JP5124186B2 - 電源装置及びアーク加工用電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、商用電源等の入力交流電源を直流電圧に変換しその直流電圧から所定の交流電圧に変換するインバータ回路を有する電源装置、及び、その電源装置を用いたアーク加工用電源装置に関するものである。

アーク加工機等に用いられる電源装置は、例えば特許文献１に示されるように、商用電源（三相交流電源）を整流回路にて整流し平滑コンデンサにて平滑化した直流電圧に変換する直流変換回路と、複数のスイッチング素子（第１〜第４のスイッチング素子）のブリッジ回路で構成される交流変換用のインバータ回路とを備えている。インバータ回路は、所定の組み合わせのスイッチング素子同士が同期してオンオフ制御され、直流変換回路からの直流電圧を所定の高周波交流電圧に変換している。そして、インバータ回路からの所定の高周波交流電圧がアーク溶接やアーク切断等のアーク加工に適した加工用直流電圧に更に変換される。

ところで、入力する商用電源の電圧値は、世界的に２００Ｖ系（２００〜２４０Ｖ）の地域と、高電圧の４００Ｖ系（３８０〜４８０Ｖ）の地域とが存在するため、アーク加工用電源装置では、従来、その両者の電圧値に合わせた仕様のものがそれぞれ個別に製造されている。

例えば、特許文献１の図４等で示される電源装置は、入力交流電源が２００Ｖ仕様のものであり、平滑コンデンサが１個で構成されている。加えて、この電源装置はソフトスイッチング制御がなされる電源装置であって、平滑コンデンサの後段の電源線間に補助コンデンサが接続されるとともに、両コンデンサ間の一方の電源線上に補助スイッチング素子が配置されている。この補助スイッチング素子は、交流変換時にオンオフ制御されているインバータ回路のスイッチング素子がオフするよりも所定時間前にオフし、インバータ回路への直流電圧の供給を停止する。つまり、補助コンデンサの放電が完了しインバータ回路の印加電圧が略ゼロ電圧となるその所定時間経過後にインバータ回路のスイッチング素子がオフすることでスイッチング損失を低減させるソフトスイッチング制御がなされるようになっている。

これに対し、特許文献１の図１１等で示される電源装置は、入力交流電源が４００Ｖ仕様のものであり、具体的には、上記した２００Ｖ仕様の平滑コンデンサと同容量の平滑コンデンサが２個、整流回路の出力側の電源線間に第１及び第２の平滑コンデンサとして直列に接続されている。第１及び第２の平滑コンデンサの後段の各電源線上には、補助スイッチング素子として第５及び第６のスイッチング素子が配置されるとともに、第５及び第６のスイッチング素子の後段と補助コンデンサとの間の電源線間には、補助スイッチング素子として第７及び第８のスイッチング素子が直列に接続されている。この第７及び第８のスイッチング素子間の接続点と第１及び第２の平滑コンデンサ間の接続点とは、互いに短絡接続されている。

そして、一方の電源線側の第５のスイッチング素子と他方の電源線側の第８のスイッチング素子との組みと、その反対側の第６のスイッチング素子と第７のスイッチング素子との組みが交互にオンオフ制御されて、第１及び第２の平滑コンデンサのいずれか一方の端子間電圧がインバータ回路に印加するようになっている。つまり、第１及び第２の平滑コンデンサのいずれか一方の端子間電圧は、上記した２００Ｖ仕様の平滑コンデンサの端子間電圧と同等となるため、インバータ回路以降を２００Ｖ仕様のものと共通の構成としている。

また、この４００Ｖ仕様の電源装置においても、第５及び第６のスイッチング素子を、交流変換時にオンオフ制御されているインバータ回路のスイッチング素子がオフするよりも所定時間前にオフさせることで、ソフトスイッチング制御が可能となっている。
特開２００３−３１１４０８号公報

しかしながら、上記のように、２００Ｖ仕様のものと４００Ｖ仕様のものとがそれぞれ個別に存在することは、煩雑である。そのため、１つの電源装置で２００Ｖ系と４００Ｖ系の２つの電圧値に対応したいとの要求がある。

そこで、４００Ｖ仕様の電源装置をベースとし、４００Ｖ系入力の場合は上記のように動作させる一方、２００Ｖ系入力の場合は、第７及び第８のスイッチング素子を常時オフとして対応することが考えられる。

しかしながらこの対応では、第７及び第８のスイッチング素子を常時オフとすると、第１及び第２の平滑コンデンサ間の電圧が第７及び第８のスイッチング素子に逆接続されるダイオードを介して補助コンデンサを充電しつつインバータ回路に常時印加されることとなり、インバータ回路のスイッチング素子が略ゼロ電圧でオフできなくなる。つまり、この２００Ｖ系入力時では、ソフトスイッチング制御を行っても、スイッチング損失低減というその制御の効果が得られなくなってしまうという問題がある。

