[发明专利]包括用于在电弧焊机中提供电力的平衡DC总线的方法和设备

说明书

一种焊接型电力供给器包括控制器、总线(其可以是经预调节的但不一定如此)和输出转换器。控制器具有预调节器控制输出和输出转换器控制输出。控制器可接收指示多个总线电压的总线反馈。转换器中的总线电压平衡模块包括响应于总线反馈信号的缩放校正模块，并且转换器控制输出响应于总线电压平衡模块。控制器可接收指示负载输出的负载反馈，具有总线电压平衡模块，所述总线电压平衡模块包括响应于负载的负载比例增益模块。

相关申请的交叉引用

本申请是2013年3月15日提交申请的第13839235号美国专利申请的部分延续申请并主张其申请日的权益，该美国专利申请主张2012年7月23日提交申请的第61674780号临时申请的优先权，并且此申请是2014年8月27日提交申请的第14469788号美国专利申请的部分延续申请并主张其申请日的权益。

发明领域

本公开内容总体涉及焊接型电力供给器领域。更具体地说，本公开涉及包括多个功率处理电路的焊接型电力供给器，如逆变器型电力供给器。其具有允许将其重新配置为模块化焊接型电力供给器系统的一部分的特征和控制机构。

发明背景

有许多已知类型的焊接型电力供给器。如本文所用的焊接型电力是指适合于电弧焊接、等离子弧切割或感应加热的电力。如本文所用的焊接型系统是能提供焊接型电力的系统，并且可包括控制及功率电路、送丝机和附属设备。如本文所用的焊接型电力供给器是能提供焊接型电力的电力供给器。

提供焊接型电力及设计用以提供焊接型电力的系统构成了独特的挑战。焊接型系统常常要从一个位置移到另一位置，并且以不同的输入方式使用，如单相或三相、或115V、230V、460V、575V等、或50hz或60hz信号。设计用于单输入的电力供给器不能跨越不同的输入电压而提供一致的输出，且这些电力供给器中在特定的输入电平下安全工作的部件当在替代的输入电平下工作时可能会损坏。另外，大多数领域的电力供给器是针对相对稳定的负载设计的。另一方面，焊接是一种非常动态的过程，并且很多的变量影响输出电流和负载，如电弧长度、焊条类型、防护物类型、空气流、工件上的灰尘、熔池尺寸、焊接取向、操作员的技术，且最后一点是被确定为对于应用场合最适合的焊接工艺的类型。这些变量不断变化，并导致不断变化且不可预测的输出电流和电压。许多领域的电力供给器是为低电力输出设计的。焊接型电力供给器属高电力，且存在着许多问题，如开关损耗、线路损耗、热损伤、感应损耗以及产生电磁干扰。因此，焊接型电力供给器设计人员面临着许多独特的挑战。

此外，焊接型电力供给器或系统常常是为一种或多种特定的工艺销售的，如焊条焊接、TIG、MIG、脉冲焊接、埋弧焊接、加热焊接、切割焊接，且最大输出电力或电流可以是从一百以下安培数到五百以上安培数的任意值。为意欲的工艺和/或商业市场选择特定的焊接型系统的最大输出。虽然焊接型电力属高功率水平，但一些焊接型系统必须提供不同于其它的电力和/或输出电流。例如，300安培焊条焊接系统所需的输出不同于600安培MIG焊接系统所需的输出。

现有技术的焊接型系统通常是为特定的输出设计的，并且功率电路、控制器、输出电路等被考虑设计为具有最大输出电力。100安培系统可能不同于200安培机器，后者不同于300安培机器，如此等等。因此，常常是从头开始设计焊接型系统。其它时候，为了要减少伴随的工程成本，通过增加开关容量或者将开关并联布置来按比例放大焊接型电力供给器以实现较高的输出。然而，这种按比例放大是有限制的，并且要使部件耐受越来越大的电流变得成本越来越高。这两种设计新式焊接型系统的方法需要大量的设计、工程及测试，并且因此是相对昂贵的。