電源裝置以及電弧加工用電源裝置制造方法
【專利摘要】提供能響應(yīng)低輸出請求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)逆變器電路的開關(guān)元件穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)的電源裝置（電弧焊接用電源裝置）。電源裝置（11）的控制電路（20）在比規(guī)定輸出請求高的高輸出側(cè)，進(jìn)行對輸出至半橋型逆變器電路（13）的開關(guān)元件（TR1、TR2）的控制脈沖信號(hào)（S1、S2）的導(dǎo)通脈沖寬度進(jìn)行調(diào)整的PWM控制。與此相對，在比規(guī)定輸出請求低的低輸出側(cè)，切換至將控制脈沖信號(hào)（S1、S2）的導(dǎo)通脈沖寬度設(shè)為開關(guān)元件（TR1、TR2）能充分導(dǎo)通的規(guī)定寬度（最小寬度）并調(diào)整該控制脈沖信號(hào)（S1、S2）的導(dǎo)通脈沖的密度的PDM控制。
【專利說明】電源裝置以及電弧加工用電源裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備在電源裝置的輸出電力的生成過程中進(jìn)行由直流電力變換到高頻交流電力的電力變換的逆變器電路的電源裝置以及電弧加工用電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為具備逆變器電路的電源裝置，例如已知有專利文獻(xiàn)I中公開的電弧加工用電源裝置。該電源裝置成為如下構(gòu)成:由整流電路將所輸入的商用交流電力變換成直流電力，將變換得到的直流電力通過半橋型逆變器電路的開關(guān)動(dòng)作變換成高頻交流電力，將變換得到的高頻交流電力經(jīng)由變壓器而供應(yīng)至次級側(cè)，在該次級側(cè)變換成適于電弧焊接等電弧加工的直流輸出電力。調(diào)整輸出電力是通過控制逆變器電路的開關(guān)動(dòng)作來進(jìn)行的。
[0003]作為逆變器電路的開關(guān)控制之一，有脈沖寬度調(diào)制控制(PWM控制)。在某時(shí)要增大輸出電力的情況下，進(jìn)行加長逆變器電路的開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間的處理，將輸出至開關(guān)元件的控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度設(shè)定為寬幅。與此相對，在要減小輸出電力的情況下，進(jìn)行縮短逆變器電路的開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間的處理，將輸出至開關(guān)元件的控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度設(shè)定為窄幅。
[0004]先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005 - 279774號(hào)公報(bào)(第I圖等)
[0007]發(fā)明概要
[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]而在高~中輸出請求時(shí)，輸出至逆變器電路(開關(guān)元件)的控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度充分寬幅，從而開關(guān)元件能充分導(dǎo)通。
[0010]但在產(chǎn)生低輸出的請求時(shí)，在PWM控制中，控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度被設(shè)定得更窄，因此存在開關(guān)元件不能充分導(dǎo)通的情況。這將會(huì)導(dǎo)致輸出不穩(wěn)定、變壓器的磁偏差等產(chǎn)生，因此，期望低輸出請求時(shí)的開關(guān)元件的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，其目的在于，提供能響應(yīng)低輸出請求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)逆變器電路的開關(guān)元件的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)的電源裝置以及電弧加工用電源裝置。