また別の対策として、２００Ｖ仕様の電源装置にコイルやスイッチング素子等を含む数多くの電気回路部品で構成される降圧直流チョッパ回路を追加し、４００Ｖ系入力の場合に、そのチョッパ回路で直流電圧を２００Ｖ系と同等の電圧値まで降圧することも考えられるが、このような降圧直流チョッパ回路を追加することは大掛かりで電源装置の大型化を招き、また大幅なコストアップを招くことから得策ではない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単な構成で、異なる２つの入力電圧に対応することができる電源装置及びアーク加工用電源装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、整流回路及びその出力側の一対の電源線間に直列接続された第１及び第２の平滑コンデンサを有し、入力交流電源を整流・平滑化した直流電圧に変換する直流変換回路と、第１〜第４のスイッチング素子を用いたブリッジ回路で構成され、その第１〜第４のスイッチング素子が所定組み毎でオンオフ駆動して前記各電源線を介して供給された前記直流電圧を所定の交流電圧に変換するインバータ回路と、前記直流変換回路と前記インバータ回路前段の前記各電源線間に接続される補助コンデンサとの間において、第５及び第６のスイッチング素子が前記各電源線上に配置されるとともに第７及び第８のスイッチング素子が前記各電源線間に直列接続され、その第７及び第８のスイッチング素子にそれぞれダイオードが逆接続されてなり、第１の電圧値の前記入力交流電源の入力時には前記第１及び第２の平滑コンデンサの両端電圧を前記インバータ回路に供給する一方、第１の電圧値の倍の第２の電圧値の前記入力交流電源の入力時には第５〜第８のスイッチング素子の所定組み毎でオンオフ駆動して前記第１又は第２の平滑コンデンサの各端子間電圧を交互に前記インバータ回路に供給し、更に第５〜第８のスイッチング素子の所定の素子が前記第１〜第４のスイッチング素子のオフに先立ってオフして前記インバータ回路側への電圧供給を停止するソフトスイッチング制御が行われる補助スイッチング回路とを備え、前記第１の電圧値の前記入力交流電源の入力時には前記第７及び第８のスイッチング素子をオフ状態に維持するようにした電源装置であって、前記第１及び第２の平滑コンデンサ間の接続点と、前記第７及び第８のスイッチング素子間の接続点との間に、相互間を導通・遮断に切り替える第１の切替手段が備えられ、前記第１の切替手段は、導通・遮断の切り替えが制御可能に構成されるものであって、前記第２の電圧値の前記入力交流電源の入力に基づいて前記第１の切替手段を導通に切り替え、前記第１の電圧値の前記入力交流電源の入力に基づいて前記第１の切替手段を遮断に切り替えるよう制御する切替制御手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、第１及び第２の平滑コンデンサ間の接続点と、補助スイッチング回路において電源線間に直列接続される第７及び第８のスイッチング素子間の接続点との間には、相互間を導通・遮断に切り替える第１の切替手段が備えられる。そして、高電圧の第２の電圧値の交流電圧入力時には第１の切替手段が導通されることで、第１又は第２の平滑コンデンサの各端子間電圧が交互にインバータ回路に供給可能となる。また、第１の電圧値の交流電圧入力時には第１の切替手段が遮断されることで、第１及び第２の平滑コンデンサ間の接続点の電圧が第７及び第８のスイッチング素子に備えられる逆接続のダイオードを介してインバータ回路側に供給されることが確実に防止され、ソフトスイッチング制御の効果が確実に得られるようになる。

この発明では、切替制御手段の制御により、第２の電圧値の交流電圧入力に基づいて第１の切替手段が導通に切り替えられ、第１の電圧値の交流電圧入力に基づいて第１の切替手段が遮断に切り替えられる。つまり、切替手段の切り替えが切替制御手段の制御により自動で行われ、人による操作を必要としない。

請求項２に記載の発明は、整流回路及びその出力側の一対の電源線間に直列接続された第１及び第２の平滑コンデンサを有し、入力交流電源を整流・平滑化した直流電圧に変換する直流変換回路と、第１〜第４のスイッチング素子を用いたブリッジ回路で構成され、その第１〜第４のスイッチング素子が所定組み毎でオンオフ駆動して前記各電源線を介して供給された前記直流電圧を所定の交流電圧に変換するインバータ回路と、前記直流変換回路と前記インバータ回路前段の前記各電源線間に接続される補助コンデンサとの間において、第５及び第６のスイッチング素子が前記各電源線上に配置されるとともに第７及び第８のスイッチング素子が前記各電源線間に直列接続され、その第７及び第８のスイッチング素子にそれぞれダイオードが逆接続されてなり、第１の電圧値の前記入力交流電源の入力時には前記第１及び第２の平滑コンデンサの両端電圧を前記インバータ回路に供給する一方、第１の電圧値の倍の第２の電圧値の前記入力交流電源の入力時には第５〜第８のスイッチング素子の所定組み毎でオンオフ駆動して前記第１又は第２の平滑コンデンサの各端子間電圧を交互に前記インバータ回路に供給し、更に第５〜第８のスイッチング素子の所定の素子が前記第１〜第４のスイッチング素子のオフに先立ってオフして前記インバータ回路側への電圧供給を停止するソフトスイッチング制御が行われる補助スイッチング回路とを備えた電源装置であって、前記第１及び第２の平滑コンデンサ間の接続点と、前記第７及び第８のスイッチング素子間の接続点との間に、相互間を導通・遮断に切り替える第１の切替手段が備えられ、前記インバータ回路では、前記第１及び第３のスイッチング素子が前記各電源線間に直列接続されるとともに、前記第２及び第４のスイッチング素子が前記各電源線間に直列接続されて構成されるものであり、前記第１及び第３のスイッチング素子間の接続点又は前記第２及び第４のスイッチング素子間の接続点のいずれかと、前記第７及び第８のスイッチング素子間の接続点との間に、相互間を導通・遮断に切り替える第２の切替手段が備えられ、前記第１及び第２の切替手段は、導通・遮断の切り替えが制御可能に構成されるものであって、前記第２の電圧値の前記入力交流電源の入力に基づいて前記第１の切替手段を導通、前記第２の切替手段を遮断に切り替え、前記第１の電圧値の前記入力交流電源の入力に基づいて前記第１の切替手段を遮断、前記第２の切替手段を導通に切り替えるよう制御する切替制御手段を備え、前記切替制御手段により前記第１の電圧値の前記入力交流電源の入力に基づいて前記第１の切替手段が遮断、前記第２の切替手段が導通に切り替えられた場合、前記第７及び第８のスイッチング素子は、前記第２の切替手段の導通により並列となる前記インバータ回路のスイッチング素子と同一のオンオフ制御が行われ、インバータ回路の一部として動作することをその要旨とする。
この発明では、第１及び第２の平滑コンデンサ間の接続点と、補助スイッチング回路において電源線間に直列接続される第７及び第８のスイッチング素子間の接続点との間には、相互間を導通・遮断に切り替える第１の切替手段が備えられる。そして、高電圧の第２の電圧値の交流電圧入力時には第１の切替手段が導通されることで、第１又は第２の平滑コンデンサの各端子間電圧が交互にインバータ回路に供給可能となる。また、第１の電圧値の交流電圧入力時には第１の切替手段が遮断されることで、第１及び第２の平滑コンデンサ間の接続点の電圧が第７及び第８のスイッチング素子に備えられる逆接続のダイオードを介してインバータ回路側に供給されることが確実に防止され、ソフトスイッチング制御の効果が確実に得られるようになる。

