[发明专利]带稳压备用电源的焊接电源

说明书

交叉引用相关申请案

本项申请主张2010年3月11日提出的第61/312,756号美国临时专利申请案《改进备用电源的焊接电源》和2010年11月15日提出的第12/946,748号美国专利申请案《带稳压备用电源的焊接电源》的优先权，上述申请案通过引用的方式并入本文。

背景技术

本发明大体上涉及焊接系统，具体涉及带稳压备用电源的焊接电源。

很多已知焊接电源能通过交流电源或直流电源提供焊接电源输出。一般情况下，这种焊接电源经配置为电弧焊(SMAW)等焊接工艺提供平均或额定电源输出。然而，焊接作业可能需要相当于2-3倍平均/额定电压水平的瞬态电压。与整体焊接时间相比，需要上述瞬态电压的时间一般比较短(例如，小于1毫秒)。

如果焊接电源只能提供满足平均负荷需求而不能满足瞬态电压要求，则可能产生不良现象，例如，电弧不稳、电弧故障、残接头、焊接不当等。相应地，目前已经开发了能够满足平均/额定负载需求和瞬态高压需求的焊接电源。举例来说，在一些现有电源中，逆变电源的主逆变器满足动态需求。但是，这种电源存在变压器匝比大、逆变开关电流大、功率损失大等缺点。相应地，需要改进电源，使之同时满足额定负荷要求和瞬态负荷要求。

发明内容

在一个示范性实施方式中，焊接电源包括备用电路(备用电路包括备用电源，能输出第一电源输出)和储能设备(经第一电源输出充电达到可编程的第一电压水平，第一电压水平经调节至多种电压水平中的任意水平)。备用电路还包括速动开关，速动开关连接储能设备，用于切换、限制或允许储能设备向焊条放电。备用电路还包括控制电路，控制电路连接备用电源和速动开关，在储能设备未充电达到第一稳压水平时选择性地激活备用电源，并且在检测到瞬态高压事件时使速动开关动作，让储能设备放电。

在另一个实施方式中，焊接电源包括主电源，当电源或电压输出需求不超过预定的临界值时，主电源向焊接电子元件提供焊接作业用输出电流，当电源或电压输出要求超过预定临界值时，主电源不向焊接电子元件提供输出电流。焊接电源还包括备用电路，当电源或电压输出需求超过预定临界值时，备用电路向焊接电子元件提供焊接作业用输出电流，当电源或电压输出需求不超过预定临界值时，备用电路不向焊接电子元件提供输出电流。在某些实施方式中，备用电路提供的输出电流强度大约等于主电源提供的输出电流强度。在其他实施方式中，备用电路提供的输出电流强度不同于主电源提供的输出电流强度。此外，在一些实施方式中，可以对备用电路提供的输出电流强度进行设置，以便在瞬态高电压事件期间保持稳定的焊接电弧，备用电路提供的输出电流强度可小于主电路提供的输出电流强度。

在另一个实施方式中，焊接电源包括主电源，主电源包括第一变压器，第一变压器经配置向焊接电子元件提供焊接作业用第一电源输出。焊接电源还包括备用电路，备用电路包括第二变压器，第二变压器经配置向储能设备充电，使储能设备达到稳压水平。备用电路经配置使储能设备放电(放电量为受控量)，向焊接电子元件提供焊接作业用第二稳压电源输出。焊接电源还包括控制电路，控制电路连接主电源和备用电路，选择性地激活/停止第一电源输出和第二稳压电源输出的供应，以便向焊接电子元件提供所需的焊接电源输出。在其他实施方式中，控制电路仅选择性地激活/停止第二稳态电源输出的供应，以便在瞬态高压事件期间对第一电源输出进行补充。

附图说明

下面结合附图对本发明的特性、方面和优势作进一步说明，附图以类似的字符表示类似部件，其中：

图1为电路框图，显示了本发明各方面所述的一个示范性逆变电源，该逆变电源包括主电源和备用电源；

图2A显示了在示范性焊接作业过程中产生的示范性电流-时间图；

图2B显示了在示范性焊接作业过程中产生的示范性逻辑信号强度-时间图；

图2C显示了在示范性焊接作业过程中产生的示范性电压-时间图；

图3为电路框图，显示了本发明各方面所述的、图1所示的示范性逆变电源的替代性实施方式；

图4的框图显示了本发明各方面所述的示范性控制逻辑，该控制逻辑可供图1所示的逆变电源控制器使用。

具体实施方式