專利名稱：用于焊接的變換器電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來作為焊接工作電源的高頻變換器，更具體地說，涉及經(jīng)扼流圈向焊接臺提供焊接電流的改進型高頻電源，該焊接臺包括電極部件和工作部件。
結(jié)合Bilczo4，897，522來說明本發(fā)明所涉及的這種電源。該現(xiàn)有專利使得不必詳細為說明本發(fā)明的背景技術(shù)而重復(fù)其中所含的背景信息。
本發(fā)明特別用于直流焊接所用的高頻變換器，其中整流后的直流電源最終被切換以在變壓器裝置的副邊繞組中產(chǎn)生交變極性的輸出脈沖，其中此輸出脈沖經(jīng)整流后被導(dǎo)引，使之流經(jīng)焊接臺的電極部件和工作部件，以進行焊接操作。將參照特定變換器的這一應(yīng)用對本發(fā)明進行說明;但是，本發(fā)明的應(yīng)用更廣泛，可以與各種產(chǎn)生一系列電流脈沖的高頻變換器一起使用，其產(chǎn)生的電流被引導(dǎo)流經(jīng)焊接臺的電極部件和工作部件，以進行焊接操作。按照本發(fā)明的最佳應(yīng)用，用兩個獨立且交替操作地開關(guān)裝置例如場效應(yīng)管(FET)來完成切換操作，其中一個開關(guān)裝置被觸發(fā)以磁化一個變壓器的鐵芯，在該變壓器的副邊繞組產(chǎn)生輸出電流脈沖。而另一開關(guān)裝置用來在該變壓器的副邊繞組產(chǎn)生的相反極性的輸出電流脈沖。通過交替切換兩個開關(guān)裝置的工作，高頻交變電流磁耦合到該變壓器的兩個副邊繞組中。這一脈沖式的高頻電流通過整流裝置(例如高速二極管)，流經(jīng)電濾波裝置(如電抗器或扼流圈)，被導(dǎo)向直流焊機的輸出端。
本發(fā)明具體所涉及的這種用于變換器的輸出變壓器的副邊側(cè)有兩個副邊繞組，其產(chǎn)生的電流脈沖分別被整流，當?shù)谝辉吚@組驅(qū)動變壓器的輸出時，電源中有一第一電極性的電流脈沖產(chǎn)生。而后由第二原邊繞組的脈沖在電源變壓器的輸出側(cè)的第二副邊繞組中產(chǎn)生一相反電極性的脈沖。這些相反極性的電流脈沖經(jīng)高速二極管流到焊接臺。因而合適極性的高頻電流脈沖流向焊機的電抗器或扼流圈，經(jīng)電抗器或扼流圈到直流焊機的輸出端。
用于產(chǎn)生第一和第二電流脈沖的第一和第二開關(guān)裝置由具有選定脈沖時間即脈沖寬度和重復(fù)速度的電觸發(fā)或選通脈沖來控制。為控制焊機輸出電流或電壓的幅值，觸發(fā)脈沖的寬度，或間隔要變化以改變流經(jīng)焊接站或設(shè)備的電極和工作部件的輸出電流。當焊接操作需要更大的電流時，用于給變壓器的原邊繞組激磁的脈沖寬度按與所要求的輸出電流增量成比例增加，該電流通常經(jīng)變換器的反饋回路利用工作在一個選定頻率(例如20kHz)的電壓控制有脈沖寬度調(diào)制器電路來控制。這些調(diào)制器通常用在電氣開關(guān)式變換器電源中，并且是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的標準集成電路的封裝形式。所選定的工作頻率影響焊機對反饋電流信號即檢測電壓信號的響應(yīng)時間，因而影響焊機對焊弧的微小變化的響應(yīng)能力。要提供變換器特性的實質(zhì)性改時，高頻(約高于10kHz)是必要的。工作頻率還影響電弧和焊接電路的聲音。為減小有害噪聲，改善操作的工作環(huán)境，通常選擇約高于20kHz的頻率。
