: JP26681899A
Authority: JP
Inventors: 静波王; 明彦北島
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2019-09-21
Also published as: JP2001087857A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ほぼ倍数関係にある二つの入力電圧を使用するアーク溶接機の主回路およびアーク溶接機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ほぼ倍数関係にある二つの入力電圧を使用できるアーク溶接機においては、入力電圧に応じて主回路構成を切り換えることによって対応してきた。主回路構成には、従来、二つの方法が使用されてきた。一つは、図４に示すように、低い方の入力電圧では主回路をフルブリッジ構成（図４（ａ））に、高い方の入力電圧では主回路をハーフブリッジ構成（図４（ｂ））に切り換える方法である。もう一つは、主回路構成をフルブリッジ構成にしたまま、図５（ａ），（ｂ）に示すように、入力電圧に応じてメイントランスの一次側の結線を切り換える方法である。
【０００３】
まず、図４に示す方法について考える。図４（ａ）は低い方の電圧が入力された時のフルブリッジ構成であり、図４（ｂ）は高い方の電圧が入力された時のハーフブリッジ構成である。図４において、１は三相入力部、２は三相入力を直流に整流する整流部、３は平滑コンデンサ３ａ，３ｂからなり整流部２に接続して整流電圧を平滑する平滑部、４ａ，４ｂはそれぞれ二つの半導体素子（半導体素子４ａ１と半導体素子４ａ２，半導体素子４ｂ１と半導体素子４ｂ２）を持つ半導体パッケージである。５は平滑部３の電圧を溶接に適する電圧に変換するメイントランスである。ただし、ここではメイントランス５の一次側巻線のみ図示している。メイントランス５の二次側巻線（図示せず）から溶接アークが必要とする電力が取り出される。図４（ａ）において、平滑部３の平滑コンデンサ３ａと平滑コンデンサ３ｂは直列接続となっているが、並列接続でもよい。なお、図４（ｂ）では、半導体パッケージ４ｂは主回路構成に寄与しないため図示していない。なお、半導体素子４ａ１，４ａ２，４ｂ１，４ｂ２には、全て同等の半導体素子を使用し、例えばＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどのパワー素子のいずれでも良い。
【０００４】
図４に示す構成方法では、低い方の電圧が入力された時に図４（ａ）の回路を構成し、半導体パッケージ４ａと半導体パッケージ４ｂとがフルブリッジ構成となってメイントランス５に電力を供給する。この場合、図２（ｂ）のタイミングチャートで示されるように、半導体素子４ａ１と半導体素子４ｂ２とが同時に導通・非導通、半導体素子４ａ２と半導体素子４ｂ１とが同時に導通・非導通となり、半導体素子４ａ１，４ｂ２と半導体素子４ａ２，４ｂ１とが交互に導通するように制御される。
【０００５】
また、高い方の電圧が入力された時に図４（ｂ）の回路を構成し、半導体パッケージ４ａと平滑部３とがハーフブリッジを構成してメイントランス５に電力を供給する。この場合、半導体素子４ａ１と半導体素子４ａ２とが交互に導通するように制御される。
【０００６】
この構成方法で半導体パッケージの熱損失を考えると、高い方の電圧が入力された時の図４（ｂ）の半導体素子の定常電流と低い方の電圧が入力された時の図４（ａ）の半導体素子の定常電流とがほぼ等しいので、両者の定常損失はほぼ等しい。しかし、図４（ｂ）の場合のスイッチング損失は、その入力電圧が図４（ａ）の場合より高いため、図４（ａ）の場合のスイッチング損失より高くなる。したがって、全体の半導体素子の発熱を考えると、図４（ｂ）の場合の方が図４（ａ）の場合より多くなるため、半導体パッケージ４ａの温度上昇が問題となる恐れがある。
【０００７】
次に、図５に示す方法について考える。この方法では、図４（ａ）のメイントランス５に代えて、入力電圧に応じて、図５（ａ）のメイントランス６あるいは図５（ｂ）のメイントランス７の構成とし、その他の主回路構成については、図４（ａ）のフルブリッジと同じなのでその説明を省略する。なお、図５でも、メイントランス６あるいはメイントランス７の一次側の結線のみを示し、二次側巻線を省略している。
【０００８】
図５（ａ）は低い方の電圧が入力された時であり、メイントランス６の一次側の二つの巻線６ａと巻線６ｂを並列に接続する。一方、図５（ｂ）は高い方の電圧が入力された時であり、メイントランス７の一次側の二つの巻線７ａと巻線７ｂを直列に接続する。図５（ａ）と図５（ｂ）とのいずれの場合においてもメイントランス６あるいはメイントランス７の二次側から同等の出力を得ることができる。ただし、図示の通り、メイントランス６あるいはメイントランス７の一次側の巻線を二つにする必要がある。通常、一次側の巻線を二重に巻く方法と一次側の巻線を二つのコアに巻く方法がある。前者では一次側の巻線の線間の絶縁が問題になる恐れがある。また、いずれの場合も、メイントランスが大きくなることが免れない。したがって、特にトランスの小型化が要求された場合は、図４に示す主回路構成が向いている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す従来の主回路ではハーフブリッジ構成時に半導体パッケージの温度上昇が問題となる恐れがあった。
【００１０】
本発明は、ほぼ倍数関係にある二つの入力電圧を必要に応じて切り換えるアーク溶接機において、トランスの大型化を防止し、かつ半導体パッケージの温度上昇を低減できるアーク溶接機の主回路およびそれを応用したアーク溶接機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のアーク溶接機の主回路は、入力電圧として第１の電圧と前記第１の電圧のほぼ２倍の第２の電圧とが入力されるアーク溶接機の主回路であって、前記入力電圧を直流に整流する整流部と、第１および第２の平滑コンデンサからなる平滑部と、それぞれ二つの半導体素子を有して前記整流部により整流された直流をオンオフする第１および第２の半導体パッケージと、前記第１および第２の半導体パッケージを介して前記平滑部に接続された一次側巻線を有するとともに溶接アークが必要とする電力が取り出される二次側巻線を有するトランスと、前記第１の電圧または前記第２の電圧に応じて前記平滑部、前記第１および第２の半導体パッケージならびに前記トランスの相互間の接続を切り換える切換手段とを備え、前記切換手段は、前記第１の電圧の場合に、前記トランスに対する前記整流部の出力側の構成を前記平滑部と前記第１および第２の半導体パッケージの全ての半導体素子とを使用するフルブリッジ構成とする接続に切り換え、前記第２の電圧の場合に、前記トランスに対する前記整流部の出力側の構成を前記平滑部と前記第１および第２の半導体パッケージのそれぞれ一つの半導体素子とを使用するハーフブリッジ構成とする接続に切り換え、前記第１の半導体パッケージは直列接続された第１の半導体素子と第２の半導体素子を有し、前記第２の半導体パッケージは直列接続された第３の半導体素子と第４の半導体素子を有する。なお、第１および第２の半導体パッケージ内の半導体素子としては、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどのパワー素子のいずれでも良い。
【００１２】
この主回路によれば、第２の電圧を入力電圧としてハーフブリッジ構成を含む主回路を構成する際、第１および第２の二つの半導体パッケージからそれぞれ一つの半導体素子を使用することで、半導体素子の発熱が二つの半導体パッケージに分散されるため、一つの半導体パッケージにおける発熱量が約二分の一になり、半導体パッケージにおける温度上昇を低減することができる。また、トランスの大型化も防止できる。
【００１３】
請求項２記載のアーク溶接機の主回路は、請求項１記載のアーク溶接機の主回路において、入力電圧として第２の電圧を入力する際のハーフブリッジ構成に使用する二つの半導体素子に、入力電圧として第１の電圧を入力する際のフルブリッジ構成に使用されるときに導通・非導通のタイミングが異なる関係にある半導体素子を用いることを特徴とする。
