[发明专利]具有整流电路的逆变器

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于提供交变电流的电源，比如用于焊接设备中的电源。更具体地说，本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的逆变器和根据权利要求13所述的方法。本发明也涉及根据权利要求15所述的计算机程序以及根据权利要求16所述的计算机可读介质。

背景技术

逆变器的目的在于为负载产生交变电流。对于一些应用而言，重要的是，提供给负载的电流具有真实的正弦波形状。其他实现可能会要求负载的功耗尽量恒定。在后一种情况下，关键是尽快逆转电流方向，即随时间而变的电流的形状尽可能接近方波。用于焊接电流源的逆变器通常代表了需要方波形电流的实现。即，除了在负载内提供较恒定的功耗之外，这还降低了与逆转电流相关的电弧中断的风险。

专利文档EP 1 422 011公开了焊接型电源单元，包括所谓的缓冲器(snubber)电路。缓冲器电路恢复不使用的能量，从而节约能量使用。缓冲器电路还保护电路内的各种部件不受到有害的电压尖峰的影响。此外，续流开关在此为已经临时储存在缓冲器感应器内的任何能量提供续流电流路径。

从能量效率的角度来看，已知的缓冲器电路设计可能是有利的。然而，续流开关致使该设计复杂。每个开关也需要特定的控制信号，这就要求控制单元执行处理任务。

发明内容

因此，本发明的目的在于减轻上述问题，并且提供有效、简单并且成本有效的用于焊接实现的逆变器。

根据本发明的第一方面，该目的通过最初描述的逆变器实现，其中至少一个整流电路是具有第一极和第二极的双极整流电路，第一极连接到第一节点，第二极连接到第二节点。至少一个整流电路设置成以直接经第一节点和第二节点或者以经由桥式电路的方式经第一节点和第二节点从负载中接收能量并将能量反馈给负载。

该逆变器的优势在于该逆变器的设计非常简单，同时将逆变器的控制单元要处理的处理任务最小化。

根据本发明的该方面的一个优选实施例，开关模块中设置有能量流动控制装置。该模块又包括第一和第二流动控制装置。第一流动控制装置配置为允许能量储存在恢复电容器中，并且第二流动控制装置配置为使储存在恢复电容器中的能量送入负载内。因此，通过操作流动控制装置，可以控制储存在恢复电容器内的能量的量。比如，流动控制装置可被控制为使得如果在循环程序的给定阶段发现恢复电容器上的电压相对较低，那么在循环程序的后续阶段将更大量的能量储存在恢复电容器中；反之亦然。

根据本发明的该方面的另一个优选实施例，开关模块与恢复电容器串联连接。由于不需要使用感应器来实现预期的逆变器功能，所以期望这种设计。这又是有利的，因为可将较高的平均功率送入负载内。同样降低与逆转输出电流相关的电弧中断的风险。即，当电流水平相对较高时和/或当负载具有比较高的电感时，电路的低电感也能够快速逆转输出电流(即，允许负载电流在整流期间具有高的时间导数)。

根据本发明的该方面的又一个优选实施例，第一流动控制装置和第二流动控制装置并联连接。因此，流动控制装置可有效地双向操作，即能够以非常简单的方式将能量注入恢复电容器内以及从该恢复电容器中取出能量。

根据本发明的该方面的又一个优选实施例，第二流动控制装置可响应于控制信号进行控制。因此，可方便地从恢复电容器中输出能量。同样可能的是，使给定量的能量储存在恢复电容器中。优选地，第一流动控制装置包括二极管，第二流动控制装置包括晶体管。

根据本发明的该方面的又一个优选实施例，桥式电路包括四个主开关模块，以全(或H-)桥构造设置在第一和第二节点之间。主开关模块配置为以成对交替的方式来控制，所以第一对使输出电流沿第一方向流过负载，并且第二对使输出电流沿(与第一方向相反的)第二方向流过负载。因此，可经由与逆变器相关联的控制单元方便地控制输出电流的特性。而且，不需要中心点线，这在一定程度上简化了设计。