參照Bilczo4，897，522的發(fā)明，本發(fā)明具體所涉及的高頻變換器，通過在電源變壓器的輸出側(cè)增加一升壓繞組以提供增大變換器的工作電流范圍的附加電壓而得以改進。電源變壓器輸入或原邊繞組趨于使緊密耦合的變壓器鐵芯飽和，在這種變壓器設(shè)計中一個方向的脈沖不同于另一方向脈沖的持續(xù)時間。不同的電流流經(jīng)變壓器后，鐵芯中產(chǎn)生的直流分量引起大的直流電流流動。這一電流流動導(dǎo)致大安匝分量并使變壓器中的直流磁通增加，使變壓器鐵芯飽和。因此，盡管Bilczo中的新型方案大大優(yōu)于已知結(jié)構(gòu)，但在合理利用變壓器鐵芯材料方面仍存在問題。進一步說，現(xiàn)有電源在焊接電流小時有點不穩(wěn)定，且存在一些焊接操作起動方面的困難。
本發(fā)明克服了上述類型的高頻變換器型電源中存在的缺陷。本發(fā)明涉及一種高頻變換器型電源，其包括一個變壓器，用于在一個第一副邊繞組中產(chǎn)生一個第一電流脈沖，在一個第二副邊繞組件中產(chǎn)生一個第二電流脈沖;還包括相連副邊繞組的裝置，以便將相反極性的脈沖傳至扼流圈并流過組成焊接臺的部件。在本發(fā)明中，變壓器裝置基本上包括兩個獨立的輸出變壓器。第一變壓器有一個第一鐵芯和在第一鐵芯上安放電源的第一副邊繞組的裝置。第二變壓器帶有一個單獨的有區(qū)別的第二鐵芯和在第二鐵芯上安放電源的第二副邊繞組的裝置。電源的變壓器裝置采用單獨鐵芯，使兩個單獨有別的原邊繞組繞在各自的鐵芯上，這些繞組被分開且相互間無耦合。
該電源具有一個三相整流器的普通輸入級，該整流器有一個輸出電容器，當提供兩個單獨有別的變壓器用于提供單獨的電流脈沖的時，變換器的輸入級包括兩個單獨的變壓器。因而，來自整流器的總直流電壓加到串連接的兩個輸出電容器上。其中的一個電容器激勵一個變壓器產(chǎn)生一個方向的電流脈沖，另一個電容器激勵另一變壓器產(chǎn)生相反方向的電流脈沖。脈沖寬度調(diào)制器控制各個相反極性的電流脈沖的寬度。當需要較大電流時，來自脈沖寬度調(diào)制器驅(qū)動輸入開關(guān)的脈沖的輸出寬度增大。為控制在每一電流脈沖期間以相反方向流動的電流的大小，提供一電流命令信號，其表示所要求的流經(jīng)焊機的電流。這一電流控制信號與表示實際電流的反饋電流信號進行比較，以調(diào)節(jié)并改變構(gòu)成變換器的輸出級的兩個單獨有別的變壓器之間的各自脈沖的寬度。脈沖寬度調(diào)制器高頻運行因而脈沖相對來說仍然窄。窄脈沖為焊機提供了快速響應(yīng)。通過快速改變電流命令信號，靠改變迅速產(chǎn)生的相反極性的電流脈沖，輸出電流的即刻改變能引起在焊接循環(huán)中的基本上同時改變。由單一的三相整流器激勵的兩個輸入電容器上的電壓的值是已知的，已經(jīng)發(fā)明，每一輸入存貯電容器上的電壓必須相等，并且基本上等于整流器總輸出電壓的一半。兩個將電流從整流器引向每個變壓的開關(guān)裝置的輸入電容器前的不平衡會引起電源電路本身災(zāi)難性的故障。因此，本發(fā)明涉及的原理是平衡各個單獨變壓器的兩個輸入電容器上的電壓，使該電容器上的電壓基本上相等。
本發(fā)明的主要目的是在防止效率低和變換器的損壞的同時允許采用兩個獨立的有區(qū)別的變壓器，這些變壓器有單獨的鐵芯，以在高頻變換器的輸出端產(chǎn)生相反極性的電流脈沖。按照本發(fā)明，實現(xiàn)該目標方法是主動控制第一和第二輸入電容器上的電壓，使二者基本上相等?；鞠嗟戎冈噲D使電容器的兩個電壓相等且基本上等于整流器輸出電壓的一半。
