專利名稱：帶穩(wěn)壓備用電源的焊接電源的制作方法
帶穩(wěn)壓備用電源的焊接電源交叉引用相關(guān)申請案本項申請主張2010年3月11日提出的第61/312，756號美國臨時專利申請案《改進備用電源的焊接電源》和2010年11月15日提出的第12/946，748號美國專利申請案《帶穩(wěn)壓備用電源的焊接電源》的優(yōu)先權(quán)，上述申請案通過引用的方式并入本文。
背景技術(shù)：
本發(fā)明大體上涉及焊接系統(tǒng)，具體涉及帶穩(wěn)壓備用電源的焊接電源。很多已知焊接電源能通過交流電源或直流電源提供焊接電源輸出。一般情況下，這種焊接電源經(jīng)配置為電弧焊(SMAW)等焊接工藝提供平均或額定電源輸出。然而，焊接作業(yè)可能需要相當(dāng)于2-3倍平均/額定電壓水平的瞬態(tài)電壓。與整體焊接時間相比，需要上述瞬態(tài)電壓的時間一般比較短(例如，小于I毫秒)。如果焊接電源只能提供滿足平均負(fù)荷需求而不能滿足瞬態(tài)電壓要求，則可能產(chǎn)生不良現(xiàn)象，例如，電弧不穩(wěn)、電弧故障、殘接頭、焊接不當(dāng)?shù)?。相?yīng)地，目前已經(jīng)開發(fā)了能夠滿足平均/額定負(fù)載需求和瞬態(tài)高壓需求的焊接電源。舉例來說，在一些現(xiàn)有電源中，逆變電源的主逆變器滿足動態(tài)需求。但是，這種電源存在變壓器匝比大、逆變開關(guān)電流大、功率損失大等缺點。相應(yīng)地，需要改進電源，使之同時滿足額定負(fù)荷要求和瞬態(tài)負(fù)荷要求。

發(fā)明內(nèi)容
在一個示范性實施方式中，焊接電源包括備用電路(備用電路包括備用電源，能輸出第一電源輸出)和儲能設(shè)備(經(jīng)第一電源輸出充電達到可編程的第一電壓水平，第一電壓水平經(jīng)調(diào)節(jié)至多種電壓水平中的任意水平)。備用電路還包括速動開關(guān)，速動開關(guān)連接儲能設(shè)備，用于切換、限制或允許儲能設(shè)備向焊條放電。備用電路還包括控制電路，控制電路連接備用電源和速動開關(guān)，在儲能設(shè)備未充電達到第一穩(wěn)壓水平時選擇性地激活備用電源，并且在檢測到瞬態(tài)高壓事件時使速動開關(guān)動作，讓儲能設(shè)備放電。在另一個實施方式中，焊接電源包括主電源，當(dāng)電源或電壓輸出需求不超過預(yù)定的臨界值時，主電源向焊接電子元件提供焊接作業(yè)用輸出電流，當(dāng)電源或電壓輸出要求超過預(yù)定臨界值時，主電源不向焊接電子元件提供輸出電流。焊接電源還包括備用電路，當(dāng)電源或電壓輸出需求超過預(yù)定臨界值時，備用電路向焊接電子元件提供焊接作業(yè)用輸出電流，當(dāng)電源或電壓輸出需求不超過預(yù)定臨界值時，備用電路不向焊接電子元件提供輸出電流。在某些實施方式中，備用電路提供的輸出電流強度大約等于主電源提供的輸出電流強度。在其他實施方式中，備用電路提供的輸出電流強度不同于主電源提供的輸出電流強度。此外，在一些實施方式中，可以對備用電路提供的輸出電流強度進行設(shè)置，以便在瞬態(tài)高電壓事件期間保持穩(wěn)定的焊接電弧，備用電路提供的輸出電流強度可小于主電路提供的輸出電流強度。在另一個實施方式中，焊接電源包括主電源，主電源包括第一變壓器，第一變壓器經(jīng)配置向焊接電子元件提供焊接作業(yè)用第一電源輸出。焊接電源還包括備用電路，備用電路包括第二變壓器，第二變壓器經(jīng)配置向儲能設(shè)備充電，使儲能設(shè)備達到穩(wěn)壓水平。備用電路經(jīng)配置使儲能設(shè)備放電(放電量為受控量)，向焊接電子元件提供焊接作業(yè)用第二穩(wěn)壓電源輸出。