(57)【要約】【課題】広い電流域に亘って出力電流値を適切に検出でき、全域で適切な出力制御を行うことができる溶接用電源装置を提供する。【解決手段】溶接用電源装置１０は、溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３の内で出力仕様が大きいものを用いると、検出可能な電流域が広く分解能の粗い仕様の第１電流センサＩＤ１を選択し、溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３の内で出力仕様が小さいものを用いると、検出可能な電流域が狭く分解能の細かい仕様の第２電流センサＩＤ２を選択して、各電流センサＩＤ１，ＩＤ２にて検出した出力電流値に基づく出力制御（インバータ回路１２のスイッチング制御）を行う。【選択図】図１
2015228773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電力を生成する電力生成回路と、出力電流値を検出する電流センサと、前記検出した出力電流値に基づいて前記電力生成回路を制御し所望の出力電力を得る出力制御を行う制御回路を備え、溶接対象の溶接を行うべく溶接トーチに前記出力電力を供給する溶接用電源装置であって、
前記電流センサには、検出可能な電流域と分解能とを含む仕様の異なるものが複数用いられ、
出力仕様の異なる複数の前記溶接トーチの内で出力仕様が大きい程、検出可能な電流域が広く分解能の粗い仕様の電流センサにて前記出力電流値の検出が行われ、前記溶接トーチの内で出力仕様が小さい程、検出可能な電流域が狭く分解能の細かい仕様の電流センサにて前記出力電流値の検出が行われるように、前記溶接トーチの出力仕様に対応して複数の電流センサの内の何れかを選択的に切り替えるセンサ切替手段を備えたことを特徴とする溶接用電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の溶接用電源装置において、
前記電力生成回路は、スイッチング素子のオンオフ動作により直流電力から高周波交流電力への電力変換を行うインバータ回路を含んで構成され、
前記制御回路は、出力要求が大となる期間では前記インバータ回路のスイッチング素子のオンパルス幅を可変とするパルス幅変調制御を選択し、出力要求が小となる期間では同組で動作するスイッチング素子のオンパルス幅を所定幅に固定しつつ同組のオンパルスに位相差を生じさせる位相シフト制御に切り替える制御切替手段を備え、前記溶接トーチの出力仕様に応じたスイッチング制御を実施することを特徴とする溶接用電源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の溶接用電源装置において、
溶接用電源装置と前記溶接トーチとの電気的接続に基づいて前記溶接トーチの出力仕様が自動判別される判別手段を備えたことを特徴とする溶接用電源装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の溶接用電源装置において、
前記センサ切替手段は、複数の前記電流センサ毎の電路を並列接続し、何れの電路を選択的に接続するかで前記電流センサを切り替える回路を含んで構成されたことを特徴とする溶接用電源装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の溶接用電源装置において、
プラズマアーク溶接用の出力電力を生成するように構成されたことを特徴とする溶接用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサを用いた出力制御を行う溶接用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示の電源装置等、出力電流値を検出する電流センサを設置し、該電流センサにて検出した出力電流値に基づいてインバータ回路のスイッチング動作を制御し、所望の出力電力とする出力制御を行う構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３１００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電流センサは電流値の検出範囲が仕様毎に決まっているため、例えば出力電流値が数百［Ａ］の大電流から数［Ａ］の極小電流まで大きく変化するアーク溶接用電源装置等、出力電流値が大きく変化する電源装置では特に、全範囲を適切に検出可能な電流センサを選定するのが難しい。
【０００５】
例えば、大電流から極小電流までの広い電流域を検出可能な電流センサを用いる場合、電流センサの分解能が粗い設定となっていることから、分解能の限界に近い数［Ａ］程度の極小電流域での検出精度は低く、極小電流域では適切な出力制御が行えない。反対に、極小電流域に適した分解能の細かい電流センサでは検出可能な電流域が狭く、数百［Ａ］の大電流域までは検出不能、つまり使用ができなかった。