按照本發(fā)明，要從一個額定值中減去一級雙變壓器變換器的電容電壓。該額定值取決于整流器輸出電壓的實際值。例如，當輸出電壓大約為650伏時，用的參考電壓為325伏。第一電容器上的實際電壓與這一電壓比較，其差值表現(xiàn)為誤差信號。這一誤差信號用來修正被測電容器限定的變換器部分的輸入電流命令信號。如果受控電容器的電壓高于參考電壓，兩級變換器中的那一特定級產(chǎn)生更大的電流，當一級產(chǎn)生大的電流時，由第二輸出變壓器限定的第二級的電流相應(yīng)地要小，這是由于輸入電容器電壓間有一個自然的相反關(guān)系。如果一個電容器上的檢測電壓太低，被監(jiān)測的變換器部分產(chǎn)生較小電流。因此，變換器的另一部分產(chǎn)生較大電流，這一作用應(yīng)平衡了電容器電壓，使變換器的運行維持不變。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當電流脈沖相對短時，既使兩個電容器上的總電壓恒定，激勵變換器的各個變壓器的兩個電容器的電壓趨于基本上不相同。另外，變換器的輸出基本上得到控制，使相反極性脈沖中同樣大小正向與負向電流流經(jīng)變換器的輸出端。這一控制特性也使輸入電容器的電壓基本上不相同。激勵變換器的各個變壓器的電容器上的電壓差值將能量傳回變換器的原邊部分，大大降低了效率。本發(fā)明是通過控制用于基本上標準的高頻變換器的兩個獨立的變壓器的整流器部分的兩個電容器電壓的平衡使這一問題得以解決。電容器電壓的這一校正的是通過在求和點處將電容器的電壓之一與一個參考電壓進行比較來完成的，該參考電壓設(shè)定為兩個輸入電容器所要求的總電壓的大約一半。參考電壓信號和電容器的實際電壓的差值用來作為誤差信號，從輸入變換器的電流命令信號中加入或減去。實際上，這一50%的控制電壓是通過檢測輸入電容器的總的實際電壓和將該檢測電壓一分為二的電路來得到的。電容器電壓的固定或?qū)崟r控制都是可能的。而后，這一修正后的電流命令信號用來平衡電流的大小，因而平衡變換器的一級的電容器的電壓，接著控制另一輸入電容器的電壓。因此，由于得到了具有兩構(gòu)成高頻變換器輸出的獨立的變壓器的優(yōu)點，本發(fā)明保留了變換器的高效率運行。
按照本發(fā)明，利用兩個獨立的變壓器的這種高頻變換器包括一個將各個變壓器的輸入電容器的電壓維持在基本相等的值的控制裝置。這使兩級高頻變換器工作，其中脈沖寬度調(diào)制器能高速工作而不嚴重影響效率或施加于變換器輸入級的負載。
本發(fā)明的最佳實施例利用兩個分獨立的變壓器部分構(gòu)成高頻變換器的輸出。在這一實施例中，激勵來自整流器輸出的脈沖的電容器的電壓基本上等于整流器輸出電壓的一半。也可以利用四個變換器部分使每一部分的控制電壓等于整流器輸出總電壓的約25%。在所有實施例中，產(chǎn)生相反極性電流脈沖的各獨立部分都單獨工作。這一點是通過單獨的有區(qū)別的變壓器和相關(guān)的開關(guān)裝置來實現(xiàn)的。該變壓器和開關(guān)裝置易引起電源輸入側(cè)方面的問題。實現(xiàn)本發(fā)明將使這些問題得以解決。
本發(fā)明的主要目的是提供一種高頻電源，這種電源包括兩臺或四臺單獨的變壓器，用于高速產(chǎn)生相反極性的電流脈沖，該高頻電源輸入級的效率由于輸出變壓器分割的負載而不會降低。
按照本發(fā)明更進一步的目的，提供上述的變換器型的高頻電源，該電源能隨短電流脈沖快速響應(yīng)，以提供輸出焊機對送向電源的電流命令的快速響應(yīng)。
本發(fā)明的另一目的是提供上述高頻換器型電源，該電源與程控焊機一起使用，在焊接期間提供快速響應(yīng)而不嚴重影響變換器電源的效率。
下面的說明將使這些和其它目的及優(yōu)點變得更顯而易見。


圖1是本發(fā)明具體所指的這種變換器的線路圖，其輸出級有兩個獨立的變壓器，這些變壓器由來自諸單獨電容器各自的電流脈沖所激勵;
圖2是本發(fā)明用于控制圖1所示的單個電容器的電壓的最佳實施例的線路圖。