【００１４】
この主回路により、第２の電圧を入力電圧としてハーフブリッジ構成を含む主回路を構成する際に使用される二つの半導体素子を、第１の電圧を入力電圧としてフルブリッジ構成を含む主回路を構成する際と同じように動作させればよいため、半導体素子の制御が簡単になる。
【００１５】
請求項３記載のアーク溶接機の主回路は、請求項１または請求項２記載のアーク溶接機の主回路において、第２の電圧が第１の電圧の１．８〜２．２倍である。このような範囲にあることが好ましい。
【００１６】
請求項４記載のアーク溶接機は、第１の電圧と前記第１の電圧のほぼ２倍の第２の電圧とを入力電圧とし前記入力電圧を直流に整流する整流部と、第１および第２の平滑コンデンサと、周期的に導通・非導通の状態に制御される第１および第２の半導体素子を有した第１の半導体パッケージと、周期的に導通・非導通の状態に制御される第３および第４の半導体素子を有した第２の半導体パッケージと、一次側巻線および二次側巻線を有し前記二次側巻線から溶接アークが必要とする電力が取り出されるトランスと、前記整流部と前記第１および第２の平滑コンデンサと前記第１，第２，第３および第４の半導体素子と前記トランスとの接続を切り換える切換手段と、前記第１，第２，第３および第４の半導体素子を駆動する半導体駆動回路とを備え、前記入力電圧として前記第１の電圧を入力する際に、前記切換手段は、前記整流部の出力の一端と他端との間に前記第１および第２の平滑コンデンサを直列または並列接続した平滑部を接続し、前記平滑部の一端に前記第１の半導体素子が接続され前記平滑部の他端に前記第２の半導体素子が接続されるように前記平滑部の両端間に前記第１の半導体パッケージを構成する前記第１および第２の半導体素子を直列接続し、前記平滑部の一端に前記第３の半導体素子が接続され前記平滑部の他端に前記第４の半導体素子が接続されるように前記平滑部の両端間に前記第２の半導体パッケージを構成する前記第３および第４の半導体素子を直列接続し、前記第１と第２の半導体素子の接続点と前記第３と第４の半導体素子の接続点との間に前記トランスの一次側巻線を接続し、前記半導体駆動回路は、前記第１の半導体パッケージを構成する前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子との導通・非導通のタイミングが異なり、前記第２の半導体パッケージを構成する前記第３の半導体素子と前記第４の半導体素子との導通・非導通のタイミングが異なり、前記第１の半導体パッケージを構成する前記第１の半導体素子と前記第２の半導体パッケージを構成する前記第４の半導体素子との導通・非導通のタイミングが同じになり、前記第１の半導体パッケージを構成する前記第２の半導体素子と前記第２の半導体パッケージを構成する前記第３の半導体素子との導通・非導通のタイミングが同じになるように制御し、前記入力電圧として前記第２の電圧を入力する際に、前記切換手段は、前記整流部の出力の一端と他端との間に前記第１および第２の平滑コンデンサを直列接続し、前記トランスの一次側巻線を介して前記第１の平滑コンデンサの両端間に直列接続され前記第１の半導体パッケージを構成する前記第１および第２のうち一方の半導体素子を接続し、前記トランスの一次側巻線を介して前記第２の平滑コンデンサの両端間に直列接続され前記第２の半導体パッケージを構成する前記第３および第４のうち一方の半導体素子を接続し、前記半導体駆動回路は、前記第１の平滑コンデンサの両端間に接続した半導体素子と前記第２の平滑コンデンサの両端間に接続した半導体素子との導通・非導通のタイミングが異なるように制御することを特徴とする。なお、第１〜第４の半導体素子としては、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどのパワー素子のいずれでも良い。
【００１７】
この構成によれば、第２の電圧を入力電圧としてハーフブリッジ構成を含む主回路を構成する際、第１および第２の二つの半導体パッケージからそれぞれ一つの半導体素子を使用することで、半導体素子の発熱が二つの半導体パッケージに分散されるため、一つの半導体パッケージにおける発熱量が約二分の一になり、半導体パッケージにおける温度上昇を低減することができる。また、トランスの大型化も防止できる。
【００１８】
請求項５記載のアーク溶接機は、請求項４記載のアーク溶接機において、入力電圧として第２の電圧を入力する際に、トランスの一次側巻線を介して第１の平滑コンデンサの両端間に接続する半導体素子と、トランスの一次側巻線を介して第２の平滑コンデンサの両端間に接続する半導体素子とは、入力電圧として第１の電圧を入力する際に導通・非導通のタイミングが異なる関係にある半導体素子を用いることを特徴とする。
【００１９】
この構成により、第２の電圧を入力電圧としてハーフブリッジ構成を含む主回路を構成する際に使用される２つの半導体素子を、第１の電圧を入力電圧としてフルブリッジ構成を含む主回路を構成する際と同じように動作させればよいため、半導体素子を制御する半導体駆動回路の構成が簡単になる。
【００２０】
請求項６記載のアーク溶接機は、請求項４または請求項５記載のアーク溶接機において、第２の電圧が第１の電圧の１．８〜２．２倍である。このような範囲にあることが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態におけるアーク溶接機の主回路を示すブロック図である。低い方の電圧が入力されてフルブリッジを構成する場合は図４（ａ）に示す従来の構成例と同様になるので、その図面を省略する。図１は、高い方の電圧が入力されてハーフブリッジを構成する場合のブロック図である。なお、図１において、従来の構成例と同一機能のものには同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
本実施の形態では、高い方の電圧が入力された時に、半導体パッケージ４ａと半導体パッケージ４ｂからそれぞれ一つの半導体素子（図１では、半導体素子４ａ１と４ｂ１）を使用し、平滑部３とハーフブリッジを構成してメイントランス５に電力を供給する。なお、図１では半導体素子４ａ１と４ｂ１を使用してハーフブリッジを構成しているが、半導体素子４ａ２と４ｂ２を使用してハーフブリッジを構成してもよい。
【００２４】
次に、本実施の形態におけるフルブリッジ構成とハーフブリッジ構成の場合の動作を図２を参照しながら説明する。図２（ａ）は本発明の実施の形態における半導体素子の駆動方法を説明するためのブロック図であり、８は半導体素子４ａ１，４ａ２，４ｂ１，４ｂ２の制御端子へ駆動信号を出力する半導体駆動回路である。図２（ｂ）は半導体駆動回路８が出力する駆動信号のタイミングチャートであり、▲１▼は半導体素子４ａ１，４ｂ２へ入力される駆動信号、▲２▼は半導体素子４ａ２，４ｂ１へ入力される駆動信号であり、図中のｏｎ，ｏｆｆは駆動信号がそのレベルのときに半導体素子がｏｎ（導通），ｏｆｆ（非導通）することを示す。
【００２５】
半導体駆動回路８が、半導体素子４ａ１，４ｂ２に▲１▼の駆動信号を入力し、半導体素子４ａ２，４ｂ１へ▲２▼の駆動信号を入力することで、半導体素子４ａ１と半導体素子４ｂ２とが同時に導通・非導通、半導体素子４ａ２と半導体素子４ｂ１とが同時に導通・非導通となり、半導体素子４ａ１，４ｂ２と半導体素子４ａ２，４ｂ１とが交互に導通する。
【００２６】
図４（ａ）に示されるように、低い方の電圧が入力される時のフルブリッジ構成では、二つの半導体パッケージ４ａと４ｂにある四つの半導体素子４ａ１，半導体素子４ａ２，半導体素子４ｂ１および半導体素子４ｂ２が全部使用されるので、図２（ｂ）に示す動作タイミングチャートの通り動作する。
【００２７】
一方、ハーフブリッジ構成では、二つの半導体パッケージ４ａと半導体パッケージ４ｂからそれぞれ一つの半導体素子を使用し、図２（ｂ）に示す動作タイミングチャートの通り動作させるためには、図１のように半導体素子４ａ１と半導体素子４ｂ１とを使用するか、あるいは半導体素子４ａ２と半導体素子４ｂ２とを使用しなければならない。なお、この場合に使用される半導体素子４ａ１と半導体素子４ｂ１、あるいは半導体素子４ａ２と半導体素子４ｂ２は、フルブリッジ構成時には同時に導通していない。このように構成することで、ハーフブリッジ構成およびフルブリッジ構成のいずれにおいても、同一の半導体駆動信号を使用することができるので、半導体駆動回路８の構成が簡単となる。
