專利名稱：使用電池焊接的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及焊接式的電源的技術。更具體地，本發(fā)明涉及從電池或 其它能量存儲裝置獲得電能的焊接式電源。
背景技術：
存在許多已知的焊接式電源用于很多公知的應用。通常，特定的電源將具 有為特定焊接應用選擇或優(yōu)化的拓樸和控制方案。例如，焊接電源可以被設計
用于CV焊接、AC焊接、CC焊接或受控制的短路(controlled short circuit, CSC)焊接。本文使用的焊接式電源除了包括控制電路和與其連接的其它輔助 電路，還包括能夠提供焊接、等離子切割和/或感應加熱電源的任何裝置。
焊接式電源接收電能并將該電能轉換或變換為適合焊接的電能。公知類型 的電源包括基于的變換器電源和基于開關變換器的電源，包括降壓(buck)、 升壓(boost)、 PWM、斬波(chopper)和其它拓樸。輸入電能是通常的市電 或從發(fā)動機/發(fā)電機獲得的電能。雖然傳統(tǒng)的電源被設置來從公用事業(yè)公司 (utility)或發(fā)動機(但非兩者)接收有限范圍的輸入電壓，但是使用市電或 發(fā)電機電源的焊接電源已經(jīng)在商業(yè)上成功多年。近來，電源已經(jīng)變的更加通用， 電源能夠被用于多種處理，并且能夠從市電或電動機中的任意一個接收寬范圍 的輸入電壓(見例如USP 6,239,407,其并入本文作為參考)。
對使用例如電池或車輛(vehicle)等其它電源的電焊機已經(jīng)進行了嘗試。 然而，由于電池電源不能使自身長時期的高電能輸出(例如坪接)，并且該系 統(tǒng)的控制沒有提供通用的、有用的焊接電源，因此電池電焊機是有限的應用。 此外，電池電焊機不能提供AC輔助輸出(即，能夠被用作用于工具、照明等 市電的替代品的115或230伏電壓)。
存在許多遠離電源的用于焊接的應用。許多這些焊接應用還需要AC輔助 電能(例如115VAC或230VAC)。 AC輔助電源可以被用于操作用來為焊接做 準備的研磨機、鋸或其它電動工具，或用于在遠程的其它應用。對焊接電源和
/或AC輔助電源的需要可以是短時期、斷續(xù)周期的，但是卻歷經(jīng)多個小時或
更長的時間。
電機。即使對焊接電源或AC電源的需要是有限的、不定時發(fā)生的類型，該電
的其它任務的全部時間?，F(xiàn)有發(fā)動機/發(fā)電機通常以固定的RPM運轉以提供固 定頻率(例如50/60Hz) AC輔助電源。這可能需要發(fā)動機以大大超出空轉速 度的速度運轉以維持60Hz的AC電源，即使總的電能需要可能是相當?shù)偷摹?這可能導致過度磨損、燃料消耗以及噪音。
因此，希望AC輔助電源不需要發(fā)動機以固定的RMP運轉。不需要發(fā)動 機以固定的RMP運轉的系統(tǒng)將更適宜接收電池電源作為輸入。而且，該種系 統(tǒng)將被更適宜地用于多種應用，并且將提供對電池充電。并且，該種系統(tǒng)將更 適宜提供輔助輸出。
焊接式系統(tǒng)具有寬范圍的工業(yè)領域用途，包括制造業(yè)、建筑業(yè)、汽車業(yè)以 及服務業(yè)。在不能獲得市電的提高的高度通常需要焊接式處理，例如船只建造、 橋梁、建筑等。通常需要使用升降機(例如吊桿式升降機、剪式升降機等)， 提升操作員。剪式升降機和吊桿式升降機具有跨越工業(yè)的許多應用。兩種升降 機通常包括連接到用于定位升降機的底部的驅動部件和具有發(fā)動機、電動機、 電池陣列或它們的組合中的任意一個的電源系統(tǒng)。升降機的電源系統(tǒng)被連接到 驅動部件，除了提升平臺，還從一個位置到另一個位置移動升降機。因此，需 要可以與車輛上的DC電源系統(tǒng)一起使用的焊接式電源。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面， 一種焊接式電源包括電池或其它能量存儲裝置、 與電池連接的轉換器及控制器?？刂破骶哂蠧V控制模塊和/或CSC控制模塊 和/或AC焊接控制模塊，并且控制器控制轉換器以提供焊接式電能輸出。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面， 一種焊接式電源包括電池或其它能量存儲裝置、 從電池轉換電能的轉換器及控制器?？刂破骶哂锌刂妻D換器的ac輔助控制模 塊，其提供輔助輸出和/或焊接式輸出。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面， 一種提供焊接式電源的方法包括接收電池或其 它能量存儲裝置的電源；將電池電源轉換為焊接式電源；并控制轉換使得焊接 式電源是CV電源和/或CSC電源和/或AC焊-接電源。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面， 一種提供焊接式電源的方法包括接收電池或其 它能量存^f渚裝置電源；將電池電源轉換為焊接式電源；并將電池電源轉換為 ac豐乾助電源。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面， 一種焊接式電源包括電池或其它能量存儲裝置、 電池充電器、轉換器及控制器。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面， 一種提供焊接式電源的方法包括對電池或其它 能量存儲裝置充電；將來自電池的電源轉換為焊接式電源；以及控制轉換。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面， 一種焊接式電源具有可以被連接到電池或其它能 量存儲裝置的輸入電路。該電池或裝置能夠存儲足夠焊接至少一個焊條(stick electrode)的電能。第一轉換器被連接到輸入電路并提供dc總線作為輸出。第 二轉換器接收dc總線并將焊接式電源輸出提供到輸出電路。控制器控制在兩 個轉換器中的切換。在一個實施例中第一轉換器是升壓轉換器，第二轉換器是 降壓轉換器。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面， 一種車輛和焊接電源包括車輛dc電源系統(tǒng)， 其具有能夠存儲足夠焊接至少一個焊條的電能的能量存儲裝置。第一轉換器被 連接到dc電源系統(tǒng)并提供dc總線。第二轉換器接收dc總線并提供焊接式電 源輸出?？刂破骺刂妻D換器中的切換，包括控制第二轉換器的輸出電流大小。 在某一個實施例中第一轉換器是升壓轉換器，第二轉換器是降壓轉換器。