附圖所示是用來說明本發(fā)明的最佳實施例的，對本發(fā)明沒有限制作用。圖1示出了一種型式的高頻變換器10，它具有一個三相輸入12和一個三相橋式整流器14以產(chǎn)生一個直流輸出，該輸出表示為兩組分開的輸出端16a、16b和18a、18b。這兩組輸出端實質(zhì)上表示從兩個電容器C1、C2給輸出級供電的電源，電容器C1、C2每一個的電壓值都是由整流器14的總輸出直流電壓確定的。電容器以雙輸出變壓器20的形式向輸出回路供電。雙輸出變壓器20帶有第一變壓器A的第一原邊繞組22和第二變壓器B的第二原邊繞組24。這兩個變壓產(chǎn)生來自電容C容和C2的相應(yīng)方向的電流，也用A、B表示。在這一實施例中，一個繞組用來磁化鐵芯30而另一個繞組用來磁化鐵芯32。兩組開關(guān)裝置S1、S2和S3、S4用來產(chǎn)生第一脈沖以磁化鐵芯30，而后產(chǎn)生第二脈沖磁化變壓器20的鐵芯32。圖示的裝置S1-S4為場效應(yīng)晶體管FET。裝置S1、S2的作用使第一電流脈沖按方向A流經(jīng)第一原邊繞組22，同樣，關(guān)閉或起動開關(guān)裝置S3、S4使第二電流脈沖以方向B流經(jīng)第二原邊繞組24。這樣，通過開關(guān)裝置組使鐵芯30、32交替磁化。這一動作使變換器10的副邊繞組或輸出級感應(yīng)出電壓，該輸出級包括副邊繞組40，圖示為分開的獨立部分42、44。這些部分可以是單個繞組或一個繞組的部分，這是由于它們以相同方向被極化。繞組42是第一變壓器A的副邊。同樣，繞組44是第二變壓器B的副邊。繞組40的中央抽頭是一個公用結(jié)點50。隔開的繞組端52、54構(gòu)成過去在Bilczo4，897，522公開的發(fā)明中所包含的變換器的輸出級。整流二極管61、62在公用結(jié)點即抽頭50和接收來自端子52、54的電流的公用輸出端56之間產(chǎn)生直流輸出。抽頭50和端子56間的直流電流流經(jīng)焊接臺W，該焊接臺包括電極部件70和工作部件72。結(jié)點即抽頭50和端子56之間的電流脈沖經(jīng)標準扼流圈80濾波(后面將說明)，并且施加于焊接臺W上。
為了使兩組可切換的裝置S1-S4同步動作，提供一個脈沖寬度調(diào)制方式的標準觸發(fā)或選能電路。如圖2所示，時序時鐘112以40kHz的頻率工作以驅(qū)動觸發(fā)器110。觸發(fā)器110的輸出是線100a和102a，二者相角差為180°。電路100、102包括適于產(chǎn)生分別用于開關(guān)裝置S1-S4的激勵信號的輸出或選通端。在第一工作階段，輸出端100a選通信號或觸發(fā)脈沖同時啟動開關(guān)S1、S2，使第一電流脈沖以方向A流經(jīng)第一變壓器的繞組22。而后輸出端100a的啟動選通信號消失，而選通信號在輸出端102a產(chǎn)生。這些信號或觸發(fā)脈沖啟動開關(guān)S3、S4，使磁化電流脈沖以方向B流經(jīng)第二變壓器的繞組24，如附圖所示。輸出端100a的脈沖及隨后的輸出端102a的脈沖以20kHz的脈沖速率產(chǎn)生。脈沖寬度按線100b、102b上的電流命令信號變化，以控制焊接臺的輸出電流。在恒流焊接方式下，這一點通常由一個檢測器(例如分流器120)檢測輸出電路的電流來完成。被檢測的電流通過根據(jù)圖示的線122上的電壓改變脈沖寬度來控制電路100、102。該線上的電壓是來自放大器130的誤差信號，放大器130將在線上檢測的實際電流與線132上所要求的電流信號進行比較。當在線120a上檢測的電流減小時，線122上的電壓增加，用于場效管S1-S4的觸發(fā)脈沖寬度按標準脈沖寬度調(diào)制原理而增加。