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]解決了上述課題的電源裝置具備:半橋電路結(jié)構(gòu)的逆變器電路，其在電源裝置的輸出電力的生成過程中，通過 開關(guān)元件的導(dǎo)通截止動(dòng)作來進(jìn)行由直流電力變換到高頻交流電力的電力變換；以及控制電路，其對所述開關(guān)元件輸出控制脈沖信號(hào)來控制該開關(guān)元件的導(dǎo)通截止動(dòng)作，進(jìn)行所述輸出電力的控制，所述電源裝置的特征在于，所述控制電路構(gòu)成為能實(shí)施PWM控制和PDM控制，所述PWM控制對輸出至所述開關(guān)元件的控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度進(jìn)行調(diào)整，所述PDM控制將所述控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度設(shè)為開關(guān)元件能充分導(dǎo)通的規(guī)定寬度并調(diào)整該控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖的密度，所述電源裝置具備:控制切換部，其在所述控制電路的控制中，在比規(guī)定輸出請求高的高輸出側(cè)使所述PWM控制被執(zhí)行，在比規(guī)定輸出請求低的低輸出側(cè)切換至所述PDM控制。
[0014]根據(jù)此構(gòu)成，在比規(guī)定輸出請求高的高輸出側(cè)，進(jìn)行對輸出至半橋型逆變器電路的開關(guān)元件的控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度進(jìn)行調(diào)整的PWM控制。與此相對，在比規(guī)定輸出請求低的低輸出側(cè)，切換至PDM控制，將控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度設(shè)為開關(guān)元件能充分導(dǎo)通的規(guī)定寬度并調(diào)整該控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖的密度。也就是說，在低輸出請求時(shí)，通過在設(shè)定為實(shí)施PWM控制則開關(guān)元件不能導(dǎo)通的導(dǎo)通脈沖寬度之處切換成PDM控制來實(shí)施，從而使開關(guān)元件的導(dǎo)通脈沖寬度確保成為能充分導(dǎo)通的規(guī)定寬度，另外對于低輸出請求，間隔去除導(dǎo)通脈沖自身來調(diào)整導(dǎo)通脈沖的密度，由此來進(jìn)行。由此，能響應(yīng)低輸出請求并實(shí)現(xiàn)逆變器電路的開關(guān)元件的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)。
[0015]另外，優(yōu)選地，在上述電源裝置中，所述控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度從最大寬度起至所述開關(guān)元件能充分導(dǎo)通的最小寬度為止所述控制切換部使所述PWM控制被執(zhí)行，在為所述最小寬度以下的低輸出請求時(shí)，切換至將所述控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度固定為最小寬度并調(diào)整其導(dǎo)通脈沖的密度的所述PDM控制。