【００２８】
以上のように本実施の形態によれば、ハーフブリッジ構成時に二つの半導体パッケージ４ａと半導体パッケージ４ｂからそれぞれ一つの半導体素子を使用することで、図４（ｂ）に示す従来の主回路構成と比較して、半導体素子の発熱が二つの半導体パッケージ４ａと４ｂに分散されるため、一つの半導体パッケージにおける発熱量が約二分の一になり、半導体パッケージにおける温度上昇を低減することができる。また、メイントランス５を図５のように一次側の巻線を二つにする必要がないため、メイントランス５の大型化も防止できる。
【００２９】
さらに、本実施の形態では、ハーフブリッジ構成において、フルブリッジ構成時に同時に導通しない半導体素子４ａ１と半導体素子４ｂ１、あるいは半導体素子４ａ２と半導体素子４ｂ２を使用することで、前述のように半導体駆動回路８の構成が簡単となる。なお、ハーフブリッジ構成において、半導体素子４ａ１と半導体素子４ｂ２、あるいは半導体素子４ａ２と半導体素子４ｂ１を使用して半導体パッケージにおける温度上昇を低減することもできるが、この場合、使用する二つの半導体素子を交互に導通させるために、フルブリッジ構成時と異なる駆動信号を用いなければならなくなる。
【００３０】
図３に本発明の実施の形態におけるアーク溶接機を示すブロック図である。図３において、１０は切換手段であり、その他図１と対応する部分には同一符号を付している。なお、図３では、半導体駆動回路８は図示されていないが、図２に示されたように半導体駆動回路８はフルブリッジ構成およびハーフブリッジ構成のいずれの場合も半導体素子４ａ１，４ａ２，４ｂ１，４ｂ２の制御端子に接続されたままである。したがって、ハーフブリッジ構成の場合に、半導体駆動回路８は、ハーフブリッジ構成に使用される二つの半導体素子に対してフルブリッジ構成時と同一の駆動信号を供給するが、ハーフブリッジ構成に使用されない二つの半導体素子に対しても駆動信号を供給している。
【００３１】
前述したアーク溶接機の主回路を実現するために、本実施の形態のアーク溶接機は、切換手段１０を設け、この切換手段１０により、整流部２と、平滑コンデンサ３ａおよび平滑コンデンサ３ｂと、半導体素子４ａ１，半導体素子４ａ２，半導体素子４ｂ１および半導体素子４ｂ２と、メイントランス５とを、フルブリッジ構成の場合には例えば図４（ａ）と等価な回路となるように接続し、ハーフブリッジ構成の場合は例えば図１と等価な回路となるように接続するというように、接続を切り換えるようにしている。切換手段１０の動作は以下の通りである。
【００３２】
すなわち、ほぼ倍数関係にある二つの入力電圧の低い方の電圧が入力された時に、切換手段１０は整流部２の出力を受け、その出力を平滑部３に入力し、さらに平滑部３の出力を、半導体パッケージ４ａ，４ｂにある四つの半導体素子４ａ１，半導体素子４ａ２，半導体素子４ｂ１および半導体素子４ｂ２からなるフルブリッジに入力する。さらに、フルブリッジの出力をメイントランス５に入力して溶接に供する。この場合、前述したように平滑部３にある二つの平滑コンデンサ３ａと平滑コンデンサ３ｂは図４（ａ）のように直列接続でもよいが、並列接続でもよい。
【００３３】
一方、高い方の電圧が入力された時に、切換手段１０は整流部２の出力を受け、その出力を平滑部３と半導体パッケージ４ａ，４ｂにあるそれぞれ一つの半導体素子からなるハーフブリッジに入力する。さらに、ハーフブリッジの出力をメイントランス５に入力して溶接に供する。この場合、ハーフブリッジ構成に使用する半導体素子として、フルブリッジ構成時に同時に導通しない半導体素子４ａ１と半導体素子４ｂ１、あるいは半導体素子４ａ２と半導体素子４ｂ２を使用することにより、前述のように半導体駆動回路８（図２）の構成が簡単になる。
【００３４】
以上のように構成するアーク溶接機では、一次側の巻線を二つにする必要がなくメイントランス５の大型化を防止できるとともに、高い方の電圧が入力された時のハーフブリッジ構成における半導体パッケージの温度上昇を低減できる。
【００３５】
なお、上記の実施の形態において、三相入力部１に入力される高い方の電圧（第２の電圧）が、低い方の電圧（第１の電圧）の１．８〜２．２倍の範囲であれば、前述の効果を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１の電圧と第１の電圧のほぼ２倍の第２の電圧との二つの入力電圧を必要に応じて切り換えるアーク溶接機において、第２の電圧を入力電圧としてハーフブリッジ構成を含む主回路を構成する際、第１および第２の二つの半導体パッケージからそれぞれ一つの半導体素子を使用することで、半導体素子の発熱が二つの半導体パッケージに分散されるため、一つの半導体パッケージにおける発熱量が約二分の一になり、半導体パッケージにおける温度上昇を低減することができる。また、トランスの大型化も防止できる。
【００３７】
さらに、第２の電圧を入力電圧としてハーフブリッジ構成を含む主回路を構成する際に使用される二つの半導体素子に、入力電圧として第１の電圧を入力する際に導通・非導通のタイミングが異なる関係にある半導体素子を用いることにより、その２つの半導体素子を第１の電圧を入力電圧としてフルブリッジ構成を含む主回路を構成する際と同じように動作させればよいため、半導体素子を制御する半導体駆動回路の構成が簡単になる。
【００３８】
また、第２の電圧が第１の電圧の１．８〜２．２倍の範囲であれば、前述の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるアーク溶接機の主回路を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態における半導体素子の駆動方法を説明するためのブロック図および駆動信号波形図。
【図３】本発明の実施の形態におけるアーク溶接機を示すブロック図。
【図４】従来のアーク溶接機の主回路を示すブロック図。
【図５】他の従来のアーク溶接機の主回路を説明するための図。
【符号の説明】
１三相入力部
２整流部
３平滑部
３ａ平滑コンデンサ
３ｂ平滑コンデンサ
４ａ半導体パッケージ
４ｂ半導体パッケージ
４ａ１半導体素子
４ａ２半導体素子
４ｂ１半導体素子
４ｂ２半導体素子
５メイントランス
８半導体駆動回路
１０切換手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an arc welder main circuit and an arc welder that use two input voltages that are substantially in a multiple relationship.
[0002]
[Prior art]
In an arc welding machine that can use two input voltages that are substantially in a multiple relationship, the main circuit configuration has been switched according to the input voltage. Conventionally, two methods have been used for the main circuit configuration. First, as shown in FIG. 4, the main circuit has a full-bridge configuration (FIG. 4A) at a lower input voltage, and the main circuit has a half-bridge configuration at a higher input voltage (FIG. 4B). ). The other is a method of switching the connection on the primary side of the main transformer in accordance with the input voltage as shown in FIGS. 5A and 5B while maintaining the main circuit configuration in a full bridge configuration.