高頻變換器10包括輔助升壓副邊繞組200、202。這些繞組與副邊繞組部分42、44串連接。實際上，這些繞組中的每一繞組都含有足夠的匝數(shù)，以將最大輸出電壓增加到約110伏。這些輔助繞組與分別包括限流電抗器104、206的電流控制回路串聯(lián)。當然，電阻器可用來限制電流;然而，由于扼流圈204、206產(chǎn)生的熱量小，因而它們比電阻器效率更高。單向裝置210、212與二極管60、62配合，對輔助電流繞組200、202的輸出電流進行整流。單向裝置210、212分別示為可控硅(SCR)(S5和S6。SCR提供有選擇地使用輔助電流繞組200、202的能力。采用輔助副邊繞組后，這些繞組的電流特性被疊加到標準特性曲線上。
變壓器裝置20分成兩個單獨的有區(qū)別的變壓器A、B。變壓器A與A方向的電流脈沖、原邊繞組22和副邊繞組42相關(guān)。第二變壓器B被以方向B流動的電流脈沖所激勵，且包括原邊繞組24和副邊繞組44。這兩個有別的變壓器的副邊繞組繞相連接(如前所述)。鐵芯30、32是不相同的鐵芯，且沒有感性耦合。這避免了在相同鐵芯上緊密耦合的變壓器繞組本身所帶來的飽和。過去，如果方向A的電流和方向B的電流之間的脈沖這時不準確并不相等，緊密耦合的變壓器設(shè)計會建立伏一秒能。當采用單一鐵芯時，由于在A、B兩個方向上的能量不相等，飽和就會產(chǎn)生。這是由于繞在同一鐵芯上的原邊繞組是低阻抗繞組。因而，A、B兩個方向的電流間的不平衡引起的小直流電壓分量會產(chǎn)生大直流電流流經(jīng)原邊繞組。這一大電流導(dǎo)致產(chǎn)生很高的安匝分量并迫使基本上為直流的磁通進入該變壓器。這種磁通飽和的變壓鐵芯使效率降低。即使在過去期望使用電流方式控制方案和準確的變壓器運行，但由于鐵芯的飽和(該鐵芯用于在變壓器裝置20的副邊輸出回路產(chǎn)生相反極性電流脈沖)，仍存在著困難。這一困難通過一個復(fù)位電路(沒示出)來克服。為實現(xiàn)這一目的，所用的復(fù)位電路有并聯(lián)的一個電抗器和一個電阻器，接著又與分立的串聯(lián)連接的復(fù)位繞組相串聯(lián)。分立繞組分別加到鐵芯30、32上，然后經(jīng)復(fù)位電路相耦合。當電流以A方向流經(jīng)變壓器A時，在對應(yīng)的復(fù)位繞組上感應(yīng)出一個電壓。這一個電壓產(chǎn)生一個電流流經(jīng)復(fù)位電路。這一復(fù)位電流流經(jīng)對應(yīng)的在變壓器B中產(chǎn)生磁通復(fù)位繞組，這一電流的方向與當原邊開關(guān)S3、S4導(dǎo)通使電流B流經(jīng)原邊繞組24時感應(yīng)的電流方向相反。復(fù)位電路的這一作用復(fù)位鐵芯32的磁通。在變壓器A或變壓器B的鐵芯飽和的情況下或在特定的情況下，即其他的工作條件使得在復(fù)位回路中的電壓不同于在相對的復(fù)位繞組中的一個上感應(yīng)出的電壓，串聯(lián)連接的復(fù)位電路的電抗器和電阻器限制了電流流動。
在所示的實施例中，升壓電路(包括繞組200、202)的聯(lián)合輸出用公用結(jié)點252和焊接臺W之間的大電抗器250來提供。扼流圈或電感器250是一種鋼芯扼流圈，其電感相對較大，例如15.0mH。這一大電感平滑地調(diào)節(jié)焊接操作的基底電流。因而電源或變換器10能夠以非常高的速度調(diào)節(jié)焊接電流，而將由來自升壓繞組200、202的能量引起的基底電流維持在基本上恒定的最小值。這些繞組維持貯于大電感器250的能量。主焊接回路的電感極小。主焊接回路的這一小電感的缺點是在小電流或低電壓時增加了焊接回路變得不連續(xù)導(dǎo)通的傾向。為得到流經(jīng)工作臺的電流的快速響應(yīng)時間和基本上瞬時的變化的優(yōu)點，變壓器裝置20的副邊繞組部分所需的電感小，變壓器裝置20經(jīng)主電源二極管60、62供電。電感器250保持的最小基底電流基本上約大于25安，最好為約35安。當被調(diào)節(jié)的電弧等離子體是小電流下(例如在脈沖電弧的基底時間或短路焊接過程中)時焊接操作中的為連續(xù)導(dǎo)電成為尤其突出的問題。即使當主焊接回路沒有將電流送給焊接操作，電感器250的大感性電抗也允許電流被維持。