この発明では、第１及び第３のスイッチング素子間の接続点又は第２及び第４のスイッチング素子間の接続点のいずれかと、第７及び第８のスイッチング素子間の接続点との間には、相互間を導通・遮断に切り替える第２の切替手段が備えられる。そして、第１の切替手段の導通時（第２の電圧値の交流電圧入力時）に第２の切替手段が遮断されることで上記した第２の電圧値の交流電圧入力時と同様の動作が可能であり、第１の切替手段の遮断時（第１の電圧値の交流電圧入力時）に第２の切替手段が導通されることで、第７及び第８のスイッチング素子は、第２の切替手段の導通により並列となるインバータ回路のスイッチング素子と同一のオンオフ制御が行われ、インバータ回路の一部として動作する。これにより、第７及び第８のスイッチング素子と並列となったインバータ回路のスイッチング素子に流れる電流を二分でき、該スイッチング素子での熱の発生が低減される。

この発明では、切替制御手段の制御により、第２の電圧値の交流電圧入力に基づいて第１の切替手段が導通、第２の切替手段が遮断に切り替えられ、第１の電圧値の交流電圧入力に基づいて第１の切替手段が遮断、第２の切替手段が導通に切り替えられる。つまり、切替手段の切り替えが切替制御手段の制御により自動で行われ、人による操作を必要としない。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電源装置において、前記切替手段は、１個のスイッチで構成されていることをその要旨とする。
この発明では、切替手段は１個のスイッチで構成されることから、電源装置の回路構成を複雑としない。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源装置を用い、加工対象物のアーク加工を行うアーク加工用電圧を生成するように構成されているアーク加工用電源装置である。

この発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源装置が用いられて構成されるため、上記各請求項の作用効果が得られるアーク加工用電源装置を提供できる。

本発明によれば、単に電路の開閉を行う切替手段といった簡単な構成の追加で、異なる２つの入力電圧に対応することができる電源装置及びアーク加工用電源装置を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のアーク加工用電源装置１１を備えたアーク加工機１０を示す。アーク加工機１０は、その電源装置１１から出力される加工用直流電圧をトーチＴＨに供給し、そのトーチＴＨから加工対象物Ｍに向けてアークを発生させることで、加工対象物Ｍに対してアーク溶接やアーク切断等のアーク加工を行う装置である。このようなアーク加工機１０に用いるアーク加工用電源装置１１は、入力された商用電源（三相交流電圧）を直流電圧に変換する直流変換回路１２と、その直流電圧を所定の高周波交流電圧に変換するインバータ回路１３とを備え、そのインバータ回路１３からの高周波交流電圧を加工用直流電圧に更に変換している。

直流変換回路１２は、６個のダイオードＤ１〜Ｄ６を用いたブリッジ回路で構成され三相の入力交流電源を全波整流する一次側整流回路ＤＲ１と、該整流回路ＤＲ１の出力側の第１及び第２の電源線Ｌ１，Ｌ２間に直列に接続され該整流回路ＤＲ１の出力電圧を平滑化する第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２とを有し、入力交流電源から直流電圧を生成する。この第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２は、それぞれ同容量のものが用いられる。また、直流変換回路１２には、直流電圧を検出する電圧検出回路ＩＶが電源線Ｌ１，Ｌ２間に接続されている。電圧検出回路ＩＶは、検出した直流電圧を電圧検出信号Ｉｖとして後述の出力制御回路ＳＣに出力し、電源装置１１に入力される交流電源が２００Ｖ系か４００Ｖ系かの判定等に用いられる。

インバータ回路１３は、電源線Ｌ１，Ｌ２に接続され、４個のＩＧＢＴよりなる第１〜第４のスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４を用いたブリッジ回路で構成されている。第１及び第３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３が電源線Ｌ１，Ｌ２間に直列に接続されるとともに、第２及び第４のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ４が電源線Ｌ１，Ｌ２間に直列に接続され、スイッチング素子ＴＲ１のエミッタとスイッチング素子ＴＲ３のコレクタとの間が変圧器ＩＮＴの一次側コイルの一端に、スイッチング素子ＴＲ２のエミッタとスイッチング素子ＴＲ４のコレクタとの間がその一次側コイルの他端にそれぞれ接続されている。尚、第１〜第４のスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４には、それぞれダイオードＤ１１〜Ｄ１４が逆接続されている。そして、第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４の組みと、第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３の組みとが出力制御回路ＳＣの制御に基づいて交互にオンオフ駆動され、直流変換回路１２からの直流電圧を所定の高周波交流電圧に変換して変圧器ＩＮＴの一次側コイルに供給する。

インバータ回路１３及び前記直流変換回路１２の間には、補助スイッチング回路１４及び補助コンデンサＣ３が備えられている。補助スイッチング回路１４は、４個のＩＧＢＴよりなる第５〜第８のスイッチング素子ＴＲ５〜ＴＲ８を備え、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の後段の電源線Ｌ１上に第５のスイッチング素子ＴＲ５が、電源線Ｌ２上に第６のスイッチング素子ＴＲ６がそれぞれ配置されている。第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８は、第５及び第６のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ６の後段の電源線Ｌ１，Ｌ２間に直列に接続されている。尚、第５〜第８のスイッチング素子ＴＲ５〜ＴＲ８には、それぞれダイオードＤ１５〜Ｄ１８が逆接続されている。第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８の後段の電源線Ｌ１，Ｌ２間には、補助コンデンサＣ３が接続されている。

また、第７のスイッチング素子ＴＲ７のエミッタと第８のスイッチング素子ＴＲ８のコレクタ間の接続点Ｎ２と、前記第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｎ１との間には、本実施形態ではリレーよりなる切替スイッチＳ１が接続されている。そして、切替スイッチＳ１は、出力制御回路ＳＣの制御に基づき、入力交流電源が２００Ｖ系と判定された時にはオフされて両接続点Ｎ１，Ｎ２を遮断し、入力交流電源が４００Ｖ系と判定された時にはオンされて両接続点Ｎ１，Ｎ２を導通する。また、第５〜第８のスイッチング素子ＴＲ５〜ＴＲ８は、出力制御回路ＳＣの制御に基づいてインバータ回路１３の第１〜第４のスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のスイッチング損失を低減すべく該スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４と同期させてオンオフ駆動されるとともに、入力交流電源が２００Ｖ系と４００Ｖ系とで異なる制御が行われる。