[0003]
First, consider the method shown in FIG. FIG. 4A shows a full bridge configuration when a lower voltage is input, and FIG. 4B shows a half bridge configuration when a higher voltage is input. In FIG. 4, 1 is a three-phase input unit, 2 is a rectifying unit that rectifies the three-phase input into direct current, 3 is a smoothing unit that comprises smoothing capacitors 3a and 3b, and is connected to the rectifying unit 2 to smooth the rectified voltage. Reference numeral 4b denotes a semiconductor package having two semiconductor elements (semiconductor element 4a1 and semiconductor element 4a2, semiconductor element 4b1 and semiconductor element 4b2). A main transformer 5 converts the voltage of the smoothing section 3 into a voltage suitable for welding. However, only the primary winding of the main transformer 5 is shown here. Electric power required by the welding arc is taken out from a secondary winding (not shown) of the main transformer 5. In FIG. 4A, the smoothing capacitor 3a and the smoothing capacitor 3b of the smoothing unit 3 are connected in series, but may be connected in parallel. In FIG. 4B, the semiconductor package 4b is not shown because it does not contribute to the main circuit configuration. The semiconductor elements 4a1, 4a2, 4b1, and 4b2 are all equivalent semiconductor elements, and may be any power element such as an IGBT or a MOSFET.
[0004]
In the configuration method shown in FIG. 4, when the lower voltage is input, the circuit of FIG. 4A is configured, and the semiconductor package 4a and the semiconductor package 4b have a full bridge configuration to supply power to the main transformer 5. To do. In this case, as shown in the timing chart of FIG. 2B, the semiconductor element 4a1 and the semiconductor element 4b2 are turned on / off at the same time, and the semiconductor element 4a2 and the semiconductor element 4b1 are turned on / off at the same time. 4a1 and 4b2 and semiconductor elements 4a2 and 4b1 are controlled so as to be alternately conducted.
[0005]
When the higher voltage is input, the circuit of FIG. 4B is configured, and the semiconductor package 4a and the smoothing unit 3 form a half bridge to supply power to the main transformer 5. In this case, the semiconductor element 4a1 and the semiconductor element 4a2 are controlled so as to be alternately conducted.
[0006]
Considering the heat loss of the semiconductor package with this configuration method, when the higher voltage is input, the steady current of the semiconductor element of FIG. 4B and the lower voltage of FIG. 4A are input. Since the steady-state currents of the semiconductor elements are almost equal, the steady-state losses of both are almost equal. However, the switching loss in the case of FIG. 4B is higher than the switching loss in the case of FIG. 4A because the input voltage is higher than that in the case of FIG. Therefore, when considering the heat generation of the entire semiconductor element, the temperature in the case of FIG. 4B is larger than that in the case of FIG.
[0007]
Next, consider the method shown in FIG. In this method, instead of the main transformer 5 in FIG. 4 (a), the main transformer 6 in FIG. 5 (a) or the main transformer 7 in FIG. 5 (b) is configured according to the input voltage, and other main circuits. The configuration is the same as that of the full bridge shown in FIG. In FIG. 5, only the primary side connection of the main transformer 6 or the main transformer 7 is shown, and the secondary side winding is omitted.