[0016]根據(jù)此構(gòu)成，關(guān)于PWM控制，從控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度的最大寬度起至開關(guān)元件能充分導(dǎo)通的最小寬度為止來使之執(zhí)行，在其以下的低輸出請求時(shí)切換至PDM控制，將控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度固定為其最小寬度并調(diào)整導(dǎo)通脈沖的密度。也就是說，在控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度成為開關(guān)元件的能導(dǎo)通的最小寬度為止的寬的范圍，實(shí)施控制周期的細(xì)致的PWM控制，因此能有助于輸出穩(wěn)定化。另外，在PWM控制與PDM控制的切換時(shí)，通過以最小寬度來繼承導(dǎo)通脈沖寬度，也能有助于控制切換時(shí)的輸出穩(wěn)定化。
[0017]另外，優(yōu)選地，在上述電源裝置中，所述PDM控制將所述PWM控制周期的一定周期量(一定個(gè)數(shù)的周期)設(shè)為PDM控制周期，間隔去除該P(yáng)DM控制周期中的任意的導(dǎo)通脈沖來調(diào)整導(dǎo)通脈沖的密度。
[0018]根據(jù)此構(gòu)成，在PDM控制中，將PWM控制周期的一定周期量設(shè)為PDM控制周期，間隔去除該P(yáng)DM控制周期中的任意的導(dǎo)通脈沖來進(jìn)行導(dǎo)通脈沖的密度的調(diào)整。也就是說，關(guān)于該P(yáng)DM控制，是以PWM控制周期的一定周期量來執(zhí)行PDM控制周期，因此能有助于控制的簡化。
[0019]另外，優(yōu)選地，在上述電源裝置中，所述PDM控制中，從所述PDM控制周期的后端側(cè)依次間隔去除導(dǎo)通脈沖來調(diào)整導(dǎo)通脈沖的密度。
[0020]根據(jù)此構(gòu)成，在PDM控制中，從PDM控制周期的后端側(cè)依次間隔去除導(dǎo)通脈沖來調(diào)整導(dǎo)通脈沖的密度。也就是說，由于單純從PDM控制周期的后端側(cè)間隔去除導(dǎo)通脈沖，因此基于此也能有助于控制的簡化。
[0021 ] 另外，優(yōu)選將上述電源裝置應(yīng)用于生成電弧加工用的直流輸出電力的電弧加工用電源裝置。
[0022]根據(jù)此構(gòu)成，在電弧加工用電源裝置中，能響應(yīng)低輸出請求并實(shí)現(xiàn)逆變器電路的開關(guān)元件的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)。
[0023]發(fā)明效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明的電源裝置以及電弧加工用電源裝置，能響應(yīng)低輸出請求并實(shí)現(xiàn)逆變器電路的開關(guān)元件的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是表示一實(shí)施方式中的電弧焊接用電源裝置的電路圖。
[0026]圖2是在高輸出請求時(shí)的PWM控制相關(guān)的電源裝置各處的波形圖。
[0027]圖3是中輸出請求時(shí)的PWM - PDM臨界時(shí)的電源裝置各處的波形圖。
[0028]圖4是低輸出請求時(shí)的PDM控制相關(guān)的電源裝置各處的波形圖。
[0029]符號(hào)說明
[0030]11 電弧焊接用電源裝置(電源裝置、電弧加工用電源裝置)
[0031]13逆變器電路
[0032]20控制電路
[0033]20b 控制切換部
[0034]S1、S2控制脈沖信號(hào)
[0035]TD PDM控制周期
[0036]Tff PWM控制周期
[0037]TR1、TR2第1、第2開關(guān)元件
[0038]Wm 導(dǎo)通脈沖寬度
[0039]WmO 最小寬度(規(guī)定寬度)
[0040]Wmx 最大寬度
【具體實(shí)施方式】
[0041]以下，說明作為電源裝置的電弧焊接用電源裝置的一實(shí)施方式。
[0042]如圖1所示，電弧焊接機(jī)10在用于該電弧焊接機(jī)10的電弧焊接用電源裝置11的正極側(cè)的輸出端子ol連接焊炬TH的電極WE，在負(fù)極側(cè)的輸出端子o2連接焊接對象(母材)M，基于由電源裝置11生成的直流輸出電力來使電弧在電極WE的前端生成，進(jìn)行焊接對象M的電弧焊接。電弧焊接機(jī)10例如是熔化電極式的電弧焊接機(jī)，通過電弧來消耗用作電極WE的絲電極，因此使用對應(yīng)于該消耗來進(jìn)給該電極WE的進(jìn)給裝置(圖示略)。