焊接電源還包括控制電路，控制電路連接主電源和備用電路，選擇性地激活/停止第一電源輸出和第二穩(wěn)壓電源輸出的供應(yīng)，以便向焊接電子元件提供所需的焊接電源輸出。在其他實施方式中，控制電路僅選擇性地激活/停止第二穩(wěn)態(tài)電源輸出的供應(yīng)，以便在瞬態(tài)高壓事件期間對第一電源輸出進行補充。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的特性、方面和優(yōu)勢作進一步說明，附圖以類似的字符表示類似部件，其中圖1為電路框圖，顯示了本發(fā)明各方面所述的一個示范性逆變電源，該逆變電源包括主電源和備用電源；圖2A顯示了在示范性焊接作業(yè)過程中產(chǎn)生的示范性電流-時間圖；圖2B顯示了在示范性焊接作業(yè)過程中產(chǎn)生的示范性邏輯信號強度-時間圖；圖2C顯示了在示范性焊接作業(yè)過程中產(chǎn)生的示范性電壓-時間圖；圖3為電路框圖，顯示了本發(fā)明各方面所述的、圖1所示的示范性逆變電源的替代性實施方式；圖4的框圖顯示了本發(fā)明各方面所述的示范性控制邏輯，該控制邏輯可供圖1所示的逆變電源控制器使用。
具體實施例方式焊接電源的實施方式包括備用電路，備用電路能在瞬態(tài)電壓需求超過平均負(fù)荷需求(電源額定負(fù)荷)時為焊接負(fù)荷提供電源，詳情參見下文。例如，在引弧期間、用某種焊條進行焊接時、在焊條和工件之間設(shè)置一定距離焊接時以及其他情形下，備用電路在出現(xiàn)短時高壓需求時提供電源。相應(yīng)地，在一個實施方式中，備用電路提供電源補充主電源輸出，耦合主電源輸出和備用電源輸出，產(chǎn)生焊接電源輸出。在另一個實施方式中，備用電路在存在瞬態(tài)高壓需求期間提供全部焊接電源輸出。本文公開的焊接電源實施方式包括一個電路系統(tǒng)，電路系統(tǒng)經(jīng)配置調(diào)節(jié)備用電路提供的電源，使其達到所需的電壓水平或電流強度。舉例來說，在一個實施方式中，電路系統(tǒng)在儲能設(shè)備(電容等)上調(diào)節(jié)電壓，使焊接電源輸出保持所需的最小電流強度。因此，本發(fā)明的實施方式能通過備用電路的調(diào)節(jié)控制使儲能設(shè)備局部放電或完全放電。另外，可以用這種控制電路系統(tǒng)基本防止在開路情況下向焊接電源輸出提供儲能設(shè)備的電壓。在本文中，開路情況指未引燃電弧或電弧熄滅且焊條無電流的情況。相應(yīng)地，本發(fā)明所述的焊接電源包括備用電路，對備用電路進行調(diào)節(jié)產(chǎn)生受控的電壓輸出水平，可以根據(jù)需要改變受控的電壓輸出水平(例如，根據(jù)焊接作業(yè)所用的焊條類型進行改變等)?，F(xiàn)在結(jié)合附圖進行說明，圖1所示的實施方式顯示了一個示范性逆變焊接電源10。需要注意的是，本發(fā)明所述的實施方式適用于各種適合的逆變型電源，例如，正向電路電源、全橋電源、半橋電源、回掃電源等。另外，本文公開的備用電路及其控件還適用于斬波器型或次級切換開關(guān)型電源電路。事實上，可以結(jié)合本文公開的備用電路及其控件使用任意適合的電源電路類型或配置。具體而言，圖1顯示了一個示范性逆變電源10。所示的逆變電源10包括交流電源12、主電源14、備用電路16、控制電路18、電流傳感器20、以及電感22，三者一起工作產(chǎn)生穩(wěn)壓焊接電源輸出24。在某些實施方式中，可以控制穩(wěn)壓焊接電源輸出，產(chǎn)生適合電弧焊(SMAff)的大致恒流輸出。對焊接電源輸出作進一步控制可產(chǎn)生熱啟動、挖掘、電弧力、下垂等生成適用于電弧焊的焊接電源輸出所需或適宜的附加特性。另外，在某些實施方式中，焊接電源利用輸出電壓反饋、用戶輸入(所需的輸出電流設(shè)置等)、挖掘設(shè)置等其他信號根據(jù)需要控制、調(diào)整焊接輸出，以生成適用于電弧焊的輸出。