專利名稱：用于電弧焊接的改進的三級電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電弧焊接領(lǐng)域，具體地說，涉及一種用于這種焊接的改進的三級電源以及所述三級電源前兩級之間新型的關(guān)系。
背景技術(shù)：
電弧焊接涉及在金屬電極和工件之間傳遞AC或DC電流，其中金屬電極通常是帶芯金屬焊絲或者實心金屬焊絲。電源用于在前進的電極焊絲和工件之間產(chǎn)生指定電流模式和/或極性，使得電弧融化前伸電極焊絲的末端并將融化的金屬沉積到工件上。盡管各種變換器技術(shù)用于電源，最有效的是基于逆變器的電源，其中的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括高頻工作的開關(guān)來產(chǎn)生焊接處理所需要的波形或者電流電平。在Blankenship的專利5,278,390中討論了一種基于逆變器的電源，其中，該逆變器通過美國俄亥俄州的林肯電子公司(LincolnElectric Company of Cleveland，Ohio)創(chuàng)造的“波形控制技術(shù)”進行控制。實際波形由一系列以通常超過18kHz的頻率產(chǎn)生的短脈沖構(gòu)成，該短脈沖組具有由一波形產(chǎn)生器控制的外形。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電源技術(shù)，電源逆變器級的輸入信號為來自正弦波電源的經(jīng)過整流的電流。適當(dāng)?shù)墓β室蜃有Ｕ儞Q器是通常的實際應(yīng)用，而且是如Kooken 5,991,169所揭示的逆變器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)自身的一部分，或者是如Church 6,177,645所揭示的位于逆變器級之前。實際上，具有功率因子校正變換器或變換器級的電源在電弧技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)公知了很多年。在Church的專利6,504,132中揭示了另一種采用具有升壓型變換器形式的輸入功率因子校正變換器的電源。Church的兩個專利和Kooben的專利作為背景信息在這里參考引用。在Kooken的專利5,991,169和Church的專利6,504,132中，實際電弧電流都由輸出斬波器或降壓變換器調(diào)節(jié)，并且通過在變換器級輸出端，或者在輸入升壓變換器輸出端的變壓器進行隔離。以上的電源技術(shù)在電弧焊領(lǐng)域為公知技術(shù)。在這些現(xiàn)有技術(shù)專利中，實際焊接電流，電壓或功率在電源輸出級中或者之前進行調(diào)節(jié)，其中輸出級是變換器或者是斬波器。變換器或者斬波器都不是非調(diào)節(jié)的，以產(chǎn)生用于驅(qū)動調(diào)節(jié)的焊接級的，固定的、低壓的DC總線信號。
焊接操作的隔離是大部分焊接電源的特點。術(shù)語“焊接”包括“等離子體切割”。在Vogel的專利5,991,180中，將使用升壓變換器的前置調(diào)節(jié)器導(dǎo)入到作為斬波器而揭示的變換器，該斬波器具有處于焊接調(diào)節(jié)之后并且直接驅(qū)動焊接操作的輸出隔離變壓器。在該電源中，對斬波器網(wǎng)絡(luò)進行控制來產(chǎn)生想要的調(diào)節(jié)后的輸出焊接電流，并在輸出級提供了隔離。以相似的方式，Thommes的專利5,601,741揭示了一種升壓變換器，用于驅(qū)動為實際焊接操作提供調(diào)節(jié)后的輸出信號的脈沖寬度調(diào)制控制逆變器。在Vogel和Thommes的專利中，都調(diào)節(jié)第二級來將功率因子控制電流從預(yù)整流器導(dǎo)入焊接操作中。焊接調(diào)節(jié)在第二級中進行，通常由脈沖寬度調(diào)制器控制電路驅(qū)動。Vogel和Thommes的專利都在這里作為背景技術(shù)參考引用。在Moriguchi的專利6,278,080中，對變換器類型的電源進行調(diào)節(jié)來控制想要的焊接電流。通過在受控第二級逆變器和揭示為DC焊接操作的焊接輸出端之間的變壓器進行隔離。在Moriguchi的專利5,926,381和Moriguchi的專利6,069,811中揭示了相似的電源，其中來自逆變器級的控制電流在變換器輸出端進行隔離，并直接驅(qū)動焊接操作。Moriguchi的專利5,926,381揭示的常規(guī)配置用于使用第一級升壓變換器輸出端的電壓，來為調(diào)節(jié)變換器級、或者升壓變換器本身提供控制器電壓。Moriguchi的三個專利在這里都作為背景信息參考引用，說明了現(xiàn)有技術(shù)電源，其中由輸入升壓變換器或者整流器的DC輸出對調(diào)節(jié)變換器進行驅(qū)動，來產(chǎn)生導(dǎo)入用于隔離的輸出變壓器的受控焊接電流。該隔離變壓器的次級AC信號直接用于焊接操作。該發(fā)明的新型電源中沒有使用第三級拓撲結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到非焊接技術(shù)，該發(fā)明的一個形式是在DC/DC第二級變換器的輸出端使用同步整流器。同步整流器是通用的應(yīng)用，在Boylan的專利6,618,274中說明了一種這樣的整流器。Calkin的專利3,737,755中揭示了用于低功率應(yīng)用的DC/DC變換器，將固定整流電流導(dǎo)入非調(diào)節(jié)的逆變器來提供不可變的輸出DC信號。非調(diào)節(jié)變換器的任何控制都在該逆變器的輸入側(cè)，從而輸入DC信號是可以進行調(diào)節(jié)來控制該逆變器的固定輸出DC信號的唯一參數(shù)。這種情況需要對到變換器的信號進行控制，使得變換器提供受控的固定輸出信號。Boylan和Calkin專利中的非焊接通用背景技術(shù)在這里作為參考引用，以說明同步整流器和一種版本的非調(diào)節(jié)變換器，在該版本中，任何調(diào)節(jié)都在變換器之前通過控制輸入DC信號的電平而進行。這些專利中沒有一個涉及用于焊接的電源，只在這里作為例如整流器器件和非調(diào)節(jié)逆變器的通用技術(shù)概念參考引用。Smolenski的專利5,019,952中揭示了一種非焊接的、兩級AC/DC變換器，用于將最小諧波失真分給流入變換器的電流。負載是不能變化的，并且不需要焊接操作所需的調(diào)節(jié)。這一專利作為參考引用來說明在任何方面都與電弧焊接電源需求無關(guān)的通用技術(shù)。
這些專利構(gòu)成了必須由焊接操作進行調(diào)節(jié)的電源的相關(guān)背景信息，其中這種調(diào)節(jié)是由實際焊接操作的平均電流、平均電壓和功率的反饋回路進行的。除了作為通用技術(shù)信息，固定負載電源與本發(fā)明無關(guān)。
過去，電源中的逆變器輸出由例如電流、電壓或功率的焊接操作參數(shù)進行調(diào)節(jié)的焊接電流。這一逆變器通常由脈沖寬度調(diào)制器控制，該調(diào)制器中以高頻工作的開關(guān)的占空比由焊接操作的反饋來控制，從而占空比調(diào)節(jié)在大致小于100％的范圍。這種類型的PWM控制逆變器作為調(diào)節(jié)的單級逆變器而提到。這種逆變器形成了電源輸出端并且是電源的最后一級。較低占空比導(dǎo)致較高初級電流和更多損失。逆變器的效率根據(jù)占空比的調(diào)節(jié)而變化，該占空比的調(diào)節(jié)是由對單級逆變器的輸出進行調(diào)節(jié)來產(chǎn)生適合于焊接的輸出信號這樣的需求所引起的。使用最后一級為調(diào)節(jié)的單級逆變器的電源導(dǎo)致了熱損失，較低效率，高成本和增加的元件尺寸。由于這些原因，一些焊接電源制造商已經(jīng)上市了優(yōu)于逆變器電源的電源，這些電源不使用會導(dǎo)致高成本和其它困難的逆變器。要避免具有隔離輸出和為了產(chǎn)生適當(dāng)焊接電流的目的而調(diào)節(jié)電流的雙重功能的變換器級。參閱在這里作為背景參考引用的Hoverson的專利6,723,957。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以用于電弧焊接(等離子體切割)的三級電源來使用，其中，電源的逆變器級為以前的第二級但是是非調(diào)節(jié)的，從而可以增加第三級來為產(chǎn)生適合焊接的電流提供實際調(diào)節(jié)。通過使用這一新型的三級概念，該逆變器也可以以非常高的開關(guān)頻率工作，但是輸出第三級可以是以較低開關(guān)頻率工作的斬波器。因此，開關(guān)頻率由該級所實現(xiàn)的功能來優(yōu)化，這與在用于輸出焊接電流的實際調(diào)節(jié)的脈沖寬度調(diào)制逆變器級中使用高頻率的需求相反。進一步的，輸入到調(diào)節(jié)第三級的的隔離、固定的DC電壓可以大致低于來自輸入變換器級的DC電壓，并且比實際焊接輸出電壓高很多。
本發(fā)明所關(guān)注的三級電源涉及電源的新拓撲結(jié)構(gòu)，其中脈沖寬度調(diào)制逆變器僅作為產(chǎn)生隔離、固定的輸出DC總線信號的第二級，而沒有輸入到第二級脈沖寬度調(diào)制逆變器的反饋信號。這一隔離總線信號在由實際焊接操作參數(shù)調(diào)節(jié)的第三級中用于產(chǎn)生適合焊接的電流。因此，本發(fā)明涉及一種非調(diào)節(jié)第二級，不僅提供必要隔離，同時也產(chǎn)生完成焊接調(diào)節(jié)的第三級所使用的固定DC輸出總線信號。非調(diào)節(jié)第二級變換器以非常高的頻率工作，具有在電源操作中為固定值的占空比。頻率超過18kHz并且優(yōu)選為大約100kHz。占空比固定在不同水平；然而，優(yōu)選的占空比接近100％來給出最大效率水平。固定的、高的占空比的使用將相位偏移調(diào)制器控制逆變器第二級的當(dāng)前循環(huán)時間最小化來充分減小熱量并提高效率。第二非調(diào)節(jié)逆變器級的輸出可以是使用公知同步整流器件的整流器，由第二級非調(diào)節(jié)逆變器的內(nèi)部隔離變壓器的次級線圈控制這種器件。通過在第二級的輸出使用同步整流器件，電源總的效率得到了進一步提高。第一級是輸入整流器，或者是具有功率因子校正變換器器的輸入整流器。優(yōu)選為第一級功率因子校正變換器。這一變換器位于標(biāo)準(zhǔn)整流器之后或者可以與該整流器結(jié)合。當(dāng)然，整流器可以是無源功率因子校正轉(zhuǎn)換器，或者有源變換器，例如升壓、降壓或升降壓變換器。本發(fā)明的第一級產(chǎn)生具有固定電壓的第一DC總線信號。通過使用用于電源的標(biāo)準(zhǔn)第一級，可以對作為輸入到非調(diào)節(jié)逆變器的輸入DC總線的第一DC輸出信號進行調(diào)節(jié)，并將其固定在大約為400-900伏特DC的數(shù)值上。非調(diào)節(jié)隔離變換器(用于形成新型電源第二級)的輸出為固定DC總線信號，該固定DC總線信號與來自第一級的輸入DC總線信號具有固定的關(guān)系。第二DC總線或輸出信號的電壓大致小于來自第一級的DC總線信號的電壓。電源因此產(chǎn)生第二DC總線信號，其與來自功率因子校正變換器的輸入DC總線信號具有固定數(shù)學(xué)關(guān)系。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用，第二級非調(diào)節(jié)逆變器包括隔離變壓器，該變壓器具有初級線圈和次級線圈從而次級線圈與電源的輸入端隔離。參見在這里參考引用的Steiger的專利4,864,479。非調(diào)節(jié)第二級逆變器可以工作在一開關(guān)頻率來對第二級變換器的工作進行優(yōu)化。從而，在新型非調(diào)節(jié)第二級逆變器中使用極高的頻率來減小元件的尺寸和成本。通過使用具有相位偏移控制的固定占空比，減少了開關(guān)器件中電壓和電流的電涌，從而提供軟開關(guān)操作。實際上，在優(yōu)選實施例中，占空比固定在接近100％從而開關(guān)完全接通或完全斷開。這充分減少了第二級中的循環(huán)電流，并且極大的改善了第二級逆變器的工作特性，該逆變器也提供將電源的焊接輸出與電源的AC輸入隔離的功能。通過在工作于完全接通的第二級非調(diào)節(jié)逆變器中具有開關(guān)器件，該逆變器具有高效率并且在工作中很靈活。隔離變壓器確定了非調(diào)節(jié)第二級輸入端的固定DC總線信號(來自第一級的“第一DC輸出信號”)和位于該第二級輸出的DC輸出總線信號之間的關(guān)系。在一些現(xiàn)有技術(shù)電源中，調(diào)節(jié)逆變器中隔離變壓器初級線圈的占空比由焊接操作調(diào)節(jié)。在本發(fā)明所針對的新型三級電源的第一或者第二級中，都沒有由焊接操作進行的調(diào)節(jié)。
