本发明专利技术涉及一种用于转换用于操作电弧(6)的能量存储器(2)的能量的方法和设备。为了转换能量，以受控方式接通和断开降压转换器的至少一个开关(9)，其中所述至少一个开关(9)在输入端连接至所述能量存储器(2)。为了能够尽可能多地向所述电弧(6)供应所述能量存储器(2)可用的有限能量，使用同步转换器作为用于操作所述电弧(6)的所述降压转换器，并且设计为电源单元(3)的所述同步转换器的所述至少一个开关(9)在输出端连接至卸载电路(10)，使得至少所述开关(9)在卸载状态下接通和断开。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种用于转换用于操作负载特别是电弧的能量存储器的能量的方法，其中为了转换能量，以受控方式接通和断开降压转换器的至少ー个开关，其中所述至少一个开关在输入端连接至所述能量存储器。本专利技术还涉及ー种用于转换用于操作所述电弧的能量存储器的能量的设备，该设备包括具有至少ー个开关的降压转换器，能够以受控方式接通和断开所述至少ー个开关，所述至少一个开关在输入端连接至所述能量存储器。最后，本专利技术还涉及ー种焊接装置，该焊接装置包括能量存储器、用于产生电弧的焊炬和用于转换用于操作所述电弧的能量存储器的能量的设备，所述设备具有降压转换器，所述降压转换器具有至少ー个开关，能够以受控方式接通和断开所述至少ー个开关。
技术介绍
为了增强移动性，通常的理解是使用能量存储器作为向对应装置的电子系统或功率电子器件供应电能的电源，使得能够利用所述装置执行应用。由于能量存储器的有限能量，所述能量存储器必须定期充电。从文献DE2650522A1和GB2316244A例如已知在用于金属处理的装置中(例如在焊接装置中)使用能量存储器。US2005/0109748A1描述了ー种焊接设备，该焊接设备具有用于产生焊接能量或电弧的能量存储器。该能量存储器的电压通过升压转换器或增压转换器转变成中间电压，该中间电压又通过下游的降压转换器或减压转换器降压至电弧所需的电压。所述能量存储器能够使用充电装置来充电。所述充电装置形成ー个独立単元，该独立単元可以集成在该焊接装置中，或者可以作为外部单元连接至该能量存储器。在这方面，不利之处在于，用于电弧的能量在两个步骤中产生，由此在升压转换器和降压转换器中都发生开关损失，并且由此而导致效率度降低。另外，需要降压转换器将升压的中间电压转换为电弧电压，从而由于更大的电压差而增加了开关损失。EP0949751A2描述了ー种用于焊接装置的转换器，其中对应地接通和断开降压转换器的开关。但没有公开电池驱动的焊接装置。US2007/181547A1描述了ー种电池驱动的焊接装置，该电池驱动的焊接装置具有用于对能量存储器进行充电的电路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于创造出ー种以上提到的方法和以上提到的设备，通过所述方法和设备可以将所述能量存储器可用的有限能量以最小的开关损失供应给所述电弧。应该避免或至少减少公知方法或设备的缺点。本专利技术的另一目的在于创造出ー种以上提到的焊接装置和方法，该方法可以利用所述焊接装置来执行，通过所述焊接装置和方法，可以给用户提供最佳的能量管理，以便利用所述能量存储器的有限能量。本专利技术的目的通过以上提到的用于转换能量的方法实现，其中使用同步转换器作为用于操作所述电弧的所述降压转换器，并且设计为电源単元的所述同步转换器的所述至少ー个开关在输出端连接至缓冲电路，使得至少所述开关在缓冲状态下接通和断开，并且在所述至少一个开关的接通过程中，电流上升由与所述开关串联布置的电感器限制，在所述接通过程之后，致动控制単元，并且在所述开关处于所述接通状态的同时对在所述输出端分配给所述开关的至少ー个电容器充电，在所述至少一个开关的断开过程中，并且在所述控制単元停用的情况下，在所述输出端施加在所述开关处的电压通过所述电容器基本保持为所述能量存储器的电压。由于利用存储元件实现缓冲电路，实现了高度有效地利用所述能量存储器的能量，这是由于通过所述存储元件，在切换过程中能量被临时存储，并且随后供应至电弧。因此。基本没有能量损失。通过将同步转换器直接连接至所述能量存储器，甚至能够进一歩降低损失，从而获得非常高的效率度。由于所述同步转换器的所述至少一个开关中仅发生最小的开关损失，能够获得99%左右的效率度。所减少的损失还使得热广生非常低，从而非常小的通风设备或风扇就足够了，或者特别是在较小功率的情况下，通过对流就已经获得了所需的冷却。因而，对于电源单元来说，仅需要非常的空间，与所述 能量存储器的空间要求相比，在大多数情况下这并不相关。根据本专利技术的目的还通过以上提到的用于转换用于操作负载的能量存储器的能量的方法实现，其中使用设置为电源单元的降压转换器为所述负载和所述能量存储器的充电提供供电(即给负载馈电)。优选地，所述控制単元由开关形成，该开关在输出端连接到至少ー个电容器和ニ极管，从而所述开关将在缓冲状态下停用。在所述开关处于接通状态并且所述控制単元停用的同吋，优选地所述缓冲电路的至少ー个存储元件由所述缓冲电路的至少ー个另外的存储元件完全充电，以用于所述开关在缓冲状态下的接通过程。由于在接通过程时和接通过程期间的测量，有利地实现了仅有非常小的电流将流过所述开关，因此仅仅导致最小的开关损失。并且在接通过程中，所述开关基本不受缓冲电路的影响，由于所述缓冲电路或控制单元仅在所述接通过程之后才被致动。在该接通过程中，所述存储元件将以受控方式被充电，使得可以实现最佳的开关缓沖。