用于減少電磁干擾和功耗的電源的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明總體上涉及焊接系統(tǒng)，更具體地講，涉及用于減少電磁干涉和功耗的焊接電源。
[0002]已經(jīng)開發(fā)了能從交流(AC)或直流(DC)輸入電源提供焊接功率的許多類型的焊接電源。通常，這些焊接電源被配置成給以下焊接工藝的焊炬提供焊接功率，例如，自動(dòng)保護(hù)金屬極電弧焊(shielded metal arc welding，SMAff)操作、媽極惰性氣體保護(hù)焊接(tungsten inert gas welding，TIG)操作、氣體保護(hù)金屬極電弧焊(gas metal arcwelding, GMAff)或金屬極惰性氣體保護(hù)焊接(metal inert gas welding，MIG)操作。功率轉(zhuǎn)換電路在焊接工藝期間可以將輸入功率轉(zhuǎn)換成焊接功率。焊接電源也可以被配置成提供輸入功率給焊接附件和其他附件。這些焊接附件和其他附件可以接收來自焊接電源內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電源供應(yīng)器的功率。遺憾的是，每當(dāng)功率轉(zhuǎn)換電路開啟時(shí)，功率轉(zhuǎn)換電路利用功率并且具有功率損耗(例如，熱、噪聲)。電源供應(yīng)器在開啟時(shí)也利用功率并且具有功率損耗，不論焊接附件和其他附件是否正在利用功率輸出。此外，一些電源供應(yīng)器在開啟時(shí)會(huì)造成電磁干擾。使用濾波器板來減少電磁干涉會(huì)增加焊接電源的重量、體積和/或復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一個(gè)實(shí)施例中，一種被配置成接收輸入功率的焊接電源包括多個(gè)組件以及可配置成多種模式的監(jiān)控電路。所述多個(gè)組件包括功率轉(zhuǎn)換電路和背景電源供應(yīng)器。所述監(jiān)控電路被配置成至少部分地基于所述多種模式的一種模式給所述多個(gè)組件分配所述輸入功率。所述多種模式包括焊接模式，所述焊接模式被配置成給所述功率轉(zhuǎn)換電路和所述背景電源供應(yīng)器分配所述輸入功率。所述多種模式還包括監(jiān)測模式，所述監(jiān)測模式被配置成給所述背景電源供應(yīng)器分配所述輸入功率，并且不給所述功率轉(zhuǎn)換電路分配所述輸入功率。
[0004]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種焊接系統(tǒng)包括:焊炬，所述焊炬被配置成至少部分地基于焊接工藝的要求發(fā)送焊接信號(hào)；以及焊接電源，所述焊接電源被配置成接收輸入功率。所述焊接電源包括功率轉(zhuǎn)換電路，所述功率轉(zhuǎn)換電路被配置成接收所述輸入功率作為焊接輸入，并且在開啟時(shí)將所述焊接輸入轉(zhuǎn)換成焊接功率。所述焊接功率被提供給所述焊炬。所述焊接電源還包括背景電源供應(yīng)器和監(jiān)控電路。所述背景電源供應(yīng)器被配置成在開啟時(shí)將所述輸入功率轉(zhuǎn)換成背景功率以提供給控制電路，并且被配置成控制所述功率轉(zhuǎn)換電路。所述監(jiān)控電路至少部分地基于所述焊接信號(hào)可配置成多種模式。所述多種模式包括:焊接模式，被配置成開啟所述功率轉(zhuǎn)換電路并且開啟所述背景電源供應(yīng)器；以及監(jiān)測模式，被配置成關(guān)閉所述功率轉(zhuǎn)換電路并且開啟所述背景電源供應(yīng)器。
[0005]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種操作焊接電源的方法，包括:進(jìn)入所述焊接電源的監(jiān)控電路的焊接模式；利用用于所述焊接工藝的焊接功率。所述焊接模式包括給功率轉(zhuǎn)換電路提供焊接輸入以開啟所述功率轉(zhuǎn)換電路，所述功率轉(zhuǎn)換電路將所述焊接輸入轉(zhuǎn)換成焊接功率用于所述焊接工藝。所述焊接模式還包括給背景電路提供背景功率。所述方法還包括當(dāng)操作員停止利用用于所述焊接工藝的焊接功率時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，并且當(dāng)所述計(jì)時(shí)器的值大致大于或等于焊接延遲時(shí)進(jìn)入所述監(jiān)控電路的監(jiān)測模式。所述監(jiān)測模式包括給所述背景電路提供功率并且關(guān)閉所述功率轉(zhuǎn)換電路。
【附圖說明】
[0006]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說明時(shí)，會(huì)更明白本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，附圖中相似的附圖標(biāo)記代表在整個(gè)附圖中相似的部分，其中:
[0007]圖1是根據(jù)本公開的方面的具有帶監(jiān)控電路的焊接電源的焊接系統(tǒng)的框圖；
[0008]圖2是根據(jù)本公開的方面的焊接電源以及與功率轉(zhuǎn)換電路和電源供應(yīng)器耦接上的監(jiān)控電路的實(shí)施例的框圖；
[0009]圖3是用于操作具有監(jiān)控電路的焊接電源的方法的實(shí)施例的流程圖；并且