用于焊接操作的電源具有有源功率因子校正特點并對用于焊接操作的能量進行嚴格輸出控制，該電源需要至少兩個開關(guān)級。這兩個級保證傳輸入和傳輸出電源的瞬時能量可以由適當(dāng)?shù)哪芰看鎯υ毩⒌卣{(diào)節(jié)。因此，用于電弧焊接的功率因子校正電源通常需要兩個獨立的開關(guān)控制電路。該控制電路中的一個用于控制焊接操作的能量或輸出電流。另一個控制電路用于控制來自于形成電源第一級的有源功率因子校正變換器的DC信號。從而，具有功率因子校正能力的電弧焊接電源需要兩個開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其中每一個都有獨立控制要求。第一開關(guān)控制用于輸出的焊接電流，另一個開關(guān)控制用于在電源的輸入級的功率因子校正。這一第二開關(guān)控制保證第一級的輸出是稱為“DC總線信號”的固定DC電壓。DC總線信號本身的電壓用于控制第一級變換器來保證來自該變換器的DC總線信號具有固定電壓電平。為了概括基于逆變器的電弧焊接電源，需要兩個分立的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和用于這兩個網(wǎng)絡(luò)的兩個控制電路。
基于逆變器的電弧焊接電源具有另一個概念上的需求。電源中的一個級必須在可變輸入AC信號和適合焊接的調(diào)節(jié)輸出電流之間提供電隔離。這一隔離器件通常具有變壓器的形式。在現(xiàn)有技術(shù)中，基于逆變器的兩級電源有兩個用于隔離器件的位置。在第一例子中，沒有隔離功率因子校正輸入級，而在第二級調(diào)節(jié)輸出逆變器中提供了隔離變壓器。在另一例子中，隔離位于第一級功率因子校正變換器中。在該第二例子中，可以使用非隔離輸出逆變器或者其它非隔離變換器作為第二級。由于在電源輸入端的RMS電流中的60Hz效應(yīng)，第一例子比第二例子更為有效?？偠灾?，焊接電源的第二個概念要求是隔離。
用于焊接的有源功率因子校正電源的兩個要求是(a)用于兩個分立的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的兩個分開和獨立的控制電路，和(b)用于將電源輸入與電源輸出隔離的適當(dāng)結(jié)構(gòu)。在背景三級電源中應(yīng)用了基于逆變器的電源的這些基本要求。非調(diào)節(jié)第二級是兩個調(diào)節(jié)非隔離級之間的隔離級，從而形成涉及基于逆變器的三級電源的獨特配置。假定使用相同的功率因子校正預(yù)調(diào)制器，新型三級電源比基于逆變器的兩級電源更有效率。因此新型三級電源更為有效，但是仍然有在電弧焊接中使用的電源所需要的基本特征。有兩個獨立控制的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。有隔離級。這些約束以提高效率從而得到更好焊接性能和功率開關(guān)元件更好的熱分布的方式來完成。
由于三級電源的第二非調(diào)節(jié)變換器提供了系統(tǒng)隔離，多種類型的非隔離變換器可以用來作為功率因子校正前置調(diào)節(jié)器。由于這種類型的轉(zhuǎn)換的電流整型功能和持續(xù)線電流特性，升壓變換器是最常見的變換器。然而，升壓變換器的輸出電壓高于最高線電壓的峰值，該峰值可以高到775伏特。因此，其他有源功率因子校正調(diào)節(jié)器可以同本發(fā)明一起使用，其是具有提供隔離的非調(diào)節(jié)第二級的三級電源。有源功率因子校正輸入或第一級的另一個選擇是逐漸升壓變換器(Step-up Convertor)或逐漸降壓變換器(Step-downConvertor)，從而輸入到第二級的主電壓總線信號或者輸入總線信號可以低于輸入到電源的輸入AC電壓信號的峰值。這種類型的功率因子校正變換器仍然產(chǎn)生低諧波。一種這樣的功率因子校正變換器稱為降壓與升壓變換器。使用范圍在115伏特到575伏特的輸入AC電壓，可以得到用于第二級的400伏特到500伏特的DC總線信號。不管輸入到第一級的AC電壓如何，有源功率因子變換器控制在400伏特到500伏特電平上。本發(fā)明中還可以使用其他類型的有源和無源功率因子校正變換器。優(yōu)選的變換器是有源的，從而構(gòu)成需要第二控制電路的第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)使用術(shù)語電弧焊接時，也包括其他輸出處理，例如等離子體切割。
如目前所解釋的，本發(fā)明所關(guān)注的三級電源涉及用于電弧焊接的三級電源。第三級中的反饋控制產(chǎn)生適合焊接的輸出電流。輸入第一級通常是需要第二開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和第二獨立控制電路的有源功率因子校正變換器。在現(xiàn)有技術(shù)中沒有使用這種三級拓撲結(jié)構(gòu)。通過具有這種拓撲結(jié)構(gòu)，該增加的第二級僅用于將第二級初級側(cè)的高電壓DC總線信號轉(zhuǎn)換成與初級側(cè)隔離的第二級次級側(cè)的低壓DC總線信號。這樣，該三級包括在第二級次級側(cè)的DC總線信號，從而總線信號可以用于焊接功率的調(diào)節(jié)。術(shù)語“總線信號”表示具有受控固定電平的DC信號。三級電源具有來自輸入級的稱為“第一DC輸出”的第一DC總線信號，該第一DC輸出具有受控DC電壓信號。在第二級的次級側(cè)具有稱為“第二DC輸出”的第二DC總線信號，該第二DC輸出也是受控DC電壓電平。在非調(diào)節(jié)逆變器的次級側(cè)創(chuàng)建第二DC總線，具有除了目前為止所描述的與非調(diào)節(jié)第二級變換器的使用相關(guān)的優(yōu)點之外的優(yōu)點。次級DC總線或第二DC總線與第二級的初級側(cè)隔離，從而在第三級焊接控制電路中不需要隔離。換言之，輸出控制電路，例如斬波器，具有固定電壓電平的輸入DC總線信號。實際上，斬波器具有控制器，該控制器具有從輸入到斬波器的輸入DC信號中得到的控制電壓。這一輸入DC信號與輸入功率隔離。因此，用于輸出級或斬波器的控制器的控制電壓可以從非隔離DC源得到。這通常是輸入到斬波器的輸入信號。用于在輸出級中使用的控制器的控制電壓的不需要分開隔離。來自第二級的固定DC總線信號的使用允許輸入到輸出第三級的、由焊接操作調(diào)節(jié)的DC電壓比電源常規(guī)輸入主DC總線信號(“第一DC輸出”)低很多。過去，基于升壓變換器的使用，功率因子變換器的輸出為相對高電平的DC信號。將該高DC電壓導(dǎo)入在輸出適合焊接的電流中使用的調(diào)節(jié)逆變器級。通過使用本發(fā)明，充分減小了來自功率因子變換器輸出總線的高電壓。比將400伏特的DC總線信號轉(zhuǎn)換成15伏特的控制功率更為有效的是，將100伏特的DC總線信號轉(zhuǎn)換成15伏特的控制功率。
該背景三級電源的第二級為非調(diào)節(jié)DC/DC變換器的形式，該非調(diào)節(jié)DC/DC變換器具有連接到第一DC輸出信號的輸入端和第二DC輸出信號形式的輸出端，該第二DC輸出信號與第一DC輸出信號隔離，該第一DC輸出信號具有第一DC輸出信號的指定比例的大小。電源包括第三級來將第二DC輸出信號轉(zhuǎn)換為用于焊接處理的焊接電流。電源第三級包括調(diào)節(jié)變換器，例如斬波器或逆變器。當(dāng)使用逆變器時，輸出為導(dǎo)入極性網(wǎng)絡(luò)或開關(guān)的DC信號，該開關(guān)允許通過電源的DC焊接。極性開關(guān)允許DC負，DC正或者AC的焊接。通過使用斬波器或者變換器，焊接處理可以以保護氣體進行，例如MIG焊接，并且可以使用任何類型的電極，例如鎢，帶芯焊絲或?qū)嵭慕饘俸附z。根據(jù)本發(fā)明的一種形式，非調(diào)節(jié)DC/DC變換器的輸出大致小于輸入到第二極的輸入信號。在大部分情況下，第二級的輸入或輸出是具有通常固定幅度的DC電壓。
以高開關(guān)速度操作焊接逆變器具有幾個好處。例如，較小的磁性元件轉(zhuǎn)換成改善的可移動性。其他優(yōu)點是具有較高帶寬控制系統(tǒng)的潛力，該系統(tǒng)會產(chǎn)生更好的電弧性能。這樣，本發(fā)明改善了上面描述的新型三級電源。該背景三級電源具有以超過18kHz的極高開關(guān)速度工作的電源開關(guān)。用于第一級的升壓電源開關(guān)和用于非調(diào)節(jié)第二級的4個電源開關(guān)都以高頻率工作來得到高開關(guān)頻率的好處。這種較高開關(guān)速度的使用有負面影響。這種開關(guān)速度導(dǎo)致開關(guān)損耗。如果沒有減少開關(guān)損耗，電源效率和可靠性會降低。開關(guān)損耗由從接通到斷開或者從斷開到接通的開關(guān)過程中電流和電壓的交疊所引起的。為了減小開關(guān)損耗，在開關(guān)中電壓或者電流必須保持在接近于零。開關(guān)轉(zhuǎn)變可以是零電壓或者是零電流，或者兩者都為零。這稱為“軟開關(guān)”。迄今為止已采用術(shù)語稱為諧振或準(zhǔn)諧振的技術(shù)，在高開關(guān)速度下通過零電壓或零電流得到軟開關(guān)。然而由于正弦波形的原因，這種類型的現(xiàn)有軟開關(guān)控制經(jīng)常引起較高的電流和電壓應(yīng)力并且有傳導(dǎo)損耗。然而，存在現(xiàn)有軟開關(guān)電路，來采用零電壓轉(zhuǎn)換變換器或者零電流轉(zhuǎn)換變換器，在某種意義上同時減小開關(guān)損耗和傳導(dǎo)損耗。
已知的是，本發(fā)明所關(guān)注的新型三級電源的非調(diào)節(jié)第二級變換器，其使用相位偏移PWM來控制輸出功率。通過把相位偏移固定在接近100％的高水平上(優(yōu)選為80％)，限制了第二非調(diào)節(jié)級的開關(guān)損耗。通過使用固定相位偏移PWM控制，第二級在接近完全導(dǎo)通下工作來產(chǎn)生低傳導(dǎo)損耗。第二非調(diào)節(jié)級本身具有軟開關(guān)。根據(jù)本發(fā)明，上述三級電源在輸入級具有軟開關(guān)。為此，本發(fā)明涉及有源軟開關(guān)電路的使用，該有源軟開關(guān)電路用于與第二非調(diào)節(jié)級本身軟開關(guān)結(jié)合的第一輸入級。這一增加的軟開關(guān)和固有軟開關(guān)的結(jié)合充分增加了本發(fā)明關(guān)注的新型三級電源的效率。
第一級的有源軟開關(guān)電路為1991年標(biāo)題為“High Efficiency TelecomRectifier using A Novel Soft-Switching Boost-based Input Curent Shaper”的IEEE文章所描述的典型電路。這一1991年11月的文章在這里作為參考引用。2002年標(biāo)題為“A New ZVT-PWMDC-DC Converter”的IEEE文章中也描述了該典型電路。來自IEEETransaction on Power Electronics雜志的這一文章發(fā)表時間為2002年2月并在這里作為參考引用。另一種軟開關(guān)有源電路是2004年5月發(fā)布的IEEETransaction on Power Electronics雜志中發(fā)表的標(biāo)題為“A New ZVT-ZCT-PWM DC-DC Converter”文章所描述的電壓轉(zhuǎn)變/電流轉(zhuǎn)變電路。這一文章在這里也作為參考引用。這些文章描述了三級電源第一級中所使用類型的一個或多個有源軟開關(guān)電路。本發(fā)明將用于第一輸入級的有源軟開關(guān)與使用相位偏移PWM控制的固有軟開關(guān)非調(diào)節(jié)逆變器結(jié)合。Steigerweld的專利4,864,479在這里作為參考引用來說明使用相位偏移控制的通用非調(diào)節(jié)逆變器。這種類型的非調(diào)節(jié)電源級具有通過使用固定高占空比開關(guān)操作將循環(huán)電流最小化來提高效率的拓撲結(jié)構(gòu)。工作在固定占空比的非調(diào)節(jié)逆變器將以最小的傳導(dǎo)損耗在所有主開關(guān)得到軟開關(guān)。這一概念用于本發(fā)明所關(guān)注的三級電源的第二級。
