利用混合橋接電路180的焊接輸出電流的這種迅速衰減和調(diào)節(jié)提供低飛濺條件以及電極E和工件W之間的電弧的可靠重建。圖8A-8B示出的負載表征電極E和工件W之間的電弧以及將電極E和工件W連接到焊接電源的焊接線纜路徑的電阻和電感。然而，電極E、工件W和焊接線纜路徑不是焊接電源的一部分。
[0064]類似地，圖SB圖示說明圖7的電路在焊接電流波形的負部分期間的操作。在本底電流段210、箍縮電流段220、峰值電流段230以及尾拖電流段240的時間期間(在圖8B的頂部中通過波形的加粗部分示出)，主橋接電路160的開關(guān)晶體管712和713導(dǎo)通而主橋接電路160的開關(guān)晶體管711和714斷開。因此，焊接輸出電流如由圖SB的頂部中的實箭頭所指示的流動。
[0065]在電流衰減的時間期間(在圖SB的中部中通過波形的加粗部分示出)，只有輔助橋接電路170的開關(guān)晶體管715導(dǎo)通。結(jié)果，如由圖SB的中部中的實箭頭所指示的，焊接輸出電流流過由開關(guān)晶體管715和電阻器717所提供的高阻抗路徑，提供電極E和工件W之間的高電位降，因而允許焊接輸出電流迅速地衰減。根據(jù)實施方案，控制器預(yù)知何時輸出電流在電流衰減期間靠近零并且將主橋接的開關(guān)(例如，開關(guān)713)轉(zhuǎn)回導(dǎo)通。例如，電源可以使用電流反饋電路150來監(jiān)測焊接輸出電流并且將監(jiān)測到的電流提供回到控制器130。一般而言，在熔滴轉(zhuǎn)移期間，主橋接開路，并且如圖SB的中部所示出的，主要的衰減路徑通過部分的輔助橋接以及相對的主橋接支路中的開關(guān)晶體管的反向并行的二極管。
[0066]在低電流轉(zhuǎn)變段215和225的時間期間(在圖8B的底部中通過波形的加粗部分示出)，只有主橋接電路160的開關(guān)晶體管713導(dǎo)通，并且只有輔助橋接電路170的開關(guān)晶體管715導(dǎo)通。結(jié)果，如由圖SB的底部中的實箭頭所指示的，焊接輸出電流流過由開關(guān)晶體管715和電阻器717所提供的高阻抗路徑，因而允許焊接輸出電流被調(diào)節(jié)到一確定的低的水平。同樣地，焊接輸出電流的這種迅速衰減和調(diào)節(jié)提供低飛濺條件以及電極E和工件W之間的電弧的可靠重建。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，開關(guān)晶體管受控制器130控制(導(dǎo)通或斷開)。
[0067]一般而言，在熔融金屬球250的轉(zhuǎn)移期間，主橋接電路160開路，使得輔助橋接電路170提供高阻抗路徑而不中斷電流流動。沒有輔助橋接電路170，主橋接電路160將不得不被完全中斷，以致只有衰減路徑將通過有源緩沖器181，使得焊接輸出電流降到零。在沒有輔助橋接電路170的情況下，這樣的操作不會提供所期望的可靠、受控的低飛濺條件以及電弧重建。
[0068]圖9圖示說明圖1的焊接電源的一部分的第四示例性實施方案的示意圖，所述焊接電源具有包括主橋接電路160和輔助橋接電路170的混合橋接電路180。同樣在圖9中圖示說明的是功率轉(zhuǎn)換電路110的一部分910，其中功率轉(zhuǎn)換電路100是基于斬波器的電路。圖9的混合橋接電路180具有全橋拓撲結(jié)構(gòu)的形式，所述全橋拓撲結(jié)構(gòu)可以與幾乎任何電源拓撲結(jié)構(gòu)一起使用，提供靈活性以及添加到現(xiàn)有設(shè)計的電源的潛在性。主橋接電路160包括開關(guān)晶體管911、912、913和914。輔助橋接電路170是部分輔助橋接電路并且包括開關(guān)晶體管915和916以及電阻器917。根據(jù)實施方案，開關(guān)晶體管是絕緣柵雙極晶體管(IGBTs)。有源緩沖電路181被用來限制跨橋接電路180的電壓。如本文結(jié)合圖2以及圖1OA至圖1OB所描述的，圖9的混合橋接電路180提供AC焊接操作并且提供高阻抗路徑，以將焊接輸出電流調(diào)節(jié)到低的水平來進行飛濺控制并且在焊接工藝期間以特定時間間隔重建電極E和工件W之間的焊接電弧。焊接輸出端子191和192被示出并且表征焊接電源的焊接輸出，電極E和工件W可以通過焊接線纜路徑被連接到焊接電源的焊接輸出。