[0010]圖4是在焊接電源內(nèi)分配輸入功率的監(jiān)控電路的實(shí)施例的計(jì)時(shí)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]目前設(shè)想到的焊接電源的實(shí)施例包括監(jiān)控電路以控制輸入功率分配到焊接電源內(nèi)的功率轉(zhuǎn)換電路和電源供應(yīng)器。電源供應(yīng)器可以接收部分輸入功率，并且將這部分輸入功率轉(zhuǎn)換成具有適用于與電源供應(yīng)器耦接上的組件的性能(例如，電壓、電流、頻率)的形式。監(jiān)控電路可以將輸入功率分配成各種形式包括，但不限于，焊接功率、背景功率、附件功率和焊接附件功率。一些輸入功率由于電源供應(yīng)器內(nèi)的損耗(例如，熱、噪聲、功率因數(shù))會(huì)損失在組件上。監(jiān)控電路可以根據(jù)需要分配輸入功率給功率轉(zhuǎn)換電路和/或電源供應(yīng)器以減少由于損耗引起的功耗。也就是說，當(dāng)操作員啟動(dòng)焊炬上的觸發(fā)器時(shí)，監(jiān)控電路可以分配輸入功率給功率轉(zhuǎn)換電路，并且當(dāng)操作員釋放觸發(fā)器時(shí)，監(jiān)控電路可以關(guān)閉功率轉(zhuǎn)換電路。當(dāng)電源供應(yīng)器沒有轉(zhuǎn)換輸入功率以供實(shí)際使用時(shí)，例如，當(dāng)不再利用風(fēng)扇、燈、工具或電動(dòng)機(jī)時(shí)，監(jiān)控電路可以停止分配(例如，關(guān)閉)輸入功率給任何這樣的電源供應(yīng)器。關(guān)閉焊接電源內(nèi)的電源供應(yīng)器和/或功率轉(zhuǎn)換電路可以在不使用濾波器板的情況下減小焊接電源的電磁干擾(electromagnetic interference，EU)信號(hào)。關(guān)閉電源供應(yīng)器和/或功率轉(zhuǎn)換電路也可以減小焊接電源的組件的熱應(yīng)力和/或負(fù)載應(yīng)力。
[0012]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，圖1是焊接系統(tǒng)10的框圖，該焊接系統(tǒng)給焊接操作供電、控制焊接操作并且給焊接操作提供電源。焊接系統(tǒng)10包括焊接電源12、監(jiān)控電路14、焊炬16和工件18。焊接電源12接收初始功率20 (例如，來自交流電網(wǎng)、發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組、電池或它們的組合)并且調(diào)節(jié)輸入功率以根據(jù)系統(tǒng)的需求提供焊接功率給一個(gè)或多個(gè)焊接設(shè)備。初始功率20可以從另一個(gè)位置(例如，壁裝電源插座)來供應(yīng)初始功率。焊接電源12包括功率轉(zhuǎn)換電路22，該功率轉(zhuǎn)換電路可以包括能按照系統(tǒng)10的需求和設(shè)置將交流輸入功率轉(zhuǎn)換成直流反接或直流正接輸出的電路元件，例如，變壓器、開關(guān)式電源供應(yīng)器(例如，升壓轉(zhuǎn)換器、降壓轉(zhuǎn)換器)、整流器、開關(guān)、濾波器等。在一些實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換電路22可以包括發(fā)電機(jī)，例如用于產(chǎn)生直流輸出的發(fā)電機(jī)和整流器。在本領(lǐng)域中這些電路一般是已知的。
[0013]在一些實(shí)施例中，焊接電源12可以適于接收直接來自壁裝電源插座的輸入功率并且將輸入功率引導(dǎo)到焊接電源12內(nèi)的設(shè)備。此外，功率轉(zhuǎn)換電路22能夠接收在寬的輸入電壓(例如，大約5V至900V)范圍內(nèi)的任何輸入電壓并且能夠?qū)⑤斎牍β兽D(zhuǎn)換成適于焊接操作的焊接功率。焊接電源12可以在不影響監(jiān)控電路14的能力的情況下以不同電壓連接到初始功率20上以減少電磁干擾并且/或者減小以下所述的功耗。
[0014]焊接電源12可以包括能將來自初始功率20的輸入功率轉(zhuǎn)換成適當(dāng)形式的功率的一個(gè)或多個(gè)電源供應(yīng)器24。例如，背景電源供應(yīng)器26可以提供背景功率給背景電路，如操作員界面28、控制電路30和通信電路32。附件電源供應(yīng)器34可以提供附件功率給以下附件36，包括，但不限于，開關(guān)、燈、工具、電動(dòng)機(jī)、電子裝置(例如，筆記本電腦、平板電腦、移動(dòng)電話、音頻系統(tǒng))或輔助設(shè)備或它們的任意組合。在一些實(shí)施例中，焊接電源供應(yīng)器38可以提供焊接附件功率給焊接附件40，如加熱器、冷卻系統(tǒng)、送絲機(jī)、氣體控制電路42、與氣體供應(yīng)器46耦接上的閥門44或它們的任意組合。在一些實(shí)施例中，焊接電源12可以包括額外的電源供應(yīng)器24，例如，第二焊接附件電源供應(yīng)器38。在替代實(shí)施例中，電源供應(yīng)器24(例如，附件電源供應(yīng)器34)可以給附件26和焊接附件40提供功率。
[0015]關(guān)于背景電路，控制電路30至少部分地基于通過操作員界面28接收的輸入來控制焊接電源12的功率轉(zhuǎn)換電路22的操作。在一些實(shí)施例中，控制電路30可以至少部分地基于通過操作員界面28接收的輸入來控制其他電源供應(yīng)器24的一些操作。操作員可以通過操作員界面28選擇焊接工藝并且輸入所需的參數(shù)(例如，電壓、電流、特定的脈沖或非脈