根據(jù)本發(fā)明，三級電源的第一級的高開關(guān)速度電源開關(guān)是以有源電路軟開關(guān)的，來同時減少開關(guān)損耗和輸出整流器損耗。進一步的，軟開關(guān)輸入級與具有固有軟開關(guān)能力的第二級結(jié)合，該第二級使用固定占空比、相位偏移的非調(diào)節(jié)逆變器。用于與固定占空比非調(diào)節(jié)逆變器的固有軟開關(guān)結(jié)合的第一級的有源軟開關(guān)電路，充分增加了本發(fā)明所關(guān)注的新型三級電源的效率。
通過在三級電源的第一輸入級使用有源軟開關(guān)電路，第一級的脈沖寬度調(diào)制器變換器具有用于有源變換器開關(guān)的零電壓開關(guān)，以及用于輸出二極管的零反向恢復(fù)電流。這一軟開關(guān)沒有增加電壓或電流應(yīng)力，即這兩者的傳導(dǎo)損耗。用于第一級電源開關(guān)(有源)的軟開關(guān)電路包括使用具有電感支路和電容支路的網(wǎng)絡(luò)的零電壓轉(zhuǎn)換，這兩個支路與有源脈沖寬度調(diào)制電源升壓開關(guān)，和無源輸出開關(guān)或輸出升壓二極管都并聯(lián)。該兩分支網(wǎng)絡(luò)包括由附屬開關(guān)的開關(guān)所控制的電感支路電容支路。附屬開關(guān)也與脈沖寬度調(diào)制電源升壓開關(guān)并聯(lián)，恰好在脈沖寬度調(diào)制開關(guān)接通之前接通一小段時間內(nèi)。網(wǎng)絡(luò)電感器電流逐漸上升直到其斷開輸出整流二極管，采用軟開關(guān)與其交換。電感電流繼續(xù)增加使得脈沖寬度調(diào)制電路兩端的電壓在升壓開關(guān)接通之前的時間變?yōu)榱?。脈沖寬度調(diào)制器開關(guān)的反并聯(lián)二極管因此而前向偏置。在反并聯(lián)二極管導(dǎo)通來提供調(diào)制開關(guān)接通時的零電壓開關(guān)的時候，提供電源開關(guān)的接通信號。接著斷開附屬開關(guān)并接通調(diào)制電源開關(guān)。附屬二極管和電容提供了附屬開關(guān)兩端電壓的緩沖器，使得附屬開關(guān)在關(guān)閉的時候不會受到應(yīng)力。電感分支電流快速的跌落到零，在這個時候附屬開關(guān)斷開。除了當(dāng)主開關(guān)斷開的時候存儲在兩分支網(wǎng)絡(luò)中的能量傳遞到負載之外，工作的剩余部分與傳統(tǒng)脈沖寬度調(diào)制升壓變換器相同。在這些兩分支網(wǎng)絡(luò)的一些描述中，它們作為諧振電路來提及，這在技術(shù)上可能是可靠的，但是對于軟開關(guān)功能是不必要的。
在本發(fā)明的第一級中使用由附屬開關(guān)控制的兩分支電路來為電源開關(guān)和輸出二極管兩者提供軟開關(guān)。Hua的專利5,418,704中描述了這種電路，在這里作為參考引用。第一級的軟開關(guān)以及第二級的固有軟開關(guān)是使用本發(fā)明的效果。
根據(jù)本發(fā)明，提供了用于電弧焊接處理的三相電源。這一電源包括具有AC輸入信號和第一DC輸出信號的輸入第一級；非調(diào)節(jié)DC/DC變換器形式的第二級，具有連接到該第一DC輸出信號的輸入；以具有指定占空比的高頻率開關(guān)的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，將該輸入轉(zhuǎn)變成第一內(nèi)部AC信號；以及，隔離變壓器，具有由該第一內(nèi)部高頻AC信號驅(qū)動的初級線圈、用于產(chǎn)生第二內(nèi)部高頻AC信號的次級線圈以及將該第二內(nèi)部AC信號轉(zhuǎn)變成該第二級第二DC輸出信號的整流器。第二級輸出信號的大小與相位偏移開關(guān)之間固定數(shù)量的交疊有關(guān)，所述開關(guān)使用由脈沖寬度調(diào)制器控制的相位偏移，因此第二級自然地軟開關(guān)。電源中的第三級用于將來自第二級的第二DC輸出信號轉(zhuǎn)換為用于焊接處理的焊接輸出。通過在第一級提供DC/DC變換器，改進了這一三級電源，所述變換器具有具有軟開關(guān)電路的電源開關(guān)。這樣，到第一級的軟開關(guān)電路致意相位偏移非調(diào)節(jié)第二級的固有軟開關(guān)來提高三級電源中前兩級的效率。
根據(jù)本發(fā)明的另一種形式，三級電源第一輸入級的軟開關(guān)電路為具有附屬開關(guān)的有源緩沖器電路，該附屬開關(guān)與電源開關(guān)一致地工作以在兩個開關(guān)轉(zhuǎn)變中將電壓朝零伏正向地驅(qū)動。第一級DC/DC變換器具有輸出或也由第一級軟開關(guān)電路進行軟開關(guān)的升壓二極管。根據(jù)本發(fā)明的另一種形式，第一級的DC/DC變換器具有正的和負的輸出引線，所述引線之間有電容連接，并且有二極管將附屬開關(guān)正端箝位到正性輸出引線。具有在第一級上的有源軟開關(guān)和第二級上的固有軟開關(guān)的獨特組合的三級電源與第三級斬波器一起使用。作為選擇，輸出斬波器具有用于其電源開關(guān)的軟開關(guān)電路。本發(fā)明的所有這些特征改進了具有作為新特征的中心非調(diào)節(jié)隔離級的三級電源，以增加電源的效率，同時保持其三級拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。
本發(fā)明是輸入級和三級電源非調(diào)節(jié)中心級的結(jié)合，其中第一級具有用于升壓電源開關(guān)的有源軟開關(guān)電路和用于相位偏移非調(diào)節(jié)第二級的固有軟開關(guān)。因此，本發(fā)明涉及包括具有AC輸入和第一DC輸出信號的輸入級以及第二級的兩級AC/DC變換器。第二級為非調(diào)節(jié)DC/DC變換器的形式，具有連接到第一DC輸出信號的輸入端；以具有固定占空比的高頻率開關(guān)的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，將輸入轉(zhuǎn)變成第一內(nèi)部AC信號；隔離變壓器，具有由第一內(nèi)部高頻AC信號驅(qū)動的初級線圈、用于產(chǎn)生第二內(nèi)部AC信號的次級線圈和將第二內(nèi)部AC信號轉(zhuǎn)變成第二級第二DC輸出信號的整流器。用于第二級的輸出信號的大小與相位偏移開關(guān)之間固定數(shù)量的交疊有關(guān)。輸入級包括具有軟開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的電源開關(guān)，該網(wǎng)絡(luò)為具有附屬開關(guān)的有源緩沖器電路，該附屬開關(guān)與第一級電源開關(guān)一致地工作。
本發(fā)明主要的目的在于提供一種新型三級電源，其中第一級具有用于快速開關(guān)電源開關(guān)的有源軟開關(guān)電路，第二級為形成隔離級的一部分的非調(diào)節(jié)逆變器，該逆變器基于其幾個開關(guān)的固定的高占空比而具有軟開關(guān)特征。
本發(fā)明另一個目的是提供用于功率轉(zhuǎn)換的兩級逆變器，該變換器包括具有有源軟開關(guān)電路的電源開關(guān)，并且第二級包括具有由相位偏移控制的固定占空比的非調(diào)節(jié)逆變器。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種如上所定義的三級電源，所述三級電源也包括斬波器形式的輸出級，所述斬波器的電源開關(guān)具有無源軟開關(guān)電路。
本發(fā)明進一步的一個目的是提供一種如上所定義的三級電源，該電源包括用于第一級的有源軟開關(guān)電路，用于第二級的固有軟開關(guān)特征，和用于第三級的無源軟開關(guān)電路。
本發(fā)明的這些以及其他目標(biāo)和優(yōu)點在以下與附圖一起進行的描述中將變得明顯。


圖1的結(jié)構(gòu)圖示出了一種三級電源，揭示了本發(fā)明改進的三級電源的一圖23為本發(fā)明第二實施例的布線圖；圖24的布線圖示出了一種三級電源，其中輸出級為具有無源軟開關(guān)電路的斬波器；圖25的布線圖示出了在圖22所示的本發(fā)明實施例中使用的有源軟開關(guān)電路；圖26的布線圖示出了在本發(fā)明優(yōu)選實施例中使用的有源軟開關(guān)電路；以及，圖27為用于圖26所示電路的主電源開關(guān)、附屬開關(guān)的電壓曲線和觸發(fā)信號的曲線圖。
具體實施例方式
三級電源(圖1-21)本發(fā)明是林肯電子公司(Lincoln Electric Company)開發(fā)的電弧焊接中使用的新型三級電源的改進，其中，該電源對于本發(fā)明來說不是現(xiàn)有技術(shù)。新型三級電源具有用于將AC信號轉(zhuǎn)變成第一DC輸出總線信號的輸入級。該輸出總線信號具有固定電壓電平并且導(dǎo)入到圖16所顯示的第二級的輸入端。該三級電源的新型第二級為非調(diào)節(jié)逆變器，該非調(diào)節(jié)逆變器具有隔離特性并且具有與該DC輸入總線信號成比例的第二DC輸出信號或第二DC總線信號。電平關(guān)系由非調(diào)節(jié)逆變器的結(jié)構(gòu)所確定。非調(diào)節(jié)第二級逆變器具有開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其中的開關(guān)以大于18kHz、優(yōu)選為100kHz的高開關(guān)頻率工作。構(gòu)成電源第二級的非調(diào)節(jié)逆變器中開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)頻率允許使用小磁性元件。非調(diào)節(jié)逆變器的隔離DC輸出導(dǎo)入到電源第三級。第三級可以是斬波器或者是由例如焊接操作中的電流、電壓或功率等焊接參數(shù)調(diào)節(jié)的逆變器。在本改進中，該第三級優(yōu)選為斬波器。三級電源的拓撲結(jié)構(gòu)具有產(chǎn)生第一DC信號的輸入級、提供由電源第三級在調(diào)節(jié)焊接操作中所使用電流的隔離固定DC電壓或DC總線信號的第二非調(diào)節(jié)DC/DC級。圖1-3示出了本發(fā)明所針對的三級電源的三個例子。圖1中的電源PS1包括第一級I，第二級II，和第三級III。該實施例中I級包括AC/DC變換器10，用于將AC輸入信號12轉(zhuǎn)變成第一DC總線信號14。輸入信號12為具有可以在200-700伏特范圍內(nèi)變化的電壓的單相或三相AC線電源信號。變換器10顯示為可以是以整流器和濾波器網(wǎng)絡(luò)形式存在的非調(diào)節(jié)器件，用于產(chǎn)生定義為DC#1的DC總線信號14。由于AC輸入信號為線電壓信號，DC總線信號14在電平上通常是均勻的。非調(diào)節(jié)逆變器A為具有隔離變壓器的DC/DC變換器，將DC總線信號14(DC#1)轉(zhuǎn)變成第二DC總線信號或第二DC輸出信號(DC#2)。輸出端20構(gòu)成到III級(變換器30)的電源輸入端。線20上的DC電壓在線B上轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合焊接的電流。反饋控制或調(diào)節(jié)回路C感應(yīng)焊接操作的一個參數(shù)并通過對變換器30的調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)線B上的電流、電壓或功率。盡管可以選擇使用逆變器，而實際中，變換器30為斬波器。通過具有圖1所示的三級電源PS1，第二級開關(guān)網(wǎng)絡(luò)具有通常超過變換器30的開關(guān)頻率的頻率。進一步的，線20的DC電壓(DC#2)大致小于來自級I的線14上的DC電壓(DC#1)。實際中，逆變器A中具有隔離變壓器。變壓器的輸入或初級部分或側(cè)的線圈匝數(shù)大致多于用來產(chǎn)生線20上電壓的次級部分或側(cè)。該匝數(shù)比例在實際中為4∶1，從而線20上的電壓為線14上電壓的1/4。對于DC#1，電壓在實際中在400伏特左右。