能量存儲裝置可以是電容器，優(yōu)選能夠存儲足夠焊接至少一個焊條的電能。
在各種實施例中，控制器具有CC控制模塊或等離子控制模塊。
在其它實施例中，轉換器具有ac輔助輸出，控制器具有用于ac輔助電源 的ac輔助控制模塊和/或第二轉換器。
在各種實施例中，轉換器是升壓轉換器、降壓轉換器、升壓串聯(lián)式(cuk) 轉換器、正激式(forward)轉換器、逆變器、橋轉換器和/或諧振轉換器。
在某些實施例中，電池和/或電池充電器是可拆卸的。
在各種實施例中，電池是鉛酸電池、密封鉛酸電池、Ni-Cd、 NiMH或鋰
離子電池，并且電池包括串聯(lián)或并聯(lián)的多個電池。
在其它實施例中，包括焊槍和/或焊絲供給器和/或氣體源。
在各種實施例中，控制器具有CV控制模塊和/或CSC控制模塊和/或AC 焊接控制才莫塊，并且控制器控制轉換器以提供焊接式電源輸出。
在各種實施例中，轉換器包括預調節(jié)器，預調節(jié)器從電池接收電能并將電 能轉換從而向總線提供dc信號，并且總線被連接到焊接輸出電路作為輸入。
在各種實施例中，控制器包括電池充電控制模塊，并且可以具有一個或多 個充電方案，和/或存儲的電荷數(shù)據(jù)，和/或電池預期壽命數(shù)據(jù)，和/或電池的最 大安培-小時充電，和/或最大充電電流數(shù)據(jù)。
在各種實施例中，電池充電方案可以包括至少三個階段，和/或增加電壓 的第一階段和減少電流的第二階段，和/或實質恒定的功率階段。
在某些實施例中，控制器包括通過有線或無線連接到數(shù)據(jù)存儲控制模塊的 數(shù)據(jù)端口，例如，可連接到顯示器、PDA的數(shù)據(jù)端口。
在其它實施例中，電池充電控制模塊包括與熱信息、電壓、電流、功率等
相關的反饋輸入。
在各種實施例中，發(fā)電機將電能提供到電池、充電器、能量存儲裝置和/ 或ac輔助轉換器或輸出。
在各種實施例中，發(fā)電機將電能提供到焊接電源電路，并且將來自焊接電 路和轉換器的焊接式電源相結合。焊接電源電路可以包括轉換器。
在其它選擇中，控制器包括電池保護模塊，該模塊限制焊接，控制器還可 以包括電池電壓檢測模塊，該模塊在啟動時起作用并向電池保護模塊提供信 號。電池保護模塊接收電池提供的有關于安培-小時的數(shù)據(jù)、電池電壓、焊接 式電源提供的安培-小時數(shù)據(jù)及熱數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中的至少 一 個作為輸入。
在其它選"t奪中，車輛是升降機系統(tǒng)。
基于下面的附圖、具體描述及附屬權利要求的閱讀，本發(fā)明的其它主要特 點和優(yōu)點對于本領域技術人員將更清楚。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的焊接式電源的框圖； 圖2是4艮據(jù)本發(fā)明的一個實施例的焊接式電源的框圖3是才艮據(jù)本發(fā)明的一個實施例的焊接式電源的框圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的焊接式電源的框圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的焊接式電源的框圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的焊接式電源的框圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的一個方面的充電方案的圖表；
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電池充電器的框圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的焊接式電源的示意圖IO是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的焊接式電源的示意圖；及
圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的車輛和焊接式電源的框圖。
在詳細說明本發(fā)明的至少一個實施例之前，應該理解，本發(fā)明不限于在下
面的描述或在附圖中說明的具體構造和部件的配置。本發(fā)明能夠以各種方式實
施或執(zhí)行。而且，應該理解，本文使用的措詞和術語是出于描述的目的，而不
應作為限制。相同的參考標記用于表示相同的部件。
具體實施例方式
雖然參考特定部件、拓樸、控制及應用來說明本發(fā)明，但是， 一開始就應 該理解，使用其它部件、拓樸、控制及應用也可以實施本發(fā)明。
一般地，本發(fā)明涉及焊接電源，該焊接電源包括用于輸入電能的電池和/ 或發(fā)動機/發(fā)電機和/或車輛。優(yōu)選地，包括(或由用戶提供)電池充電器以對 電池充電。還可以使用用于電池的電源來補充電池電能以提供焊接電源。
圖1所示， 一個實施例提供了焊接式電源100,電源100包括電池(或其 它能量存儲裝置)102、轉換器104及控制器106,這些裝置合作來對焊接式 輸出108提供電能。本文使用的電池包括任意類型的電池。本文使用的能量存 儲裝置包括存儲能量的裝置，該裝置例如是電容器、電感器、電池等。本文使 用的控制器包括數(shù)字和模擬電路、分立或集成電路、微處理器、DSP等，以及 軟件、硬件和固件，這些部件位于一個或多個電路板上用于控制例如轉換器、 電源(powersupply)或功率源(power source )等裝置。本文使用的轉換器包 括開關電源電路或線性調節(jié)器，這些裝置接收或提供ac或dc信號，并至少將 信號轉換為其它的ac或dc信號，或不同的頻率，或不同的大小，并且可以包 括層疊轉換，在層疊轉換中，輸出與輸入的頻率、大小或ac/dc相同，而不同
之處在于中間級。
在優(yōu)選實施例中，轉換器104包括預調節(jié)器110 (優(yōu)選為轉換器)，dc總 線112以及輸出電路114。本文使用的預調節(jié)器包括在輸出電路之前的調節(jié)電 能的電路。轉換器104優(yōu)選包括用于預調節(jié)器110的升壓轉換器(例如在USP 6,239,407中所示)，轉換器104能夠接收寬范圍的輸出，并且提供dc總線112。 然后對輸出電路114提供dc總線，輸出電路114優(yōu)選是PWM降壓轉換器， 其輸出被變換為焊接式電源。本文使用的焊接式電源指焊接、等離子或加熱電 源。本文使用的焊接式電源輸出包括提供焊接式電源的輸出。