在所示的實施方式中，主焊接電源14還包括整流器26、升壓變換器28、一個或多個絕緣柵雙極晶體管30、主變壓器32、第I 二極管34和第2 二極管36。備用電路16包括次級變壓器38、第3 二極管40、泄放電路42 (包括電阻器44和第一開關(guān)46)、電容48、電壓傳感器49、第二開關(guān)50、第4 二極管52和第5 二極管54。在作業(yè)期間，在正常操作條件下，主電源14從交流電源12處接收交流電源，交流電源12可以是電網(wǎng)、壁裝插座等任何主電源。整流器26調(diào)整輸入的交流電源，向升壓變換器28提供輸入直流電壓。升壓變換器28將輸入直流電壓升壓到較高的直流電壓，然后絕緣柵雙極晶體管轉(zhuǎn)換電路30以所需的頻率將輸入直流電壓接入變壓器32。在某些實施方式中，對升壓變換器進行配置和控制，以實現(xiàn)功率因數(shù)校正。在另一些實施方式中，不設(shè)置升壓變換器，整流器輸出供給絕緣柵雙極晶體管轉(zhuǎn)換電路。變壓器32工作，降低直流電壓，生成由二極管34和36調(diào)整的輸出。整流后，主電源14通過電感22輸送生成的主電源輸出，電感22作為輸出濾波扼流圈使主電源輸出平滑，以生成焊接電源輸出24。可以按此方式在額定負(fù)荷情況(屬于主電源電壓-電流能力范圍的負(fù)荷條件)下提供焊接電源輸出24。主電源14可包括圖1未顯示的其他電路，例如，控制電源電路(經(jīng)配置向各種控制電路系統(tǒng)提供電源)、輔助電源電路(向雙孔插座或送絲機等供電)、用戶界面電路系統(tǒng)(經(jīng)配置讓用戶與焊接電源互動)、附加控制電路(經(jīng)配置為附加焊接工藝及其他特性提供控制功能)，以及構(gòu)成完整的焊接電源或焊接系統(tǒng)所需的任意數(shù)量的其他電路。另外，這種附加電路系統(tǒng)可能還包括模擬電路、數(shù)字電路、微處理器等可編程設(shè)備、軟件等。當(dāng)出現(xiàn)瞬態(tài)高電壓需求(即負(fù)荷情況大于主電源的電壓-電流負(fù)荷線的容量)時，備用電路16向電感22提供電流輸出，以產(chǎn)生焊接電源輸出24。舉例來說，控制電路18識別到高壓需求的存在，在此情況下觸發(fā)備用電路16的功率流向電感22，詳情參見下文。另外，控制電路18還能連接主電源14的構(gòu)件，經(jīng)配置控制主電源14和備用電路16。此外，在其他實施方式中，可以獨立于控制電路18設(shè)置附加控制電路，以控制主電源14。在一個實施方式中，控制電路18監(jiān)控電流傳感器20的電流強度，識別高電壓需求的存在。例如，如果所需的電壓超過主電源的電壓-電流負(fù)荷線容量，則在傳感器20處檢測到的電流強度開始衰減。一旦電流衰減使檢測到的電流強度低于預(yù)定的臨界值，控制電路18控制備用電路16向電感22提供電壓，以滿足檢測到的瞬態(tài)高壓需求。在所示的實施方式中，在這種情況下，可以對備用電路16進行調(diào)節(jié)，以提供全部焊接電源輸出24，且無須連接主電源電路14的輸出。在某些實施方式中，備用電路以數(shù)量級降低方式(相對于主電源在正常操作期間(即不存在瞬態(tài)高壓需求的情況)提供的電流)提供電流?？梢詫溆秒娐诽峁┑碾娏鲝姸仍O(shè)置和控制在相應(yīng)的水平，以便在瞬態(tài)高壓事件(30-40A等)期間保持穩(wěn)定電弧條件。在焊接作業(yè)期間，控制電路18可控制備用電路16，確保逆變電源10能滿足焊接作業(yè)過程中可能出現(xiàn)的瞬態(tài)高壓需求。因此，在作業(yè)期間，對電容48充電，使其穩(wěn)壓水平超過焊接過程中可能遇到的最大預(yù)期瞬態(tài)電壓尖鋒。例如，可以用變壓器38 (在一個實施方式中作為回描電源)在電容48上聚集足夠的電荷。