本發(fā)明所針對的三級電源的通常拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示；然而，圖2示出了優(yōu)選的應(yīng)用，其中電源PS2具有與電源PS1大致相同的級II和級III；然而，輸入級I的AC/DC變換器40包括由非調(diào)節(jié)DC/DC變換器緊接著的整流器。經(jīng)變換后的信號為線14中的DC信號，作為第一DC總線信號(DC#1)。線14上的電壓根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，如同所示由反饋線42調(diào)節(jié)。這樣，在電源PS2中，輸出焊接變換器30由反饋回路C調(diào)節(jié)。由于變換器40為功率因子校正變換器，它感應(yīng)由線44代表的電壓波形。通過使用電源PS2，第一DC總線信號14為在輸入端12的、具有不同單相或者三相電壓的固定DC電壓。因此，輸出20僅僅是線14上的DC電壓的變換。固定電壓DC#2的電平由隔離變壓器和非調(diào)節(jié)逆變器A中的固定占空比確定。這是采用三個分開的且獨特的級的新型電源的優(yōu)選應(yīng)用，其中級II為用于將固定第一DC輸出或DC總線信號轉(zhuǎn)化成用于驅(qū)動調(diào)節(jié)焊接變換器(例如斬波器或逆變器)的第二固定DC輸出或DC總線信號的非調(diào)節(jié)逆變器。作為另一個選擇，級I可以由來自線20中DC#2總線的反饋來調(diào)節(jié)。這在圖2中由虛線46代表。
圖3的電源PS3為三級電源的另一個應(yīng)用。這不是優(yōu)選的應(yīng)用；然而，本發(fā)明的三級電源可以具有由來自焊接電流輸出B的反饋回路52調(diào)節(jié)的輸入變換器50。通過三級電源的這種使用，變換器50由焊接輸出而不是電源PS2中線14上的電壓來調(diào)節(jié)。通過來自焊接輸出B的調(diào)節(jié)，變換器50同時是功率因子校正級和焊接調(diào)節(jié)器。然而，三級電源的應(yīng)用揭示為完整的技術(shù)揭示。
如前所述，輸入級I將單相或者三相的AC信號12轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭―C總線信號14(DC#1)，供構(gòu)成第二級II的非調(diào)節(jié)逆變器A使用。新型三級電源通常在級I采用DC/DC變換器來產(chǎn)生圖1-3中線14所示的DC電壓。可以選擇級I的DC/DC變換器來在線12上產(chǎn)生想要的電壓。圖4-6顯示了這些變換器中的三個，其中輸入整流器60在線60a，60b提供DC電壓到DC/DC變換器，該變換器可以是分別由圖4，圖5和圖6所示的升壓變換器62，降壓變換器64或升降壓變換器66。通過使用這些變換器，級I的DC/DC變換器引入了功率因子校正芯片，該芯片允許對功率因子進行校正從而減少電源輸入端的諧波失真。功率因子校正輸入DC/DC變換器的使用在焊接技術(shù)領(lǐng)域是公知的，并在很多現(xiàn)有兩級拓撲結(jié)構(gòu)中使用。變換器62，64，和66優(yōu)選包括功率因子校正芯片；然而，這不是必須的。級I的主要目的是在線12上提供DC總線信號(DC#1)(該總線在圖4-6中顯示為線14a，14b)來在線12上產(chǎn)生固定DC總線信號(DC#2)(在相同圖中顯示為線20a，20b)。功率因子校正不需要利用新型三級拓撲結(jié)構(gòu)。圖7顯示了非功率因子校正輸入級，其中整流器60的輸出線60a，60b由大存儲電容68來耦合，從而在線14a，14b產(chǎn)生通常固定的電壓。圖7的級I沒有引入功率因子校正電路或芯片。然而，電源仍然包括三級，其中第二級為非調(diào)節(jié)隔離變換器A來在線20a，20b產(chǎn)生通常固定的電壓。輸入級的另一個改進如圖8所示，其中無源功率因子校正電路70連接到三相AC輸入L1，L2和L3來在線14a，14b(這些線在變換器A的輸入處構(gòu)成DC總線14(DC#1))之間產(chǎn)生通常固定的DC電壓。圖4-8中對改進的級I的揭示在本質(zhì)上僅是代表性的，可以以或者單相或者三相輸入信號來使用其他輸入級，可以使用功率因子校正或者不用。
通過在顯示為線20a，20b的輸出總線20提供低的固定電壓，用于焊接的新型三級電源的第三級可以是斬波器或者其它以超過18kHz頻率工作的變換器。非調(diào)節(jié)逆變器和調(diào)節(jié)輸出變換器的開關(guān)頻率可以不同。實際上，通常斬波器的開關(guān)頻率大致小于非調(diào)節(jié)逆變器A的頻率。圖9所示電源PS4說明了本發(fā)明的使用，其中級III為用于電弧焊接類型的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)變換器100。該變換器由固定輸入DC總線信號20驅(qū)動并由來自焊接操作120的反饋調(diào)節(jié)來提供通過輸出引線102，104的適合焊接的電流。引線102為正極性引線而引線104為負極性引線。根據(jù)基于兩級逆變器的電源的標(biāo)準(zhǔn)輸出技術(shù)，引線102，104導(dǎo)入到標(biāo)準(zhǔn)極性開關(guān)110。該開關(guān)具有第一位置，其中引線102，104導(dǎo)入到焊接操作120的電極，從而極性開關(guān)110的輸出在輸出線110a具有正極性而在輸出線110b具有負極性。這在焊接操作120中產(chǎn)生了電極正性DC焊接處理。開關(guān)網(wǎng)絡(luò)110的極性反轉(zhuǎn)可以在焊接操作中產(chǎn)生電極負性DC焊接處理。這樣，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)極性開關(guān)110的設(shè)置可以進行DC負性或者DC正性的DC焊接處理。以相似的方式，極性開關(guān)110可以在電極正性或者電極負性之間進行選擇，來在焊接操作120中產(chǎn)生AC焊接處理。這是標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，其中極性開關(guān)110從調(diào)節(jié)變換器100驅(qū)動DC輸出端來產(chǎn)生AC焊接處理或者DC焊接處理。該處理由顯示為導(dǎo)入到控制器130的線或回路122的反饋系統(tǒng)調(diào)節(jié)和控制，該控制器用于調(diào)節(jié)變換器100和設(shè)置開關(guān)110的極性(如線132，134分別所示)。通過在級III調(diào)節(jié)焊接操作，級II處的非調(diào)節(jié)逆變器可以具有相對較高的開關(guān)頻率來減小電源第二級內(nèi)的元件尺寸，并且可以具有接近100％的占空比開關(guān)來提高效率。三級電源優(yōu)選實施例采用美國俄亥俄州林肯電子公司(Lincoln Electric Company of Cleveland，Ohio.)創(chuàng)造的“波形控制技術(shù)”。這種類型的控制系統(tǒng)是公知的，并且如圖9A所示例性的顯示，其中，當(dāng)波形生成器152輸出線152a上的電壓時，控制電路150處理波形形狀。該波形形狀由反饋回路12(如具有輸出端156的誤差放大器154所示)控制。這樣，來自波形生成器152的波形形狀由反饋回路122控制并且在輸出線156中產(chǎn)生信號。該線導(dǎo)入到適當(dāng)?shù)摹⒁杂烧袷幤?62的輸出端確定的高頻率工作的脈沖寬度調(diào)制器。該頻率高于18kHz并且通常高于40kHz。調(diào)節(jié)變換器100優(yōu)選工作在低于40kHz。通常為控制器130中數(shù)字電路的脈沖寬度調(diào)制器，其輸出端顯示為用于通過調(diào)節(jié)變換器100控制波形的線132。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程，逆變器100的波形可以具有任何形狀，AC或者DC。這一特征在圖9A的右邊部分作為波形152b，152c和152d來示例顯示。波形152b為AC MIG焊接中使用類型的AC波形，該AC MIG焊接中提供了較高的負性電極安培數(shù)。較高的正性電極安培數(shù)也是常見的。在波形152c中，用于電極正性和電極負性的安培數(shù)都基本相同，而負性電極部分的長度較大。當(dāng)然，可以調(diào)節(jié)AC焊接處理來提供平衡或者非平衡的AC波形(利于負性電極或者正性電極)。當(dāng)極性開關(guān)110設(shè)定為DC負性或者DC正性焊接操作的時候，由波形生成器152控制顯示為波形152d的脈沖焊接波形?？梢杂煽刂破?30控制各種其他波形，包括AC和DC，從而焊接操作120可以調(diào)節(jié)為AC或者DC。進一步的，焊接操作可以為TIG，MIG，淹沒電弧(SubmergedArc)或其他。可以由電源PS4、或其他使用本發(fā)明的電源進行任何處理。電極可以是不可消耗的或可消耗的，例如金屬芯、焊劑芯或?qū)嵭暮附z。根據(jù)所采用的電極可以使用保護氣體或不使用。只進行DC焊接的電源PS4的改進在圖10中顯示為電源PS5。在該電源中，焊接操作120只進行DC焊接操作，從而反饋回路122導(dǎo)入到具有輸出172的控制器170。調(diào)節(jié)變換器100a優(yōu)選為斬波器，來產(chǎn)生線102a，104a之間的DC電壓。如圖9A所示，控制器170由波形生成器152控制。根據(jù)焊接操作120中執(zhí)行的DC焊接處理的需求，線102a，104a的極性可以是電極負性或者是電極正性。調(diào)節(jié)變換器100a比圖9所示電源PS4的焊接輸出端簡化很多。圖9和圖10，以及圖9A所示的控制網(wǎng)絡(luò)或電路150，說明了新型三級電源的多功能性。
對于在這兩種類型的電源中使用的調(diào)節(jié)和非調(diào)節(jié)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，都必需為操作控制器提供電壓。圖11說明了這樣結(jié)構(gòu)和方案，用來得到控制電壓來操作三級電源(例如電源PS6)的各種控制器。使用前置調(diào)節(jié)器的輸出來提供用于前置調(diào)節(jié)器開關(guān)控制器和兩級電源第二級開關(guān)控制器的控制電壓是公知的，并且由在這里作為參考引用的Moriguchi的專利5,926,381所揭示。用于進行焊接操作的輸出斬波器按常規(guī)從到斬波器的輸入DC電壓獲得控制器控制電壓。這兩個公知的技術(shù)在電源PS6中采用。三級電源可以由具有從電源中不同位置得到的電源供應(yīng)的控制器進行操作。具體的說，電源PS6具有電源供應(yīng)180，其具有輸出182以及來自引線14a，14b上的第一DC總線(DC#1)信號的輸入184，186。電源供應(yīng)180包括降壓變換器或反激變換器(未顯示)來將圖2前置調(diào)節(jié)器40輸出端的高電壓減少為線182上的低電壓。該控制電壓可以在5和20伏特之間。線182上的電壓導(dǎo)入到具有輸出引線192的控制器190來根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)進行前置調(diào)節(jié)器40的操作。前置調(diào)節(jié)器具有圖2和3所示的反饋線42，44，但是未在圖11中顯示。非調(diào)節(jié)逆變器A不需要控制器來調(diào)制占空比，或者輸入電壓與輸出電壓之間的固定關(guān)系。然而，它確實需要從來自電源供應(yīng)180的線196中接收控制器操作電壓的控制器194。除了第二級控制器194不是與現(xiàn)有技術(shù)兩級電源中使用相同的調(diào)節(jié)控制器之外，這一配置與Moriguchi的專利5,926,381所揭示的概念相似。作為選擇，電源供應(yīng)PS#3由輸入12的一個相來驅(qū)動以給出如虛線176所示的可選擇電源供應(yīng)電壓。級III的調(diào)節(jié)輸出變換器30具有標(biāo)注為PS#2的電源供應(yīng)200，其具有由顯示為包括引線20a，20b的DC總線20(DC#2)所確定的線202上的控制器電壓。再次的，電源供應(yīng)200包括降壓變換器或反激變換器來將非調(diào)節(jié)變換器A輸出端的DC總線信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣┚哂休敵?12的控制器210使用的較低電壓。如同分別根據(jù)圖1和圖2中的PS1和PS2所討論的，線212上的信號根據(jù)線C上的反饋信號調(diào)節(jié)焊接變換器30的輸出。DC總線信號14(DC#1)和DC總線信號20(DC#2)提供到電源供應(yīng)180，200的輸入端，所述電源供應(yīng)是用來產(chǎn)生用于控制器190，194和210的低電平DC控制電壓的DC/DC變換器。作為虛線220所顯示的可選擇的方案，標(biāo)注為PS#2的電源供應(yīng)180可以提供用于控制器210的控制電壓。圖11已經(jīng)被揭示來說明使用具有控制器的三級電源的多功能性，該控制器可以接收來自顯示為PS#1和PS#2的各種固定DC電壓的減小的供應(yīng)電壓?？梢圆捎闷渌渲脕硖峁┛刂破麟妷海?，以顯示為PS#3的方式，通過一個變壓器連接到AC輸入電壓12的一個相的整流連接。