而且，在存储元件的充电过程中，有效地利用临时存储的能量，与此同时部分其他存储元件被充电。在所述同步转换器的所述开关的断开过程中，优选地所述缓冲电路的至少一部分存储元件在所述开关的断开过程的情况下独立地作用。根据本专利技术的进ー步的特征，在断开过程的情况下，所述缓冲电路的至少ー个存储元件向所述同步转换器的输出端放电，以用于开关的接通过程。通过在断开过程时和断开过程期间的测量，缓冲电路基本没有任何延时地作用，开关损失能够保持在最低水平。而且所述开关处的电压降也可以保持非常低，从而由此仅产生最小的开关损失。还有利的是，确保了用于接下来的接通过程的接通缓冲。在这方面，另外在输出端所述电弧可获得临时存储的能量。而且，通过将该同步转换器的输入端和输出端互換，所述同步转换器还用来作为升压转换器对所述能量存储器充电，这也是有利的。通过这样，不需要额外的元件来对所述能量存储器进行充电。本专利技术的目的还通过以上提到的用于转换能量存储器的能量的设备来实现，其中所述降压转换器由同步转换器形成，设计为电源单元的所述同步转换器的至少ー个开关在输出端连接至缓冲电路，所述缓冲电路具有用于所述至少ー个开关在缓冲状态下的接通和断开的存储元件，其中为了对所述至少一个开关的接通过程进行缓冲，设置了与所述开关串联连接的电感器，并且为了对所述至少ー个开关的断开过程进行缓冲，设置了与所述至少ー个开关连接的ニ极管和连接至控制单元的电容器。由此获得的优点可以从以上已经描述的优点和如下的描述中推断出。有利地，设置用于对所述能量存储器进行充电的充电装置，并且所述装置由所述输入端和所述输出端被互換的所述同步转换器形成，从而所述同步转换器能够用作用于对所述能量存储器进行充电的升压转换器。为了显示所述能量存储器的充电状态，优选的是在输入和/或输出装置处设置发 光二极管。而且，再次优选地在输入和/或输出装置(5)处设置用于所述充电装置的接通和断开的设置元件。最后，根据本专利技术的目的还通过以上提到的焊接装置实现，其中用于转换能量的设备被设计成用于执行以上提到的方法。附图说明现在将通过所附示意图详细地说明本专利技术，其中图I是焊接装置的示意图；图2是根据本专利技术的用于执行缓冲切换过程的示意性框图；图3是根据本专利技术设计的焊接装置的电源单元的电路图；以及图4和图5是焊接装置的输入和/或输出装置的示意图。具体实施例方式首先，给实施方式的相同元件提本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.09.10 AT A1427/20091.ー种用于转换用于操作电弧(6)的能量存储器(2)的能量的方法，其中为了进行能量转换，以受控方式接通和断开降压转换器的至少ー个开关(9)，其中所述至少一个开关(9)在输入端连接至所述能量存储器(2)，其特征在于，使用同步转换器作为用于操作所述电弧(6)的所述降压转换器，并且设计为电源単元(3)的所述同步转换器的所述至少ー个开关(9)在输出端连接至缓冲电路(10)，使得至少所述开关(9)在缓冲状态下接通和断开，并且在所述至少一个开关(9)的接通过程中，电流上升由与所述开关(9)串联布置的电感器(13)限制，在所述接通过程之后，致动控制単元(16)，并且在所述开关(9)处于所述接通状态的同时对在所述输出端分配给所述开关(9)的至少ー个电容器(22)充电，在所述至少一个开关(9)的断开过程中，并且在所述控制単元(16)停用的情况下，在所述输出端施加在所述开关(9)处的电压通过所述电容器(22)基本保持为所述能量存储器(2)的电压。2.ー种用于转换用于操作负载的能量存储器(2)的能量的方法，所述负载特别是电弧(6)，其中为了进行能量转换，以受控方式接通和断开降压转换器的至少ー个开关(9)，其中所述至少一个开关(9)在输入端连接至所述能量存储器(2)，其特征在于，使用同步转换器作为所述降压转换器，并且使用被设计为电源单元(3)的所述同步转换器为所述负载和所述能量存储器(2)的充电提供供电。3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述控制単元(16)由开关(17)形成，该开关(17)在输出端连接到至少ー个电容器(18)和ニ极管(19)，从而所述开关(17)将在缓冲状态下停用。4.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述开关(9)处于接通状态并且所述控制単元(16)停用的同时，所述缓冲电路(10)的至少ー个存储元件由所述缓冲电路(10)的至少ー个另外的存储元件完全充电，以用于所述开关(9)的缓冲接通过程。5.根据权利要求I至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述开关(9)的断开过程中，所述缓冲电路(10)的至少一部分存储元件在所述开关(9)的断开过程的情况下独立地作用。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在断开过程的情况下，所述缓冲电路(10)的至少ー个存储元件向所述同...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·梅格，于尔根·宾德尔，沃尔特·施蒂格尔鲍尔，伯恩哈德·阿特尔斯梅尔，
申请(专利权)人：弗罗纽斯国际有限公司，
类型：发明
国别省市：
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