インバータ回路１３で生成された高周波交流電圧は、変圧器ＩＮＴの一次側コイルに供給され、該変圧器ＩＮＴの二次側には、二次整流回路ＤＲ２及び直流リアクトルＤＣＬが備えられる。二次整流回路ＤＲ２及び直流リアクトルＤＣＬは、インバータ回路１３からの高周波交流電圧をアーク加工用直流電圧に変換し、この加工用直流電圧は、直流リアクトルＤＣＬ側の出力線Ｌ３を介してトーチＴＨに出力される。一方、出力線Ｌ４は加工対象物Ｍと接続され、加工用直流電圧の供給に基づきトーチＴＨから加工対象物Ｍに向けてアークが生じるようになっている。

また、出力線Ｌ４上には、実出力電流値を検出する出力電流検出回路ＩＤが接続されている。出力電流検出回路ＩＤは、検出した出力電流値を出力電流検出信号Ｉｄとして比較演算回路ＥＲに出力し、該比較演算回路ＥＲでは、その出力電流検出信号Ｉｄと、出力電流設定器ＩＲからの出力電流設定信号Ｉｒとが比較される。因みに、出力電流設定器ＩＲでは、アーク加工を行う加工対象物Ｍに応じた出力電流値となるように人の操作等によりその出力電流値の設定がなされ、その設定に応じた出力電流設定信号Ｉｒが比較演算回路ＥＲに出力される。比較演算回路ＥＲは、出力電流検出信号Ｉｄと出力電流設定信号Ｉｒとを比較した比較演算信号Ｅｒ、即ち出力電流値と設定値との偏差を比較演算信号Ｅｒとして出力制御回路ＳＣに出力し、出力制御回路ＳＣでのフィードバック制御に用いられる。

出力制御回路ＳＣは、先ず、電圧検出回路ＩＶから電圧検出信号Ｉｖの入力に基づいて、直流変換回路１２で生成する直流電圧を検出し、この検出に基づいて入力交流電圧が２００Ｖ系か４００Ｖ系かを判定している。出力制御回路ＳＣは、４００Ｖ系入力と判定した場合には切替スイッチＳ１をオンに切り替え、２００Ｖ系入力と判定した場合には切替スイッチＳ１をオフに切り替えて、各入力に応じた図２及び図３のタイミング波形に従ってインバータ回路１３及び補助スイッチング回路１４を制御する。因みに、入力交流電源投入前では、切替スイッチＳ１は４００Ｖ系入力に対応可能にオン状態とされている。

［４００Ｖ系入力の場合］
４００Ｖ系入力の場合では、出力制御回路ＳＣにより切替スイッチＳ１がオン状態に切り替えられ、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｎ１と第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８間の接続点Ｎ２とが導通状態とされる。そして、図２のタイミング波形に従った制御がなされる。

出力制御回路ＳＣは、出力電流設定器ＩＲでの入力からの出力電流設定値に基づくオン時間で、インバータ回路１３の第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４の組みと第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３の組みとを交互にオンオフ動作させる。因みにこの場合、第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４は、第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３がオンに切り替わる少なくとも所定時間ｔ２前にはオフに切り替えられ、第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３は、第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４がオンに切り替わる少なくとも所定時間ｔ４前にはオフに切り替えられる。そして、出力制御回路ＳＣは、出力電流設定器ＩＲにおいて出力電流設定値が増加されると、各スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオン時間を所定時間ｔ２，ｔ４の確保可能な範囲で長く設定し、出力電流設定値が減少されると、各スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオン時間を短く（所定時間ｔ２，ｔ４を長く）設定する。また、出力制御回路ＳＣは、実際の出力電流値（出力電流検出信号Ｉｄ）を用いたフィードバック制御を行っており、実際の出力電流値と出力電流設定値との偏差（比較演算信号Ｅｒ）に基づいて各スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のその時々のオン時間を調整している。

また、補助スイッチング回路１４において、出力制御回路ＳＣは、前記インバータ回路１３の各スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオンオフ動作と対応させて第５〜第８のスイッチング素子ＴＲ５〜ＴＲ８をオンオフ動作させている。この場合、第５及び第８のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ８は、オン時には第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４と同時にオンされ、オフ時には第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４がオフに切り替わる所定時間ｔ１前にオフされる。また、第６及び第７のスイッチング素子ＴＲ６，ＴＲ７は、オン時には第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３と同時にオンされ、オフ時には第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３がオフに切り替わる所定時間ｔ３前にオフされる。

第５及び第８のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ８がオンすると、インバータ回路１３には、第１の平滑コンデンサＣ１の端子間電圧、即ち４００Ｖ系の入力交流電源を直流電圧に変換した電圧の半分の電圧（２００Ｖ系入力時の直流電圧と同等の電圧）が供給されることになる。これにより、この第１の平滑コンデンサＣ１側の充電電圧が、同時にオンされる第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４を介して変圧器ＩＮＴの一次側コイルに印加される。

第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４のオフ時には、そのオフに先立って所定時間ｔ１前に第５及び第８のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ８がオフされるソフトスイッチング制御が行われることで、直流変換回路１２からインバータ回路１３側への直流電圧の供給が先に停止され、やがて補助コンデンサＣ３の放電が完了する所定時間ｔ１経過後に第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４がオフされる。これにより、第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４にかかる電圧が略ゼロ電圧で該スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４がオフされ、ソフトスイッチング制御の効果であるスイッチング損失の低減がなされる。尚、第５及び第８のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ８のオフ時において、第１の平滑コンデンサＣ１と補助コンデンサＣ３との端子間電圧が同等となることから、第５及び第８のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ８の両端子間電圧がそれぞれ略ゼロ電圧となり、第５及び第８のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ８でのスイッチング損失も低減されている。