圖12的電源PS7與具有相同標(biāo)注號碼元件的電源PS6相似。輸出級III為用于將電極E和工件W之間的DC電流導(dǎo)入的斬波器230。電流分流器S提供到控制器210的反饋電壓C。級II的高開關(guān)速度變壓器240具有目前為止所描述的特征，其具有由具有初級線圈252和次級線圈254的變壓器250所提供的隔離。DC/DC變換器240的初級側(cè)為導(dǎo)入一個可選擇電流到初級線圈252的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。來自次級線圈254的整流輸出為變換器240的次級部分或側(cè)。變換器240采用具有由控制器194設(shè)定占空比或者相位偏移的高開關(guān)速度逆變器。在該電源的實際版本中，開關(guān)頻率大約為100kHz。在斬波器230的焊接操作中，占空比保持不變；然而，如具有用于調(diào)節(jié)控制器194的輸出262的“ADJ”電路260所示，可以調(diào)節(jié)逆變器的占空比或者相位偏移。占空比通常接近100％，從而在變換器240初級側(cè)的開關(guān)對以它們的最大時間導(dǎo)通在一起。然而，為了改變第一DC總線14和第二DC總線20之間的固定關(guān)系，電路260可以用于調(diào)節(jié)占空比或者相位偏移。這樣，非調(diào)節(jié)隔離逆變器240變?yōu)榫哂胁煌枪潭ǖ恼伎毡?。然而，占空比通常非常接?00％，從而開關(guān)大致同時被操作。在三級電源的通常應(yīng)用中占空比可能在80-100％之間變化。在新型電源的優(yōu)選應(yīng)用中，圖4所示的升壓變換器62用作功率因子校正輸入級I。該升壓變換器根據(jù)具有前述控制電壓182的控制器190而工作。根據(jù)該微小的修改，電源供應(yīng)270具有由通過單相或三相AC輸入12的一個相的線274連接的變壓器。電源供應(yīng)270中的整流器和濾波器產(chǎn)生最優(yōu)虛線276中的低控制電壓，用于按照需要代替線182中的控制電壓使用。這兩個選擇不影響電源PS7的操作特性。用于電弧焊接的三級電源的其他修改可以從前面的描述和焊接領(lǐng)域的公知技術(shù)獲得。
輸入級I通常包括圖4-8所示的整流器或者功率因子校正DC/DC變換器。這些輸入級可以用于表示為輸入12的各種電平的單相和三相AC信號。參考圖13-16中的電路，揭示了三相AC輸入電源的輸入級的某種形式。這些電路中的每個具有三相輸入和以輸入級的低諧波失真因子和高功率因子獲得的DC總線輸出(DC#1)。圖1-12的揭示通常適用于新型三級電源；然而，使用的特定級I與現(xiàn)有技術(shù)兩級電源或者新型三級電源都相關(guān)。圖13中，級I的輸入電路300包括具有輸出引線302a，302b的三相整流器302。升壓開關(guān)310與電感312，二極管314和并聯(lián)電容316串聯(lián)。適當(dāng)電路320(作為標(biāo)準(zhǔn)功率因子校正芯片)具有用于確定輸入電壓的輸入322，調(diào)節(jié)反饋線322a和用于操作升壓開關(guān)來使輸入12中的電流與輸入電壓具有大致相同的相位的輸出324。該芯片為可以用于本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)三相功率因子校正升壓變換器芯片，也用于常規(guī)兩級電源。以相似的方式，圖14所示輸入電路330具有如前所述具有輸出引線302a，302b的三相整流器302。保括電感350，二極管352和電容356，358的升壓電路用于與開關(guān)340，342連接，來提供電路330輸出端的電流和輸入電壓12之間的協(xié)調(diào)。為了實現(xiàn)這一目的，控制芯片360根據(jù)輸入366中的感應(yīng)電壓和線367，368中的反饋調(diào)節(jié)信號提供線367，368中的選通脈沖。這是提供形成兩級電源或新型三級電源輸入的類型的三相功率因子校正的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有源三級電路300，330在三相輸入上操作時提供大約為0.95的輸入功率因子。在具有單相AC輸入時，級I的功率因子可以向上校正到大約0.99。由于三相電源通常只能校正到較低程度，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用于兩級電源或新型三級電源輸入級I的無源電路在某種程度上與有源功率因子校正電路的能力相當(dāng)。圖15顯示了標(biāo)準(zhǔn)無源電路400，其中三相中的每一相由三相整流器302整流，該整流器302通過輸出引線302a，302b將DC電流導(dǎo)入到包括電感412和電容414的濾波器電路。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)例如圖15所示的無源電路可以將三相輸入的功率因子校正到通常大約為0.95范圍內(nèi)的程度。這在某種程度上與三相輸入電路有源功率因子校正電路的能力相當(dāng)。圖16顯示了降壓升壓輸入電路420。線302a，302b上的整流電流首先由開關(guān)422使用具有來自輸入12的電壓波形信號的線#32的標(biāo)準(zhǔn)功率因子校正芯片430進行降壓，也驅(qū)動芯片434操作升壓開關(guān)440。開關(guān)422，440一致的工作，使用包含電感器450，二極管452和電容454的電路來控制輸入功率因子。電路300，330，400和420為使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)三相無源功率因子校正電路以及由輸入電壓波形和DC#1電流控制的可用開關(guān)。圖13-16為可以對三級電源第一級進行的某種修改的說明。當(dāng)然，存在其他技術(shù)來提高功率因子并且同時減小用于驅(qū)動電弧焊接電源的類型的DC和AC信號的諧波失真。
級II的非調(diào)節(jié)逆變器A可以使用各種逆變器電路。優(yōu)選電路如圖17所示，其中逆變器在到隔離變壓器250初級線圈252的輸入定義的初級部分或側(cè)和由次級線圈254輸出所定義的次級部分或側(cè)之間被分開。首先說明變換器A的初級部分或側(cè)，采用了全橋電路500，其中跨接在電容548上的成對開關(guān)SW1-SW3和SW2-SW4由引線502，504連接。開關(guān)分別由線510，512，514和516的選通脈沖以可變順序加電?？刂破?94輸出線510-516中的選通脈沖以及如前所述由來自電路260的線262上的邏輯所確定的調(diào)節(jié)占空比。通過改變線510和512以及線514和516的相位偏移控制占空比。電路260調(diào)節(jié)成對開關(guān)的占空比或相位偏移。該調(diào)節(jié)在逆變器A的操作中是固定的。實際中，電路500具有大約100％的占空比或相位偏移，其中每對開關(guān)具有最大的重疊導(dǎo)通周期。如前所述的，控制器194也具有來自由線196所示的適當(dāng)電源供應(yīng)的控制電壓。在電路500的操作中，通過初級線圈252導(dǎo)入可變電流。該電流具有通常至少大約100kHz的超高頻率，從而可以減小元件的尺寸，重量和成本。高開關(guān)頻率不是焊接操作所規(guī)定的，而是為三級電源的非調(diào)節(jié)級A的效率而選擇的。塊電容與初級線圈串聯(lián)來防止非調(diào)節(jié)選通驅(qū)動信號帶來的飽和。逆變器A的次級部分或側(cè)為具有同步整流器件522，524的整流器520。同步整流器件在通常電機工程技術(shù)領(lǐng)域是公知的，并且由在這里參考引用的Boylan的專利6,618,274所討論。這些器件由線526，528上的，在次級線圈254相反端根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)產(chǎn)生的信號選通。引線530，532和534形成整流器520輸出引線來產(chǎn)生通過引線20a，20b的DC電壓(DC#2)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)焊接技術(shù)，電流通過扼流器544進行平滑并且跨過電容546。逆變器A為非調(diào)節(jié)的，這意味著它不是由來自焊接操作的實時反饋信號進行調(diào)節(jié)的。它僅將DC總線信號12(DC#1)轉(zhuǎn)變?yōu)镈C總線信號20(DC#2)。這一轉(zhuǎn)變允許導(dǎo)入到使用逆變器A的電源的調(diào)節(jié)第三級的電壓充分的減小。電壓減小主要由變壓器250線圈匝數(shù)比決定，在優(yōu)選實施例中該比例大約為4∶1。對于DC#1，電壓大約為400伏特。這樣，輸出總線20的固定電壓大約是第一級輸出總線12固定電壓的1/4。在這里作為背景信息參考引用的Dr.Ray Ridley的標(biāo)題為“The incredible Shrinking(Unregulated)Power Supply”文章中包含了非調(diào)節(jié)級的幾個優(yōu)點。一個基本的優(yōu)點是將頻率增加到超過100kHz來減小逆變器級的尺寸和成本。
不同的電路可以用作構(gòu)成本發(fā)明新型級II的非調(diào)節(jié)變換器A。逆變器的特定類型不是控制。已經(jīng)使用了幾種逆變器。在圖18-21中說明了一些逆變器。在圖18中，逆變器A顯示為在變壓器250的初級側(cè)使用全橋電路600。如同參考圖17所示逆變器A版本所解釋的，開關(guān)和二極管并聯(lián)電路602，604，606和608根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)相位偏移全橋技術(shù)而工作。逆變器A內(nèi)部工作的修改如圖19所示，使用了具有串聯(lián)的開關(guān)電路610，612和614，616的級聯(lián)橋。這些開關(guān)電路與半橋相似的工作，包括為與電容620并聯(lián)且與二極管622、624串聯(lián)的開關(guān)電路提供能量的輸入電容548a，548b。這兩個開關(guān)電路串聯(lián)，從而當(dāng)使用與用于圖17的全橋變換器的技術(shù)相似的相位偏移控制技術(shù)的時候，單個開關(guān)上具有降低的電壓。在這里參考引用的Canales-Abarca的專利6,349,044中揭示了這種類型的逆變器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其中說明了使用級聯(lián)橋的逆變器，有時也稱為三電平逆變器(Three Level Inverter)。圖20說明了雙前向逆變器(Double Forward Inverter)，其中開關(guān)630，632在變壓器250a初級線圈的部分252a中提供脈沖。以相似的方式，開關(guān)634，636一致地工作以在初級部分252b提供相反極性的脈沖。該交互脈沖在變壓器250a初級線圈產(chǎn)生AC，從而在次級線圈254中產(chǎn)生隔離的DC輸出。圖21中以逆變器A的結(jié)構(gòu)顯示了標(biāo)準(zhǔn)半橋電路。該半橋電路包括交替開關(guān)的開關(guān)640，642以在變壓器250初級線圈252產(chǎn)生AC?？梢允褂眠@些或者其他開關(guān)電路以在變壓器250初級線圈產(chǎn)生AC信號，從而對次級隔離的AC信號進行了整流并作為DC#2從引線20a，20b輸出。特定代表性標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)電路的描述僅是說明性的，而不能認為是窮舉的。在第二級中不進行焊接電流的控制。在該級中，為了驅(qū)動第三級的目的，具有高電壓的DC總線信號被轉(zhuǎn)換成具有低電壓的固定DC總線信號(DC#2)，該第三級是為電弧焊接提供適合電流的調(diào)節(jié)級。電弧焊接引入并且試圖包括其他焊接相關(guān)應(yīng)用，例如等離子體焊接的概念。在三級中使用的各種電路可以組合來構(gòu)成用于三級電源基本拓撲結(jié)構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)。