其它實施例提供其它的電能轉換，例如代替升壓轉換器使用降壓轉換器、 升降壓的組合或其它轉換器類型(例如升壓串聯(lián)式(cuk)轉換器、正激式 (forward)轉換器、橋轉換器、諧振轉換器、斬波器)，或直接脫離dc總線 112的焊接。本文使用的轉換電能包括至少將ac或dc信號轉換為其它的ac或 dc信號，或不同的頻率，或不同的大小，并且可以包括層疊轉換，在層疊轉 換中，輸出與輸入的頻率、大小或ac/dc相同，而不同之處在于中間級。
使用數(shù)字的、模擬的或該二者的結合的部件可以實現(xiàn)控制器106。通常， 控制器106控制轉換器104 (例如開關定時)來將輸入電能轉換為所希望的輸 出電能。控制器106可以包括一個或多個控制模塊(例如CC控制模塊、CV 控制模塊、CSC控制模塊、AC控制模塊和/或等離子控制模塊)以對希望的應 用提供希望的輸出電能，這些模塊是由用戶或系統(tǒng)來激活的。
本文使用的AC焊接控制模塊包括控制電源電路以提供ac坪接式電源的 控制模塊。本文使用的CC控制模塊包括控制電源電路以提供CC電源的控制 模塊。本文使用的CSC控制模塊包括控制電源電路以提供CSC電源的控制模 塊。本文使用的CV控制模塊包括控制電源電路以提供CV電源的控制模塊。 本文使用的等離子控制模塊包括控制電源電路以提供等離子電源的控制模塊。 本文使用的控制模塊可以是數(shù)字的或模擬的，并且包括執(zhí)行特定控制功能的硬 件或軟件。本文使用的AC焊接電源包括適合ac焊接的輸出電源。
本文使用的CC電源包括適合CC焊接的電源，即以實際希望的電流或希 望的電流斜率提供的電源，并且該CC電源包括開環(huán)以及閉環(huán)控制。本文使用 的CV電源包括適合CV坪接的電源，例如希望的輸出電壓的電源，該電壓或
是常量，或根據(jù)變化的波形而變化。
轉換器104的輸出與焊接輸出電聯(lián)系(可以直接設置，或通過例如電阻器、 電感器、濾波器等部件來設置)。本文使用的電聯(lián)系指兩個電路或部件直接或 通過其它電路和/或部件連接。
在操作中，控制器106優(yōu)選從輸出(和/或中間級)接收反饋并對轉換器 104上的一個或多個控制輸入提供一個或多個控制輸出。本文使用的控制輸出 包括用于控制電路的輸出。本文使用的控制輸入包括用于控制電路的輸入，例 如是設置點(setpoint)、門信號、相位控制信號等。
在優(yōu)選實施例中電池102是可移除的(在其它實施例中是不可移除的)。
100。本文使用的可移動的電池包括由用戶容易移除的電池，例如移除可拆卸 蓋和斷開電池終端，而不會產(chǎn)生安全問題或需要過多的工作。電池優(yōu)選為鉛酸 電池，在其它實施例中電池是密封鉛酸電池、Ni-Cd、 NiMH或鋰離子電池。 在其它實施例中電池是電容器(例如馬克西姆(Maxim)的超級電容器)、燃 料電池或其它能量存儲裝置。優(yōu)選地，電池能夠存儲足夠焊接至少一個焊條的 能量。電池或能量存儲裝置102可以設置在主焊接外殼的內部或外部。
在優(yōu)選實施例中提供多個電池。這些電池可以被串聯(lián)或并聯(lián)設置，并且電 池即指一個或多個電池。電池的設置將依靠所需要的功率以及所希望的電壓。 例如，boost電路所希望的輸入電壓可以低于buck電路所希望的輸入電壓。電 池電壓的示例包括12伏、24伏、42伏及48伏。例如，每個電池能夠以例如 24伏(串聯(lián)的兩個鉛酸電池)的標稱額定電壓提供16安培小時的電能。
通常，當電池102沒有被連接到工業(yè)用電或發(fā)電機組時，電池102提供能 量。來自電池102的電能也可以被增加到市電或發(fā)電機組，從而短時期提供比 市電或發(fā)電機組通?？赡艿妮敵龈嗟妮敵?。
某一個實施例限定轉換器104為單級buck轉換器，當電池電壓大于焊接 電壓要求時優(yōu)選該實施例，并且該焊接處理是調節(jié)用于GMAW的輸出的恒定 電壓(CV)。例如，使用用于GMAW (通常在15-18伏左右執(zhí)行)的36伏或 24伏電池可以使用該實施例。該系統(tǒng)可以是電池供電的MIG電焊機，該電焊 機具有電池102、轉換器104、焊絲供給器、電池充電器及氣體源。 一個變化 是具有反饋的單級buck轉換器，并且該變化被控制以在CC模式下工作。
現(xiàn)在參考圖9，buck轉換器使用電池102作為輸入電源。優(yōu)選地，以20KHz 到lOOKHz范圍的開關頻率來脈寬調制該開關。通過電流傳感器提供電流反 饋。電感器使高頻開關紋波平滑。如圖IO所示，可以增加第二電感器和電容 器，其中，該電容器存儲足夠的能量以通過提供所需要的動態(tài)電流來促進短路 的清除。其它選擇包括接收dc總線電能代替電池電能，和/或上面列出的拓樸， 例如boost-buck轉換器。
現(xiàn)在參考圖2，除了圖1中描述的部件，第二實施例示出的焊接系統(tǒng)200 還包括電池充電器202，并且由焊接電路204代替轉換器104。該系統(tǒng)可以被 用于一個或多個焊接處理，例如GMAW、 SMAW、 FCAW和/或GTAW?？梢?包括保護氣體源?？梢詮陌l(fā)動機/發(fā)電機或其它源(市電等)提供輸入電源， 該發(fā)動機/發(fā)電機可以是系統(tǒng)200的一部分。如下面將具體描述的，可以根據(jù) 特定的充電方案來控制充電器202和電池102。焊接電路204可以與轉換器104 相同，或者焊接電路204可以與由電池102產(chǎn)生的dc總線一樣簡單，焊接電 路204可以用于dc焊接輸出。如電池102，充電器202是可以移除的?？刂?器106可以具有上面或下面描述的各種模塊，并且電池102可以是如上所述的 能量存儲裝置。作為或不作為焊接系統(tǒng)的一部分，其它選擇限定嚴格地使用該 系統(tǒng)作為對終端電池充電的充電器(并非作為焊接系統(tǒng)的一部分)，或者對發(fā) 動機啟動提供電池"升壓(boost)"。