また、第６及び第７のスイッチング素子ＴＲ６，ＴＲ７のオン時についても同様であり、第６及び第７のスイッチング素子ＴＲ６，ＴＲ７がオンすると、インバータ回路１３には、第２の平滑コンデンサＣ２の端子間電圧、即ち４００Ｖ系の入力交流電源を直流電圧に変換した電圧の半分の電圧（２００Ｖ系入力時の直流電圧と同等の電圧）が供給されることになる。これにより、この第２の平滑コンデンサＣ２側の充電電圧が同時にオンされる第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３を介して変圧器ＩＮＴの一次側コイルに逆方向電圧として印加される。

第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３のオフ時には、そのオフに先立って所定時間ｔ３前に第６及び第７のスイッチング素子ＴＲ６，ＴＲ７がオフされるソフトスイッチング制御が行われることで、直流変換回路１２からインバータ回路１３側への直流電圧の供給が先に停止され、やがて補助コンデンサＣ３の放電が完了する所定時間ｔ３経過後に第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３がオフされる。これにより、第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３にかかる電圧が略ゼロ電圧で該スイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３がオフされ、この場合もソフトスイッチング制御の効果であるスイッチング損失の低減がなされる。尚、第６及び第７のスイッチング素子ＴＲ６，ＴＲ７のオフ時において、第２の平滑コンデンサＣ２と補助コンデンサＣ３との端子間電圧が同等となることから、第６及び第７のスイッチング素子ＴＲ６，ＴＲ７の両端子間電圧がそれぞれ略ゼロ電圧となり、第６及び第７のスイッチング素子ＴＲ６，ＴＲ７でのスイッチング損失も低減されている。

そして、このように４００Ｖ系入力時においては、補助スイッチング回路１４にて２００Ｖ系入力時の直流電圧と同等の電圧に降圧してインバータ回路１３に供給するとともに、インバータ回路１３の各スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のスイッチング損失を低減するソフトスイッチング制御が行われている。

［２００Ｖ系入力の場合］
２００Ｖ系入力の場合では、出力制御回路ＳＣにより切替スイッチＳ１がオフ状態に切り替えられ、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｎ１と第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８間の接続点Ｎ２とが遮断状態とされる。そして、図３のタイミング波形に従った制御がなされる。

出力制御回路ＳＣは、この２００Ｖ系入力時でも同様に、出力電流設定器ＩＲでの入力からの出力電流設定値に基づくオン時間で、インバータ回路１３の第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４の組みと第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３の組みとを交互にオンオフ動作させる。因みにこの場合、第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４は、第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３がオンに切り替わる少なくとも所定時間ｔ２前にはオフに切り替えられ、第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３は、第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４がオンに切り替わる少なくとも所定時間ｔ４前にはオフに切り替えられる。そして、出力制御回路ＳＣは、出力電流設定値に応じて各スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオン時間を設定するとともに、各スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のその時々のオン時間をフィードバック制御により調整している。

また、補助スイッチング回路１４において、出力制御回路ＳＣは、前記インバータ回路１３の各スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオンオフ動作と対応させて第５及び第６のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ６をオンオフ動作させる一方、この２００Ｖ系入力時では第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８をオフ状態に維持している。この２００Ｖ系入力時では、第５のスイッチング素子ＴＲ５は、オン時には第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３と同時にオンされる一方、オフ時には第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４がオフに切り替わる所定時間ｔ１前にオフされる。つまり、第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４がオフに切り替わる所定時間ｔ１前から第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３がオンとなるまでの期間、第５のスイッチング素子ＴＲ５はオフし、それ以外の期間はオンされている。また、第６のスイッチング素子ＴＲ６は、オン時には第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４と同時にオンされる一方、オフ時には第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３がオフに切り替わる所定時間ｔ３前にオフされる。つまり、第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３がオフに切り替わる所定時間ｔ３前から第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４がオンとなるまでの期間、第６のスイッチング素子ＴＲ６はオフし、それ以外の期間はオンされている。

そのため、第５及び第６のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ６がともにオンする期間では、インバータ回路１３には、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧、即ち直流変換回路１２からの直流電圧が供給されることになる。これにより、この直流電圧が第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４のオン期間、及び第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３のオン期間において変圧器ＩＮＴの一次側コイルにそれぞれ逆方向電圧として印加される。

また、第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４のオフ時には、そのオフに先立って所定時間ｔ１前に第５のスイッチング素子ＴＲ５がオフされるソフトスイッチング制御が行われることで、第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４は略ゼロ電圧でオフされ、ソフトスイッチング制御の効果であるスイッチング損失の低減がなされる。また、第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３のオフ時についても同様に、そのオフに先立って所定時間ｔ３前に第６のスイッチング素子ＴＲ６がオフされるソフトスイッチング制御が行われることで、第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３は略ゼロ電圧でオフされ、ソフトスイッチング制御の効果であるスイッチング損失の低減がなされる。

ここで、第５及び第６のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ６をインバータ回路１３のスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４に先立ってオフとするソフトスイッチング制御を行う際、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｎ１と第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８間の接続点Ｎ２とを導通状態として従来と同構成とした場合では、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｎ１の電圧が第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８に逆接続されているダイオードＤ１７，Ｄ１８を介してインバータ回路１３に供給されてしまい、そのソフトスイッチング制御の効果が得られない。

これに対し、本実施形態では、接続点Ｎ１，Ｎ２間が切替スイッチＳ１にて遮断されているため、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｎ１の電圧がインバータ回路１３に供給されることが防止され、この２００Ｖ系入力時においてもソフトスイッチング制御のスイッチング損失低減効果が得られるようになっている。尚、第５及び第６のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ６のオフ時においても同様に、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の両端電圧と補助コンデンサＣ３との端子間電圧が同等となることから、第５及び第６のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ６の両端子間電圧がそれぞれ略ゼロ電圧となり、第５及び第６のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ６でのスイッチング損失も低減されている。