較佳實施例(圖22-24)在圖22中，改進的三級電源的前兩級包括圖17所最優(yōu)顯示的非調(diào)節(jié)變換器A，其中線14a，14b之間的輸入DC信號由顯示為具有由線604中的選通信號開關(guān)的電源開關(guān)602的升壓變換器600的新型第一輸入級提供。開關(guān)602在附屬開關(guān)628接通之后接通。線192和192a中選通信號時間設(shè)定由功率因子校正控制器194進行。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)升壓技術(shù)，線192中的高頻信號引起具有反并聯(lián)二極管602a的主電源開關(guān)602柵604中的高頻開關(guān)信號。按照以前的討論控制柵604上信號的時間設(shè)定，來獲取在輸入引線12a，12b上產(chǎn)生整流信號的電源的功率因子校正。由開關(guān)602和整流器二極管將引線12a，12b上的DC信號轉(zhuǎn)換成引線14a，14b上的DC總線信號。本發(fā)明涉及具有包括具有電感622的第一支路和具有寄生電容624的第二支路的網(wǎng)絡(luò)的有源軟開關(guān)電路620的使用。網(wǎng)絡(luò)由串接的附屬開關(guān)628操控。一些討論以儲能電路和諧振電路區(qū)分這兩個支路。這在技術(shù)上是合理的，但是對于軟開關(guān)功能是不必需的。電容624和電感622形成用于軟開關(guān)601的濾波器電路，其中電容640通過二極管D2引起升壓二極管軟電壓接通。該升壓二極管有時以輸出或者整流二極管來提及。電路620為有源軟電路，其在開關(guān)事件時控制跨過電源開關(guān)602以及輸出二極管610的電壓和電流。這樣，升壓變換器600中的電源開關(guān)606以及升壓或輸出二極管610通過軟開關(guān)進行了變換。這一特征使得該開關(guān)技術(shù)對于升壓二極管受到嚴重反向恢復(fù)問題的高壓變換應(yīng)用特別有吸引力。例如，在功率校正升壓電路中，電源開關(guān)和整流器二極管都經(jīng)受高電壓。通過采用的傳統(tǒng)脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，由于少數(shù)整流器二極管610的反向恢復(fù)，高開關(guān)損耗、高EMI噪聲以及器件失效問題變得更加顯著。因此為功率開關(guān)602以及二極管610都使用軟開關(guān)是有好處的。逆變器中開關(guān)的電壓和電流的波形除了在接通和關(guān)斷開關(guān)間隙發(fā)生零電壓開關(guān)轉(zhuǎn)換的時候，基本是方波。電源開關(guān)和升壓二極管都經(jīng)受了最小電壓和電流應(yīng)力。由于其只處理少量的諧振轉(zhuǎn)換能量，附屬開關(guān)628與主開關(guān)相比可以非常小。由于在沒有增加開關(guān)電壓和開關(guān)電流下實現(xiàn)了軟開關(guān)，當(dāng)使用有源電路620的時候傳導(dǎo)損耗沒有實質(zhì)增加?；旧?，選擇電路620以在電源開關(guān)602的轉(zhuǎn)換中(可選擇地，在輸出二極管610的轉(zhuǎn)換中)提供電流和電壓兩者中的軟開關(guān)。這樣，使用兩級變換器來將線12a，12b上的DC信號轉(zhuǎn)換成線20a，20b中的DC信號。通過在升壓變換器600具有軟開關(guān)電路并使用非調(diào)節(jié)逆變器A的固有軟開關(guān)，徹底地增進了兩級器件的效率。因此，圖22所示兩級DC/DC變換器對于三級焊接電源輸入側(cè)是實質(zhì)性的進步。在工作中，線192中超過18kHz的高頻開關(guān)信號首先通過192a中的選通信號給附屬開關(guān)628加電壓，從而激活由電感622和電容624形成的諧振儲能電路。開關(guān)628接通以后，主開關(guān)602接通。這引起在電流和電壓兩者中的軟開關(guān)。同時，電路620的無源部分控制通過輸出整流器二極管610的電壓和電流。附屬開關(guān)628的正極性側(cè)由二極管D1箝位到電容640。這將軟開關(guān)電路箝位到正性輸出，具有電感和電容支路的該軟開關(guān)電路在工作中不浮空。標(biāo)題為“HighEfficiency Telecom Rectifier Using a Novel Soft-Switching Boost-Based InputCurrent Shaper”的1991年IEEE文章中討論了圖22所示電路。該文章在這里作為參考引用。在標(biāo)題為“A New ZVT-ZCT-PWM DC-DC Converter”的2004年IEEE文章中描述了用于電源開關(guān)602的相似的軟開關(guān)電路。用于電源開關(guān)602的這一相似類型的有源軟開關(guān)電路如圖23所示，其中對于圖22所示相同元件使用相同數(shù)字。有源軟開關(guān)電路700具有諧振電感704，706，該諧振電感劃分為段并且通過公共核心705耦合。電流分別控制二極管704a，706b。這些二極管與多個電感串聯(lián)，該多個電感依次與寄生電容708并聯(lián)。附屬開關(guān)710具有反并聯(lián)二極管712，使得開關(guān)710根據(jù)前面討論的圖22中附屬開關(guān)628而工作。軟開關(guān)電路700包括用于控制通過輸出整流器610的電壓的電壓控制電容720。為了將附屬開關(guān)710的正性側(cè)箝位到輸出引線14a，提供了單個二極管730。該二極管作為圖22所示二極管D1，D2來工作。軟開關(guān)電路700提供為跨過開關(guān)602的電壓和電流提供軟開關(guān)并在整流器二極管610的開關(guān)中控制電壓和電流。這樣，電路700基本上以與前面討論的軟開關(guān)電路600相似的方式工作。本發(fā)明涉及用于電源開關(guān)602(可選擇地用于整流器二極管610)的有源軟開關(guān)電路。軟開關(guān)電路的拓撲結(jié)構(gòu)可以分別以由圖22，23所示的優(yōu)選軟開關(guān)電路600，700而變化。開關(guān)SW1，SW2，SW3和SW4為具有反并聯(lián)二極管的固體開關(guān)(例如二極管602a)。進一步的，電容506a防止變壓器核心250a的飽和。
通過為三級電源升壓輸入級提供有源軟開關(guān)電路，輸入級的工作結(jié)合了第二非調(diào)節(jié)變換器級的固有軟開關(guān)特性來提供提高新型三級電源(圖1-21所示)效率的兩級輸入。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)電路700在開關(guān)602的高速開關(guān)中推動該電壓下降到接近零。電路600降低該電壓，但是使用電路600的開關(guān)中，該電壓不是嚴格為零。實際上，其可以為50伏特。因此，軟開關(guān)電路600由于較低成本而被優(yōu)選，軟開關(guān)電路700由于具有在開關(guān)602的開關(guān)中推動實際電壓下降到接近零的能力而供選擇。這些區(qū)別是說明兩種在上述新型三級電源輸入級使用的分立有源軟開關(guān)電路的原因。
圖24再次顯示了圖12所示的三相電源，其中斬波器230顯示為具有由來自控制器210的線212上的高頻選通信號控制的電源開關(guān)750。通過讀取分流器S產(chǎn)生來自電流感應(yīng)器件760的線762上的反饋信號。以相似的方式，從電壓感應(yīng)器件770通過線772導(dǎo)入電壓反饋信號到控制器210。這兩個控制信號控制在用于操作斬波器230的電源開關(guān)750的控制器210中的脈沖寬度調(diào)制器的工作。輸入電容780根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用控制通過輸入引線20a，20b的電壓。本發(fā)明可選擇的形式是為斬波器230提供無源軟開關(guān)電路800，斬波器的無源軟開關(guān)與輸入級的有源軟開關(guān)以及第二級的固有軟開關(guān)結(jié)合，來增加圖12所示并由圖1-21所描述的三級電源的效率。軟開關(guān)電路800為通用的軟開關(guān)電路。該電路包括用于控制通過電源開關(guān)和二極管D4的電流的電感802。電容806在開關(guān)操作中控制通過電源開關(guān)的電壓。電容804和806由二極管D1，D2，D3和D4連接。這兩個電容控制通過二極管D4的電壓。這樣，電源開關(guān)750和二極管D4在開關(guān)操作中，在電流和電壓中都被軟開關(guān)。加州大學(xué)標(biāo)題為“Properties and Synthesis of Passiv，Lossless Soft SwitchingPWM Converters.”的文章中說明了這種電路。這一1997年五月的文章在這里作為參考引用，來說明通常使用的軟開關(guān)電路800的工作。本質(zhì)上，斬波器230包括具有軟開關(guān)電路的電源開關(guān)，以在接通和斷開過程中控制電流和電壓兩者。換言之，輸出斬波器230提供有軟開關(guān)電路，該軟開關(guān)電路在開關(guān)操作中的適當(dāng)時間控制電壓和電流兩者。
圖1-21所描述的三級電源提供了具有有源軟開關(guān)電路的輸入級，該輸入級與非調(diào)節(jié)逆變器A的固有軟開關(guān)結(jié)合，從而通過減少電源輸入端的開關(guān)損耗和傳導(dǎo)損耗來提高整體效率。作為選擇，斬波器輸出級具有無源軟開關(guān)電路來提供廉價的最后級。斬波器可以是分立的可替換模塊，不需要電路修改來象有源軟開關(guān)電路所需要的那樣控制附屬開關(guān)。三級電源輸入部分包括與非調(diào)節(jié)相位偏移脈沖寬度調(diào)制級結(jié)合的有源功率因子校正級。前兩級的這一新型結(jié)合對于電弧焊接非常有效并且作為電弧焊來說是廉價的拓撲結(jié)構(gòu)。
如圖22，25和26所示，第一級600為升壓類型的DC/DC變換器，其包括耦合在輸入引線12a和主內(nèi)部節(jié)點603之間的電感644，耦合在內(nèi)部節(jié)點603和較低變換器輸入引線12b之間的、具有二極管602a的主開關(guān)器件602。主整流器610，在節(jié)點603耦合其正極，并且在輸出引線14a耦合其負極?？蛇x擇的輸出濾波器548通過輸出引線14a，14b連接。如同在常規(guī)升壓變換器的操作中那樣，主開關(guān)由位于其控制柵極的脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制信號激活，從而在導(dǎo)通(ON)狀態(tài)和非導(dǎo)通(OFF)狀態(tài)(放電階段)之間切換，在導(dǎo)通狀態(tài)中內(nèi)部節(jié)點603被驅(qū)動到大致為較低引線12b的電壓(充電階段)。在每個充電階段之前，假設(shè)主開關(guān)器件602已經(jīng)處于非導(dǎo)通狀態(tài)(OFF)相對較長的時間，通過輸出電容548的電壓等于輸入電壓加上電感644的電壓。主開關(guān)602的關(guān)閉將節(jié)點603的電壓大致帶到較低引線12b的電壓，因而輸入電壓加到電感644兩端(端12a相對節(jié)點603為正性)并且主二極管610防止濾波器電容548通過主開關(guān)602放電。通過電感644的電壓引起流過其中的電流隨時間增加，從而在電感644中存儲了相應(yīng)的能量。此后，主開關(guān)602被關(guān)閉(OFF)來開始放電階段。將開關(guān)602置于非導(dǎo)通狀態(tài)引起主電感電壓變化，使得節(jié)點603的電壓升高來將流過電感644的電流保持在常數(shù)，其中為了電感電流的持續(xù)流動，節(jié)點603的電壓必需升到足夠高來前向偏置二極管610(例如接近跨過電容548的輸出電壓加上二極管降落)，其中在放電階段中電感電壓改變極性。對于大輸出電容548，引線14a和14b之間的輸出電壓在放電階段中保持常數(shù)，其中充電和放電(主開關(guān)602接通和斷開的切換)以適當(dāng)?shù)姆答伓貜?fù)進行，從而調(diào)節(jié)開關(guān)控制信號的脈沖寬度調(diào)制，使得通過電容548的輸出電壓可以保持在需要的DC數(shù)值。