[0069]圖10A-10B圖示說明圖9中的焊接電源部分在實現(xiàn)圖2的AC形式的焊接輸出電流波形200時的操作。圖9A圖示說明圖9的電路在焊接輸出電流波形200的正部分期間的操作。在本底電流段210、箍縮電流段220、峰值電流段230以及尾拖電流段240的時間期間(在圖1OA的頂部中通過波形的加粗部分示出)，主橋接電路160的開關(guān)晶體管911和914導(dǎo)通而主橋接電路160的開關(guān)晶體管912和913斷開。結(jié)果，焊接輸出電流如由圖1OA的頂部中的實箭頭所指示的流動。
[0070]在電流衰減的時間期間(在圖1OA的中部中通過波形的加粗部分示出)，只有輔助橋接電路170的開關(guān)晶體管916導(dǎo)通。結(jié)果，如由圖1OA的中部中的實箭頭所指示的，焊接輸出電流流過由開關(guān)晶體管916和電阻器917所提供的高阻抗路徑，提供電極E和工件W之間的高電位降，因而允許焊接輸出電流迅速地衰減。根據(jù)實施方案，控制器預(yù)知何時輸出電流在電流衰減期間靠近零并且將主橋接的開關(guān)(例如，開關(guān)911)轉(zhuǎn)回導(dǎo)通。例如，電源可以使用電流反饋電路150來監(jiān)測焊接輸出電流并且將監(jiān)測到的電流提供回到控制器130。一般而言，在熔滴轉(zhuǎn)移期間，主橋接開路，并且如圖1OA的中部所示出的，主要的衰減路徑通過部分的輔助橋接以及相對的主橋接支路中的開關(guān)晶體管的反向并行的二極管。
[0071]在低電流轉(zhuǎn)變段215和225的時間期間(在圖1OA的底部中通過波形的加粗部分示出)，只有主橋接電路160的開關(guān)晶體管911導(dǎo)通，并且只有輔助橋接電路170的開關(guān)晶體管916導(dǎo)通。結(jié)果，如由圖1OA的底部中的實箭頭所指示的，焊接輸出電流流過由開關(guān)晶體管916和電阻器917所提供的高阻抗路徑，因而允許焊接輸出電流被調(diào)節(jié)到一確定的低的水平。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，電阻器917的值小于兩歐姆(例如，一歐姆)。根據(jù)另一個實施方案，電阻器917的值小于一歐姆(例如，0.5歐姆)。
[0072]同樣地，利用混合橋接電路180的焊接輸出電流的這種迅速衰減和調(diào)節(jié)提供低飛濺條件以及電極E和工件W之間的電弧的可靠重建。圖10A-10B示出的負載表征電極E和工件W之間的電弧以及將電極E和工件W連接到焊接電源的焊接線纜路徑的電阻和電感。然而，電極E、工件W和焊接線纜路徑不是焊接電源的一部分。
[0073]類似地，圖1OB圖示說明圖9的電路在焊接電流波形的負部分期間的操作。在本底電流段210、箍縮電流段220、峰值電流段230以及尾拖電流段240的時間期間(在圖1OB的頂部中通過波形的加粗部分示出)，主橋接電路160的開關(guān)晶體管912和913導(dǎo)通而主橋接電路160的開關(guān)晶體管911和914斷開。結(jié)果，焊接輸出電流如由圖1OB的頂部中的實箭頭所指示的流動。
[0074]在電流衰減的時間期間(在圖1OB的中部中通過波形的加粗部分示出)，只有輔助橋接電路170的開關(guān)晶體管915導(dǎo)通。結(jié)果，如由圖1OB的中部中的實箭頭所指示的，焊接輸出電流流過由開關(guān)晶體管915和電阻器917所提供的高阻抗路徑，提供電極E和工件W之間的高電位降，因而允許焊接輸出電流迅速地衰減。根據(jù)實施方案，控制器預(yù)知何時輸出電流在電流衰減期間靠近零并且將主橋接的開關(guān)(例如，開關(guān)912)轉(zhuǎn)回導(dǎo)通。例如，電源可以使用電流反饋電路150來監(jiān)測焊接輸出電流并且將監(jiān)測到的電流提供回到控制器130。一般而言，在熔滴轉(zhuǎn)移期間，主橋接開路，并且如圖1OB的中部所示出的，主要的衰減路徑通過部分的輔助橋接以及相對的主橋接支路中的開關(guān)晶體管的反向并行的二極管。