そして、このように２００Ｖ系入力時においては、補助スイッチング回路１４にて直流電圧の降圧を行わないでインバータ回路１３に供給するとともに、インバータ回路１３の各スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のスイッチング損失を低減するソフトスイッチング制御が行われている。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施形態では、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｎ１と、補助スイッチング回路１４において電源線Ｌ１，Ｌ２間に直列接続される第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８間の接続点Ｎ２との間には、相互間を導通・遮断に切り替えるリレーよりなる切替スイッチＳ１（第１の切替手段）が備えられている。そして、第２の電圧値としての４００Ｖ系入力時には切替スイッチＳ１が導通されることで、第１又は第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の各端子間電圧が交互にインバータ回路１３に供給可能となる。また、第１の電圧値としての２００Ｖ系入力時には切替スイッチＳ１が遮断されることで、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｎ１の電圧が第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８に備えられる逆接続のダイオードＤ１７，Ｄ１８を介してインバータ回路１３側に供給されることが確実に防止され、ソフトスイッチング制御の効果が確実に得られるようになる。このように本実施形態では、単に電路の開閉を行う切替スイッチＳ１といった簡単な構成の追加で、異なる２つの入力電圧に対応可能なアーク加工用電源装置１１を提供することができる。

（２）本実施形態では、出力制御回路ＳＣの制御により、４００Ｖ系入力の判定に基づいて切替スイッチＳ１が導通に切り替えられ、２００Ｖ系入力の判定に基づいて切替スイッチＳ１が遮断に切り替えられる。つまり、切替スイッチＳ１の切り替えが出力制御回路ＳＣの制御により自動で行われるため、人による操作を必要としない。

（３）本実施形態では、切替スイッチＳ１は１個のスイッチ（リレー）で構成されることから、電源装置１１の回路構成を複雑としない。
（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。尚、本実施形態のアーク加工用電源装置は、前記第１の実施形態の回路構成に対して切替スイッチが更に追加されて構成されている。

図４に示すアーク加工用電源装置１１ａでは、同様に、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｎ１と、補助スイッチング回路１４の第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８間の接続点Ｎ２との間に、リレーよりなる切替スイッチＳ１（第１の切替スイッチ）が接続されている。これに加え、その第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８間の接続点Ｎ２と、インバータ回路１３の第１及び第３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３間の接続点Ｎ３との間に、リレーよりなる第２の切替スイッチＳ２が接続されている。これら切替スイッチＳ１，Ｓ２は、出力制御回路ＳＣの制御に基づいて、４００Ｖ系入力時にはオン／オフ、２００Ｖ系入力時にはオフ／オンというように相補で切り替えられる。そして、出力制御回路ＳＣは、各入力に応じた図５及び図６のタイミング波形に従ってインバータ回路１３及び補助スイッチング回路１４を制御する。

［４００Ｖ系入力の場合］
４００Ｖ系入力の場合では、出力制御回路ＳＣにより切替スイッチＳ１がオン状態に切り替えられ、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｎ１と第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８間の接続点Ｎ２とが導通状態とされる。また、切替スイッチＳ２がオフ状態に切り替えられ、第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８間の接続点Ｎ２と第１及び第３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３間の接続点Ｎ３とが遮断状態とされる。

つまり、これら切替スイッチＳ１，Ｓ２の開閉状態では、前記第１の実施形態の電源装置１１と同様の構成となり、本実施形態の出力制御回路ＳＣは、図５に従った前記第１の実施形態の４００Ｖ系入力時の制御と同一の制御を行っている。従って、本実施形態のアーク加工用電源装置１１ａにおいても、この４００Ｖ系入力時では、補助スイッチング回路１４にて２００Ｖ系入力時の直流電圧と同等の電圧に降圧してインバータ回路１３に供給するとともに、インバータ回路１３の各スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のスイッチング損失を低減するソフトスイッチング制御が行われる。

［２００Ｖ系入力の場合］
２００Ｖ系入力の場合では、出力制御回路ＳＣにより切替スイッチＳ１がオフ状態に切り替えられ、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｎ１と第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８間の接続点Ｎ２とが遮断状態とされる。また、切替スイッチＳ２がオン状態に切り替えられ、第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８間の接続点Ｎ２と第１及び第３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３間の接続点Ｎ３とが導通状態とされる。

そして、第５及び第６のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ６は、本実施形態の出力制御回路ＳＣにより、図６に従った前記第１の実施形態の２００Ｖ系入力時の制御と同一の制御が行われる。即ち、第５のスイッチング素子ＴＲ５が第１及び第４のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４のオフに先立って（所定時間ｔ１前に）オフされ、第６のスイッチング素子ＴＲ６が第２及び第３のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３のオフに先立って（所定時間ｔ３前に）オフされるソフトスイッチング制御が行われる。

また、切替スイッチＳ１，Ｓ２の開閉状態により、第７のスイッチング素子ＴＲ７が第１のスイッチング素子ＴＲ１と並列に、第８のスイッチング素子ＴＲ８が第３のスイッチング素子ＴＲ３と並列に接続された状態となる。そのため、本実施形態の出力制御回路ＳＣは、第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８を第１及び第３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３と同一のオンオフ制御を行い、インバータ回路１３の一部として動作させる。つまり、切替スイッチＳ１がオフして第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｎ１と第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８間の接続点Ｎ２とを遮断状態としていることから、このような第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８の使い方が可能となっている。尚、切替スイッチＳ１による接続点Ｎ１，Ｎ２間の遮断により、本実施形態においても、第１及び第２の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｎ１の電圧がインバータ回路１３側に供給されることが防止され、ソフトスイッチング制御への影響も防止されている。

また、第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８をインバータ回路１３の一部として動作させることで、本来第１及び第３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３に流れていた電流が半分となる。これにより、第１及び第３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３での熱の発生を低減でき、電流容量の小さい小型で低コストなスイッチング素子を用いることも可能となる。

因みに、一方のスイッチング素子のコレクタと他方のスイッチング素子のエミッタとが接続された一対で１つのパッケージで構成されているものがあり、本実施形態においてそのパッケージ化された対のスイッチング素子を使用して構成した場合、図４の破線で囲んだ素子が組みとなる。具体的には、第１及び第３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３の組みと、第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８の組みと、第５及び第２のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ２の組みと、第６及び第４のスイッチング素子ＴＲ６，ＴＲ４の組みとで分けられる。