現(xiàn)在參考圖3，除了圖1和2中描述的部件，示出焊接系統(tǒng)300的另一實 施例還包括發(fā)動才幾/發(fā)電4幾302及輔助電源豐命出電路306。本文使用的發(fā)電機包 括發(fā)電機，并可以包括發(fā)動機或原動機，或可以包括車用發(fā)動機/交流發(fā)電機/ 發(fā)電機。在優(yōu)選實施例中，輔助電源輸出304是可以:陂用于通常由115或 230VAC電源提供電能的電動工具、燈或其它裝置的輸出。當執(zhí)行焊接時，優(yōu) 選使用ac輔助輸出。在某些實施例中，在互斥的時間上提供ac輔助和焊接電 源。本文使用的AC輔助輸出包括具有模擬市電的電源的輸出。本文使用的 AC輔助控制模塊包括控制電源電路以提供ac輔助電源的控制模塊。本文使用 的AC輔助電源包括模擬市電的電源，并包括方波、正弦波、三角波及類似的 波形。
優(yōu)選從轉換器204獲得輔助電源，特定地是從輔助轉換器306獲得輔助電 源。其它選擇限定要被控制的焊接電源電路以提供ac輔助電源，和/或從發(fā)電 機302直接獲得輔助電源，和/或當發(fā)電機302不運行時從電池102獲得輔助 電源，和/或根據(jù)發(fā)電機是否運行自動地轉換電源?？刂破?06能夠監(jiān)視電池 102的狀態(tài)，并且當電池102被消耗到某個點時(或當焊接或AC電源達到閥 值時)自動地開啟發(fā)動機，或當電池被充滿電時自動地使發(fā)動機不工作，或基 于電池(或電池及輸出)的需要控制發(fā)動機的速度?？梢栽O置主要用戶以控制 發(fā)動機的啟動、停止或自動地使發(fā)動機不工作。
在優(yōu)選實施例中(控制輔助電源電路306的控制器106的部分可以被認為 是控制器本身)，控制器106優(yōu)選地控制電路306,電路306是buck轉換器或 脫離dc總線112運行的變換器。輸出可以是方波或合成的正弦波或其它波形。 在其它實施例中電路306從電池102直接獲得電能。在各種實施例中，在與焊 接系統(tǒng)300公共的外殼中，發(fā)動機/發(fā)電機302是焊接系統(tǒng)300的一部分或與 焊接系統(tǒng)300分離。在其它實施例中，省略輔助電源電路306和輸出304。控 制器106可以具有上面或下面描述的各種模塊，并且電池102可以是如上所述 的能量存儲裝置。另一個實施例限定省略充電器202。在某一個實施例中，系 統(tǒng)300是MIG電焊機。
現(xiàn)在參考圖4，示出焊接系統(tǒng)400的另 一實施例包括發(fā)動機/發(fā)電機302(其 可以是車輛的一部分)、電池102、電池充電器202、焊接電路204以及從發(fā)電 機302直接獲得電能的焊接電源電路402。在優(yōu)選實施例中，聯(lián)合來自電路402 和轉換器204的電能以產(chǎn)生單一的焊接輸出。上面已經(jīng)描述了關于先前實施例 的各種部件，并且將不在此對其進行描述。焊接電源電路402可以是脫離發(fā)電 機工作的任意公知的焊接電源電路，包括斬波器、變換器、轉換器等。除了關 于其它實施例的上面和下面描述的改變，除了省略發(fā)電機302并使用市電作為 輸入電源，各種其它選擇還包括對充電器202或電池102 (以對電池充電)提 供發(fā)動機電能。
現(xiàn)在參考圖5,示出與圖4類似、但是包括ac輔助電路306的另一個實 施例。而且，上面已經(jīng)描述了關于先前實施例的各種部件，并且將不在此對其 進行描述。焊接電源電路402可以是脫離發(fā)電機工作的、任意公知的焊接電源
電路，包括斬波器、變換器、轉換器等。除了省略發(fā)電機302并使用市電作為 輸入電源，聯(lián)合發(fā)電機電源和電池電源以提供ac輔助電源，另外的實施例還 包括關于其它實施例的上面或下面描述的改變。
現(xiàn)在參考圖6，示出與圖5類似的另一個實施例，但是該實施例包括焊槍 602、焊絲供給器604及氣體源606。而且，上面已經(jīng)描述了關于先前實施例 的各種部件，并且將不在此對其進行描述。除了省略發(fā)電機302并使用市電作 為輸入電源，另外的實施例還包括關于其它實施例的上面或下面描述的改變。
設置數(shù)據(jù)端口 612以下載和/或上載計費數(shù)據(jù)、明細(schedules)等。端 口 612可以在物理上遠離充電器202，例如可以被連接到控制器106上的充電 控制模塊610。例如通過硬件有線或無線連接，端口 612能夠被連接到標準串 行連接(RS-232)或PDA。本文使用的數(shù)據(jù)端口包括提供數(shù)據(jù)到另一裝置或 顯示器的端口，該端口可以是有線的、無線的、RF、 IR等。本文使用的PDA 是個人數(shù)字助理，并且是能夠存儲數(shù)據(jù)和/或程序的手持裝置。公知地，商業(yè) 上能使用的PDA包括Paln^和BlackBerry@。計費控制模塊610可以包括數(shù)據(jù) 存儲模塊，該模塊存儲例如電池預期壽命、充電歷史等。本文使用的數(shù)據(jù)存儲 控制模塊包括存儲數(shù)據(jù)的控制模塊。本文使用的電池的預期壽命是基于一個或 多個參數(shù)(例如充電循環(huán)的數(shù)量、安培-小時、開路電壓、加載電壓等)的特 定電池的壽命。
從電池102將電壓、電流和熱反饋提供到充電器202。本文使用的熱反饋 或輸入包括與電池的溫度相關的數(shù)據(jù)。
如在圖l-6的各種實施例和附加所描述的其它可選擇的實施例中所示，一 般根據(jù)本發(fā)明的焊接系統(tǒng)包括上面描述的一個、多個或全部的部件。例如，某 一個實施例可以包括電池102、轉換器104、控制器106、附加ac輸出304， 而不包括其它部件。其它實施例限定部件的不同結合。
在操作中,充電器202對電池102充電。優(yōu)選地，控制器106包括控制充 電器202的充電控制模塊610 (充電模塊610可以是控制器106的一部分，或 在物理及電氣上與控制器106分離和不同)。本文使用的電池充電控制模塊包 括控制電源電路來提供用于對電池充電的電源的控制模塊。雖然僅在圖6中示 出模塊610，但是可以在其它實施例中包括模塊610。 電池充電器202具有任意拓樸，優(yōu)選包括boost預調節(jié)器(例如在USP 6,239,407中的boost預調節(jié)器)。充電器202優(yōu)選包括充電方案控制模塊，該 模塊允許根據(jù)充電周期執(zhí)行充電。本文使用的充電方案包括用于電池的充電程 序，該程序包括電流、電壓、功率、時間、溫度、歷史等。本文使用的充電方 案控制模塊包括控制充電器來提供所希望的充電方案的控制模塊。
