專利名稱：改進的電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源或與其相關(guān)的改進，尤其在實施例中，本發(fā)明可以用于給低阻抗電力負(fù)載提供電源。
背景技術(shù)：
用于給低阻抗負(fù)載提供電源的供電系統(tǒng)需要解決多個具體問題。當(dāng)用到了標(biāo)準(zhǔn)的電源變壓器技術(shù)的時候，要限制送給低阻抗負(fù)載的最終輸出電流是很困難的。對低阻抗負(fù)載使用標(biāo)準(zhǔn)的變壓器技術(shù)可能會產(chǎn)生高輸出電流，這會對供電系統(tǒng)組件和/或要供電的負(fù)載造成損壞。限制供給到低阻抗負(fù)載的輸出電流所使用的一種方法是設(shè)置一個與負(fù)載串接的電阻。選擇使用的這個電阻是用于保持變壓器在負(fù)載要求的電壓上的輸出電流處于容易管理的水平。然而，這個基于電阻的方法相關(guān)的一個問題是電阻所產(chǎn)生的必須由供電系統(tǒng)排除的廢熱問題。為了排除廢熱，供電系統(tǒng)通常需要配備散熱扇或者其它類似降溫組件。包括這些組件會增大所提供的電源的尺寸、復(fù)雜度以及總成本。而且，這樣的電源在多塵或者具有化學(xué)腐蝕性的環(huán)境中使用的時候，降溫系統(tǒng)驅(qū)動通過電源罩體的空氣隨著時間推移會損壞電源的組件。使用電阻原件來控制變壓器輸出電流還會降低電源的電能輸送效率。在通常條件下，與負(fù)載串接或串聯(lián)設(shè)置的電阻會使得該負(fù)載的阻抗與電源的阻抗不相匹配，因此會限制通過該電阻輸送到負(fù)載的電能輸送的效率。此前已經(jīng)有人嘗試提供給低阻抗負(fù)載供電的供電系統(tǒng)。例如，美國專利2992386披露了一種變壓器輸入電壓的波動的補償方法，使得變壓器的輸出電壓維持穩(wěn)定。這個發(fā)明依靠的是具有“可飽和”("saturable")的或非線性的變壓器鐵芯部分。在這個部分繞有線圈，連接到電容器。該線圈以及電容器的組合的設(shè)計會使得在變壓器的最低工作電壓的時候，該線圈/電容器的組合開始使該鐵芯飽和。隨著輸入電壓增加，鐵芯的飽和度也增力口，導(dǎo)至變壓器的磁通路徑的改變。不同的磁通路徑補償了增加的輸入電壓。US 2992386展示的發(fā)明中的一個實施例披露了兩個單獨的變壓器的使用，一個是可飽和的并且另一個用線繞成自耦變壓器。同時其中還提到環(huán)形線圈可以用作自耦變壓器，其中沒有提到環(huán)形線圈可以與“調(diào)磁器”(或用作可飽和鐵芯)結(jié)合使用。US2992386完全沒有提到電流限制。相反，這個現(xiàn)有發(fā)明中的“調(diào)磁器”一詞被用來描述替代磁路，這個磁路用來進行穩(wěn)壓。以這樣的方式，這個現(xiàn)有發(fā)明的工作原理依靠的是鐵磁共振效應(yīng)。而且，這個專利同時還提到了“環(huán)形線圈”，提到它的上下文講的是一種方便的整合自耦變壓器線圈的方法。美國專利4422015披露了一個捕蟲器限制電流的發(fā)明，它利用了磁路來引入限流磁漏。因此，由于該發(fā)明涉及捕蟲器，該發(fā)明在很高的頻率工作(這個專利引用的電路在至少30Khz的頻率下工作并且不會產(chǎn)生大電流)。而且，4422015中披露的發(fā)明沒有披露使用環(huán)形線圈來弓IA電流限流磁漏。
美國專利3387203披露了一種變壓器裝置，它是對具體頻率的發(fā)電機設(shè)計的更改，該發(fā)生器通常用作電話交換臺中的鈴聲發(fā)生器。換而言之，US3387203披露的發(fā)明不是作為電源使用的。該發(fā)明披露了一個環(huán)芯變壓器，它經(jīng)修改用于淘汰一個現(xiàn)有技術(shù)中的頻率發(fā)生器設(shè)計中的感應(yīng)器。達到這一目的是通過將變壓器線圈隔離以及增加調(diào)磁器。由此得到的環(huán)芯和調(diào)磁器的裝置是對現(xiàn)有頻率發(fā)生器的提升(參見圖2)
要正常工作，該環(huán)芯及調(diào)磁器裝置需要精心設(shè)計并制造來作為調(diào)諧電路的一部分。這個發(fā)明要求調(diào)磁器以及變壓器鐵芯之間的空氣間隔非常精 確。環(huán)芯以及調(diào)磁器是用特定材料做成的，從而讓它們在恰當(dāng)?shù)念l率工作并且具有恰當(dāng)?shù)膿p耗。使用改進的電源和/或?qū)p緩上述問題的既有的電源進行改進是非常有益的。具體而言，在使廢熱的產(chǎn)生最小化的同時還能管理輸出電流的改進的電源是非常有益的。能夠有效地將電源的阻抗特性與具體負(fù)責(zé)的阻抗特性匹配起來實現(xiàn)高效電能輸送的供電系統(tǒng)也是非常有益的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種供電設(shè)備，該設(shè)備包括
變壓器，具有一次繞組以及二次繞組，通過將波動一次電壓加載到所述一次繞組上從而引起所述二次繞組上的波動二次電壓而產(chǎn)生磁通；
變壓器環(huán)芯，其上應(yīng)用了所述一次繞組以及二次繞組；以及
至少一個調(diào)磁器，用于為一次繞組產(chǎn)生的磁通提供分流路徑，將磁通從二次繞組上分流出去。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了一種如上所述的供電設(shè)備，其中，所述一次繞組應(yīng)用在所述變壓器環(huán)芯上與二次繞組互斥的部分。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了一種如上所述的供電設(shè)備，其中，調(diào)磁器伸展到所述變壓器環(huán)芯的邊界且/或超出所述變壓器環(huán)芯的邊界。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了一種如上所述的供電設(shè)備，該設(shè)備包括位于變壓器環(huán)芯對邊上的一對調(diào)磁器。還根據(jù)本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明提供了一種如上所述的供電設(shè)備，其中的調(diào)磁器由層壓變壓器鋼板構(gòu)成。本發(fā)明用于提供一種供電設(shè)備，或者另行對既有供電器件進行數(shù)種修改。本發(fā)明的裝置及設(shè)備可以在低阻抗負(fù)載供電方面對現(xiàn)有技術(shù)的電源系統(tǒng)進行改進。這種低阻抗負(fù)載對既有的電源會引起一系列特別的難題，既有的電源通常可以控制其提供的電壓，但是難以控制流過負(fù)載的電流。在低阻抗下，流過電源的高電流可能會對電源以及負(fù)載造成損害，并且在負(fù)載周圍生成大量的熱量。例如，本發(fā)明可以在某些情況下用于電弧焊，或者在其它實施例中用于接觸電鍍。然而，本發(fā)明通常會被作為焊接清理設(shè)備的電源進行參考，這是與現(xiàn)有的2012年12月5日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月16日
發(fā)明者弗蘭克·弗納薩利, 克萊夫·斯圖爾特·懷特 申請人:恩斯泰克Ip私人有限公司