即ち、第１、第３、第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ７，ＴＲ８の発熱が抑えられることから、電流容量の小さなパッケージのもの（例えば１５０Ａ）を選定可能である。一方、第５及び第６のスイッチング素子ＴＲ５，ＴＲ６は、オン時間が長いため、電流容量の大きなもの（例えば３００Ａ）を選定するのが望ましい。しかしながらこの場合、パッケージの構成から同一パッケージで構成できないため、残っていた第２及び第４のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ４とそれぞれ組とされる。従って、対のスイッチング素子のパッケージを使用して構成する場合、このように合理的な組み分けが可能である。

次に、前記第１の実施形態の作用効果に加えて、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施形態では、第１及び第３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３間の接続点Ｎ３と、第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８間の接続点Ｎ２との間には、相互間を導通・遮断に切り替えるリレーよりなる切替スイッチＳ２（第２の切替手段）が備えられている。そして、切替スイッチＳ１の導通時（４００Ｖ系入力時）に切替スイッチＳ２が遮断されることで４００Ｖ系入力時と同様の動作が可能であり、切替スイッチＳ１の遮断時（２００Ｖ系入力時）に切替スイッチＳ２が導通されることで、第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８は、切替スイッチＳ２の導通により並列となるインバータ回路１３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３と同一のオンオフ制御が行われ、インバータ回路１３の一部として動作する。これにより、第７及び第８のスイッチング素子ＴＲ７，ＴＲ８と並列となったスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３に流れる電流を二分でき、該スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３での熱の発生を低減することができる。

（２）本実施形態では、出力制御回路ＳＣの制御により、４００Ｖ系入力の判定に基づいて切替スイッチＳ１が導通、切替スイッチＳ２が遮断に切り替えられ、２００Ｖ系入力の判定に基づいて切替スイッチＳ１が遮断、切替スイッチＳ２が導通に切り替えられる。つまり、切替スイッチＳ１の切り替えが出力制御回路ＳＣの制御により自動で行われるため、人による操作を必要としない。

（３）本実施形態では、切替スイッチＳ２は、切替スイッチＳ１とともにそれぞれ１個のスイッチ（リレー）で構成されることから、電源装置１１ａの回路構成を複雑としない。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第１及び第２の実施形態では、切替手段としての切替スイッチＳ１及び切替スイッチＳ２をそれぞれ１個のリレーで構成したが、リレー以外で出力制御回路ＳＣによる制御が可能なスイッチや、手動切替によるスイッチ等で構成してもよい。尚、第２の実施形態に手動切替スイッチを用いた場合、互いのスイッチを連動させるとよい。また、切替手段を２以上の回路部品を用いたスイッチ回路で構成してもよい。

・上記第２の実施形態では、切替スイッチＳ２の一端をインバータ回路１３の第１及び第３のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３間の接続点Ｎ３に接続したが、第２及び第４のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ４間の接続点に接続してもよい。

・上記第１及び第２の実施形態では、各スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ８にＩＧＢＴを用いたが、ＩＧＢＴ以外のスイッチング素子を用いて構成してもよい。
・上記第１及び第２の実施形態では、アーク加工用電源装置１１，１１ａに実施したが、アーク加工用以外の目的で用いられる電源装置、例えば直流変換回路１２、インバータ回路１３及び補助スイッチング回路１４を有する交流−交流変換電源装置に実施してもよい。また、インバータ回路１３及び補助スイッチング回路１４を有する直流−交流変換電源装置に実施してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ） 第１〜第４のスイッチング素子を用いたブリッジ回路で構成され、その第１〜第４のスイッチング素子が所定組み毎でオンオフ駆動して一対の電源線を介して供給された直流電圧を所定の交流電圧に変換するインバータ回路と、
前記各電源線間に直列接続された第１及び第２の平滑コンデンサと前記インバータ回路前段の前記各電源線間に接続される補助コンデンサとの間において、第５及び第６のスイッチング素子が前記各電源線上に配置され第７及び第８のスイッチング素子が前記各電源線間に直列接続されてなり、第１の電圧値の前記入力交流電源の入力時には前記第１及び第２の平滑コンデンサの両端電圧を前記インバータ回路に供給する一方、第１の電圧値の倍の第２の電圧値の前記入力交流電源の入力時には第５〜第８のスイッチング素子の所定組み毎でオンオフ駆動して前記第１又は第２の平滑コンデンサの各端子間電圧を交互に前記インバータ回路に供給し、更に第５〜第８のスイッチング素子の所定の素子が前記第１〜第４のスイッチング素子のオフに先立ってオフして前記インバータ回路側への電圧供給を停止するソフトスイッチング制御が行われる補助スイッチング回路と
を備えた電源装置であって、
前記第１及び第２の平滑コンデンサ間の接続点と、前記第７及び第８のスイッチング素子間の接続点との間に、相互間を導通・遮断に切り替える第１の切替手段が備えられていることを特徴とする電源装置。

（ロ） 上記（イ）に記載の電源装置において、
前記インバータ回路では、前記第１及び第３のスイッチング素子が前記各電源線間に直列接続されるとともに、前記第２及び第４のスイッチング素子が前記各電源線間に直列接続されて構成されるものであり、
前記第１及び第３のスイッチング素子間の接続点又は前記第２及び第４のスイッチング素子間の接続点のいずれかと、前記第７及び第８のスイッチング素子間の接続点との間に、相互間を導通・遮断に切り替える第２の切替手段が備えられ、
前記第２の切替手段にて導通とされた前記第１及び第３のスイッチング素子又は前記第２及び第４のスイッチング素子のいずれかと、前記第７及び第８のスイッチング素子とは、同一のオンオフ制御が行われることを特徴とする電源装置。

第１の実施形態におけるアーク加工用電源装置を示す回路図である。 第１の実施形態における４００Ｖ系入力時の波形図である。 第１の実施形態における２００Ｖ系入力時の波形図である。 第２の実施形態におけるアーク加工用電源装置を示す回路図である。 第２の実施形態における４００Ｖ系入力時の波形図である。 第２の実施形態における２００Ｖ系入力時の波形図である。