【０００６】
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、広い電流域に亘って出力電流値を適切に検出でき、全域で適切な出力制御を行うことができる溶接用電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する溶接用電源装置は、出力電力を生成する電力生成回路と、出力電流値を検出する電流センサと、前記検出した出力電流値に基づいて前記電力生成回路を制御し所望の出力電力を得る出力制御を行う制御回路を備え、溶接対象の溶接を行うべく溶接トーチに前記出力電力を供給する溶接用電源装置であって、前記電流センサには、検出可能な電流域と分解能とを含む仕様の異なるものが複数用いられ、出力仕様の異なる複数の前記溶接トーチの内で出力仕様が大きい程、検出可能な電流域が広く分解能の粗い仕様の電流センサにて前記出力電流値の検出が行われ、前記溶接トーチの内で出力仕様が小さい程、検出可能な電流域が狭く分解能の細かい仕様の電流センサにて前記出力電流値の検出が行われるように、前記溶接トーチの出力仕様に対応して複数の電流センサの内の何れかを選択的に切り替えるセンサ切替手段を備える。
【０００８】
この構成によれば、溶接トーチの内で出力仕様が大きいものを用いると、検出可能な電流域が広く分解能の粗い仕様の電流センサが選択され、溶接トーチの内で出力仕様が小さいものを用いると、検出可能な電流域が狭く分解能の細かい仕様の電流センサが選択されて、各電流センサにて検出した出力電流値に基づく出力制御が行われる。つまり、広い電流域を扱う溶接用電源装置では、溶接トーチの出力仕様、即ち溶接トーチで扱う各電流域に適した電流センサが選択されることで各電流域の出力電流値を適切に検出でき、各電流域毎で適切な出力制御を行うことが可能となる。
【０００９】
また上記の溶接用電源装置において、前記電力生成回路は、スイッチング素子のオンオフ動作により直流電力から高周波交流電力への電力変換を行うインバータ回路を含んで構成され、前記制御回路は、出力要求が大となる期間では前記インバータ回路のスイッチング素子のオンパルス幅を可変とするパルス幅変調制御を選択し、出力要求が小となる期間では同組で動作するスイッチング素子のオンパルス幅を所定幅に固定しつつ同組のオンパルスに位相差を生じさせる位相シフト制御に切り替える制御切替手段を備え、前記溶接トーチの出力仕様に応じたスイッチング制御を実施することが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、インバータ回路のスイッチング制御において、出力要求の大きい期間ではパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）が実施され、出力要求が小さい期間になると位相シフト制御（ＰＳＭ制御）に切り替えられる。つまり、出力要求の小さい期間でＰＷＭ制御を実施したとするとインバータ回路のスイッチング素子が十分にオンできない虞があるが、これに代わってＰＳＭ制御を用いることでスイッチング素子のオンパルス幅を十分オン可能な所定幅としつつも出力を下げることが可能である。これにより、ＰＷＭ制御とＰＳＭ制御とを切り替えることで広い電流域での適切な出力制御が可能で、電流センサを切り替える上記構成との組み合わせによる相乗的効果が期待できる。
【００１１】
また上記の溶接用電源装置において、溶接用電源装置と前記溶接トーチとの電気的接続に基づいて前記溶接トーチの出力仕様が自動判別される判別手段を備えることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、溶接用電源装置と溶接トーチとの電気的接続により、溶接トーチの出力仕様が自動判別されるため、出力仕様の判別が簡易で確実である。
また上記の溶接用電源装置において、前記センサ切替手段は、複数の前記電流センサ毎の電路を並列接続し、何れの電路を選択的に接続するかで前記電流センサを切り替える回路を含んで構成されることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、電流センサを切り替える回路は、並列接続した電流センサ毎の電路を選択的に接続するかで切り替えを行う構成である。つまり、各電路上には各電流センサの耐性に合った電流が流れるため、電流センサの保護等の効果が期待できる。
【００１４】
また上記の溶接用電源装置において、プラズマアーク溶接用の出力電力を生成するように構成されることが好ましい。
この構成によれば、プラズマアーク溶接用の電源装置において、広い電流域に亘って適切な出力制御が行われる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の溶接用電源装置によれば、広い電流域に亘って出力電流値を適切に検出でき、全域で適切な出力制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態における溶接用電源装置の構成図である。