電數(shù)據(jù)例如是用于電池的、充電的總的或平均的安培-小時等(其可以用于電 流充電循環(huán)以提高充電，或經(jīng)過多個循環(huán)來識別已經(jīng)失敗或接近失敗的電池)， 放電/再充電循環(huán)的數(shù)量、電池的總的或平均的AH放電、總的或平均的焊接 時間、總的或平均的再充電時間、故障的數(shù)量(即，過溫度、低的電池關閉)、 最近的循環(huán)信息(再充電時間、再充電AH、最終的電池電壓)、電池溫度數(shù) 據(jù)(峰值溫度、平均溫度)、再充電循環(huán)的結尾的平均電池電壓。另外，供給 或來自電池的、供給或來自充電器的、供給或來自電焊機的電能或能量(瓦特 -秒、焦耳等)可以用于控制電池使用等。本文使用的充電數(shù)據(jù)包括與電池的 過去的充電相關的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提供快速的再充電以將電池恢復到再充電的充足狀態(tài)，從而能夠進 行進一步的焊接。由于電池的不足充電或過度充電會減少電池壽命，因此充電 器202還控制充電的數(shù)量，對電池設置該數(shù)量以對電池進行再充電。該系統(tǒng)監(jiān) 控電池的充電狀態(tài)，并基于充電的狀態(tài)中斷或允許電焊機的操作。當開始對電 池再充電時，還可以〗吏用該充電的狀態(tài)來對充電電路發(fā)信號。基于電池電源和 /或發(fā)電機/市電的可用性，能夠自動地選擇電源，并且可以以該方式使用電源 以避免損害電池或不希望地循環(huán)開、關發(fā)電機。
優(yōu)選地，在充電的電池狀態(tài)變得太低之前終止焊接(或焊接電流從除電池 102之外的電源流出)。當電池電壓下降到固定的閥值(對于24V電池例如為 18V)之下、下降到可變閥值之下(補償負載電流)時，限定停止從電池取出 電能，當從電池取出的AH超過閥值時，監(jiān)視開路電池電壓，和/或使用時間 延遲或時間常數(shù)以減少麻煩地停止情況。當已經(jīng)從電池移走某些電荷時，可以 以不同的閥值提供再充電信號從而再充電開始。
優(yōu)選設置充電器202和電池102的大小以在希望的操作占空周期焊接延長
的時間^歐。例如，適當大小的充電器和電池能夠限定IO分鐘周期中的2分鐘 的焊接，并然后在IO分鐘周期的剩下的8分鐘期間對電池再充電。占空周期 允許焊接操作過程中的焊接電能大于在任意給定時間可用的電能。例如，當電 焊機提供超過150-200安培的焊接輸出時，充電器可以從115VAC的線路取得 小于15安培的電流。對該焊接輸出，現(xiàn)有的電焊機可能從115VAC的線路取 得40-75安培峰值的電流，使得在115VAC線路上做不到更高的輸出。
一個時期重復的放電和再充電循環(huán)可以造成電池102由于內部損耗而過 熱。因此，希望限制電池溫度升高或最高的電池溫度，從而防止過度的溫度對 電池的損害。優(yōu)選實施例限定監(jiān)視電池的溫度和/或電源電路部件，例如，使 用安裝在電池上的熱敏電阻，并且如果電池溫度或溫度增加超過閥值則禁用電 焊機。另一個實施例限定經(jīng)過特定的時間段跟蹤放電循環(huán)的數(shù)量和/或從電池 取得的總的AH，并且當達到特定閥值時禁用電焊機，并且不允許電焊機工作 直到某些數(shù)量的空閑冷卻時間出現(xiàn)。
充電方案優(yōu)選包括階段的數(shù)量，例如在圖7中所示出的。例如在優(yōu)選實施 例中階段包括階段A到E。圖7示出用于優(yōu)選充電方案的充電電壓(7A)和 電流(7B)。本文使用的充電方案的階段包括充電方案的一部分，其中，功率、 電流或電壓具有預定的斜率或多個斜率。
通常，電池的再充電是屬于秒或分鐘量級的相對慢的處理(即使對于快速 再充電)。本發(fā)明的優(yōu)選實施例限定使用一種方案，該方案提供所希望的再充 電時間并使用小于最大電流的電流。
在典型的放電周期(電池對電焊機提供電流)之后，電池的電壓將處于 Vl(通常在每個單元1.5到2.0伏的范圍內或對于串聯(lián)的兩個12V電池在18.0 和24.0VDC之間)。階段A是初始的再充電階段，電池電壓初始處于V1并且 上升到V4。如在圖7B中I1所示，在階段A過程中，通過控制器106的充電 控制模塊610控制充電器202以提供例如26-40安培的最大充電電流(在優(yōu)選 實施例中)。然而，對于具有最大可接受充電電流的某些電池，模塊610將電 流限制為電池能夠接受的值。
其它實施例限定與電池電壓相反地改變最大再充電電流，以提供實質上恒 定的功率，從而從AC線路(對充電器202的輸入)取得的功率被保持為某個
最大等級，而且同時使電池的再充電時間最小。通過監(jiān)視充電器并且如果部件 過熱則調整功率，另一實施例限定恒定溫度再充電。
通常，再充電時間是AH (安培-小時)充電多塊充回電池的函數(shù)。例如， 如果充電器202的總的輸出功率是750瓦，從而將線路輸出(linedraw)保持 在15安培以下，然后電池上18伏的最大電流可以是750W/18.0V-41.7A。隨 著電池電壓的增加，最大電流減小以保持以750W或小于750W輸出功率。例 如，30.0VDC的電池電壓，最大電流可以是750W/30.0V-25A。
在電池電壓達到V4之后，階段B開始。在25。C ， V4通常是2.45到2.50VPC (電壓每單元)，而且可以隨著每度C每單元3到5mV的負溫度系數(shù)變化。 因此，在進入階段B時，可以使用溫度反饋或者電壓和溫度反饋的結合來確 定。
在階段B，充電器202提供實質上恒定的電壓輸出維持電池兩端的V4電 壓。可以調整該電壓以補償溫度。當電池102充電時，電池102在電壓V4取 得較少的電流，因此充電器202在階段B時將具有減少的輸出電流。當充電 電流減少到I2時，或在預設或確定的時間(從T0或T1)之后，或電流和時 間的結合之后，可以設置階段B結束。本文使用的實質上恒定指恒定或接近 恒定，從而變量本質上是恒定的。
在階段C過程中，電壓增加到V5, V5大于V4。 V5優(yōu)選為大概2.60VPC。 可以調整該電壓以補償溫度。階段C過程中的電流被限于相對低等級的I2, 12 依賴于特定的電池大小和類型，但是對于典型電池為0.5安培量級。階段C通 過增加電壓等級在相對短的時間段對電池提供額外的充電，并且在電流達到下 限之后和/或在特定時間段之后階段C結束。該時間段可以是固定值或是在階 段A和/或階段B消耗的時間的函數(shù)。優(yōu)選地，在階段C消耗的時間大約是階 段A和B聯(lián)合消耗的總時間的1/2。如果在階段B消耗了足夠的時間來達到"充 分的"再充電-優(yōu)選在階段B為8-16小時，則可以不需要階段C。