[0043]電弧焊接用電源裝置11具備輸入變換電路12、逆變器電路13、變壓器INT、以及輸出變換電路14，根據(jù)所輸入的商用交流電力來生成適于電弧焊接的直流輸出電力。
[0044]輸入變換電路12具備由二極管橋電路構(gòu)成的初級側(cè)整流電路DR1、以及連接于該整流電路DRl的輸出端子間的平滑電容器CO，將三相的商用交流電力變換成直流電力。直流輸入電力被供應(yīng)至后級的逆變器電路13。
[0045]逆變器電路13通過使用由IGBT等的半導(dǎo)體開關(guān)元件所構(gòu)成的第1、第2開關(guān)元件TR1、TR2以及2個(gè)電容器Cl、C2的半橋電路來構(gòu)成。值得一提的是，一邊是第1、第2開關(guān)元件TRl、TR2的串聯(lián)連接，另一邊是電容器Cl、C2的串聯(lián)連接，第I開關(guān)元件TRl和電容器C2形成組，第2開關(guān)元件TR2和電容器Cl形成組。另外，在第1、第2開關(guān)元件TR1、TR2，分別逆連接有二極管D1、D2。第1、第2開關(guān)元件TR1、TR2間的逆變器電路13的輸出端子a和電容器Cl、C2間的輸出端子b分別與變壓器INT的初級側(cè)線圈LI連接。
[0046]而 且，逆變器電路13通過由第1、第2開關(guān)元件TR1、TR2交替地開關(guān)動(dòng)作，來將從輸入變換電路12輸入的直流電力變換成高頻交流電力，并供應(yīng)給變壓器INT的初級側(cè)線圈LI。這些開關(guān)元件TRl、TR2的開關(guān)動(dòng)作將基于從控制電路20輸入的控制脈沖信號(hào)S1、S2來進(jìn)行。
[0047]在變壓器INT的次級側(cè)，將由逆變器電路13生成的高頻交流電力變換成規(guī)定電壓，從次級側(cè)線圈L2輸出。次級側(cè)線圈L2連接輸出變換電路14。
[0048]輸出變換電路14具備:次級側(cè)整流電路DR2、以及直流電抗器DCL。次級側(cè)整流電路DR2由利用了一對二極管的全波整流電路構(gòu)成，各二極管的陽極分別與次級側(cè)線圈L2的兩側(cè)端子連接，各二極管的陰極均與直流電抗器DCL的一端連接。直流電抗器DCL的另一端與電源裝置11的正極側(cè)的輸出端子ol連接。電源裝置11的負(fù)極側(cè)的輸出端子o2與次級側(cè)線圈L2的中間端子連接。這樣的輸出變換電路14將來自變壓器INT的次級側(cè)線圈L2的高頻交流電力變換成電弧焊接用的直流輸出電力，從輸出端子ol、o2輸出。
[0049]在電源裝置11中具備包含CPU等的控制電路20。對于控制電路20，分別地，從設(shè)置于電源裝置11的輸出側(cè)電源線上的電流檢測器21輸入與輸出電流1對應(yīng)的檢測信號(hào)Id,從能由使用者等進(jìn)行操作的輸出電流設(shè)定器22輸入與輸出電流目標(biāo)值對應(yīng)的設(shè)定信號(hào)Ir?？刂齐娐?0基于包含分別從所輸入的檢測信號(hào)Id以及設(shè)定信號(hào)Ir中得到的輸出電流1的實(shí)際值以及其目標(biāo)值等在內(nèi)的各種參數(shù)，時(shí)刻進(jìn)行用于進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮敵龅膬?nèi)部運(yùn)算。然后，控制電路20基于其內(nèi)部運(yùn)算來對逆變器電路13的開關(guān)元件TR1、TR2實(shí)施開關(guān)控制。
[0050]作為本實(shí)施方式的開關(guān)控制，在高?中輸出請求時(shí)，使用脈沖寬度調(diào)制(PulseWidth Modulation:PWM)控制，在低輸出請求時(shí)，使用脈沖密度調(diào)制(Pulse DensityModulation:PDM)控制，并適當(dāng)切換PWM控制與PDM控制。關(guān)于控制的切換，在本實(shí)施方式中，首先由控制電路20的脈沖寬度設(shè)定部20a基于輸出電流1的實(shí)際值以及目標(biāo)值等時(shí)刻計(jì)算適當(dāng)?shù)目刂泼}沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖寬度Wm(參照圖2等)，接著基于其計(jì)算出的導(dǎo)通脈沖寬度Wm，由控制切換部20b進(jìn)行是PWM控制還是PDM控制的切換。