【図２】電源装置の動作を説明するための説明図である。
【図３】別例における電源装置の一部を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、溶接用電源装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の溶接用電源装置１０は、一次側変換回路１１、インバータ回路１２、溶接トランスＩＮＴ、二次側変換回路１３を備えるアーク溶接用電源装置よりなり、商用電源から供給される三相の交流入力電力からアーク溶接に適した直流出力電力を生成する。
【００１８】
一次側変換回路１１は、整流回路ＤＲ１及び平滑コンデンサＣ１を備え、交流入力電力を一旦直流電力に変換してインバータ回路１２に出力する。インバータ回路１２は、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４を用いたブリッジ回路にて構成され、スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４によるスイッチング動作にて直流電力を高周波交流電力に変換する。これらスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４に対しては、制御回路２０による出力制御としてスイッチング制御（ＰＷＭ制御及びＰＳＭ制御）が実施される。インバータ回路１２は、生成した高周波交流電力を溶接トランスＩＮＴに出力する。
【００１９】
溶接トランスＩＮＴは、インバータ回路１２から出力される高周波交流電力を二次側交流電力に変換して二次側変換回路１３に出力する。二次側変換回路１３は、整流回路ＤＲ２及び直流リアクトルＤＣＬを備え、二次側交流電力をアーク溶接に適した直流出力電力に変換する。そして、電源装置１０のプラス側出力端子に溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３を、マイナス側出力端子に溶接対象Ｍをそれぞれ接続し、電源装置１０にて生成した出力電力に基づき溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３の電極と溶接対象Ｍとの間にアークを生じさせ、溶接対象Ｍのアーク溶接が行われる。本実施形態の電源装置１０は、大出力用の溶接トーチＴＨ１、中出力用の溶接トーチＴＨ２、小出力用の溶接トーチＴＨ３というように、出力の異なる仕様のトーチの何れが接続されるかで、内部の動作態様を変更する構成となっている（詳細は後述）。
【００２０】
また本実施形態の電源装置１０は、アーク溶接の中でもプラズマアーク溶接に用いられる仕様となっており、パイロットアーク生成回路ＰＡを備えている。パイロットアーク生成回路ＰＡは、溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３において本アークの前にパイロットアークを生じさせるものであり、インバータ回路１２と同様に制御回路２０により制御される。
【００２１】
制御回路２０は、アーク溶接を良好に行うべくその時々の出力電力を適正値とするための出力制御として、インバータ回路１２のスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４に対してスイッチング制御を実施する。本実施形態の制御回路２０は、スイッチング制御としてパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）と位相シフト制御（ＰＳＭ制御）との両制御が可能であり、制御の切り替えを行うようになっている（制御切替部２０ａ）。
【００２２】
制御回路２０のスイッチング制御について、インバータ回路１２のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４を組とし、スイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３を組として、各組を交互にオンオフ動作させる。例えば数百［Ａ］の大電流から数［Ａ］の極小電流までの出力電流を出力可能な電源装置１０である場合、図２に示すように、出力大時から出力小時、即ち数百［Ａ］から数十［Ａ］の電流域ではＰＷＭ制御が選択され、出力極小時、即ち数［Ａ］の極小電流域ではＰＳＭ制御が選択される。
【００２３】
