[发明专利]控制电源的改进的设备和方法

说明书

2007年7月3日授权的美国专利No.7,238,917的优选实施方案部分的描述以及附图通过引用被整体并入本文。

技术领域

特定实施方案涉及焊接电源。更具体地，特定实施方案涉及用于出于安全目的在焊接电源中提供电压下降能力的设备和方法。

背景技术

已使用多种技术来在焊接机被用于焊接工艺之前降低弧焊电源的断路电压。最常见的设计之一是缩短输出开关器件的导电时间（conduction period）的控制电路，从而断路电压被保持在期望的较低值。在逆变型电源中，开关器件通常为场效应晶体管（FET）或绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的形式。因为开关频率通常高于20kHz，所以这些开关器件的导电时间非常短并且取决于逆变装置的操作频率。为将断路电压降低到低的水平，开关器件的最小导电时间要求复杂的并且电气要求高的控制电路。采用这样的断路电压（OCV）控制器件的电源还包括这样的电路来解除（release）对电源的控制，以允许在焊接期间获得焊接功率。具有解除电路（releasing circuit）的这样的检测设备通常往往会有噪音和敏感度问题。

通过将常规的、传统的以及已提出的方案与在本申请的剩余部分内容中参照附图所阐述的本发明的实施方案进行比较，这样的方案的进一步的限制方面和不足对本领域的技术人员来说将变得明显。

发明内容

本发明的实施方案包括用于出于安全目的在焊接电源中提供电压下降能力的设备和方法。焊接电源输出的电阻负载和输出电压被监控并且与预先限定或预先选定的阈值比较，来生成负载/无负载状况信号和高/低输出电压状况信号（例如，逻辑信号）。负载/无负载状况信号和高/低输出电压状况信号作为电压下降设备控制逻辑的输入，电压下降设备控制逻辑根据限定的控制逻辑生成控制信号来启用（enable）和禁用（disable）焊接电源的输入和输出。结果，在危险操作状况期间，为焊接电源的使用者提供防止触电的额外安全措施。

所要求保护的发明的这些和其他特征以及所要求保护的发明的图示说明的实施方案的细节从后面的说明书、权利要求书以及附图将会被更加全面地理解。

附图说明

图1根据本发明的各种实施方案图示说明电弧焊接系统的示例性实施方案的示意性框图，所述电弧焊接系统可以出于安全目的具备电压下降能力；

图2被提供来图示说明在现有的电弧焊接机实施方案（如在美国专利No.7,238,917的优选实施方案部分和附图中所描述的，该美国专利No.7,238,917的优选实施方案部分和附图通过引用被并入本文）中实现的现有的电压下降能力的示例性实施方案的示意性框图，该现有的电压下降能力的示例性实施方案也可以被实现在图1的电弧焊接系统900中；

图3图示说明在焊接电源的第一实施方案中实现的改进的电压下降设备的示例性实施方案的示意性框图，该焊接电源可以被实现于图1的电弧焊接系统中；

图4图示说明在图1的电弧焊接系统的电源的第二实施方案中实现的改进的电压下降设备的示例性实施方案的示意性框图；

图5图示说明在图1的电弧焊接系统的电源的一般性实施方案中实现的改进的电压下降设备的示例性实施方案的示意性框图；

图6图示说明在图3-5的电压下降设备中实现的电压下降设备（VRD）控制逻辑和相关联的逻辑真值表的示例性实施方案的示意性框图；以及

图7是用于使用图3-5的电压下降设备和图6的电压下降控制逻辑在图1的电弧焊接机中提供电压下降能力的方法的示例性实施方案的流程图。

具体实施方式

图1根据本发明的各种实施方案图示说明电弧焊接系统900的示例性实施方案的示意性框图，该电弧焊接系统900可以出于安全目的具备电压下降能力。系统900包括在焊接焊条E和工件W之间提供焊接输出功率的功率转换器910。功率转换器910例如可以是包括焊接变压器的（如分别由初级侧和次级侧所描述的）输入功率侧和输出功率侧的逆变类型。其他类型的功率转换器也是可行的。丝送进器920朝向工件W送进丝状焊接焊条E。可替换地，焊条E可以是手工焊条，并且因此不使用丝送进器920。

系统900还包括波形发生器930和焊接控制器940。波形发生器930在焊接控制器940的命令下生成焊接波形。由波形发生器930生成的波形调制功率转换器910的输出来在焊条E和工件W之间产生焊接输出功率。