在階段C之后，處理開始階段D，階段D是休眠期(restperiod)。不對電 池充電但是允許電池達到平衡溫度和電壓(V2)。在階段D之后電池實質上被 充分的充電。在各種實施例中，休眠期的長度從O到幾天或幾周。在休眠期過 程中，電池將經(jīng)歷自我放電。在休眠期終止之后，充電器將進入階段E。
在階段E過程中，通過對電池維持"漂浮"電壓等級V3，充電器典型地 維持電池中的電荷。在25。C該電壓優(yōu)選是2.27VPC左右，并且也優(yōu)選被溫度 補償。充電電流可以改變，最大為充電器的最大輸出。在固定時間段之后或在 再充電電流下降到閥值等級之后，階段E可以不確定地繼續(xù)或再循環(huán)回到階 段D休眠期。
從一個階段到下一個階段的轉變可以是基于電壓、電流和時間的某些其它 組合。此外，在各種實施例中執(zhí)行少于全部的階段。
各種替代實施例提供電池充電控制模塊包括與對電池所希望的最大安培-小時充電、最大充電電流或多個充電方案有關的數(shù)據(jù)(例如對于不同的電池類 型)。在某一個實施例中，電池102具有ID碼，ID碼是例如由控制器106可 讀的條形碼、RFID芯片或其它ID。對識別電池類型作出響應，控制器106使 充電器202對該電池類型纟是供所選擇的充電方案。另 一個替代實施例限定控制 器106提供充電方案，該方案是經(jīng)由例如計算機界面、PDA等用戶界面定制 的。
控制器106能對系統(tǒng)提供某些特性，例如當存在較低的電池電壓(相對于 標稱電池電壓)時關閉電池。對于從電池取得的電流等級可以調整關閉閥值， 或基于從電池取得的總的或平均的AH來關閉電池。在經(jīng)過一個時間段之后的 多個放電/再充電循環(huán)，可以通過限制系統(tǒng)600的輸出(或限制電池102的再 充電)來限制占空周期或熱循環(huán)以防止電池102過熱，或可以基于電池的溫度 來限制放電和/或輸出。
電池電焊機和/或電池使用的充電歷史可以被存儲在控制器106中并由數(shù) 據(jù)端口 612提供。例如服務和授權信息等信息也可以被存儲并經(jīng)由端口 612 來提供。該信息可以包括多個放電/再充電循環(huán)、電池的總的或平均的AH消 耗(充電或放電)、總的或平均的焊接時間、總的或平均的再充電時間、故障 的數(shù)量(即，過溫度、低電池關閉)、最近的循環(huán)信息(再充電時間、再充電 AH、最終電池電壓)、電池溫度數(shù)據(jù)(最高溫度、平均溫度)、放電周期結束 時的平均電池電壓以及電池應該立即被替換的指示信息。
可以在端口 612上對例如PDA、計算機界面、LED顯示器等外部裝置報 告數(shù)據(jù)。當替換電池時，優(yōu)選將數(shù)據(jù)存儲器復位?？刂齐娐愤€提供例如LED 等視覺指示器以指示電池的再充電的狀態(tài)。知道再充電處于何階段和充電何時 結束是有用的?？刂齐娐愤€對電池供電的電焊機提供界面信號?；陔姵氐臓?態(tài)，該界面信號使電池電源電焊機的操作有效或無效。
現(xiàn)在參考圖8，電池充電器202的一個實施例的框圖接收例如115/230VAC 的輸入，由整流器802對該輸入進行整流。Boost預調節(jié)器804接收經(jīng)過整流 的信號并跨越電容器806產(chǎn)生dc總線。優(yōu)選提供功率因數(shù)校正。優(yōu)選實施例 提供大概300-400VDC的dc總線電壓。對高頻轉換器電路808提供該總線。 通過變壓器810將高頻轉換器的輸出耦合到輸出整流器812和輸出濾波器814 以對電池102 4€供相對平滑的DC輸出。
充電控制模塊610可以是基于微處理器的，并接收隨同來自熱敏電阻816 的溫度信息一起的電壓和電流反饋信號。模塊610對轉換器804和808提供控 制信號。轉換器808優(yōu)選脈寬調制變換器。在顯示器818上可以對用戶顯示充 電信息。
顯示器818可以簡單的示出狀態(tài)、充電方案，或允許由用戶修改或選擇充 電方案。計算機界面還提供例如上述用于服務和故障診斷的有用信息。其它選 擇提供其它電路，例如上述電路或其它可選擇的電路，并省略例如轉換器804 和/或顯示器818等器件。
熱敏電阻816優(yōu)選用于提供熱量數(shù)據(jù)以幫助管理電池和/或電源電路。各 種選擇實施例提供通過監(jiān)視電池環(huán)境溫度、電池殼溫度或電池內部溫度的熱管 理，并且如果電池溫度超過閥值則終止或減少焊接負載和/或再充電電流。如 果電池溫度低于閥值則溫度傳感器還可以限制電焊機的操作。響應于溫度感 應，可以打開和/或關閉風扇。
其它選擇實施例提供監(jiān)視時間的長度、輸入或輸出電流(或電壓、功率等) 是否處于或大于閥值。其可以是關于時間的電流(電壓或功率)的連續(xù)積分， 或其可以是特定等級的時間的離散測量，并且作為對其的響應來控制風扇或輸 出。
另一優(yōu)選實施例限定上述焊接式電源被用于車輛(能夠運輸?shù)娜魏螙|西) 或車輛的一部分。該車輛可主要用于運輸，或用于例如升降系統(tǒng)等其它使用。 當提供用于運輸?shù)能囕v時，可以對該車輛提供空腔以存儲焊接式電源。該
空腔優(yōu)選包括通風或冷卻以避免過熱，并且該焊接式電源優(yōu)選是從該車輛可拆 卸的。
如圖11所示，當使用升降系統(tǒng)時，焊接式電源1100優(yōu)選包括輸入電路
1102、 boost電路1104 (例如USP 6239470中的)、降壓電路1106 (例如圖9 中的)、輸出電路1108以及控制器1110。該輸入和輸出電路可以包括與焊接 式電源公共的濾波器、電容器等，或僅是被直接連接，轉換器可以是上述的轉 換器。優(yōu)選地，boost電路提供具有70伏電壓的總線，由buck轉換器將該電 壓降為焊接電壓?？刂破鲀?yōu)選包括CC控制模型，該模型具有用戶輸入來選擇 希望的焊接電流，從而提供CC焊接電源。
示出作為車輛1120的一部分的焊接式電源1100。車輛1120包括具有至 少一個電池(或在某些系統(tǒng)中為電池陣列)和充電系統(tǒng)的電源系統(tǒng)1122。 DC 電源系統(tǒng)1120對輸入電路1102提供輸入電源。