在其他實施方式中，變壓器38可以作為正激變換器、全橋、半橋或適用于在電容48上聚集電荷的任意數(shù)量的其他適當(dāng)?shù)拈_關(guān)電源或線性穩(wěn)壓電源。也就是說，變壓器38和二極管40能根據(jù)既定應(yīng)用的需要調(diào)節(jié)電容48電壓，使電容48存儲足夠的能量。需要注意的是，雖然圖中未顯示，但是控制電路18可以包括開關(guān)晶體管、脈寬調(diào)制控制電路、電壓及/或電流傳感器等變壓器38驅(qū)動所需的構(gòu)件。另外還需要注意的是，變壓器38及其相關(guān)電路能夠從供給控制電路18電源的控制電源、從輔助電源、從主電源14輸出、或從任何其他適合的電源處獲得控制電源。這樣，在電容48上形成并維持受控的直流電壓水平。在焊接作業(yè)過程的任意時間點，如果出現(xiàn)主電源無法滿足負(fù)荷要求的瞬態(tài)事件，則可以選擇性地利用電容48電荷提供電壓，詳情參見下文。相應(yīng)地，本發(fā)明的實施方式對電容48充電，使其達到穩(wěn)壓的預(yù)定水平。在某些實施方式中，在不需 要備用電路的情形下，例如，焊接作業(yè)完成后、選擇了電弧焊以外的焊接工藝、選定的具體焊條不需要備用電路工作等，可以禁用電容48充電。在瞬態(tài)高壓情況下，通過電流傳感器20獲得的測量值會反映輸出電流強度的衰減。當(dāng)電流傳感器20的反饋強度超過預(yù)定臨界水平(30A等)時，控制電路18打開備用電路16的速動開關(guān)50，存儲在電容48中的電壓與主焊接電源一起運用于輸出濾波扼流圈22。在作業(yè)過程中，二級管52起到阻流二極管的作用，基本阻止主電源的輸出電流進入備用電路。速動開關(guān)50關(guān)閉時，二極管54為電流提供通路。在某些實施方式中，可以不設(shè)二極管52及/或54。針對供應(yīng)的電壓，傳感器20檢測到的輸出電流開始增加。如果控制電路檢測到所測電流達到第二個高臨界值(40A等)，則控制電路18關(guān)閉速動開關(guān)50。只要檢測到瞬態(tài)電壓尖鋒(例如，通過檢測衰減電流)且主電源14不能滿足輸出電壓需求，則可多次重復(fù)上述循環(huán)。一旦瞬態(tài)電壓尖鋒不復(fù)存在，主電源14再次提供焊接電源輸出。另外，在某些實施方式中，宜對電容48進行部分或全部充電。舉例來說，焊接作業(yè)完成，且相應(yīng)不再需要備用電路提供電源時，控制電路18利用泄放電路42對電容48進行快速放電，降低電容水平。又如，如選擇了非電弧焊焊接工藝，則控制電路18打開開關(guān)46，對電容48放電至所需水平，由電壓傳感器49進行檢測。在使用過程中，當(dāng)電容48所需的電荷水平發(fā)生變化(根據(jù)選定的焊接工藝、焊條類型等因素)時，可以將電容48的實際電荷水平調(diào)至新的期望值。事實上，控制電路18能在焊接過程的任意時間點將電容48的電荷水平調(diào)至所需的電壓水平。例如，可調(diào)節(jié)電容48電壓值，使其大于既定焊接電源的最大允許開路電壓(OCV)。又如，有些焊接電源的開路電壓上限小于113V。只要把備用電源16限制在非開路電壓條件下運行，就能對電容48充電，使其電壓超過既定電源的開路電壓限值。舉例來說，為了滿足上述條件，可以在傳感器20檢測的輸出電流大于預(yù)定臨界值(10A等)時選擇性地禁用速動開關(guān)50，對電容48進行充電，使其達到足以支持整個瞬態(tài)電壓尖鋒的電壓水平。例如，在一個實施方式中，電容48采用1000 μ f電容，經(jīng)充電達到120V-180V左右的電壓，以獲得足夠的儲能量，滿足各種具有不同持續(xù)時間的電壓尖鋒。又如，將1000 μ f電容充電至120V可使備用電路16在80V左右的瞬態(tài)尖鋒期間提供約2800W的峰值功率，提供峰值功率的時間約1. 