[0051]接下來，使用圖2?圖4來說明本實(shí)施方式的動(dòng)作(作用)。
[0052][高?中輸出請求時(shí):PWM控制]
[0053]計(jì)算要輸出至逆變器電路13 (開關(guān)元件TR1、TR2)的控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖寬度Wm，在所計(jì)算出的導(dǎo)通脈沖寬度Wm處于圖2所示的最大寬度Wmx至圖3所示的最小寬度WmO之間的情況下，將計(jì)算值直接作為導(dǎo)通脈沖寬度Wm進(jìn)行設(shè)定。也就是說，在該高?中輸出請求時(shí)，通過將導(dǎo)通脈沖寬度Wm (PWM占空因數(shù))調(diào)整到最大寬度Wmx至最小寬度WmO之間的PWM控制，來調(diào)整電源裝置11的輸出。
[0054]在圖2以及圖3 (后述的圖4也同樣)中，將逆變器電路13的輸出端子a、b間電壓設(shè)為Vab，將流過開關(guān)元件TRl、TR2的電流設(shè)為Im、Itk2，將施加至開關(guān)元件TRl、TR2的電壓設(shè)為VTK1、VTK2。通過對應(yīng)于控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖寬度Wm的長短來使逆變器電路13的輸出電壓Vab變化，從而執(zhí)行變壓器INT的次級側(cè)所生成的電源裝置11的輸出電力的調(diào)整。
[0055]然而，將控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖寬度Wm的最小寬度WmO設(shè)定為開關(guān)元件TR1、TR2能充分導(dǎo)通的寬度。也就是說，即使將導(dǎo)通脈沖寬度Wm設(shè)定為最小寬度WmO，也能可靠地進(jìn)行開關(guān)元件TR1、TR2的導(dǎo)通動(dòng)作。[0056]與此相對，假如導(dǎo)通脈沖寬度Wm變得比最小寬度WmO小，則開關(guān)元件TR1、TR2的導(dǎo)通動(dòng)作將不能得到保證。故而，在與輸出請求相應(yīng)計(jì)算出的導(dǎo)通脈沖寬度Wm變得小于最小寬度WmO的情況下,轉(zhuǎn)移至將導(dǎo)通脈沖寬度Wm固定為最小寬度WmO并調(diào)整其導(dǎo)通脈沖的密度的PDM控制。換言之，在上述的PWM控制中，在每個(gè)周期中給出導(dǎo)通機(jī)會(huì)，作為導(dǎo)通脈沖的密度(PDM占空因數(shù))，最大為100%。
[0057][低輸出請求時(shí):PDM控制]
[0058]在計(jì)算出的導(dǎo)通脈沖寬度Wm成為了小于最小寬度WmO的計(jì)算值的情況下，將導(dǎo)通脈沖寬度Wm固定為最小寬度WmO，并將其導(dǎo)通脈沖的密度設(shè)定得小。也就是說，在該低輸出請求時(shí)，通過對最小寬度WmO的導(dǎo)通脈沖數(shù)進(jìn)行調(diào)整的PDM控制來調(diào)整電源裝置11的輸出。
[0059]具體而言，在本實(shí)施方式中，如圖4所示，控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖為10個(gè)，即，將PWM控制周期TW的10周期量設(shè)為PDM控制周期TD的I周期，按各控制周期TD的每一個(gè)，根據(jù)先前的導(dǎo)通脈沖寬度Wm的計(jì)算值來決定間隔去除的數(shù)目。在計(jì)算出的導(dǎo)通脈沖寬度Wm小于最小寬度WmO的情況下，所計(jì)算出的導(dǎo)通脈沖寬度Wm越小則要間隔去除的數(shù)目越多。另外，從PDM控制周期TD的后端起依次間隔去除不需要的導(dǎo)通脈沖，將導(dǎo)通脈沖的密度設(shè)得小。進(jìn)而，控制脈沖信號(hào)S1、S2同樣地間隔去除。值得一提的是，同圖4中，PDM占空因數(shù)為50%，在PDM控制的I周期內(nèi)，前半5個(gè)導(dǎo)通脈沖(固定為最小寬度WmO)被直接設(shè)定，后半5個(gè)導(dǎo)通脈沖被間隔去除而消失。