[0075]在低電流轉(zhuǎn)變段215和225的時間期間(在圖1OB的底部中通過波形的加粗部分示出)，只有主橋接電路160的開關(guān)晶體管912導(dǎo)通，并且只有輔助橋接電路170的開關(guān)晶體管915導(dǎo)通。結(jié)果，如由圖1OB的底部中的實箭頭所指示的，焊接輸出電流流過由開關(guān)晶體管915和電阻器917所提供的高阻抗路徑，因而允許焊接輸出電流被調(diào)節(jié)到一確定的低的水平。同樣地，焊接輸出電流的這種迅速衰減和調(diào)節(jié)提供低飛濺條件以及電極E和工件W之間的電弧的可靠重建。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，開關(guān)晶體管受控制器130控制(導(dǎo)通或斷開)。
[0076]一般而言，在熔融金屬球250的轉(zhuǎn)移期間，主橋接電路160開路，使得輔助橋接電路170提供高阻抗路徑而不中斷電流流動。沒有輔助橋接電路170，主橋接電路160將不得不被完全中斷，以致只有衰減路徑將通過有源緩沖器181，使得焊接輸出電流降到零。在沒有輔助橋接電路170的情況下，這樣的操作不會提供所期望的可靠、受控的低飛濺條件以及電弧重建。
[0077]總的來說，用于提供受控的AC弧焊工藝的系統(tǒng)和方法被公開。在弧焊電源的實施方案中，主橋接電路和輔助橋接電路的配置允許通過焊接輸出電路路徑的輸出焊接電流的方向切換，并且選擇性地提供一個或更多個高阻抗路徑來迅速地衰減電弧電流。高阻抗路徑有助于熔融金屬球從可消耗電極到工件的低飛濺轉(zhuǎn)移，并且進一步有助于在熔融金屬球被轉(zhuǎn)移時可消耗電極和工件之間的電弧的保持或重建。
[0078]在所附的權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括(including)”和“具有(having)”被用作術(shù)語“包括(comprising)”的簡明語言替代形式；術(shù)語“其中(in which) ”等同于“其中(wherein) "o此外，在所附的權(quán)利要求書中，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”、“底”、“頂”等僅被用作標示(label)，而不意圖對其對象施加數(shù)值或位置要求。此外，所附的權(quán)利要求書的限定內(nèi)容沒有以“裝置加功能(means-plus-funct1n) ”形式書寫，而不意圖被基于35U.S.C.§ 112第六段來解釋，除非這樣的權(quán)利要求限定內(nèi)容明確地使用短語“用于……的裝置(means for) ”、其后跟著缺乏進一步結(jié)構(gòu)的功能說明。如本文所使用的，以單數(shù)形式并且繼續(xù)以詞匯“一(a)”或“一(an)”敘述的部件或步驟應(yīng)當(dāng)被理解為不排除復(fù)數(shù)的所述部件或步驟，除非這樣的排除被明確說明。此外，對本發(fā)明的“一個實施方案”的參考不意圖被理解為排除附加實施方案的存在，這些附加實施方案也包括所敘述的特征。另外，除非明示地給出相反的說明，“包括(comprising/including) ”或“具有(having) ”擁有特定性質(zhì)的部件或多個部件的實施方案可以包括附加的這樣的部件，所述這樣的部件不擁有該性質(zhì)。再有，特定實施方案可以被示出為具有相同或相似的部件，然而，這僅僅是出于圖示說明的目的，并且這樣的實施方案不必需要具有相同的部件，除非在權(quán)利要求書中規(guī)定了這一點。
[0079]如本文中所使用的，術(shù)語“可能(may) ”和“可能(may be) ”表示在一組情形下發(fā)生的可能性；擁有規(guī)定的性質(zhì)、特性或功能的；和/或通過表述與限定的動詞相關(guān)聯(lián)的能力(ability)、能力(capability)或可能性中的一個或更多個而限定另一動詞。因此，“可能(may)”和“可能(may be) ”的使用表示修飾的術(shù)語對于所表示的能力、功能或用途是明顯適合的、能勝任的或適用的，同時考慮...