實際上，電抗器80、250的大小是這樣的，使在25伏的靜態(tài)負載時包括電感器250的電路的基底電流維持在約35安。實際上，扼流圈80是0.015mH而扼流圈150是15.0mH、當負載電壓升高時，基底電流減小。類似地，負載電壓降低時，基底電流增大。在各種情況下，原邊開關(guān)S1-S4的調(diào)節(jié)將控制是流大小;然而，二極管60、62的主焊接回路間的電流和流經(jīng)電感器即扼流圈250的基底電流的分流取決于負載電壓并且不可控。選擇相當?shù)碾娍蛊髯杩箷r除外。如上所述，最好采用單向裝置210、212;然而，這些裝置可以是SCR，其可以對升壓繞組200、202提供的電流進行可控斷流載上，以便當需要時斷開基底電流。
現(xiàn)具體參照示出控制回路300的圖2，控制電路300有幾個部件，其具有前述的功能和按前面說明中并標號。電路300通過調(diào)節(jié)每個輸入控制信號100b、102b來控制電容器C1和C2上的電壓。變換器的單獨且獨立的部分由框310、312表示，第一框用于當開關(guān)S1-S2動作時產(chǎn)生電流脈沖A。變換器的第二級312用來控制開關(guān)S3-S4動作時B方向的是電流脈沖。單獨級310、312包括開關(guān)和輸入電容器C1、C2用來驅(qū)動副邊繞組以產(chǎn)生流經(jīng)二極管60、62的電流，這一點結(jié)合圖1的到說明。按本發(fā)明的最佳實施例，級310、312是相同的;因而，僅對級310做詳細說明，這一說明也同樣適用于級即部分312。一個表示電容器C1上電壓的信號經(jīng)線330送到誤差放大器336。表示整充器14的總輸出電壓約50%的參考電壓經(jīng)線332加到放大器336上。此輸出或誤差信號334表示線330、332上的電壓信號的差值。線334中的誤差信號送到求和點338的正輸入端。這一求和點的另一正輸入是線122中的電流命令信號。這一個電流命令信號至此可送到兩個脈寬調(diào)制器320、320a上的電壓。當線112的40kHz時鐘觸發(fā)觸發(fā)器110時，電流脈沖首先經(jīng)脈沖寬度調(diào)制器320流到級即部分310。在時鐘112的下半個周期期間，一個信號經(jīng)線102a加到脈沖寬度調(diào)制器320a處的第二級312。因而，線100a、102a中的定時信號相位相差180°且都為20kHz。電流信號的寬度由線100b、102b上的電壓確定。這些電壓由所要求的線122上的電流信號來控制，而該電流命令信號由線334、334a上的誤差信號修改。因而，誤差放大器336試圖使在部分310中的電容器電壓激勵到所要求的值。這一電壓約為整流器輸出總電壓的一半。由于該電容器相對于電壓有自然的反向關(guān)系，對電容器C1上的電壓控制也能控制電容器C2上的電壓。按照本發(fā)明的最佳實施例，第二電容器也由線334a上的信號激勵。這是一個雙重控制回路，用于調(diào)整圖2所示的回路300的功能以達到使電容器C1、C2的電壓基本相等的目的。此意義上的基本相等意味著在整流器14的輸出電壓的等分值的10%之內(nèi)。
實際上，元件338，PWM100、PWM102、觸發(fā)器110和時鐘112都包括在一個數(shù)字信號處理器中;然而這些元件可以是分立式的。
權(quán)利要求