符号の説明

１１，１１ａ…電源装置、１２…直流変換回路、１３…インバータ回路、１４…補助スイッチング回路、Ｃ１，Ｃ２…第１，第２の平滑コンデンサ、Ｃ３…補助コンデンサ、ＤＲ１…整流回路としての一次側整流回路、Ｌ１，Ｌ２…電源線、Ｍ…加工対象物、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３…接続点、Ｓ１，Ｓ２…第１，第２の切替手段としての切替スイッチ、ＳＣ…切替制御手段としての出力制御回路、ＴＲ１〜ＴＲ８…第１〜第８のスイッチング素子。

Claims (4)

1. 整流回路及びその出力側の一対の電源線間に直列接続された第１及び第２の平滑コンデンサを有し、入力交流電源を整流・平滑化した直流電圧に変換する直流変換回路と、
   第１〜第４のスイッチング素子を用いたブリッジ回路で構成され、その第１〜第４のスイッチング素子が所定組み毎でオンオフ駆動して前記各電源線を介して供給された前記直流電圧を所定の交流電圧に変換するインバータ回路と、
   前記直流変換回路と前記インバータ回路前段の前記各電源線間に接続される補助コンデンサとの間において、第５及び第６のスイッチング素子が前記各電源線上に配置されるとともに第７及び第８のスイッチング素子が前記各電源線間に直列接続され、その第７及び第８のスイッチング素子にそれぞれダイオードが逆接続されてなり、第１の電圧値の前記入力交流電源の入力時には前記第１及び第２の平滑コンデンサの両端電圧を前記インバータ回路に供給する一方、第１の電圧値の倍の第２の電圧値の前記入力交流電源の入力時には第５〜第８のスイッチング素子の所定組み毎でオンオフ駆動して前記第１又は第２の平滑コンデンサの各端子間電圧を交互に前記インバータ回路に供給し、更に第５〜第８のスイッチング素子の所定の素子が前記第１〜第４のスイッチング素子のオフに先立ってオフして前記インバータ回路側への電圧供給を停止するソフトスイッチング制御が行われる補助スイッチング回路と
   を備え、前記第１の電圧値の前記入力交流電源の入力時には前記第７及び第８のスイッチング素子をオフ状態に維持するようにした電源装置であって、
   前記第１及び第２の平滑コンデンサ間の接続点と、前記第７及び第８のスイッチング素子間の接続点との間に、相互間を導通・遮断に切り替える第１の切替手段が備えられ、
   前記第１の切替手段は、導通・遮断の切り替えが制御可能に構成されるものであって、
   前記第２の電圧値の前記入力交流電源の入力に基づいて前記第１の切替手段を導通に切り替え、前記第１の電圧値の前記入力交流電源の入力に基づいて前記第１の切替手段を遮断に切り替えるよう制御する切替制御手段を備えたことを特徴とする電源装置。
2. 整流回路及びその出力側の一対の電源線間に直列接続された第１及び第２の平滑コンデンサを有し、入力交流電源を整流・平滑化した直流電圧に変換する直流変換回路と、
   第１〜第４のスイッチング素子を用いたブリッジ回路で構成され、その第１〜第４のスイッチング素子が所定組み毎でオンオフ駆動して前記各電源線を介して供給された前記直流電圧を所定の交流電圧に変換するインバータ回路と、
   前記直流変換回路と前記インバータ回路前段の前記各電源線間に接続される補助コンデンサとの間において、第５及び第６のスイッチング素子が前記各電源線上に配置されるとともに第７及び第８のスイッチング素子が前記各電源線間に直列接続され、その第７及び第８のスイッチング素子にそれぞれダイオードが逆接続されてなり、第１の電圧値の前記入力交流電源の入力時には前記第１及び第２の平滑コンデンサの両端電圧を前記インバータ回路に供給する一方、第１の電圧値の倍の第２の電圧値の前記入力交流電源の入力時には第５〜第８のスイッチング素子の所定組み毎でオンオフ駆動して前記第１又は第２の平滑コンデンサの各端子間電圧を交互に前記インバータ回路に供給し、更に第５〜第８のスイッチング素子の所定の素子が前記第１〜第４のスイッチング素子のオフに先立ってオフして前記インバータ回路側への電圧供給を停止するソフトスイッチング制御が行われる補助スイッチング回路と
   を備えた電源装置であって、
   前記第１及び第２の平滑コンデンサ間の接続点と、前記第７及び第８のスイッチング素子間の接続点との間に、相互間を導通・遮断に切り替える第１の切替手段が備えられ、
   前記インバータ回路では、前記第１及び第３のスイッチング素子が前記各電源線間に直列接続されるとともに、前記第２及び第４のスイッチング素子が前記各電源線間に直列接続されて構成されるものであり、
   前記第１及び第３のスイッチング素子間の接続点又は前記第２及び第４のスイッチング素子間の接続点のいずれかと、前記第７及び第８のスイッチング素子間の接続点との間に、相互間を導通・遮断に切り替える第２の切替手段が備えられ、
   前記第１及び第２の切替手段は、導通・遮断の切り替えが制御可能に構成されるものであって、
   前記第２の電圧値の前記入力交流電源の入力に基づいて前記第１の切替手段を導通、前記第２の切替手段を遮断に切り替え、前記第１の電圧値の前記入力交流電源の入力に基づいて前記第１の切替手段を遮断、前記第２の切替手段を導通に切り替えるよう制御する切替制御手段を備え、
   前記切替制御手段により前記第１の電圧値の前記入力交流電源の入力に基づいて前記第１の切替手段が遮断、前記第２の切替手段が導通に切り替えられた場合、前記第７及び第８のスイッチング素子は、前記第２の切替手段の導通により並列となる前記インバータ回路のスイッチング素子と同一のオンオフ制御が行われ、インバータ回路の一部として動作することを特徴とする電源装置。
3. 請求項１又は２に記載の電源装置において、
   前記切替手段は、１個のスイッチで構成されていることを特徴とする電源装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源装置を用い、加工対象物のアーク加工を行うアーク加工用電圧を生成するように構成されていることを特徴とするアーク加工用電源装置。

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