7毫秒，如將同一電容充電至180V左右，則使備用電路16約在5毫秒時間內(nèi)提供2800W左右的峰值功率。因此，電容48的充電電壓可大于預(yù)定的開路電壓限值，從而使備用電路16處理預(yù)計在焊接時發(fā)生的、具有不同持續(xù)時間的電壓尖鋒。圖2A顯示了一個示范性的焊接電流-時間圖56，圖2B顯示了一個示范性的邏輯信號強度-時間圖58，圖2C顯示了一個示范性的焊接電壓-時間圖60。這些圖顯示了一種示范性焊接作業(yè)和控制方法，圖1控制電路18能在焊接作業(yè)期間使用控制方法保證通過備用電路16的激活滿足瞬態(tài)電壓尖鋒。在所示的實施方式中，電流圖56包括電流軸62和時間軸64,邏輯信號圖包括邏輯信號強度軸66和時間軸64,電壓圖60包括電壓軸68和時間軸64。換言之，每張圖代表在同一時間段(例如，30秒)發(fā)生的單一焊接作業(yè)的特性。如圖所示，在焊接時間間隔的大部分時間(例如，30秒)內(nèi)，電流圖56在接近平均穩(wěn)態(tài)電流值時波動較小，電壓不超過預(yù)定的臨界值70。相應(yīng)地，從邏輯信號圖58可以看出，在焊接時間間隔的大部分時間內(nèi)，邏輯信號保持在較低的水平。然而，在所示的實施方式中，在電壓圖60中出現(xiàn)了六個瞬態(tài)電壓尖鋒72、74、76、78、80和82。當(dāng)電壓暫時達到高值時，輸出電流下降或衰減，如電流圖56中的電流下降84、86、88、90、92和94。控制電路通過圖1所示的電流傳感器20取得的測量值等方式檢測上述電流降低。相應(yīng)地，如邏輯信號強度圖58中的尖鋒96、98、100、102、104和106所示，設(shè)置較高的邏輯信號值，激活(例如，打開速動開關(guān)50，使電容48放電)備用電路，滿足瞬態(tài)電壓需求。每次發(fā)生瞬態(tài)電壓事件后，邏輯信號強度回到較低的水平，并且在檢測到另一個瞬態(tài)事件前保持較低水平。在一個實施方式中，焊接時間間隔為30秒，在該間隔內(nèi)發(fā)生了六次瞬態(tài)電壓尖鋒，每次瞬態(tài)電壓尖鋒的持續(xù)時間不超過I毫秒。相應(yīng)地，在30秒焊接時間內(nèi)發(fā)生的電壓尖鋒總累計時間不超過6毫秒左右，占焊接總時間的比例較小。由于需要備用電路16的時間占焊接總時間的比例較小，因此可以限制電容48充電所用的變壓器38功率容量，使備用電路能在整個焊接作業(yè)過程中提供的平均功率保持較低的水平(例如，小于5-10W左右)。這一特性能簡化備用電路，使逆變電源10能夠在瞬態(tài)電壓尖鋒期間維持電弧，且不會大幅增加貨幣成本或現(xiàn)有設(shè)計的復(fù)雜程度。另外，限制變壓器38的功率容量能極大地降低備用電路因異常情況(例如，啟用備用電路的時間過長)而出現(xiàn)熱應(yīng)力過大的可能性。舉例來說，電容48聚集的電荷用完以后，備用電路16提供的功率不超過從電容48送往變壓器38的功率水平。這樣，可將備用電路16配置為自我限制電源，該電源能夠在提供高瞬時峰值功率的同時限制平均輸出功率的提供。 圖3顯示的示范性逆變電源108代表了圖1所示的逆變電源10的替代性實施方式。如上所述，在該實施方式中，主電源14經(jīng)配置接收交流電源12，包括整流器26、升壓變換器28、絕緣柵雙晶體管30、變壓器32以及二極管34和36。在該實施方式中，備用電源16包括變壓器38、二極管40和52、電容48和開關(guān)50。另外設(shè)置輸出濾波扼流圈22，使主電源14和備用電源16的電源輸出平滑，然后作為焊接作業(yè)用輸出電壓提供電源輸出。在作業(yè)期間，圖3所示的實施方式不同于圖1所示的實施方式，其原因之一是因為備用電路16提供的輸出在出現(xiàn)瞬態(tài)電壓需求時連接主電源14提供的功率。