[0060]在此，在本實(shí)施方式與【背景技術(shù)】的比較中，在【背景技術(shù)】中，至電源裝置成為最低輸出為止，將控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度設(shè)定為窄幅，因此在導(dǎo)通脈沖寬度變得極窄的情況下，逆變器電路的開關(guān)元件不能導(dǎo)通，或者不清楚逆變器電路(橋電路)的上下臂的開關(guān)元件的哪一個(gè)不能導(dǎo)通。也就是說，由于不能有意地使開關(guān)元件導(dǎo)通(控制不能)，因此，向經(jīng)由了開關(guān)元件的變壓器的電力傳遞的極性的平衡將喪失，在變壓器產(chǎn)生磁偏差。
[0061]與此相對，在本實(shí)施方式的PDM控制中，在控制電路20中進(jìn)行控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖的間隔去除，因此開關(guān)元件TR1、TR2不導(dǎo)通是基于控制進(jìn)行的，并非不經(jīng)意。值得一提的是，在本實(shí)施方式中，由于控制脈沖信號(hào)S1、S2同樣地被間隔去除，因此即使產(chǎn)生使開關(guān)元件TR1、TR2不導(dǎo)通的期間，也極力抑制變壓器INT的磁偏差的發(fā)生。
[0062]如此，即使在進(jìn)行了控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖寬度Wm的計(jì)算值成為小于最小寬度WmO的值的低輸出請求的情況下，將導(dǎo)通脈沖寬度Wm固定為其最小寬度WmO來實(shí)現(xiàn)開關(guān)元件TR1、TR2的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)，另外按照較之于與輸出請求相應(yīng)的計(jì)算值，將導(dǎo)通脈沖寬度Wm作為最小寬度WmO而設(shè)為了寬幅的量，適當(dāng)間隔去除導(dǎo)通脈沖自身來減小導(dǎo)通脈沖的密度，從而作為電源裝置11，至最低輸出為止能進(jìn)行與輸出請求相應(yīng)的穩(wěn)定的低輸出。
[0063]值得一提的是，如圖4所示，盡管相對于控制脈沖信號(hào)S1、S2各自的導(dǎo)通脈沖的逆變器電路13的輸出電壓Vab與PWM — PDM控制臨界時(shí)的圖3相同，但輸出電壓Vab的平均電壓下降了從中間隔去除了導(dǎo)通脈沖的量。故而，在變壓器INT的次級側(cè)所生成的電源裝置11的輸出電力也成為低輸出。
[0064]接下來，記載本實(shí)施方式的特征性的效果。
[0065](I)在比規(guī)定輸出請求高的高輸出側(cè)，進(jìn)行對輸出至半橋型逆變器電路13的開關(guān)元件TR1、TR2的控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖寬度Wm進(jìn)行調(diào)整的PWM控制。與此相對，在比規(guī)定輸出請求低的低輸出側(cè)，切換至將控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖寬度Wm設(shè)為開關(guān)元件TR1、TR2能充分導(dǎo)通的規(guī)定寬度(最小寬度WmO)并調(diào)整該控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖的密度的PDM控制。也就是說，在低輸出請求時(shí)，通過在設(shè)定為假如實(shí)施PWM控制則開關(guān)元件TR1、TR2不能導(dǎo)通的導(dǎo)通脈沖寬度Wm之處切換為PDM控制來實(shí)施，從而開關(guān)元件TRl、TR2的導(dǎo)通脈沖寬度Wm被確保為能充分導(dǎo)通的規(guī)定寬度(最小寬度WmO )，另外，對于低輸出請求，間隔去除導(dǎo)通脈沖自身來調(diào)整導(dǎo)通脈沖的密度，由此來執(zhí)行。由此，能響應(yīng)低輸出請求并實(shí)現(xiàn)逆變器電路13的開關(guān)元件TR1、TR2的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)。
[0066] 特別是在本實(shí)施方式那樣的電弧焊接用電源裝置11的情況下，逆變器電路13的開關(guān)元件TR1、TR2的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)較大地左右焊接性能，另外在使用變壓器INT的情況下成為磁偏差主要原因，因此對于本實(shí)施方式那樣的電弧焊接用電源裝置11的應(yīng)用的意義大。