[0008]
FIG. 5A shows the case where the lower voltage is input, and the two primary windings 6a and 6b of the main transformer 6 are connected in parallel. On the other hand, FIG. 5B shows the time when the higher voltage is inputted, and the two primary windings 7a and 7b of the main transformer 7 are connected in series. 5A and 5B, an equivalent output can be obtained from the secondary side of the main transformer 6 or the main transformer 7. However, as shown in the drawing, it is necessary to use two primary windings of the main transformer 6 or the main transformer 7. In general, there are a method of winding the primary winding twice and a method of winding the primary winding around two cores. In the former case, the insulation between the wires of the primary winding may become a problem. In either case, it is inevitable that the main transformer becomes large. Therefore, particularly when the transformer is required to be downsized, the main circuit configuration shown in FIG. 4 is suitable.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional main circuit shown in FIG. 4, the temperature rise of the semiconductor package may become a problem in the half-bridge configuration.
[0010]
The present invention relates to an arc welder that switches two input voltages that are substantially in a multiple relationship as necessary, and prevents the transformer from becoming large and can reduce the temperature rise of the semiconductor package and the main circuit of the arc welder. The object is to provide an applied arc welder.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The main circuit of the arc welder according to claim 1, wherein the main circuit of the arc welder receives a first voltage and a second voltage that is approximately twice the first voltage as input voltages, A rectifying unit that rectifies the input voltage into direct current, a smoothing unit that includes first and second smoothing capacitors, and first and second that have two semiconductor elements and turn on and off the direct current rectified by the rectifying unit. And a transformer having a primary side winding connected to the smoothing portion via the first and second semiconductor packages and a secondary side winding from which power required by the welding arc is extracted. And switching means for switching connection between the smoothing unit, the first and second semiconductor packages, and the transformer according to the first voltage or the second voltage, The stage has a full-bridge configuration that uses the smoothing unit and all the semiconductor elements of the first and second semiconductor packages as the output side configuration of the rectifying unit with respect to the transformer in the case of the first voltage. In the case of the second voltage, the configuration on the output side of the rectifying unit with respect to the transformer is a half that uses the smoothing unit and one semiconductor element of each of the first and second semiconductor packages. Switching to a connection having a bridge configuration , the first semiconductor package has a first semiconductor element and a second semiconductor element connected in series, and the second semiconductor package is a third semiconductor element connected in series If it has a fourth semiconductor device. The semiconductor elements in the first and second semiconductor packages may be power elements such as IGBTs and MOSFETs.
[0012]
According to this main circuit , when a main circuit including a half-bridge configuration is configured using the second voltage as an input voltage, one semiconductor element is used from each of the first and second semiconductor packages, thereby providing a semiconductor. Since the heat generated by the element is distributed to the two semiconductor packages, the amount of heat generated in one semiconductor package is reduced to about one half, and the temperature rise in the semiconductor package can be reduced. Moreover, the enlargement of the transformer can be prevented.
[0013]
The main circuit of an arc welding machine according to claim 2, wherein, in the main circuit of an arc welding machine according to claim 1, in two semiconductor elements used in a half bridge configuration when entering the second voltage as the input voltage, A semiconductor element having a relationship of different conduction / non-conduction timing when used in a full-bridge configuration when a first voltage is input as an input voltage is used.
[0014]
With this main circuit , two semiconductor elements used when configuring a main circuit including a half-bridge configuration with the second voltage as an input voltage, and a main circuit including a full-bridge configuration with the first voltage as an input voltage Since it suffices to operate in the same manner as the configuration, the control of the semiconductor element is simplified.
[0015]
The main circuit of an arc welding machine according to claim 3, wherein, in the main circuit of an arc welding machine according to claim 1 or claim 2 wherein the second voltage is 1.8 to 2.2 times the first voltage . It is preferable to be in such a range.
[0016]
The arc welding machine according to claim 4, wherein the rectifying unit rectifies the input voltage into a direct current using the first voltage and a second voltage that is approximately twice the first voltage as input voltages, and the first and first The first semiconductor package having the second smoothing capacitor, the first and second semiconductor elements periodically controlled to be conductive / non-conductive, and periodically controlled to be conductive / non-conductive. A second semiconductor package having third and fourth semiconductor elements; a transformer having a primary side winding and a secondary side winding and from which power required by a welding arc is taken out from the secondary side winding; Switching means for switching the connection between the rectifying unit, the first and second smoothing capacitors, the first, second, third and fourth semiconductor elements and the transformer, and the first, second and second Semiconductor driving circuit for driving third and fourth semiconductor elements When the first voltage is input as the input voltage, the switching means connects the first and second smoothing capacitors in series or in parallel between one end and the other end of the output of the rectifying unit. connect the smooth portion connected, the across the smoothing portion so that the first semiconductor element is connected the other end of the smoothing part second semiconductor element is connected to one end of the smoothing portion The first and second semiconductor elements constituting the first semiconductor package are connected in series, the third semiconductor element is connected to one end of the smoothing section, and the fourth semiconductor element is connected to the other end of the smoothing section The third and fourth semiconductor elements constituting the second semiconductor package are connected in series between both ends of the smoothing section so as to be connected to each other, and a connection point between the first and second semiconductor elements and the Between the connection points of the third and fourth semiconductor elements; The primary winding of the transformer is connected to the semiconductor driving circuit is different from the timing of the conduction and non-conduction between the first semiconductor element and the second semiconductor elements constituting the first semiconductor package The third semiconductor element constituting the second semiconductor package and the fourth semiconductor element have different conduction / non-conduction timings, and the first semiconductor element constituting the first semiconductor package is different from the first semiconductor element constituting the first semiconductor package. The second semiconductor element and the second semiconductor package constituting the first semiconductor package have the same conduction / non-conduction timing with the fourth semiconductor element constituting the second semiconductor package. When the second voltage is input as the input voltage, control is performed so that the conduction / non-conduction timing with the third semiconductor element constituting the same is the same. The switching means connects the first and second smoothing capacitors in series between one end and the other end of the output of the rectifying unit, and connects both ends of the first smoothing capacitor via the primary winding of the transformer. One of the first and second semiconductor elements constituting the first semiconductor package connected in series is connected between the two ends of the second smoothing capacitor via the primary winding of the transformer. One of the third and fourth semiconductor elements that are connected in series and constitute the second semiconductor package is connected, and the semiconductor drive circuit includes: a semiconductor element connected between both ends of the first smoothing capacitor; Control is performed so that the timing of conduction / non-conduction with a semiconductor element connected between both ends of the second smoothing capacitor is different. Note that the first to fourth semiconductor elements may be power elements such as IGBTs and MOSFETs.
[0017]
According to this configuration, when configuring the main circuit including the half-bridge configuration using the second voltage as the input voltage, one semiconductor element is used from each of the first and second semiconductor packages, thereby providing the semiconductor element. Is generated in two semiconductor packages, the amount of heat generated in one semiconductor package is approximately halved, and the temperature rise in the semiconductor package can be reduced. Moreover, the enlargement of the transformer can be prevented.