也就是說，在該實施方式中，備用電路電壓串聯(lián)主變壓器32的次級電壓。在這種配置下，備用電路16不需要在瞬態(tài)事件期間提供全部功率。相反，備用電路16通過串聯(lián)補充電壓和變壓器32的主繞組提供部分功率。舉例來說，如果電容48充電至40V，則主逆變變壓器32的次級電壓為70V，則能夠處理瞬態(tài)電荷的聯(lián)合電壓為110V。如上所述，可以限制變壓器38的電容48充電能力，從而限制通過開關(guān)50輸送的平均總功率。此外，仍然可以按調(diào)節(jié)方式對電容48充電，例如，使用類似于圖1所示實施方式的控制電路(圖3未顯示)進行充電。圖4顯示了 一個示范性控制邏輯110，電源控制電路可以使用控制邏輯110控制備用電路的運行。啟用焊接工藝即啟動邏輯(方框112)?？刂破鳈z查操作員是否選擇電弧焊工藝(方框114)，如不是，則控制器禁用備用電路(方框116)。如選擇電弧焊工藝，則控制器啟用備用電路(方框118)。這樣，可根據(jù)需要將備用電流輸出全部運用于電弧焊工藝。邏輯進一步包括輸出電流超過預(yù)定臨界值檢查(方框120)。如果電流輸出小于既定臨界值(例如，10A)，控制器禁用備用電路的速動開關(guān)(例如，開關(guān)50)(方框122)，阻止備用電路的儲能設(shè)備(電容48等)電壓在開路情況下運用于焊接輸出端。如果輸出電流大于既定臨界值，則啟用備用電源的速動開關(guān)(例如，開關(guān)50)(方框124)，監(jiān)控焊接作業(yè)的電源需求(方框126)。雖然本文僅介紹了本發(fā)明的一些特性，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員還能實現(xiàn)多種修改和變化。因此，需要理解的是，在不偏離本發(fā)明真實精神的前提下所作的全部該等修改和變化均屬于所附權(quán)利要求書的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種焊接電源，包括備用電路，備用電路包括能夠輸出第一電源輸出的電源；儲能設(shè)備，經(jīng)配置由第一電源輸出充電，使其達到可編程第一電壓水平，第一電壓水平能可調(diào)節(jié)至各種電壓水平中的任意水平；速動開關(guān)，連接儲能設(shè)備，經(jīng)配置進行切換以限制或允許儲能設(shè)備向焊條放電；控制電路，連接電源和速動開關(guān)，經(jīng)配置選擇性地激活電源，以便在儲能設(shè)備未充電至第一穩(wěn)壓水平時輸出第一電源輸出，并經(jīng)進一步配置在檢測到瞬態(tài)高壓事件時使速動開關(guān)動作，使儲能設(shè)備從第一穩(wěn)壓水平放電至受控的第二電壓水平。
2.權(quán)利要求1所述的焊接電源，其特征在于調(diào)節(jié)第一電壓水平，使第一電壓水平大于焊接電源的允許開路電壓。
3.權(quán)利要求1所述的焊接電源，其特征在于根據(jù)焊接作業(yè)所用的焊條類型對第一電壓水平進行編程。
4.權(quán)利要求1所述的焊接電源，其特征在于對第一電壓水平進行編程，使其電壓量大于焊接作業(yè)期間可能發(fā)生的最大預(yù)期瞬態(tài)電壓。
5.權(quán)利要求1所述的焊接電源，其特征在于速動開關(guān)動作使儲能設(shè)備放電時，放電能量基本相當(dāng)于焊接作業(yè)的瞬態(tài)電壓事件。
6.權(quán)利要求1所述的焊接電源，其特征在于儲能設(shè)備包括電容。
7.權(quán)利要求1所述的焊接電源，其特征在于電源包括變壓器。
8.權(quán)利要求1所述的焊接電源，其特征在于備用電路能輸出的平均輸出電源基本等于第一電源輸出。