1.一種高頻電源，用于經(jīng)一個扼流圈將焊接電流供到一個包括一個電極部件和一個工作部件的焊接臺，所述電源包括一個變壓器裝置，用于在第一副邊繞組中產(chǎn)生第一電流脈沖，在第二副邊繞組中產(chǎn)生第二電流脈沖；還包括連接所述副邊繞組以使所述電流脈沖流過所述扼流圈并穿過所述部件的裝置；所述變壓器裝置包括一個第一變壓器，其帶有一個第一鐵芯、一個第一原邊繞組、和在所述第一鐵芯上安置所述第一副邊繞組的裝置，所述第一鐵芯在由所述第一原邊繞組產(chǎn)生所述第一脈沖時，以第一磁通方向被激磁；還包括一個第二變壓器，其帶有一個第二鐵芯，一個第二原邊繞組、和在所述第二鐵芯上安置所述第二副邊繞組的裝置，所述第二鐵芯在由所述第二原邊繞組產(chǎn)生所述第二脈沖時，以第二磁通方向被激磁；還包括用于產(chǎn)生所述第一和第二脈沖的電源裝置，該供電裝置包括一個有輸出電壓的整流器，一個具有將整流后的電流引到所述第一原邊繞組的第一電壓的第一電容器、一個具有將整流后的電流引到所述第二原邊繞組的第二電壓的第二電容器、按照一個電流命令信號控制從所述第一電容器來的所述第一脈沖電流的第一開關(guān)裝置，按所述電流命令信號控制從所述第二電容器來的所述第二脈沖電流的第二開關(guān)裝置和維持所述第一和第二電壓基本相等的控制裝置。
2.權(quán)利要求1所述的電源，其中所述控制裝置包括這樣的裝置，其用于產(chǎn)生一個表示所述第一電壓的第一電壓信號、產(chǎn)生一個第一參考電壓信號、將所述第一電壓信號與所述第一參考電壓信號相比較以得到第一誤差信號、并在所述電流命令信號控制所述第一開關(guān)裝置之前按所述第一誤差信號修正所述電流命令信號。
3.權(quán)利要求2所述的電源，其中所述第一參考電壓信號約相當于所述輸出電壓的一半。
4.權(quán)利要求1所述的電源，包括一個與所述第一副邊繞組串聯(lián)連接的輔助電流升壓繞組，和一個將所述輔助繞組連到所述焊接臺部件之一的電流控制電路裝置，所述電流控制電路裝置包括一個極性與所述第一脈沖同向的單向裝置和一個與所述單向裝置串聯(lián)的限流元件。
5.權(quán)利要求4所述的電源，其中所述限流元件是一個電感器。
6.權(quán)利要求4所述的電源，包括一個與所述電流升壓繞組的所述電流控制回路串聯(lián)的基底電感器。
7.權(quán)利要求4所述的電源，包括一個與所述第二副邊繞組串聯(lián)連接的第二輔助電流升壓繞組和一個用于在所述第一電流控制電路和所述基底電感器之間將所述第二輔助繞組與所述一個焊接臺部件之一相連的第二電流控制電路裝置。
8.權(quán)利要求1所述的電源，包括在所述第一鐵芯上的第一輔助繞組、在所述第二鐵芯上的第二輔助繞組、將所述輔助繞組連接到公用結(jié)點的裝置和在所述結(jié)點和所述焊接臺部件之一之間以便在所述電源工作期間以給定的方向維持所述焊接臺元件之間的焊接電流在最小值的貯能裝置。
9.權(quán)利要求8所述的電源，其中所述貯能裝置是一個電感器。
10.權(quán)利要求9所述的電源，其中所述電感器的值至少能維持約25安的焊接電流。
11.權(quán)利要求1所述的電源，其中所述控制裝置包括用于產(chǎn)生表示所述第二電壓的第二信號、產(chǎn)生第二參考電壓信號、將所述第二電壓信號與所述第二參考電壓信號相比較以得到第二誤差信號并在所述電流命令信號控制所述第二開關(guān)裝置以前的裝置按所述第二誤差信號修正所述電流命令信號。
12.權(quán)利要求11所述的電源，其中所述第二參考電壓約相當于所述輸出電壓的一半。