控制器1110可以包括上述關于控制器的功能，并優(yōu)選包括電池保護模塊。 本文使用的電池保護模塊是這樣的模塊該模塊監(jiān)視電池并且當電池中剩余的 電池電壓或功率減少到最低等級以下、或車輛操作(例如升降、發(fā)動機啟動、 照明等)需要的等級以下時停止進一步的焊接。
控制器1110優(yōu)選還包括電池電壓檢測模塊，在啟動時該模塊起作用以確 定電池的標稱電壓。升降系統(tǒng)中的標稱電壓通常是24或48伏。也可以適應其 它輸入電壓。因此，當設置表示不應該從電池取得更多的電能的岡值電壓時， 知道標稱電壓是有用的。該模塊可以包括供給微處理器的a/d轉換器，或其它 電壓檢測技術?？刂破?110還包括用戶界面，該界面允許用戶設置焊接參數(shù)， 例如焊接電流和/或電壓。
因此，當車輛系統(tǒng)的電池被完全耗盡時控制器1110延緩焊接式操作以保 證在低電池條件過程中維持車輛的靈活性和可操作性。并且，控制器1110可 以向操作員傳達車輛電源以及焊接參數(shù)以允許操作員充分監(jiān)視車輛的瞬間電 源性能，從而對焊接式系統(tǒng)提供電能。
焊接式電源1100優(yōu)選安裝在具有用戶的升降機上。氣體源可以被包括(與 焊接式電源1100 —起設置或與該電源分離)。由于焊接式電源1100不包括電 池，因此該電源不是非常笨重。然而，某一個實施例限定焊接式電源1100處
于升降機的底部(如果氣體源被設置則連同氣體源一起)。這樣降低了升降機 的升降負載。優(yōu)選地，該用戶界面被設置在升降機上，從而用戶不需要從升降 機上離開以調整參數(shù)。該用戶界面可以被牢固地有線連接到控制器1110的架 子上或被無線的連接。如果焊接式電源1100位于底部，則可以設置第二對輸
出電極為 一個輸出電極用于升降， 一個輸出電極用于地面工作。
可以對本發(fā)明進行多個修改，該修改仍然落入本發(fā)明的范圍。從而，應該 清楚，根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)提供一種用于使用電池焊接的方法和設備，其充分滿足 上述目的和優(yōu)點。雖然結合本發(fā)明的特定實施例已經(jīng)說明了本發(fā)明，但是明顯 的，對于本領域技術人員，許多替換、修改和改變是明顯的。因此，欲包括落 入后附權利要求的宗義和寬范圍的全部的該種替換、修改和改變。
權利要求
1.一種焊接式電源，包括:電池；轉換器，其具有與電池電聯(lián)系的輸入，具有控制輸入，并且具有焊接式電源輸出；以及控制器，其具有與所述控制輸入電聯(lián)系的控制輸出，并且具有與該控制輸出電聯(lián)系的CV控制模塊、CSC控制模塊及AC焊接控制模塊中的至少一個模塊。
2. 根據(jù)權利要求1所迷的焊接式電源，其中，控制器具有與控制輸出電 聯(lián)系的CV控制模塊和AC焊接控制模塊。
3. 根據(jù)權利要求2所述的焊接式電源，其中，控制器具有與控制輸出電 聯(lián)系的CC控制模塊。
4. 根據(jù)權利要求1所迷的焊接式電源，其中，控制器具有與控制輸出電 聯(lián)系的等離子控制模塊。
5. 根據(jù)權利要求1所述的焊接式電源，其中，轉換器具有AC輔助輸出， 控制器具有與控制輸出電聯(lián)系的AC輔助控制模塊。
6. 根據(jù)權利要求5所述的焊接式電源，其中，轉換器是升壓轉換器。
7. 根據(jù)權利要求l所述的焊接式電源，其中，轉換器是降壓轉換器。
8. 根據(jù)權利要求1所述的焊接式電源，其中，電池是可移除的。
9. 根據(jù)權利要求l所述的焊接式電源，其中，電池是鉛酸電池。
10. 根據(jù)權利要求9所述的焊接式電源，其中，電池包括處于串聯(lián)和并聯(lián) 方式中至少一種的多個電池。
11. 根據(jù)權利要求1所述的焊接式電源，進一步包括焊槍，其與焊接式電 源及氣體源電聯(lián)系，該氣體源被設置為對焊槍提供氣體。
12. 根據(jù)權利要求1所述的焊接式電源，進一步包括發(fā)電機，其具有與電 池電聯(lián)系的發(fā)電機輸出。
13. 根據(jù)權利要求1所述的焊接式電源，進一步包括第二轉換器，該第二 轉換器具有與電池電聯(lián)系的第二輸入，具有第二控制輸入，并且具有AC輔助 輸出，其中，控制器具有AC輔助控制模塊，該AC輔助控制模塊具有與第二 控制輸入電聯(lián)系的第二控制輸出。
14. 一種焊接式電源，包括 電池；轉換器，其具有與電池電聯(lián)系的輸入，具有控制輸入，并且具有焊接式電 源輸出和AC輔助輸出；以及控制器，其具有與所述控制輸入電聯(lián)系的控制輸出，以及與控制輸出電聯(lián) 系的AC輔助控制模塊。
15. 根據(jù)權利要求14所述的焊接式電源，其中，控制器具有與控制輸出 電聯(lián)系的CV焊接控制模塊、CSC焊接控制模塊及AC焊接控制模塊中的至少 一個模塊。
16. 根據(jù)權利要求15所述的焊接式電源，其中，轉換器具有AC輔助輸 出，控制器具有與控制輸出電聯(lián)系的AC輔助控制模塊。
17. —種提供焊接式電源的方法，包括 接收電池電源；將電池電源轉換為焊，接式電源；以及 將電池電源轉換為AC輔助電源。
18. 根據(jù)權利要求17所述的提供焊接式電源的方法，其中，控制器具有 與控制輸出電聯(lián)系的CV焊接控制模塊、CSC焊接控制模塊及AC焊接控制模 塊中的至少一個模塊。
19. 根據(jù)權利要求18所述的提供焊接式電源的方法，進一步包括移除和 重新插入電池，其中，電池是可移除的。
20. —種焊接式電源，包括 用于將電池電源轉換為焊接式電源的裝置；以及用于控制所述轉換使得焊接式電源是CV電源、CSC電源及AC焊接電源 中的至少一個的裝置，其與所述用于轉換的裝置電聯(lián)系。
21. 根據(jù)權利要求20所述的焊接式電源，進一步包括與用于轉換的裝置 電Jf關系的可移除的電池。
22. —種焊接式電源，包括 能量存儲裝置，其能夠存儲足夠焊接至少一個焊條的能量；轉換器，其具有與能量存儲裝置電聯(lián)系的輸入，具有控制輸入，并且具有焊接式電源輸出；以及控制器，其具有與該控制輸入電聯(lián)系的控制輸出，并且具有與該控制輸出電聯(lián)系的CV控制模塊、CSC控制模塊及AC焊接控制模塊中的至少一個模塊。
23. —種焊接式電源，包括 電池；電池充電器，與電池電聯(lián)系；焊接轉換器，其具有與電池電聯(lián)系的輸入，具有控制輸入，并且具有焊接 式電源1#出；以及控制器，其具有與控制輸入電聯(lián)系的控制輸出，并且具有焊接電源控制摸塊。