ＰＷＭ制御は、スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオンパルス幅を可変とする制御であるが、出力大時では、溶接トランスＩＮＴ側に大きな電力伝達を行うためにスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオンパルス幅が幅広のパルス幅Ｗｘに設定される。また、出力を小さくするのに伴い、溶接トランスＩＮＴ側への電力伝達を小さくするためにスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオンパルス幅が次第に幅狭に設定される。オンパルス幅が極めて幅狭になると、スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオンへの切り替わりが不安定となって溶接トランスＩＮＴが偏磁へと進む虞があるのを懸念して、十分オン可能な最小のパルス幅Ｗ０に設定される出力小時がＰＷＭ制御を下限とし、それよりも小さい出力を行う出力極小時ではＰＳＭ制御とする。
【００２４】
ＰＳＭ制御は、組をなすスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４間、及びスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３間のオンパルスの位相を可変とする制御である。つまり、出力小時よりも小さい出力を行う出力極小時では、ＰＷＭ制御の臨界時であるその出力小時のオンパルス幅をパルス幅Ｗ０で固定した状態で、同組のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４間、及びスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３間のオンパルスが位相α分ずらされる。この位相α（位相差）が大きいほど溶接トランスＩＮＴ側への電力伝達が一層小さくなり、出力極小を達成しつつもスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオン動作の安定化が図られる。
【００２５】
従って、制御回路２０内部で次に設定すべきオンパルス幅の算出が行われた際、制御切替部２０ａは、その算出幅とＰＷＭ−ＰＳＭ制御の臨界時点のパルス幅Ｗ０との比較を行い、算出幅がパルス幅Ｗ０よりも大であればＰＷＭ制御を選択する。そして、制御回路２０は、その算出幅をそのままオンパルス幅としたＰＷＭ制御を実施する。一方、算出幅がパルス幅Ｗ０よりも小となった場合、制御切替部２０ａはＰＷＭ制御からＰＳＭ制御に切り替える。そして、制御回路２０は、その算出幅ではなくパルス幅Ｗ０をオンパルス幅とし、同組のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４間、及びスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ３間のオンパルスの位相αを算出値に応じて調整するＰＳＭ制御を実施する。
【００２６】
また、インバータ回路１２のスイッチング制御（スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオンパルス幅の設定）を含む制御回路２０の各種制御においては、出力電流値を把握する必要がある。
【００２７】
ここで、電源装置１０の内部では、マイナス側出力端子に接続されるマイナス側電源線に出力電流が流れることから、このマイナス側電源線上に電流センサが設置、本実施形態では第１及び第２電流センサＩＤ１，ＩＤ２の２つの電流センサが設置されている。第１電流センサＩＤ１は、マイナス側電源線上に並列に設けた第１，第２電路の第１電路側に選択スイッチＳＷ１と共に設置され、第２電流センサＩＤ２は、第２電路側に選択スイッチＳＷ２と共に設置されている。因みに、第１及び第２電流センサＩＤ１，ＩＤ２は、例えばホール素子を用いるホール式電流センサであり、選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２はＩＧＢＴ等の半導体スイッチである。
【００２８】
第１電流センサＩＤ１は、大電流から小電流域に合わせた広い電流域の検出が可能で分解能の粗い仕様の電流センサにて構成され、第２電流センサＩＤ２は、極小電流域に合わせた狭い電流域の検出が可能で分解能の細かい仕様の電流センサにて構成されている。例えば、出力電流２００［Ａ］仕様の電源装置１０である場合、第１電流センサＩＤ１には３００［Ａ］仕様の電流センサが、第２電流センサＩＤ２には３０［Ａ］仕様の電流センサが用いられるというように、仕様の異なる２つの電流センサＩＤ１，ＩＤ２が設置されている。第１及び第２電流センサＩＤ１，ＩＤ２は、制御回路２０（センサ切替部２０ｂ）の制御に基づく選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２の相補の切り替え動作により、何れか一方がマイナス側電源線に接続されてその時々の出力電流の検出を行い、その検出信号を制御回路２０に出力する。
【００２９】