13.一種高頻電流，用于經(jīng)一個扼流圈給包括一個電極部件和工作部件元件的焊接臺供應(yīng)焊接電流，所述電源包括一個變壓器裝置，用于在第一副邊繞組中產(chǎn)生第一電流脈沖，在第二副邊繞組中產(chǎn)生第二電流脈沖;還包括連接所述副邊繞組以使所述電流脈沖流過所述扼流圈并穿過所述部件的裝置，所述變壓器裝置包括帶有一個第一鐵芯，第一原邊繞組、和在所述第一鐵芯上安置所述第一副邊繞組的裝置的第一變壓器，所述第一鐵芯在由所述第一原邊繞組產(chǎn)生所述第一脈沖時，以第一磁通方向被激磁;還包括帶有一個第二鐵芯、第二原邊繞組、和在所述第二鐵芯上安置所述第二副邊繞組的裝置的第二變壓器，所述第二鐵芯在由所述第二原邊繞組產(chǎn)生所述第二脈沖時，以第二磁通方向被激磁;還包括產(chǎn)生所述第一脈沖、包括具有第一電壓的一個第一電容器和一個快速將所述第一電容器裝置跨接在所述第一原邊繞組上的第一開關(guān)裝置的裝置;還包括產(chǎn)生所述第二脈沖包括具有第二電壓的一個第二電容器和快速將所述第二電容器裝置跨接在所述第二原邊繞組上的第二開關(guān)裝置的裝置;和維持所述第一和第二電壓基本相等的控制裝置。
14.權(quán)利要求13所述的電源，其中所述控制裝置包括產(chǎn)生表示所述第一電壓的第一電壓信號、產(chǎn)生第一參考電壓信號、將所述第一電壓信號和所述第一參考電壓信號進行比較以得到第一誤差信號并按該第一誤差信號調(diào)節(jié)所述第一脈沖的裝置。
15.權(quán)利要求14所述的電源，其中所述第一參考電壓約相當于表示所要求的所述第一和第二電壓之和的已知電壓的一半。
16.一種高頻電源，用于經(jīng)一個扼流圈將焊接電流供到包括一個電極之部件和一個工作部件元件的焊接臺，所棕電源包括一個變壓器裝置，用于在第一副邊繞組中產(chǎn)生第一電流脈沖，在第二副邊繞組中產(chǎn)生第二電流脈沖;還包括連接所述副邊繞組以使所述電流脈沖流過所述扼流圈并穿過所述部件的裝置，所述變壓器裝置包括帶有一個第一鐵芯，和在所述第一鐵芯上安置所述第一副邊繞組的裝置的第一變壓器，所述第一鐵芯在產(chǎn)生所述第一脈沖時，以第一磁通方向被激磁;還包括帶有一個第二鐵芯、和在所述第二鐵芯上安置所述第二副邊繞組的裝置的第二變壓器，所述第二鐵芯在產(chǎn)生的所述第二脈沖時，以第二磁通方向被激磁在一個第一開關(guān)裝置動作時，一個第一電容器裝置施加第一電壓到所述第一變壓器上，使所述第一變壓器運行，在一個第二開關(guān)裝置動作時，一個第二電容器裝置施加一個第二電壓到所述第二變壓器上，使所述第二變壓器運行;還包括一個將所述第一和第二電容器裝置充電到單一整流器一給定的總電壓值的單一整流器;還包括將所述第一和第二電壓維持在基本相等的控制裝置。
17.權(quán)利要求16所述的電源，其中所述控制裝置包括用于產(chǎn)生一個表示所述第一電壓的第一電壓信號、產(chǎn)生一個第一參考電壓信號、將所述第一電壓信號和所述第一參考電壓信號相比較以得到第一誤差信號并根據(jù)所述第一誤差信號調(diào)節(jié)所述第一脈沖的裝置。
18.權(quán)利要求17所述的電源，其中所述第一參考電壓約相當于表示所要求的所述第一和第二電壓之和的已知電壓的一半。
全文摘要
一種高頻電源，用于經(jīng)扼流圈向包括一個電極部件和一個工作部件的焊接臺供應(yīng)焊接電流。該電流包括第一變壓器和第二變壓器。第一開關(guān)裝置動作時，第一電容器裝置施加第一電壓到第一變壓器上而使第一變壓器運行；第二開關(guān)裝置動作時，第二電容器裝置施加第二電壓到第二變壓器上而使第二變壓器運行。單個整流器向第一和第二電容器裝置充電，以達到一給定的總電壓值；提供控制裝置用于維持所述第一和第二電壓基本上相等。
文檔編號H02M9/00GK1093961SQ9410135
公開日1994年10月26日 申請日期1994年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月5日
發(fā)明者喬治·D·布蘭肯什普 申請人:林肯電氣公司