通常，需要將電源中每一級的效率最大化，其中將主開關(guān)602的接通狀態(tài)電阻，二極管正向電壓降落，以及主二極管610的反向恢復(fù)時間等級被理想化地最小化來抗擊傳導(dǎo)損耗。另一個考慮是將在變換器級600中的開關(guān)損耗和噪聲產(chǎn)生最小化，其中需要控制開關(guān)602和二極管610的轉(zhuǎn)換發(fā)生的條件。具體而言，在升壓變換器600中可以優(yōu)先采用軟開關(guān)電路來提供零電壓開關(guān)接通或斷開，以及二極管610的零電壓或零電流斷開。缺少反測量，主開關(guān)602的開關(guān)引起對開關(guān)602和/或?qū)χ鞫O管不期望的功率損耗和應(yīng)力。因此，在升壓變換器級600中采用軟開關(guān)或緩沖器電路來提供這些元件的低電流或低電壓開關(guān)。在這一點上，可以使用軟開關(guān)電路以在開關(guān)602斷開的時候?qū)⑼ㄟ^開關(guān)602的電壓升高率最小化(例如節(jié)點603處的dv/dt)，并在開關(guān)602接通的時候?qū)⑼ㄟ^開關(guān)602的電壓最小化，同時在二極管610的反轉(zhuǎn)中將其電壓或電流中的一個或者兩者都最小化，以減少開關(guān)損耗和噪聲發(fā)射。
可以在圖24所示三級電源升壓級600中使用Hua的專利5,418,704所說明的軟開始開關(guān)電路。該專利由參考引用，并且與圖25所示第一實施例電路以及圖26所示優(yōu)選實施例電路不同。Hua的專利5,418,704所說明的軟開關(guān)電路采用具有諧振電感和電容的附屬開關(guān)，來提供升壓變換器主開關(guān)和輸出二極管零電壓切換。該公開中以諧振電路提及本發(fā)明的兩支路網(wǎng)絡(luò)。在Hua的專利中，附屬開關(guān)和諧振電感跨過主變換器開關(guān)而串行連接。附屬開關(guān)在接通主開關(guān)稍前進行開關(guān)，從而諧振電感為耦合到正性變換器輸出引線的二極管，來限制主二極管電流的變化率。Hua的附屬開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的激活也將內(nèi)部節(jié)點放電到零伏特，從而保證了主開關(guān)大致在零伏特接通。然而，Hua在主晶體管斷開時受到硬開關(guān)條件的影響。具體而言，Hua的上部主開關(guān)端電壓在諧振電感可以將任何電流傳導(dǎo)到輸出端之前必須高于變換器輸出電壓，因而Hua的諧振電感在晶體管斷開過程中引起非常快速的晶體管電壓升高(高dv/dt)，導(dǎo)致不可接受的開關(guān)損耗。
如圖25和26所示，典型升壓變換器600包括有源軟開關(guān)電路601或601a，分別用于提供主開關(guān)602和主二極管610的軟開關(guān)。圖25的典型軟開關(guān)電路606(本發(fā)明的原始版本)為三端網(wǎng)絡(luò)，其具有跨過主開關(guān)602耦合的第一和第二端，以及耦合到主二極管610負端的第三端。軟開關(guān)電路或網(wǎng)絡(luò)包括電感622、具有二極管630的附屬開關(guān)器件628。第一和第二二極管D1和D2，與電容624和640一起構(gòu)成三端緩沖器電路606。主和附屬開關(guān)器件602和628可以是根據(jù)位于其控制端的控制信號，在其第一和第二電源端之間選擇性的提供通常傳導(dǎo)和通常非傳導(dǎo)狀態(tài)的任何適當(dāng)電路，包括但不局限于三極管晶體管、金屬-氧化層-半導(dǎo)體(MOS)器件、隔離柵三極管晶體管(IGBTs)等。電感622位于與開關(guān)602并聯(lián)的第一支路中。電感622具有耦合到主電感644的第一端和連接到第一中間電路節(jié)點607的第二端。附屬開關(guān)器件628耦合在節(jié)點607和變換器引線12b，14b之間。二極管630可以是附屬開關(guān)器件628的體二極管或者可以是分立的元件。二極管630的正極耦合到下部變換器引線12b，14b，并且其負極耦合到位于附屬開關(guān)628和諧振電路622連接處的節(jié)點607。與Hua的電路相似，電容624跨過主開關(guān)602耦合在電路606中。然而，不象Hua，圖25中軟開關(guān)電路606具有第二中間節(jié)點609，其具有耦合在節(jié)點603和609之間的第二電容640。軟開關(guān)電路或網(wǎng)絡(luò)601的第一二極管609具有耦合到第一內(nèi)部節(jié)點607的正極和耦合到第二內(nèi)部節(jié)點609的負極。二極管D2具有耦合到第二內(nèi)部節(jié)點609的正極和耦合到位于上部變換器輸出端14a的主二極管負極的負極。
作為Hua的具有附屬開關(guān)硬開關(guān)的技術(shù)發(fā)展，圖25的軟開關(guān)電路601為主開關(guān)602和主二極管610兩者以及附屬開關(guān)628的接通和斷開提供軟開關(guān)操作。這一改進得到了更好的效率，較低的元件應(yīng)力，以及較低的噪聲生成。在接通主開關(guān)602之前，當(dāng)節(jié)點603的電壓等于輸出電壓的時候?qū)Ω綄匍_關(guān)628進行接通，其中附屬開關(guān)628的斷開引起通過諧振電感622的電流升高到主電感器電流的水平，主二極管610由此反向。隨著二極管610恢復(fù)電壓反向并且開始阻斷來自輸出端的電流，來自電感644和622的電流對電容624放電，其中跨過二極管610的電壓在反向中保持很小來將二極管開關(guān)損耗和噪聲生成最小化。當(dāng)電容624放電以后(例如當(dāng)跨過開關(guān)602的電壓為零)，主開關(guān)602隨之接通，附屬開關(guān)628斷開。通過諧振電感622的電流通過二極管D1對第一諧振電容640充電，也對附屬開關(guān)628的任何寄生電容充電，從而節(jié)點607和609的電壓向變換器輸出的電平升高，并且二極管D2開始導(dǎo)通。將來自電感622的任何剩余能量通過二極管D1和D2提供給輸出端。當(dāng)開關(guān)電壓基本為零時，主開關(guān)602接著斷開(在根據(jù)基于輸出電平反饋的電流脈沖寬度調(diào)制的時間上)。通過主電感644的電流對電容624充電并通過二極管D2對諧振電容640放電。這一動作引起節(jié)點607的電壓升高到輸出值，此后主二極管610再次開始將電流傳導(dǎo)到輸出端。
在圖25的電路606的工作中，當(dāng)主開關(guān)602開始關(guān)斷的時候，主電感器電流流過電容640和第二二極管D2，主二極管610在諧振電容640放電以后開始導(dǎo)通，其中跨過第一電容640的電壓為其電容、主電流電平、脈沖寬度調(diào)制主開關(guān)602占空比的函數(shù)。以這種方式，可以通過保證在二極管開始導(dǎo)通電流到輸出電容548時的零電壓，將主二極管610的開關(guān)損耗減小或最小化。在主開關(guān)處于接通狀態(tài)時，由于第一二極管D1防止了電容充電(除了在附屬開關(guān)628首先斷開并且節(jié)點607的電壓高于跨過電容640的電壓時)，跨過第一諧振電容640的電壓保持為常數(shù)。理想地，如果在主開關(guān)接通的升壓階段中諧振電容640完全放電，主開關(guān)602具有零電壓斷開條件。然而，如果諧振電容640沒有完全放電主，開關(guān)602將受到非零斷開電壓。另外，電容640在附屬開關(guān)628斷開時可以僅為附屬電感622提供電流旁路通路，沒有為圖25的軟開關(guān)電路606中附屬電路環(huán)路中的寄生電感提供有效的旁路傳導(dǎo)通路。因此，附屬開關(guān)628從接通到斷開的轉(zhuǎn)換可以在非零電壓進行，從而可能有開關(guān)損耗和噪聲產(chǎn)生，以及對開關(guān)628的可能應(yīng)力。
圖26說明了軟開關(guān)電路606a的優(yōu)選實施例和優(yōu)選設(shè)計，并且根據(jù)本發(fā)明，去除了電容624。第二電容640a耦合在內(nèi)部節(jié)點609和下部變換器引線12b，14b之間，從而從電容640和640a的串聯(lián)組合(該串聯(lián)組合作為跨過主開關(guān)602的并聯(lián)支路)中得到了凈電容。下部(第二)電容640a通過二極管D1跨過附屬開關(guān)628并聯(lián)。在一個特定的應(yīng)用中，下部電容640a大體上小于上部電容640。這樣，與圖25的軟開關(guān)電路不同，圖26的電路601a在第二內(nèi)部節(jié)點609和下部變換器引線12b，14b之間以兩個電容640，640a提供了電容624。這種幾何形狀幫助為附屬開關(guān)628提供軟開關(guān)(例如減小跨過開關(guān)628的dv/dt)。
現(xiàn)在參考圖27，曲線圖800示出了升壓變換器級600中分別與主和附屬開關(guān)602和628相關(guān)的各種典型波形。同時顯示了圖26的典型有源軟開關(guān)電路601a。曲線圖800示出了對應(yīng)附屬開關(guān)控制電壓信號的電壓波形810(根據(jù)開關(guān)類型，例如柵極信號VGS，基極信號VBE等)，代表跨過附屬開關(guān)628的電壓(例如內(nèi)部節(jié)點607和下部變換器引線12b，14b之間的電壓)的電壓波形820，以及說明通過附屬開關(guān)628的開關(guān)電流的電流波形830。此外，曲線圖800也提供了說明主開關(guān)602控制電壓信號的電壓波形840，以及代表跨過主開關(guān)602的電壓(例如節(jié)點603和下部變換器引線12b，14b之間的電壓)的電壓波形850。
曲線圖800示出了變換器級600的典型開關(guān)周期中的各種離散時間，包括主開關(guān)602斷開(例如電壓波形840下降沿)的時間870，附屬開關(guān)628接通(控制信號810的上升沿)的時間872，以及附屬開關(guān)628斷開而主開關(guān)602接通(波形810下降沿和波形840上升沿)的時間874。雖然顯示為在時間874同時切換，附屬開關(guān)628可以可選擇地在主開關(guān)接通時間之前、同時或之后斷開，其中認為所有這種各種應(yīng)用落入本發(fā)明以及所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。在圖26所示電路示例說明的應(yīng)用中，主開關(guān)602在時間870斷開，其后如曲線圖800中部分852和部分822分別所示，跨過主和附屬開關(guān)602和628的電壓(例如節(jié)點603和607的電壓)升高。注意到，跨過主開關(guān)602的電壓曲線850在主開關(guān)在時間870接通時為零，從而減輕了任何對應(yīng)的開關(guān)損耗和/或噪聲發(fā)射。如圖27所示，開關(guān)電壓曲線820和850在部分824和部分854保持基本常數(shù)直到附屬開關(guān)628接通的時間872(主開關(guān)602保持斷開)為止，其數(shù)值通常等于跨過輸出濾波器電容548的電壓的數(shù)值(VOUT)，從而附屬開關(guān)電壓在點826降落到零。注意到，附屬開關(guān)電流曲線830在時間872大致為零，從而附屬開關(guān)628不會受到顯著的接通開關(guān)損耗。此后，在時間874，主開關(guān)602再次接通。注意到，在時間872和874之間，主開關(guān)電壓曲線850在開關(guān)602接通之前通常在部分856降落到零，因此提供了零電壓接通條件來將主開關(guān)602的開關(guān)損耗和噪聲產(chǎn)生最小化。此外，與上面圖25中電路或者網(wǎng)絡(luò)601不同，附屬電流曲線830在附屬開關(guān)接通時間872之后在部分832開始增加，但接著在附屬開關(guān)斷開時間874之前在部分834減少到接近零，從而附屬開關(guān)的斷開為具有最小化(例如零)開關(guān)損耗和噪聲發(fā)射的軟開關(guān)事件。主開關(guān)602接著在874大致零伏特接通，并且附屬開關(guān)電壓820在部分828增加直到通過諧振電感622的電流降落到零的時間。此后，該周期繼續(xù)直到下一個時間870，在該時間上，主開關(guān)602再次斷開，其中主開關(guān)602在給定周期中保持接通的時間量可以通過脈沖寬度調(diào)制或者其他適合的技術(shù)由輸出調(diào)節(jié)條件確定。圖26的電路601a提供了附屬開關(guān)628的軟開關(guān)，而電路601中的附屬開關(guān)628具有硬斷開。這是由圖26的優(yōu)選電路601a獲得的明顯進步。