24. 根據(jù)權利要求23所述的焊接式電源，進一步包括預調節(jié)器，該預調 節(jié)器包括第一轉換器和總線，其中，第一轉換器與電池電聯(lián)系并且與dc總線 電聯(lián)系，并且其中將所述總線連接作為對焊接轉換器的輸入。
25. 根據(jù)權利要求24所述的焊接式電源，其中，第一轉換器具有ac輔助 輸出和第一控制輸入，控制器具有與第一控制輸入電聯(lián)系的ac輔助控制模塊。
26. 根據(jù)權利要求24所述的焊接式電源，進一步包括具有ac輔助輸出和 第二控制輸入的第二轉換器，控制器具有與第二控制輸入電聯(lián)系的ac輔助控制模塊。
27. 根據(jù)權利要求23所述的焊接式電源，其中，電池充電器包括充電器 控制輸入，控制器包括與充電器控制輸入電聯(lián)系的充電器控制輸出，并且控制 器還包括充電方案控制模塊。
28. 根據(jù)權利要求27所述的焊接式電源，其中，電池充電器是可移除的。
29. 根據(jù)權利要求27所述的焊接式電源，其中，電池充電控制模塊包括 存儲充電數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲控制模塊。
30. 根據(jù)權利要求29所述的焊接式電源，其中，電池充電控制模塊包括 與數(shù)據(jù)存儲控制模塊電聯(lián)系的數(shù)據(jù)端口 。
31. 根據(jù)權利要求30所述的焊接式電源，其中，電池充電控制模塊包括 有關于電池的預期壽命、熱數(shù)據(jù)以及用于電池的最大希望安培-小時充電中的 至少一個的數(shù)據(jù)。
32. 根據(jù)權利要求27所迷的焊接式電源，其中，充電方案控制模塊包括 電池充電方案，該電池充電方案包括至少3個階IS:。
33. 根據(jù)權利要求32所述的焊接式電源，其中，電池充電方案包括恒定 功率階段。
34. 根據(jù)權利要求27所述的焊接式電源，其中，電池充電控制模塊包括 多個充電方案。
35. 根據(jù)權利要求23所述的焊接式電源，進一步包括發(fā)電機，該發(fā)電機 具有與電池和充電器中的至少一個電聯(lián)系的發(fā)電機輸出。
36. 根據(jù)權利要求35所述的焊接式電源，進一步包括第二轉換器，該第 二轉換器具有與電池電聯(lián)系的輸入，具有第二控制輸入，具有ac輔助輸出， 其中，控制器具有ac輔助控制模塊，該ac輔助控制模塊具有與第二控制輸入 電聯(lián)系的第二控制輸出。
37. 根據(jù)權利要求35所述的焊接式電源，其中，焊接轉換器進一步具有 ac輔助輸出，控制器進一步具有與控制輸出電聯(lián)系的ac輔助控制模塊。
38. 根據(jù)權利要求23所述的焊接式電源，進一步包括與發(fā)電機電聯(lián)系的 焊接電源電路，該焊接電源電路具有第二焊接式電源輸出，其中，將焊接式電 源輸出和第二焊接式電源輸出相結合。
39. 根據(jù)權利要求38所述的焊接式電源，其中，焊接電源電路包括具有 第二控制輸入的第二轉換器，控制器具有與第二控制輸入電聯(lián)系的第二控制輸出。
40. —種焊接式電源，包括輸入電路，其被設置與能夠存儲足夠焊接至少一個焊條的能量的電池連接；第一轉換器，其具有連接到輸入電路的輸入，具有控制輸入，并且具有 dc總線輸出；第二轉換器，其被連接到dc總線并具有焊接式電源輸出及第二控制輸入；以及 控制器，其具有與控制輸入電聯(lián)系的升壓控制輸出，并具有與第二控制輸 入連接的電流控制輸出。
41. 根據(jù)權利要求40所述的焊接式電源，其中，第一轉換器是升壓轉換 器，第二轉換器是降壓轉換器，并且其中，控制器進一步包括電池保護模塊， 該電池保護模塊具有與電池電壓相關的信號作為輸入，并將輸出提供給控制輸 入。
42. 根據(jù)權利要求41所述的焊接式電源，其中，控制器包括在啟動時起 作用的電池電壓檢測模塊，并且其中，電池保護模塊接收來自電池電壓檢測模 塊的信號。
43. 根據(jù)權利要求40所述的焊接式電源，進一步包括電池保護模塊，電 池保護模塊接收與電池提供的安培-小時、電池電壓、焊接式電源提供的安培-小時及熱數(shù)據(jù)相關的數(shù)據(jù)中的至少 一個作為輸入。
44. 一種車輛和焊接電源，包括車輛DC電源系統(tǒng)，其包括能夠存儲足夠焊接至少一個焊條的能量的能量 存儲裝置；升壓轉換器，其具有與DC電源系統(tǒng)連接的輸入，具有控制輸入，并且具 有dc總線輸出；降壓轉換器，其與DC總線連接并具有焊接式電源輸出和降壓控制輸入；以及控制器，其具有與控制輸入電聯(lián)系的升壓控制輸出，并具有與降壓控制輸 入連接的電流控制輸出。
45. 根據(jù)權利要求44所述的車輛和焊接式電源，其中，車輛是升降系統(tǒng)。
46. 根據(jù)權利要求45所述的焊接式電源，其中，控制器進一步包括 電池電壓檢測模塊，其在啟動時起作用并具有初始電池電壓輸出； 電池保護模塊，其具有有關于電池電壓和初始電池電壓輸出的信號作為輸入，并向升壓轉換器提供輸出。
全文摘要
一種方法和設備提供焊接式電源，該方法和設備優(yōu)選包括可拆卸的電池或其它能量存儲裝置、連接到電池的轉換器以及控制器。控制器可以具有CV和/或CSC和/或AC焊接控制模塊，和/或ac輔助控制模塊。轉換器是升壓轉換器、降壓轉換器、升壓串聯(lián)式轉換器、正激式轉換器、逆變器、橋轉換器和/或諧振轉換器?？刂破骺梢园姵爻潆娍刂颇K，并且可以具有一個或多個充電方案，和/或存儲的電荷數(shù)據(jù)、熱量信息、電池預期壽命數(shù)據(jù)、電池的最大安培-小時充電、最大充電電流和或反饋的數(shù)據(jù)。電池充電方案可以包括至少三個階段，例如增加電壓的階段和減少電流的階段、實質恒定功率階段。控制器可以無線地將數(shù)據(jù)提供到顯示器或PDA。發(fā)電機可以將電能提供到電池、充電器和/或電焊機?？梢园ㄜ囕v并使用車輛的dc電源系統(tǒng)。
文檔編號B23K9/10GK101374627SQ200780003402
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月4日 優(yōu)先權日2006年2月9日
發(fā)明者伯納德·J.·沃格爾, 理查德·W.·比森 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司