[0067](2)關(guān)于PWM控制，從控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖寬度Wm的最大寬度Wmx起至開關(guān)元件TRl、TR2能充分導(dǎo)通的最小寬度WmO為止來使之執(zhí)行，在其以下的低輸出請求時(shí)切換至PDM控制，將控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖寬度Wm固定為其最小寬度WmO并調(diào)整導(dǎo)通脈沖的密度。也就是說，在控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖寬度Wm成為開關(guān)元件TR1、TR2的能導(dǎo)通的最小寬度WmO為止的寬的范圍實(shí)施控制周期(TW)的細(xì)致的PWM控制，因此有助于輸出穩(wěn)定化。另外，在PWM控制與PDM控制的切換時(shí)，通過以最小寬度WmO來繼承導(dǎo)通脈沖寬度Wm，也有助于控制切換時(shí)的輸出穩(wěn)定化。
[0068](3)在PDM控制中，將PWM控制周期TW的一定周期量設(shè)為PDM控制周期TD，間隔去除該P(yáng)DM控制周期TD中的任意的導(dǎo)通脈沖來進(jìn)行導(dǎo)通脈沖的密度的調(diào)整。也就是說，關(guān)于該P(yáng)DM控制，是以PWM控制周期TW的一定周期量來執(zhí)行PDM控制周期TD，因此有助于控制的簡化。
[0069](4)在PDM控制中，從PDM控制周期TD的后端側(cè)依次間隔去除導(dǎo)通脈沖來調(diào)整導(dǎo)通脈沖的密度。也就是說，由于單純從PDM控制周期TD的后端側(cè)間隔去除導(dǎo)通脈沖，因此基于此也能有助于控制的簡化。
[0070]此外，上述實(shí)施方式可以如下變更。
[0071].盡管將PDM控制周期TD固定地設(shè)定為PWM控制周期TW的10周期，但PWM控制周期TW的周期數(shù)不限于此，也可以設(shè)定為其他的周期數(shù)。另外，PWM控制周期TW的規(guī)定周期可以不固定，而可時(shí)刻變更PWM控制周期TW的周期數(shù)。
[0072].盡管從PDM控制周期TD的后端起依次間隔去除了導(dǎo)通脈沖，但也可以從前端起依次間隔去除，還可以從適當(dāng)?shù)牡胤狡痖g隔去除。在此情況下，可以按照導(dǎo)通脈沖間的間隔成為相同的方式(導(dǎo)通脈沖間的間隔之差變小的方式)進(jìn)行間隔去除。
[0073]?控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖寬度Wm的計(jì)算以成為最小寬度WmO為界來進(jìn)行PWM控制與PDM控制的切換，在PDM控制中使用了該最小寬度WmO，但只要能實(shí)現(xiàn)開關(guān)元件TRU TR2的導(dǎo)通，也可以使用最小寬度WmO以外的規(guī)定寬度。另外，即使在PWM控制和PDM控制中，也可不繼承導(dǎo)通脈沖寬度Wm，只要能實(shí)現(xiàn)開關(guān)元件TR1、TR2的導(dǎo)通，也可以在PDM控制中獨(dú)自設(shè)定導(dǎo)通脈沖寬度Wm。
[0074].也可以不基于作為輸出請求的控制脈沖信號(hào)S1、S2的導(dǎo)通脈沖寬度Wm的計(jì)算值的大小來切換控制，而是基于由電流檢測器21檢測的輸出電流1等的實(shí)際輸出值的大小或由輸出電流設(shè)定器22得到的輸出電流目標(biāo)值等的輸出目標(biāo)值的大小來切換控制。[0075].盡管電源裝置11是電弧焊接用電源裝置，但也可以是電弧焊接以外的電弧加工用電源裝置或除此以外的其他的電源裝置。
[0076]接下來，追加記載了基于上述實(shí)施方式以及個(gè)例所能把握的技術(shù)思想。
[0077]( i )提供一種電源裝置的控制方法，該電源裝置對于在電源裝置的輸出電力的生成過程中通過開關(guān)元件的導(dǎo)通截止動(dòng)作來進(jìn)行由直流電力變換到高頻交流電力的電力變換的半橋電路結(jié)構(gòu)的逆變器電路，向所述開關(guān)元件輸出控制脈沖信號(hào)來控制該開關(guān)元件的導(dǎo)通截止動(dòng)作，進(jìn)行所述輸出電力的控制，