[0018]
The arc welder according to claim 5 is the arc welder according to claim 4, wherein when the second voltage is input as the input voltage, the both ends of the first smoothing capacitor are connected via the primary winding of the transformer. And the semiconductor element connected between both ends of the second smoothing capacitor via the primary winding of the transformer are connected / disconnected when the first voltage is input as the input voltage. Are characterized by using semiconductor elements having different relationships.
[0019]
With this configuration, two semiconductor elements used when configuring a main circuit including a half-bridge configuration using the second voltage as an input voltage, and a main circuit including a full-bridge configuration using the first voltage as an input voltage Therefore, the configuration of the semiconductor drive circuit for controlling the semiconductor element is simplified.
[0020]
The arc welder according to claim 6 is the arc welder according to claim 4 or 5, wherein the second voltage is 1.8 to 2.2 times the first voltage. It is preferable to be in such a range.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 is a block diagram showing a main circuit of an arc welder in an embodiment of the present invention. When a lower voltage is input to configure a full bridge, the configuration is the same as the conventional configuration example shown in FIG. FIG. 1 is a block diagram when a half-bridge is configured by inputting a higher voltage. In FIG. 1, the same functions as those in the conventional configuration example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0023]
In the present embodiment, when the higher voltage is input, one semiconductor element (semiconductor elements 4a1 and 4b1 in FIG. 1) is used from each of the semiconductor package 4a and the semiconductor package 4b, and the smoothing unit 3 and the half bridge are used. To supply power to the main transformer 5. In FIG. 1, the semiconductor elements 4a1 and 4b1 are used to form a half bridge, but the semiconductor elements 4a2 and 4b2 may be used to form a half bridge.
[0024]
Next, operations in the case of the full bridge configuration and the half bridge configuration in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a block diagram for explaining a method for driving a semiconductor element according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 8 denotes a semiconductor drive that outputs a drive signal to the control terminals of the semiconductor elements 4a1, 4a2, 4b1, and 4b2. Circuit. FIG. 2B is a timing chart of drive signals output from the semiconductor drive circuit 8, where {circle over (1)} is a drive signal input to the semiconductor elements 4a1 and 4b2, and {circle over (2)} is input to the semiconductor elements 4a2 and 4b1. This is a drive signal, and on and off in the figure indicate that the semiconductor element is turned on (conductive) and turned off (non-conductive) when the drive signal is at that level.
[0025]
When the semiconductor drive circuit 8 inputs the drive signal (1) to the semiconductor elements 4a1 and 4b2 and inputs the drive signal (2) to the semiconductor elements 4a2 and 4b1, the semiconductor element 4a1 and the semiconductor element 4b2 simultaneously. The semiconductor element 4a2 and the semiconductor element 4b1 are turned on / off at the same time, and the semiconductor elements 4a1 and 4b2 and the semiconductor elements 4a2 and 4b1 are alternately turned on.
[0026]
As shown in FIG. 4A, in the full bridge configuration when the lower voltage is input, the four semiconductor elements 4a1, the semiconductor element 4a2, the semiconductor element 4b1, and the semiconductors in the two semiconductor packages 4a and 4b are shown. Since all the elements 4b2 are used, the operation is performed according to the operation timing chart shown in FIG.
[0027]
On the other hand, in the half-bridge configuration, one semiconductor element is used from each of the two semiconductor packages 4a and 4b, and the semiconductor is operated as shown in FIG. 1 in order to operate according to the operation timing chart shown in FIG. The element 4a1 and the semiconductor element 4b1 must be used, or the semiconductor element 4a2 and the semiconductor element 4b2 must be used. Note that the semiconductor element 4a1 and the semiconductor element 4b1 or the semiconductor element 4a2 and the semiconductor element 4b2 used in this case are not conductive at the same time in the full bridge configuration. With this configuration, the same semiconductor drive signal can be used in both the half-bridge configuration and the full-bridge configuration, so that the configuration of the semiconductor drive circuit 8 is simplified.
[0028]
As described above, according to the present embodiment, by using one semiconductor element from each of the two semiconductor packages 4a and 4b in the half-bridge configuration, the conventional main circuit configuration shown in FIG. In comparison, since the heat generated by the semiconductor element is distributed to the two semiconductor packages 4a and 4b, the amount of heat generated in one semiconductor package is reduced to about one half, and the temperature rise in the semiconductor package can be reduced. Further, since the main transformer 5 does not need to have two primary windings as shown in FIG. 5, an increase in size of the main transformer 5 can be prevented.
[0029]
Further, in the present embodiment, in the half-bridge configuration, the semiconductor drive circuit 8 as described above is used by using the semiconductor element 4a1 and the semiconductor element 4b1 or the semiconductor element 4a2 and the semiconductor element 4b2 that are not conductive at the same time in the full-bridge configuration. The configuration of is simplified. In the half bridge configuration, the semiconductor element 4a1 and the semiconductor element 4b2 or the semiconductor element 4a2 and the semiconductor element 4b1 can be used to reduce the temperature rise in the semiconductor package. In this case, however, the two semiconductor elements to be used are In order to alternately conduct, it is necessary to use a driving signal different from that in the full bridge configuration.
[0030]
FIG. 3 is a block diagram showing an arc welder in the embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 10 denotes switching means, and the other parts corresponding to those in FIG. In FIG. 3, the semiconductor drive circuit 8 is not shown. However, as shown in FIG. 2, the semiconductor drive circuit 8 has the semiconductor elements 4a1, 4a2, 4b1, both in the full bridge configuration and the half bridge configuration. It remains connected to the control terminal of 4b2. Therefore, in the case of the half-bridge configuration, the semiconductor drive circuit 8 supplies the same drive signal to the two semiconductor elements used in the half-bridge configuration as in the full-bridge configuration, but is not used in the half-bridge configuration. A drive signal is also supplied to one semiconductor element.
[0031]
In order to realize the main circuit of the arc welder described above, the arc welder of the present embodiment is provided with switching means 10, and by this switching means 10, the rectifying unit 2, the smoothing capacitor 3 a and the smoothing capacitor 3 b, In the case of a full bridge configuration, the semiconductor element 4a1, the semiconductor element 4a2, the semiconductor element 4b1, and the semiconductor element 4b2, and the main transformer 5 are connected to form a circuit equivalent to, for example, FIG. In this case, for example, the connection is switched so that the circuit is equivalent to the circuit shown in FIG. The operation of the switching means 10 is as follows.