そして、本実施形態の制御回路２０は、大出力用の溶接トーチＴＨ１、中出力用の溶接トーチＴＨ２、小出力用の溶接トーチＴＨ３の何れの仕様のトーチが用いられるかで、第１及び第２電流センサＩＤ１，ＩＤ２の何れを選択するかを決定すると共に、ＰＷＭ制御とＰＳＭ制御の何れか若しくは両方の制御を用いるかを決定するようになっている。例えば、大出力用の溶接トーチＴＨ１は出力電流２００［Ａ］仕様、中出力用の溶接トーチＴＨ２は出力電流１００［Ａ］仕様、小出力用の溶接トーチＴＨ３は出力電流１５［Ａ］仕様であり、各仕様が電気的に読取可能な情報（複数端子の電位の組み合わせ等）が溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３に備えられる。制御回路２０は、溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３に装着可能なコネクタＣＯＮを介して仕様毎の情報を読み取り、各仕様に応じて制御切替部２０ａ及びセンサ切替部２０ｂにて動作態様を変更する。
【００３０】
大出力用の溶接トーチＴＨ１が電源装置１０に接続されて溶接が行われる場合、大電流から小電流域の内で比較的大きい出力電流が生じ得るため、センサ切替部２０ｂはこの電流域に適した第１電流センサＩＤ１による電流検出を行わせるべく選択スイッチＳＷ１をオン（閉路）、選択スイッチＳＷ２をオフ（開路）する。制御切替部２０ａは、スイッチング制御にこの出力向けのＰＷＭ制御を選択する。
【００３１】
中出力用の溶接トーチＴＨ２が電源装置１０に接続されて溶接が行われる場合、大電流から小電流域の内で中程度の出力電流が生じ得るため、センサ切替部２０ｂはこの場合についても第１電流センサＩＤ１による電流検出を行わせるべく選択スイッチＳＷ１をオン、選択スイッチＳＷ２をオフする。制御切替部２０ａは、この出力向けとしてＰＷＭ制御とＰＳＭ制御とをその時々の状況に応じて切り替えるハイブリッド制御とする。
【００３２】
小出力用の溶接トーチＴＨ３が電源装置１０に接続され溶接が行われる場合、極小電流域の出力電流が生じ得るため、センサ切替部２０ｂはこの電流域に適した第２電流センサＩＤ２による電流検出を行わせるべく選択スイッチＳＷ１をオフ、選択スイッチＳＷ２をオンに切り替える。制御切替部２０ａは、スイッチング制御にこの出力向けとしてＰＳＭ制御を選択する。
【００３３】
次に、電源装置１０の動作（作用）を説明する。
電源装置１０に大出力用、中出力用、小出力用の溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３の何れかが接続されると、制御回路２０は何れの溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３が接続されたかを認識する。つまり、制御回路２０は、溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３を介して電源装置１０の出力態様を決定し、制御切替部２０ａ及びセンサ切替部２０ｂにて動作態様を変更する。
【００３４】
［大出力用の溶接トーチＴＨ１による溶接］
大出力用の溶接トーチＴＨ１が接続されると、センサ切替部２０ｂは第１電流センサＩＤ１による電流検出を選択、制御切替部２０ａはインバータ回路１２のスイッチング制御としてＰＷＭ制御を選択する。
【００３５】
アーク溶接を行うべく溶接トーチＴＨ１に備えられるトーチスイッチＴＳがオンされると、制御回路２０は、パイロットアーク生成回路ＰＡの動作によるパイロットアーク点弧後に、本アーク点弧のための出力電力を生成するＰＷＭ制御を開始する。その際、制御回路２０は、第１電流センサＩＤ１の検出に基づく出力電流値と電流設定器ＩＲによる設定電流値とに基づいて、ＰＷＭ制御とした場合のスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオンパルス幅の算出を行う。検出した出力電流値と設定電流値との差が大きいほど出力要求が大として、出力増大を図るべくオンパルス幅の算出値は大きくなる。このＰＷＭ制御時においては、オンパルス幅の算出値がそのままスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４をオンさせる実オンパルス幅に設定される。このように大出力用の溶接トーチＴＨ１による溶接では、この出力向きの第１電流センサＩＤ１及びＰＷＭ制御が用いられ、この出力に適切な出力制御が行われる。
【００３６】
［中出力用の溶接トーチＴＨ２による溶接］
中出力用の溶接トーチＴＨ２が接続されると、センサ切替部２０ｂは第１電流センサＩＤ１による電流検出を選択、制御切替部２０ａはインバータ回路１２のスイッチング制御としてＰＷＭ制御とＰＳＭ制御のハイブリッド制御を選択する。
【００３７】
