[发明专利]用于同步整流的同步整流电路和技术

说明书

一种提供焊接电力的电源。该电源可以包括：提供直流(DC)电压输入的dc源；包括第一多个开关的桥式电路，该桥式电路被设置在电源的初级侧并且被耦合以接收DC电压输入并输出初级电压信号；变压器，被耦合到桥式电路，以将初级电压信号变换为次级电压信号；同步整流电路，以接收次级电压信号并生成焊接信号，该同步整流电路包括第二多个开关；以及控制器，被耦合到桥式电路和同步整流电路，以协调多个初级开关的操作和多个次级开关的操作。

技术领域

本实施例涉及用于焊接类型电力的电源，即，通常用于焊接、切割或加热的电力的电源。

背景技术

对于焊接装置，存在对更轻、更具成本效益和更能量高效的焊机的持续工业需求。改进焊接装置的一种方式是提供更高效的电源，因为电源可以占据整个焊接装置的显著成本和重量。效率的提高也可以降低对冷却的需求、可以减小变换器尺寸并降低总体成本。

在一些已知的直流(DC)焊接中，可以采用常规整流器。然后，次级侧的电力损耗与这种技术方案中使用的部件的带隙电压相关联。这种限制本身是半导体技术中所固有的，因此与大电流相结合的电力损耗将保持不变，无论使用何种类型的二极管，都不会导致效率的提高。此外，在低负载条件下，电源将进入非连续模式，从而迫使系统的输出阻抗变高。这种增加的阻抗可能会阻碍敏捷负载调节，这种调节是焊接过程的核心。

关于这些和其它考虑因素，提供了本公开。

发明内容

在一个实施例中，提供焊接电力的电源可以包括提供直流(DC)电压输入的dc源。该电源还可以包括：桥式电路，该桥式电路包括多个初级开关，该桥式电路被设置在电源的初级侧并且被耦合以接收DC电压输入并输出初级电压信号；变压器，被耦合到桥式电路，以将初级电压信号变换为次级电压信号；同步整流电路，用于接收次级电压信号并生成焊接信号，该同步整流电路包括多个次级开关；以及控制器，被耦合到桥式电路和同步整流电路，以协调多个初级开关的操作和多个次级开关的操作。

在另一个实施例中，一种在焊机中提供焊接电力的方法可以包括：在桥式电路处接收DC电压，该桥式电路包括在焊机的初级侧的多个初级开关；使用桥式电路基于DC电压生成初级电压信号；经由变压器将初级电压信号变换为电源的次级侧的次级电压信号；以及使用同步整流电路对次级电压信号进行整流，所述同步整流电路包括多个次级开关，其中整流包括协调多个初级开关的操作和多个次级开关的操作。

附图说明

图1以框图形式示出了根据本公开的实施例的焊接装置。

图2示出了根据本公开的实施例的焊机的电路系统的一部分。

图3示出了根据本公开的实施例的用于操作焊机的示例性信号图。

具体实施方式

本实施例提供了对用于生成焊接电力的传统装置的改进。在各种实施例中，提供了在电源中具有改进的整流的焊接装置。在各种实施例中，通过用可以在电流-电压平面的第三象限中导通并且具有电压降的电阻功能的有源整流器组件替换一组二极管，可以消除两个主要问题：作为带隙电压的函数的固有电压降和由于在不连续模式操作到连续模式操作之间的转换而引起的输出阻抗的波动。原则上，这种布置可以消除整流损失，并且由于焊接系统现在可以以低输出阻抗运行的事实而提供对焊接过程的更好控制。

根据本公开的实施例，焊接装置设有同步整流电路系统和技术。如在下面公开的实施例中详细描述的，除了其它特征之外，同步整流还可以涉及生成当整流器要接通(ON)或断开(OFF)时的可预测的死区时间。此外，对于四象限整流器，可以以避免在针对感性负载导通时的雪崩击穿的方式处理和控制在电流-电压平面的第三象限中导通的可能性。因此，提供同步整流可能需要用于导通定时的高度复杂的控制系统，以及处理这种系统的特殊技术。在特定实施例中，可以借助于可用的现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)方法来实现该整流，其中控制可以例如用软件逻辑地实现。