圖25和26的軟開關(guān)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)601，601a分別包括與主電源開關(guān)602并聯(lián)的兩個并聯(lián)支路。第一支路包括控制到附屬開關(guān)628、開關(guān)602以及二極管610的電流的電感622的電感，而第二支路具有控制跨過開關(guān)602的電壓的電容。圖26中，該并聯(lián)支路分為兩個電容，其中之一控制跨過附屬開關(guān)628的電壓。
圖26的電容640，640a的電容通常等于圖25電容624的電容。電容640在開關(guān)628斷開時對其進行軟開關(guān)。隨著開關(guān)628斷開，電容640a處于零電壓。它緩慢的充電來提供軟斷開。當(dāng)開關(guān)628接通，開關(guān)中的電流通過電感622緩慢的增加，并且二極管610由電感中電流緩慢的增加而斷開。這樣，網(wǎng)絡(luò)601a在接通和斷開周期期間軟開關(guān)開關(guān)628，并且控制通過升壓或輸出二極管610的電流。這是對圖25的網(wǎng)絡(luò)601的改進。
所揭示的各種開關(guān)電路和電源拓撲結(jié)構(gòu)可以以多種方式結(jié)合來完成所要求保護的發(fā)明的目標(biāo)和優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種三級電源，包括具有AC輸入信號和第一DC輸出信號的輸入第一級；非調(diào)節(jié)DC/DC變換器形式的第二級，具有連接到所述第一DC輸出信號的輸入；以具有指定占空比的高頻率開關(guān)的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，將所述輸入轉(zhuǎn)變成第一內(nèi)部AC信號；以及隔離變壓器，具有由所述第一內(nèi)部高頻AC信號驅(qū)動的初級線圈、用于產(chǎn)生第二內(nèi)部高頻AC信號的次級線圈以及將所述第二內(nèi)部AC信號轉(zhuǎn)變成所述第二級第二DC輸出信號的整流器，第二DC輸出信號的大小與所述開關(guān)所述占空比有關(guān)，其中，所述輸入第一級包括具有軟開關(guān)電路的電源開關(guān)、和將所述第二級的所述DC輸出信號轉(zhuǎn)換為適合焊接的電流的第三級。
2.如權(quán)利要求1所述電源，其中，所述輸入第一級包括整流器和功率因子校正變換器。
3.如權(quán)利要求2所述電源，其中，所述功率因子校正變換器為由所述電源開關(guān)操作的升壓變換器。
4.如權(quán)利要求1所述電源，其中，所述電源開關(guān)為升壓變換器。
5.如權(quán)利要求1所述電源，其中，所述軟開關(guān)電路為具有附屬開關(guān)的有源電路，該附屬開關(guān)與所述電源開關(guān)一致地工作。
6.如權(quán)利要求1所述電源，其中，所述指定占空比大于80％以將所述第二級傳導(dǎo)損失保持在低水平。
7.如權(quán)利要求1所述三級電源，其中，所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)為由設(shè)定在指定占空比的相位偏移PWM操作的多個開關(guān)。
8.如權(quán)利要求1所述三級電源，包括主升壓開關(guān)，其中，所述有源軟開關(guān)電路包括位于與所述主升壓開關(guān)并聯(lián)的第一電路支路中的附屬開關(guān)和電感，以及包括與所述主升壓開關(guān)并聯(lián)的電容的第二電路支路。
9.權(quán)利要求8所述電源，其中，所述電容分為兩部分，其第一部分通過前向連接的二極管和第二部分與所述附屬開關(guān)并聯(lián)。
10.如權(quán)利要求9所述電源，其中，所述第一電容部分大致小于所述第二電容部分的電容的1/2。
11.如權(quán)利要求8所述電源，其中，所述第一電容部分大致小于所述第二電容部分的電容的1/2。
12.如權(quán)利要求5所述電源，包括主升壓開關(guān)，其中，所述有源軟開關(guān)電路包括位于與所述主升壓開關(guān)并聯(lián)的第一電路支路中的附屬開關(guān)和電感，以及包括與所述主升壓開關(guān)并聯(lián)的電容的第二電路支路。
13.如權(quán)利要求12所述電源，其中，所述電容分為兩部分，其第一部分通過前向連接的二極管和第二部分與所述附屬開關(guān)并聯(lián)。
14.如權(quán)利要求13所述電源，其中，所述第一電容部分大致小于所述第二電容部分的電容的1/2。
15.如權(quán)利要求12所述電源，其中，所述第一電容部分大致小于所述第二電容部分的電容的1/2。
16.如權(quán)利要求1所述電源，包括主升壓開關(guān)，其中，所述有源軟開關(guān)電路包括位于與所述主升壓開關(guān)并聯(lián)的第一電路支路中的附屬開關(guān)和電感，以及包括與所述主升壓開關(guān)并聯(lián)的電容的第二電路支路。
17.如權(quán)利要求16所述電源，其中，所述電容分為兩部分，其第一部分通過前向連接的二極管和第二部分與所述附屬開關(guān)并聯(lián)。
18.如權(quán)利要求17所述電源，其中，所述第一電容部分大致小于所述第二電容部分的電容的1/2。
19.如權(quán)利要求16所述電源，其中，所述第一電容部分大致小于所述第二電容部分的電容的1/2。
20.如權(quán)利要求4所述電源，其中，所述第三級為具有電源開關(guān)的斬波器，所述電源開關(guān)具有無源軟開關(guān)電路。
21.如權(quán)利要求2所述電源，其中，所述第三級為具有電源開關(guān)的斬波器，所述電源開關(guān)具有無源軟開關(guān)電路。
22.如權(quán)利要求1所述電源，其中，所述第三級為具有電源開關(guān)的斬波器，所述電源開關(guān)具有無源軟開關(guān)電路。
23.一種用于電弧焊接操作的三級電源，該電源包括具有AC輸入信號和第一DC輸出信號的輸入第一級；非調(diào)節(jié)DC/DC變換器形式的第二級，具有連接到所述第一DC輸出信號的輸入；以具有指定占空比的高頻率開關(guān)的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，將所述輸入轉(zhuǎn)變成第一內(nèi)部AC信號；隔離變壓器，具有由所述第一內(nèi)部高頻AC信號驅(qū)動的初級線圈、用于產(chǎn)生第二內(nèi)部高頻AC信號的次級線圈以及將所述第二內(nèi)部AC信號轉(zhuǎn)變成所述第二級第二DC輸出信號的整流器，第二DC輸出信號的大小與所述開關(guān)所述占空比相關(guān)；以及第三級，將所述第二DC輸出信號轉(zhuǎn)變成用于所述焊接處理的焊接輸出，其中，所述輸入級具有采用電源開關(guān)的調(diào)節(jié)DC/DC變換器，該電源開關(guān)具有軟開關(guān)電路。
24.如權(quán)利要求23所述三級電源，其中，所述調(diào)節(jié)DC/DC變換器為功率因子校正變換器。
25.如權(quán)利要求23所述三級電源，其中，所述軟開關(guān)電路包括由所述附屬開關(guān)閉合的電感/電容電路。
26.如權(quán)利要求23所述三級電源，其中，所述軟開關(guān)電路為具有附屬開關(guān)的有源電路，該附屬開關(guān)與所述電源開關(guān)一致地工作。
27.如權(quán)利要求23所述三級電源，其中，所述第三級為具有電源開關(guān)的斬波器，所述電源開關(guān)具有無源軟開關(guān)電路。
28.一種有源軟開關(guān)電路，用于控制焊接機或等離子體切割機電源輸入端的升壓變換器中開關(guān)元件的開關(guān)損耗，所述升壓變換器具有主電感、主開關(guān)器件以及具有陰極的主整流器，所述有源軟開關(guān)電路包括附屬開關(guān)器件和由所述附屬開關(guān)器件閉合的儲能電路，所述儲能電路包括與所述附屬開關(guān)串聯(lián)耦合的諧振電感、以及跨過所述主開關(guān)電路耦合的諧振電容，所述諧振電容具有跨過所述諧振電感耦合的第一諧振電容部分和跨過所述附屬開關(guān)電路耦合的第二諧振電容部分。
29.如權(quán)利要求28所述有源軟開關(guān)電路，其中，所述諧振電感和所述附屬開關(guān)器件的串聯(lián)組合形成所述儲能電路的第一支線，該第一支線在所述諧振電感和所述附屬開關(guān)之間具有第一中間節(jié)點，其中，所述第一和第二諧振電容部分形成所述儲能電路的第二支線，該第二支線在所述第一和第二諧振電容部分之間具有第二中間節(jié)點，并且所述儲能電路進一步包括耦合在所述第一和第二中間節(jié)點之間的第一二極管以及耦合在所述第二中間節(jié)點和所述主整流器的陰極的第二二極管。
30.如權(quán)利要求29所述有源軟開關(guān)電路，其中，所述第一諧振電容部分大于所述第二諧振電容部分。
31.如權(quán)利要求28所述有源軟開關(guān)電路，其中，所述第一諧振電容部分大于所述第二諧振電容部分。
32.如權(quán)利要求31所述有源軟開關(guān)電路，其中，當(dāng)所述附屬開關(guān)器件斷開時，所述第二諧振電容部分控制跨過所述附屬開關(guān)器件的電壓的增加速率。
33.如權(quán)利要求30所述有源軟開關(guān)電路，其中，當(dāng)所述附屬開關(guān)器件斷開時，所述第二諧振電容部分控制跨過所述附屬開關(guān)器件的電壓的增加速率。
34.如權(quán)利要求29所述有源軟開關(guān)電路，其中，當(dāng)所述附屬開關(guān)器件斷開時，所述第二諧振電容部分控制跨過所述附屬開關(guān)器件的電壓的增加速率。
35.如權(quán)利要求28所述有源軟開關(guān)電路，其中，當(dāng)所述附屬開關(guān)器件斷開時，所述第二諧振電容部分控制跨過所述附屬開關(guān)器件的電壓的增加速率。
全文摘要
一種用于電弧焊接操作的三級電源，包括具有AC輸入信號和第一DC輸出信號的輸入第一級；非調(diào)節(jié)DC/DC變換器形式的第二級，具有連接到第一DC輸出信號的輸入；以具有指定占空比的高頻率開關(guān)的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，將該輸入轉(zhuǎn)變成第一內(nèi)部AC信號；隔離變壓器，具有由第一內(nèi)部高頻AC信號驅(qū)動的初級線圈、用于產(chǎn)生第二內(nèi)部高頻AC信號的次級線圈以及將第二內(nèi)部AC信號轉(zhuǎn)變成第二級第二DC輸出信號的整流器，第二DC輸出信號的大小與所述開關(guān)所述占空比有關(guān)；以及第三級，將所述第二DC輸出信號轉(zhuǎn)變成用于所述焊接處理的焊接輸出。其中，所述輸入級具有采用電源開關(guān)的調(diào)節(jié)DC/DC變換器，該電源開關(guān)具有軟開關(guān)電路。
文檔編號B23K9/09GK1838517SQ20051011582
公開日2006年9月27日 申請日期2005年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者托德·E·庫克恩, 羅力風(fēng) 申請人:林肯環(huán)球公司