[0032]
That is, when the lower voltage of two input voltages that are substantially in a multiple relationship is input, the switching means 10 receives the output of the rectifying unit 2, inputs the output to the smoothing unit 3, and further outputs the smoothing unit 3. Is input to a full bridge including the four semiconductor elements 4a1, 4a2, 2b1, and 4b2 in the semiconductor packages 4a and 4b. Further, the full bridge output is input to the main transformer 5 for welding. In this case, as described above, the two smoothing capacitors 3a and 3b in the smoothing unit 3 may be connected in series as shown in FIG. 4A, or may be connected in parallel.
[0033]
On the other hand, when the higher voltage is input, the switching means 10 receives the output of the rectifying unit 2, and inputs the output to the half bridge composed of one semiconductor element in each of the smoothing unit 3 and the semiconductor packages 4a and 4b. . Further, the output of the half bridge is input to the main transformer 5 for welding. In this case, by using the semiconductor element 4a1 and the semiconductor element 4b1 or the semiconductor element 4a2 and the semiconductor element 4b2 that are not conductive at the same time in the full-bridge configuration as the semiconductor elements used in the half-bridge configuration, as described above, the semiconductor drive circuit 8 The configuration of FIG. 2 is simplified.
[0034]
In the arc welding machine configured as described above, it is not necessary to use two primary windings, and the main transformer 5 can be prevented from being enlarged, and a semiconductor in a half-bridge configuration when a higher voltage is input. The temperature rise of the package can be reduced.
[0035]
In the above embodiment, the higher voltage (second voltage) input to the three-phase input unit 1 is 1.8 to 2.2 times the lower voltage (first voltage). If it is within the range, the above-described effects can be obtained.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the arc welding machine that switches between the two input voltages of the first voltage and the second voltage that is approximately twice the first voltage as necessary, the second voltage is When a main circuit including a half-bridge configuration is configured as an input voltage, heat generation of the semiconductor element is distributed to the two semiconductor packages by using one semiconductor element from each of the first and second semiconductor packages. Therefore, the amount of heat generated in one semiconductor package is reduced to about one half, and the temperature rise in the semiconductor package can be reduced. Moreover, the enlargement of the transformer can be prevented.
[0037]
Furthermore, the timing of conduction / non-conduction when the first voltage is input as the input voltage to the two semiconductor elements used when the main circuit including the half-bridge configuration is configured using the second voltage as the input voltage. By using semiconductor elements having different relations, the two semiconductor elements may be operated in the same manner as when a main circuit including a full bridge configuration is formed using the first voltage as an input voltage. The configuration of the semiconductor drive circuit to be controlled is simplified.
[0038]
In addition, when the second voltage is in a range of 1.8 to 2.2 times the first voltage, the above-described effect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main circuit of an arc welder in an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are a block diagram and a drive signal waveform diagram for describing a method for driving a semiconductor element in an embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 3 is a block diagram showing an arc welder in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a main circuit of a conventional arc welder.
FIG. 5 is a view for explaining a main circuit of another conventional arc welder.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Three-phase input part 2 Rectification part 3 Smoothing part 3a Smoothing capacitor 3b Smoothing capacitor 4a Semiconductor package 4b Semiconductor package 4a1 Semiconductor element 4a2 Semiconductor element 4b1 Semiconductor element 4b2 Semiconductor element 5 Main transformer 8 Semiconductor drive circuit 10 Switching means

Claims

入力電圧として第１の電圧と前記第１の電圧のほぼ２倍の第２の電圧とが入力されるアーク溶接機の主回路であって、前記入力電圧を直流に整流する整流部と、第１および第２の平滑コンデンサからなる平滑部と、それぞれ二つの半導体素子を有して前記整流部により整流された直流をオンオフする第１および第２の半導体パッケージと、前記第１および第２の半導体パッケージを介して前記平滑部に接続された一次側巻線を有するとともに溶接アークが必要とする電力が取り出される二次側巻線を有するトランスと、前記第１の電圧または前記第２の電圧に応じて前記平滑部、前記第１および第２の半導体パッケージならびに前記トランスの相互間の接続を切り換える切換手段とを備え、
前記切換手段は、前記第１の電圧の場合に、前記トランスに対する前記整流部の出力側の構成を前記平滑部と前記第１および第２の半導体パッケージの全ての半導体素子とを使用するフルブリッジ構成とする接続に切り換え、
前記第２の電圧の場合に、前記トランスに対する前記整流部の出力側の構成を前記平滑部と前記第１および第２の半導体パッケージのそれぞれ一つの半導体素子とを使用するハーフブリッジ構成とする接続に切り換え、前記第１の半導体パッケージは直列接続された第１の半導体素子と第２の半導体素子を有し、前記第２の半導体パッケージは直列接続された第３の半導体素子と第４の半導体素子を有するアーク溶接機の主回路。A main circuit of an arc welding machine to which a first voltage and a second voltage that is approximately twice the first voltage are input as an input voltage, a rectifying unit that rectifies the input voltage into a direct current, A smoothing unit including first and second smoothing capacitors, first and second semiconductor packages each having two semiconductor elements and rectifying direct current rectified by the rectifying unit; and the first and second semiconductor packages A transformer having a primary side winding connected to the smoothing part via a semiconductor package and having a secondary side winding from which electric power required by a welding arc is taken out; and the first voltage or the second voltage And a switching means for switching connection between the smoothing unit, the first and second semiconductor packages, and the transformer,
In the case of the first voltage, the switching unit uses the smoothing unit and all the semiconductor elements of the first and second semiconductor packages as the output side configuration of the rectifying unit with respect to the transformer. Switch to the configured connection,
In the case of the second voltage, a connection on the output side of the rectifying unit with respect to the transformer is a half-bridge configuration using the smoothing unit and one semiconductor element of each of the first and second semiconductor packages. The first semiconductor package has a first semiconductor element and a second semiconductor element connected in series, and the second semiconductor package is a third semiconductor element and a fourth semiconductor connected in series. main circuit arc welder which have a device.

入力電圧として第２の電圧を入力する際のハーフブリッジ構成に使用する二つの半導体素子に、前記入力電圧として第１の電圧を入力する際のフルブリッジ構成に使用されるときに導通・非導通のタイミングが異なる関係にある半導体素子を用いることを特徴とする請求項１記載のアーク溶接機の主回路。 Two semiconductor elements used in a half-bridge configuration when a second voltage is input as an input voltage are conductive / non-conductive when used in a full-bridge configuration when the first voltage is input as the input voltage. 2. The main circuit of an arc welder according to claim 1, wherein semiconductor elements having different timings are used.

第２の電圧が第１の電圧の１．８〜２．２倍である請求項１または請求項２記載のアーク溶接機の主回路。 The main circuit of the arc welder according to claim 1 or 2, wherein the second voltage is 1.8 to 2.2 times the first voltage.