[0078]該電源裝置的控制方法以如下為特征:能實(shí)施對輸出至所述開關(guān)元件的控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度進(jìn)行調(diào)整的PWM控制、以及將所述控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度設(shè)為開關(guān)元件能充分導(dǎo)通的規(guī)定寬度并調(diào)整該控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖的密度的PDM控制的控制，在比規(guī)定輸出請求高的高輸出側(cè)，實(shí)施PWM控制，在比規(guī)定輸出請求低的低輸出側(cè)，切換至PDM控制來實(shí)施。
【權(quán)利要求】
1.一種電源裝置，具備:半橋電路結(jié)構(gòu)的逆變器電路，其在電源裝置的輸出電力的生成過程中，通過開關(guān)元件的導(dǎo)通截止動(dòng)作來進(jìn)行由直流電力變換到高頻交流電力的電力變換；以及控制電路，其對所述開關(guān)元件輸出控制脈沖信號(hào)來控制該開關(guān)元件的導(dǎo)通截止動(dòng)作，進(jìn)行所述輸出電力的控制， 所述電源裝置的特征在于， 所述控制電路構(gòu)成為能實(shí)施PWM控制和PDM控制，所述PWM控制對輸出至所述開關(guān)元件的控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度進(jìn)行調(diào)整，所述PDM控制將所述控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度設(shè)為開關(guān)元件能充分導(dǎo)通的規(guī)定寬度并調(diào)整該控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖的密度， 所述電源裝置還具備:控制切換部，其在所述控制電路的控制中，在比規(guī)定輸出請求高的高輸出側(cè)，使所述PWM控制被執(zhí)行，在比規(guī)定輸出請求低的低輸出側(cè)，切換至所述PDM控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于， 所述控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度從最大寬度起至所述開關(guān)元件能充分導(dǎo)通的最小寬度為止，所述控制切換部使所述PWM控制被執(zhí)行，且在為所述最小寬度以下的低輸出請求時(shí)，切換至將所述控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖寬度固定為最小寬度并調(diào)整所述控制脈沖信號(hào)的導(dǎo)通脈沖的密度的所述PDM控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電源裝置，其特征在于， 所述PDM控制中，將所述PWM控制周期的一定周期量設(shè)為PDM控制周期，間隔去除該P(yáng)DM控制周期中的任意的導(dǎo)通脈沖來調(diào)整導(dǎo)通脈沖的密度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源裝置，其特征在于， 所述PDM控制中，從所述PDM控制周期的后端側(cè)依次間隔去除導(dǎo)通脈沖來調(diào)整導(dǎo)通脈沖的密度。
5.一種電弧加工用電源裝置，其特征在于， 權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的電源裝置構(gòu)成為:生成電弧加工用的直流輸出電力。
【文檔編號(hào)】H02M7/5395GK103944437SQ201310681179
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月18日
【發(fā)明者】杦村央生 申請人:株式會(huì)社大亨