溶接トーチＴＨ２に備えられるトーチスイッチＴＳがオンされると、制御回路２０は、パイロットアーク点弧後に本アーク点弧のための出力電力を生成するスイッチング制御を開始する。その際、制御回路２０は、出力電流値と設定電流値とに基づいてスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオンパルス幅の算出を行う。オンパルス幅の算出値がパルス幅Ｗｘからパルス幅Ｗ０の間であれば、制御切替部２０ａはＰＷＭ制御を選択、オンパルス幅の算出値がパルス幅Ｗ０より小さくなると、制御切替部２０ａはＰＳＭ制御に切り替える。ＰＳＭ制御においては、オンパルス幅がパルス幅Ｗ０に固定されると共にオンパルス幅の算出値に基づいて算出される位相αにて、同組で動作するスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ４（ＴＲ２，ＴＲ３）のオンパルスに位相差が設定される。このように中出力用の溶接トーチＴＨ２による溶接では、この出力向きの第１電流センサＩＤ１及びＰＷＭ制御−ＰＳＭ制御のハイブリッド制御が用いられ、この出力に適切な出力制御が行われる。
【００３８】
［小出力用の溶接トーチＴＨ３による溶接］
小出力用の溶接トーチＴＨ３が接続されると、センサ切替部２０ｂは第２電流センサＩＤ２による電流検出を選択、制御切替部２０ａはインバータ回路１２のスイッチング制御としてＰＳＭ制御を選択する。
【００３９】
溶接トーチＴＨ３に備えられるトーチスイッチＴＳがオンされると、制御回路２０は、パイロットアーク点弧後に本アーク点弧のための出力電力を生成するＰＳＭ制御を開始する。その際、制御回路２０は、出力電流値と設定電流値とに基づいてスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオンパルス幅の算出を行い、このＰＳＭ制御ではオンパルス幅の算出値に基づいて位相α（位相差）の算出を行う。このＰＳＭ制御においては、オンパルス幅がパルス幅Ｗ０に固定されると共に、同組のオンパルスに位相αの位相差が設定される。このように小出力用の溶接トーチＴＨ３による溶接では、第２電流センサＩＤ２及びＰＳＭ制御が用いられ、この出力に適切な出力制御が行われる。
【００４０】
このように本実施形態では、電源装置１０が扱う大電流から極小電流までの広い電流域の中で、溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３の何れを用いるかで出力仕様が決められ、各出力仕様に適した電流センサＩＤ１，ＩＤ２に切り替えることで、出力電流の全域で適切な電流検出が可能となり、この電流検出に基づく出力制御（スイッチング制御）は全域で適切な制御となる。また各出力仕様に応じて、高出力向きのＰＷＭ制御か、低出力向きのＰＳＭ制御か、中間出力向きとしてＰＷＭ制御−ＰＳＭ制御のハイブリッド制御かが切り替えられるため、適切な出力制御が行われることの相乗的効果が得られるものとなっている。結果として、アーク溶接に品質向上が図られる。
【００４１】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３の内で出力仕様が大きいものを用いると、検出可能な電流域が広く分解能の粗い仕様の第１電流センサＩＤ１が選択され、溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３の内で出力仕様が小さいものを用いると、検出可能な電流域が狭く分解能の細かい仕様の第２電流センサＩＤ２が選択されて、各電流センサＩＤ１，ＩＤ２にて検出した出力電流値に基づく出力制御（インバータ回路１２のスイッチング制御）が行われる。つまり、広い電流域を扱う本実施形態の電源装置１０では、溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３の出力仕様、即ち溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３で扱う各電流域に適した電流センサＩＤ１，ＩＤ２が選択されることで各電流域の出力電流値を適切に検出でき、各電流域毎で適切な出力制御を行うことができる。
【００４２】
（２）インバータ回路１２のスイッチング制御において、出力要求の大きい期間ではＰＷＭ制御が実施され、出力要求が小さい期間になるとＰＳＭ制御に切り替えられる。つまり、出力要求の小さい期間でＰＷＭ制御を実施したとするとインバータ回路１２のスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４が十分にオンできない虞があるが、これに代わってＰＳＭ制御を用いることでスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４のオンパルス幅を十分オン可能な所定幅（幅Ｗ０）としつつも出力を下げることが可能である。これにより、ＰＷＭ制御とＰＳＭ制御とを切り替えることで広い電流域での適切な出力制御が可能で、電流センサＩＤ１，ＩＤ２を切り替える構成との組み合わせによる相乗的効果が期待できる。