第１の電圧と前記第１の電圧のほぼ２倍の第２の電圧とを入力電圧とし前記入力電圧を直流に整流する整流部と、第１および第２の平滑コンデンサと、周期的に導通・非導通の状態に制御される第１および第２の半導体素子を有した第１の半導体パッケージと、周期的に導通・非導通の状態に制御される第３および第４の半導体素子を有した第２の半導体パッケージと、一次側巻線および二次側巻線を有し前記二次側巻線から溶接アークが必要とする電力が取り出されるトランスと、前記整流部と前記第１および第２の平滑コンデンサと前記第１，第２，第３および第４の半導体素子と前記トランスとの接続を切り換える切換手段と、前記第１，第２，第３および第４の半導体素子を駆動する半導体駆動回路とを備え、
前記入力電圧として前記第１の電圧を入力する際に、
前記切換手段は、前記整流部の出力の一端と他端との間に前記第１および第２の平滑コンデンサを直列または並列接続した平滑部を接続し、前記平滑部の一端に前記第１の半導体素子が接続され前記平滑部の他端に前記第２の半導体素子が接続されるように前記平滑部の両端間に前記第１の半導体パッケージを構成する前記第１および第２の半導体素子を直列接続し、前記平滑部の一端に前記第３の半導体素子が接続され前記平滑部の他端に前記第４の半導体素子が接続されるように前記平滑部の両端間に前記第２の半導体パッケージを構成する前記第３および第４の半導体素子を直列接続し、前記第１と第２の半導体素子の接続点と前記第３と第４の半導体素子の接続点との間に前記トランスの一次側巻線を接続し、
前記半導体駆動回路は、前記第１の半導体パッケージを構成する前記第１の半導体素子と前記第２の半導体素子との導通・非導通のタイミングが異なり、前記第２の半導体パッケージを構成する前記第３の半導体素子と前記第４の半導体素子との導通・非導通のタイミングが異なり、前記第１の半導体パッケージを構成する前記第１の半導体素子と前記第２の半導体パッケージを構成する前記第４の半導体素子との導通・非導通のタイミングが同じになり、前記第１の半導体パッケージを構成する前記第２の半導体素子と前記第２の半導体パッケージを構成する前記第３の半導体素子との導通・非導通のタイミングが同じになるように制御し、
前記入力電圧として前記第２の電圧を入力する際に、
前記切換手段は、前記整流部の出力の一端と他端との間に前記第１および第２の平滑コンデンサを直列接続し、前記トランスの一次側巻線を介して前記第１の平滑コンデンサの両端間に直列接続され前記第１の半導体パッケージを構成する前記第１および第２のうち一方の半導体素子を接続し、前記トランスの一次側巻線を介して前記第２の平滑コンデンサの両端間に直列接続され前記第２の半導体パッケージを構成する前記第３および第４のうち一方の半導体素子を接続し、
前記半導体駆動回路は、前記第１の平滑コンデンサの両端間に接続した半導体素子と前記第２の平滑コンデンサの両端間に接続した半導体素子との導通・非導通のタイミングが異なるように制御することを特徴とするアーク溶接機。A rectification unit that rectifies the input voltage to a direct current using the first voltage and a second voltage that is approximately twice the first voltage as input voltage, and the first and second smoothing capacitors are periodically connected. The first semiconductor package having the first and second semiconductor elements controlled to be in a non-conductive state and the third and fourth semiconductor elements controlled to be in a conductive / non-conductive state periodically. A second semiconductor package, a transformer having a primary side winding and a secondary side winding from which electric power required by a welding arc is taken out from the secondary side winding, the rectifying unit, and the first and second Switching means for switching connection between the second smoothing capacitor, the first, second, third and fourth semiconductor elements and the transformer, and driving the first, second, third and fourth semiconductor elements. A semiconductor drive circuit,
When inputting the first voltage as the input voltage,
The switching means connects a smoothing unit in which the first and second smoothing capacitors are connected in series or in parallel between one end and the other end of the output of the rectifying unit, and the first unit is connected to one end of the smoothing unit. The first and second semiconductor elements constituting the first semiconductor package between both ends of the smoothing section so that a semiconductor element is connected and the second semiconductor element is connected to the other end of the smoothing section. connected in series, said second semiconductor across the smoothing portion so that the third said other end of the semiconductor element is connected the smooth portion of the fourth semiconductor element is connected to one end of the smoothing portion The third and fourth semiconductor elements constituting the package are connected in series, and the transformer is connected between the connection point of the first and second semiconductor elements and the connection point of the third and fourth semiconductor elements. Connect the primary winding,
The semiconductor drive circuit has different timings of conduction / non-conduction between the first semiconductor element constituting the first semiconductor package and the second semiconductor element, and the second semiconductor package constitutes the second semiconductor package . The third semiconductor element and the fourth semiconductor element have different conduction / non-conduction timings, and the first semiconductor element constituting the first semiconductor package and the fourth semiconductor element constituting the second semiconductor package . The conduction / non-conduction timing with the semiconductor element is the same, and the conduction between the second semiconductor element constituting the first semiconductor package and the third semiconductor element constituting the second semiconductor package is made.・ Control so that the timing of non-conduction is the same,
When inputting the second voltage as the input voltage,
The switching means connects the first and second smoothing capacitors in series between one end and the other end of the output of the rectifying unit, and connects the first smoothing capacitor via the primary winding of the transformer. One of the first and second semiconductor elements constituting the first semiconductor package connected in series between both ends is connected, and between both ends of the second smoothing capacitor via the primary winding of the transformer Connected to one of the third and fourth semiconductor elements constituting the second semiconductor package connected in series to each other,
The semiconductor drive circuit controls the semiconductor element connected between both ends of the first smoothing capacitor and the semiconductor element connected between both ends of the second smoothing capacitor so that the conduction / non-conduction timing is different. An arc welding machine characterized by

入力電圧として第２の電圧を入力する際に、トランスの一次側巻線を介して第１の平滑コンデンサの両端間に接続する半導体素子と、前記トランスの一次側巻線を介して第２の平滑コンデンサの両端間に接続する半導体素子とは、前記入力電圧として第１の電圧を入力する際に導通・非導通のタイミングが異なる関係にある半導体素子を用いることを特徴とする請求項４記載のアーク溶接機。 When inputting the second voltage as the input voltage, a semiconductor element connected between both ends of the first smoothing capacitor through the primary winding of the transformer, and a second through the primary winding of the transformer 5. The semiconductor element connected between both ends of the smoothing capacitor is a semiconductor element having a relationship in which conduction / non-conduction timing differs when the first voltage is input as the input voltage. Arc welding machine.

第２の電圧が第１の電圧の１．８〜２．２倍である請求項４または請求項５記載のアーク溶接機。 The arc welder according to claim 4 or 5, wherein the second voltage is 1.8 to 2.2 times the first voltage.