逆变器将交流电流交变电流(iout)提供给包含焊接电路的负载(130)。逆变器包括连接到总线的至少一个整流电路(110)和桥式电路(120)，该总线输送来自DC电源(100)的功率。该总线还经由桥式电路(120)电连接到负载(130)。所述至少一个整流电路(110)从DC电源(100)接收功率；在循环程序的储存阶段期间，从负载(130)中的感应元件接收能量，并且在循环程序的反馈阶段期间，控制向负载(130)的能量反馈。至少一个整流电路(110)为具有第一极(p1)和第二极(p2)的双极整流电路，第一极(p1)连接到第一节点(A)，第二极(p2)连接到第二节点(B)。至少一个整流电路(110)设置成经由第一和第二节点(A；B)、直接地或通过桥式电路(120)从负载(130)接收能量并且将能量反馈给负载(130)。至少一个整流电路(110)中的每个整流电路内的能量流动控制装置(DIN、SOUT)控制能量向所提及的整流电路(110)中的恢复电容器(CR)的储存和能量从该电容器的取出。桥式电路(120)将交变电流(iout)输送给负载(130)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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，本专利技术涉及根据权利要求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。本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
因此，本专利技术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。根据本专利技术的第一方面，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。根据本专利技术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。根据本专利技术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)。根据本专利技术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。根据本专利技术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。根据本专利技术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。根据本专利技术的该方面的又一个优选实施例，总线包括中心点线，该中心点线具有在第一线的第一电压电平和第二线的第二电压电平之间的电压电平。逆变器进一步包括第一和第二整流电路。第一整流电路具有连接到第一节点的第一极和连接到中心点线的第二极。第二整流电路具有连接到中心点线的第一极和连接到第二节点的第二极。桥式电路在此处具有两个主开关模块，这两个主开关模块以半桥构造设置在第一和第二节点之间。主开关模块配置为以交替的方式来控制，使得所以第一模块使输出电流沿第一方向流过负载，并且第二模块使输出电流沿第二方向流过负载，其中再次地，第二方向和第一方向相反。这种半桥构造的优势在于要储存的能量送入两个恢复电容器(而非单个恢复电容器)中。因此，每个整流电路的开关模块两端的电压得以降低，结果，可降低对其中的部件的要求。自然地，从整体成本/可靠性的角度来看，这是有利的。而且，由于负载电流此时仅仅通过一个开关模块，因此明显减少了桥式电路的损失。根据本专利技术的该方面的又一个优选实施例，逆变器包括反并联地设置在负载上的第一和第二整流电路。第一整流电路具有连接到第一节点的第一极和连接到第二节点的第二极。第一整流电路配置成当输出电流具有通过负载的第一流向时，储存来自负载的能量， 并且当输出电流具有通过负载的第二流向时，将能量反馈给负载。第二整流电路具有连接到第二节点的第一极和连接到第一节点的第二极。第二整流电路配置成当输出电流具有通过负载的第二流向时，储存来自负载的能量，并且当输出电流具有通过负载的第一流向时， 将能量反馈给负载。第二方向和第一方向相反。该装置的优势在于与H型桥式电路以及半桥型电路相兼容。根据本专利技术的该方面的又一个优选实施例，总线包括至少一个扼流圈，该扼流圈配置成抑制总线上的电压纹波。因此，负载可具有相对无杂散(spurious-free)的输出电流。根据本专利技术的该方面的又一个优选实施例，逆变器包括至少两个整流电路，这两个整流电路彼此并联连接在第一和第二节点上。因此每个整流电路适于处理(即，由所提及的整流电路进行处理)相应的能量范围。比如，第一整流电路用于最高达第一阈值的能6量水平；第二整流电路用于第一阈值和第二阈值之间的能量水平，依此类推。因此，一个逆变器可用于大范围的负载和电流状况。根据本专利技术的另一方面，该目的由最初描述的方法实现，其中该方法包括在循环程序的一个阶段，测量恢复电容器上的电容器电压。该方法进一步包括对照设定极限电平检查电容器电压，该设定极限电平表示一低于恢复电容器上的最大允许电压的电压。如果电容器电压小于设定极限电平，那么该方法包括在循环程序的后续阶段，控制能量流动控制装置从恢复电容器取出一定量的能量，该能量的量据估计小于在测量所述电容器电压的阶段之前的阶段中取出的能量的量。另一方面，如果电容器电压大于设定极限电平，那么该方法包括在循环程序的后续阶段，控制能量流动控制装置从恢复电容器取出一定量的能量，该能量的量据估计大于在测量所述电容器电压的阶段之前的阶段取出的能量的量。该方法的优势在于其能够适应电容器电压，使得恢复电容器总是储存最优量的能量。根据本专利技术的该方面的一个优选实施例，如果电容器电压等于设定极限电平，那么该方法包括控制能量流动控制装置以在循环程序的后续阶段从恢复电容器取出一定量的能量，该能量的量据估计等于在测量所述电容器电压的阶段之前的阶段取出的能量的量。因此，储存在恢复电容器内的能量的量可维持在最优的水平。根据本专利技术的又一方面，该目的通过可载入计算机的内本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：R·卡尔森，P·安德森，丹·温斯曼，
申请(专利权)人：依赛彼公司，
类型：发明
国别省市：
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