【００４３】
（３）電流センサＩＤ１，ＩＤ２の切り替えやスイッチング制御の切り替えを行うことで、１つの電源装置１０であっても複数の出力仕様の電源装置として使用することができる。
【００４４】
（４）電源装置１０と溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３とをコネクタＣＯＮを通じて電気的に接続することで、センサ切替部２０ｂ及び制御切替部２０ａは溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３の出力仕様を自動判別し、この判別に応じた切り替え動作を行う。これにより、溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３の出力仕様の判別を簡易で確実とすることができる。
【００４５】
（５）電流センサＩＤ１，ＩＤ２を切り替える回路は、並列接続した電流センサＩＤ１，ＩＤ２毎の電路を選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２にて選択的に接続するかで切り替えを行う構成である。つまり、各電路上には各電流センサＩＤ１，ＩＤ２の耐性に合った電流が流れるため、電流センサＩＤ１，ＩＤ２の保護等の効果が期待できる。
【００４６】
尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・マイナス側電源線上に並列に設けた第１，第２電路に電流センサＩＤ１，ＩＤ２をそれぞれ１つずつ設置し、選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２にて電路を切り替えて電流センサＩＤ１，ＩＤ２を選択する構成としたが、これに限らず適宜変更してもよい。
【００４７】
例えば図３に示すように、マイナス側電源線上に２つの電流センサＩＤ１，ＩＤ２を並べて設置し、制御回路２０への検出信号の入力を選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２にて選択する構成としてもよい。またこの場合、制御回路２０の内部で電流センサＩＤ１，ＩＤ２からの検出信号の入力を選択できれば、選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２を省略することもできる。
【００４８】
・電流センサＩＤ１，ＩＤ２の切り替えを動作途中で変更させてもよい。
・仕様の異なる２つの電流センサＩＤ１，ＩＤ２を切り替える態様であったが、仕様の異なる３以上の電流センサを切り替える態様としてもよい。
【００４９】
・仕様の異なる３つの溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３を用いて切り替える態様であったが、２つ若しくは４以上の溶接トーチを用いる態様としてもよい。
・電源装置１０と溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３とをコネクタＣＯＮを通じて電気的に接続して溶接トーチＴＨ１〜ＴＨ３の出力仕様を自動判別したが、出力仕様を切り替えるスイッチや出力仕様の数値入力を行う手段を溶接トーチや電源装置に設けて、作業者にて切り替える態様としてもよい。
【００５０】
・ＰＷＭ−ＰＳＭ制御の切り替えを動作途中で変更しない態様としてもよい。
・ＰＷＭ制御とＰＳＭ制御の両制御を用いる態様であったが、ＰＷＭ制御のみの出力制御、ＰＳＭ制御のみの出力制御等、１つのスイッチング制御を行うものであってもよい。
【００５１】
・上記実施形態の電源装置１０はプラズマアーク溶接用を想定しているが、その他の溶接用の電源装置に適用してもよい。この場合、パイロットアーク生成回路ＰＡを省略する等、回路構成を適宜変更する。
【符号の説明】
【００５２】
１０            溶接用電源装置
１１            一次側変換回路（電力生成回路）
１２            インバータ回路（電力生成回路）
１３            二次側変換回路（電力生成回路）
ＩＮＴ          溶接トランス（電力生成回路）
２０            制御回路
２０ａ          制御切替部（制御切替手段、判別手段）
２０ｂ          センサ切替部（センサ切替手段、判別手段）
ＳＷ１，ＳＷ２  選択スイッチ（センサ切替手段）
ＩＤ１，ＩＤ２  電流センサ
ＴＲ１〜ＴＲ４  スイッチング素子
ＴＨ１〜ＴＨ３  溶接トーチ
Ｍ              溶接対象
ＣＯＮ          コネクタ（判別手段）
【図１】
2015228773.tif 000003
【図２】
2015228773.tif 000004
【図３】
2015228773.tif 000005