[发明专利]模块化直流电源

说明书

交叉引用相关申请案

本项申请主张2011年5月26日提出的第13/117,018号美国专利申请案《模块化直流电源》和2010年6月17日提出的第61/355,983号美国临时专利申请案《利用滞环控制焊机感应加热器或等离子切割机的多相功率控制器》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，具体涉及焊接用模块化电源。

焊接工艺已日益成为各行各业普遍采用的工艺。虽然目前仍然大量沿用手动焊接作业，但是在某些应用中可以实现焊接作业的自动化。无论是手动操作还是自动操作，焊接作业都需要使用多种设备保证在所需的时间内提供相应数量的焊接材料(送丝、保护气体等)和焊接电源。举例来说，熔敷金属控制技术(RMD^TM)焊接工艺和脉冲焊接工艺等熔化极惰性气体(MIG)保护焊利用控制器根据电源需求迅速提供电源。

虽然可以在熔化极惰性气体保护焊中使用比较长的焊接电缆，但是电缆越长，焊接电源和焊接应用之间的电感就越大。在这种情况下，可以在靠近焊接应用的地方设置额外的功率转换器，限制电缆的电感效应。功率转换器通常采用带宽有限的脉宽调制(PWM)控制方法，并且需要设置专门的控制电路。因此，需要研究新的技术，实现脉宽调制控制功率转换器的替代产品。

发明内容

在一个实施方式中，焊接电源系统包括多个并联的模块化滞环控制降压变换器。滞环控制降压变换器经配置接收共同输入，根据共同输入向共同负荷提供组合输出电源。

在另一个实施方式中，焊接系统包括焊接电源，焊接电源经配置提供直流电源。焊接系统还包括功率转换器，功率转换器包含多个并联的滞环控制降压变换器。多个滞环控制降压变换器经配置接收共同输入，根据共同输入向共同负荷提供组合输出电源。功率转换器经配置接收焊接电源的直流电源。

在另一个实施方式中，电源系统包括多个并联的滞环控制降压变换器，滞环控制降压变换器经配置接收共同输入，并根据共同输入向共同负荷提供组合输出电源。焊接电源系统还包括升压变换器，升压变换器连接降压变换器，经配置向降压变换器的共同输入提供电源。

附图说明

下面用具体实施方式结合附图对本发明的特性、方面和优点作进一步说明。附图用相同的字符表示相同的部件，其中：

图1为采用模块化滞环控制功率转换器的焊接系统的一个实施方式之示意图；

图2为采用模块化滞环控制功率转换器的焊接系统的另一个实施方式之示意图；

图3为包含模块化滞环控制功率转换器送丝机的焊接系统的一个实施方式之示意图；

图4为图2所示模块化滞环控制功率转换器的一个实施方式之示意图；

图5A为图2所示模块化滞环控制功率转换器的另一个实施方式之示意图；

图5B为图2所示模块化滞环控制功率转换器的另一个实施方式之示意图；

图6为图5A所示滞环控制降压变换器的一个实施方式之示意图；

图7为滞环控制降压变换器的一个示范性输出电流-时间图；

图8为滞环控制降压变换器的另一个示范性输出电流-时间图；

图9为一个示范性的输入电流、输出电流、电容电流和总线电压与时间比较图。

具体实施方式

图1为焊接系统10的一个实施方式的示意图，焊接系统10控制焊接作业并向焊接作业提供电源和焊接材料。如图所示，焊接系统10包括焊接电源12、模块化滞环控制功率转换器14、焊炬16和工件18。焊接电源12通过交流电源20(交流电网、发电机组或其组合)接收初始电源，调节输入功率，根据系统10需求向一台或多台焊接设备提供输出电源。焊接电源12包括第一整流器22、功率转换电路24和第二整流器26。第一整流器22将电源20的交流电转换成直流电，向功率转换电路24提供此直流电源。功率转换电路24将直流电源转换成可供焊接电源12的其他元件使用的电压。此外，功率转换电路24再将直流电转换成交流电，以进一步控制对其他焊接设备的输出。接着，第二整流器26再将交流电转换成直流电，通过电缆28向模块化滞环控制功率转换器14提供直流电。