9.權(quán)利要求1所述的焊接電源，其特征在于控制電路經(jīng)進一步配置，在檢測到的輸出電流低于臨界值時禁用速動開關(guān)，阻止儲能設(shè)備向焊條輸送電源。
10.權(quán)利要求1所述的焊接電源，其特征在于控制電路經(jīng)進一步配置基本阻止低壓電源在選擇電弧焊以外的焊接工藝時輸出第一電源輸出。
11.權(quán)利要求1所述的焊接電源，其特征在于備用電路進一步包括泄放電路，泄放電路經(jīng)配置對儲能設(shè)備放電，使其達到受控電壓水平。
12.權(quán)利要求11所述的焊接電源，其特征在于泄放電路包括電感和開關(guān)。
13.—種焊接電源，包括主電源，經(jīng)配置在電源輸出需求不超過預(yù)定臨界值時向焊條提供焊接作業(yè)用輸出電流，在電源輸出需求超過預(yù)定臨界值時不向焊條提供輸出電流；備用電源，經(jīng)配置在電源輸出需求超過預(yù)定臨界值時向焊條提供焊接作業(yè)用穩(wěn)壓電源輸出，在電源輸出需求不超過預(yù)定臨界值時不向焊條提供穩(wěn)壓電源輸出。
14.權(quán)利要求13所述的焊接電源，其特征在于備用電源包括控制電路，控制電路經(jīng)配置根據(jù)在焊條處檢測到的輸出電流設(shè)置穩(wěn)壓電源輸出水平。
15.權(quán)利要求13所述的焊接電源，進一步包括速動開關(guān)，速動開關(guān)介于備用電源和焊條之間，經(jīng)配置在動作時使備用電源的穩(wěn)壓電源輸出在電源輸出需求超過預(yù)定臨界值時流向焊條。
16.權(quán)利要求13所述的焊接電源，進一步包括控制電路，控制電路經(jīng)配置在選擇電弧焊以外的焊接工藝時禁用備用電源。
17.—種焊接電源，包括主電源，包括第一變壓器，第一變壓器經(jīng)配置向焊條提供焊接作業(yè)用第一電源輸出；備用電源，包括次級變壓器，次級變壓器經(jīng)配置對儲能設(shè)備充電，使儲能設(shè)備達到穩(wěn)壓水平，其中，備用電源經(jīng)配置從儲能設(shè)備中放出受控的電荷量，向焊條提供焊接作業(yè)用的第二穩(wěn)壓電源輸出；控制電路，連接主電源和備用電源，經(jīng)配置選擇性地激活、停止第一電源輸出和第二穩(wěn)壓電源輸出的供應(yīng)，向焊條提供所需的焊接電源輸出。
18.權(quán)利要求17所述的焊接電源，其特征在于控制電路經(jīng)配置在激活主電源時提供第一電源輸出，停用備用電源，以便在焊接電源輸出約等于額定負(fù)荷條件時不產(chǎn)生第二穩(wěn)壓電源輸出。
19.權(quán)利要求17所述的焊接電源，其特征在于控制電路經(jīng)配置連接第一電源輸出和第二穩(wěn)壓電源輸出，在檢測到瞬態(tài)高電壓事件時提供所需的焊接電源輸出。
20.權(quán)利要求19所述的焊接電源，其特征在于控制電路經(jīng)配置調(diào)節(jié)第二電源輸出，使之大致等于瞬態(tài)高電壓事件的電源水平減去第一電源輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供了包括主電源和備用電源的焊接電源實施方式。主電源包括第一變壓器，第一變壓器向焊條提供焊接作業(yè)用的第一電源輸出。備用電源包括次級變壓器，次級變壓器將儲能設(shè)備充電至穩(wěn)壓水平，經(jīng)配置從儲能設(shè)備中放出受控的電荷量，在發(fā)生瞬態(tài)電壓事件時，向焊條提供焊接作業(yè)用的第二穩(wěn)壓電源輸出。
文檔編號B23K9/10GK103038015SQ201180012511
公開日2013年4月10日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者伯納德·J·沃格爾 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司