[发明专利]电流源，特别是焊接电流源

说明书

本发明涉及电流源，特别是涉及焊接电流源，具有谐振变换器，所述谐振变换器具有：时钟控制的电桥电路，所述电桥电路在输入端连接到或能够连接到直流电源；以及谐振回路，其被设置在电桥电路的输出端且具有变压器，并且所述谐振变换器经由变压器的次级侧，连接到或能够连接到输出端负载电路，特别是焊接过程。

EP 1 252 991 B1描述了在介绍呈全电桥形式的电桥电路中规定的类型的电流源。这个文件还描述了谐振回路的输出能够直接连接到负载电路，以及能够省去提供变压器。

在DE 44 11 227 A1中公开了具有谐振变换器以及呈半电桥形式的电桥电路而没有变压器的另一电流源。

已知在原理上，当在负载电路中要求高功率时并联连接变换器。当使用所谓的正向偏置或阻塞变换器时这是可能的，因为这些变换器允许时钟同步脉冲宽度调制而不会导致变换器之间功率的明显不均匀的分布。每个变换器所传输的功率实际上仅取决于脉冲宽度调制的各个脉冲宽度。

相反地，在谐振变换器的情况下，传输的功率高度取决于谐振回路的元件的尺寸。因此，当谐振变换器并联连接时，由于元件的不可避免的变化，如果以相同的方式调制全部并联变换器，则只好预期并联连接的变换器的非常不同的功率传输。因此这等效于这样的情形：其中在没有特殊测量的情况下，只有通过并联变换器的单独控制才能够实现功率向多个并联谐振变换器的均匀分布。这等效于不希望有的高度的控制费用。另外，在负载电路输入端的分开的输出端整流器必须与每个谐振变换器相关联，以便防止交流损耗。

因此，本发明的目的首先是允许负载电路中的高功率，其次是在导言中规定的类型的电流源中保持电路和控制所需的费用极低。

根据本发明，这个目的通过以下实现：提供至少两个谐振变换器，它们在输入端串联或并联连接，并且各个变压器的次级侧完全或部分串联地电连接。

本发明基于以下思想：提供为并联谐振变换器所共用的变压器次级侧，以便并联谐振回路“固定地”彼此耦合，并且并联谐振变换器实际上在它们的谐振振荡方面同步。

因此，可以容易地以完全同步的方式对并联连接的谐振变换器的电桥电路进行时钟控制，结果是，即使对于非常大的数目的并联谐振变换器，也只需要和对于单个谐振变换器相同量的控制费用。

进而，能够在变压器的次级侧为并联谐振变换器提供单个整流器。

根据优选实施例，能够形成变压器次级侧的串联电路，使得整个次级侧在每种情况下都串联地电连接。

代替这个，还有可能的是，根据本发明的另外的优选实施例，在所述变压器上提供次级侧中心抽头并且形成串联电路，使得在每种情况下，谐振变换器的变压器的次级侧部分都与另一谐振变换器的变压器的次级侧部分串联地直接电连接。

根据特别优选的实施例，在变压器的次级侧上，公共并联电容与谐振变换器相关联，以便谐振变换器作为并联谐振变换器或者作为串并联谐振变换器并行工作。公共并联电容对全部谐振变换器具有频率确定的影响，使得变换器的谐振振荡特别地高度同步。

关于本发明的优选特征，此外对权利要求和附图的以下说明进行参考，在它们的基础上更加详细地描述本发明的特别优选的实施例。

不仅针对特征的明确描述或规定的组合请求保护，而且在原则上还针对这些特征的任何预期的再组合请求保护。

在附图中：

图1示出了本发明的第一实施例的电路图，其中，两个并联谐振变换器在输入端与DC电压源并联地连接；

图2示出了与图1相比修改了的实施例，其中，并联谐振变换器在输入端处与直流电流源串联连接；

图3示出了对应于图1的布置，其具有多于两个的并联谐振变换器；

图4示出了一实施例，其中，谐振变换器的输出端变压器的次级侧具有中心抽头；

图5示出了图4中图示的电路的修改；

图6示出了具有半电桥电路的第一变体；

图7示出了具有半电桥电路的另一变体；以及

图8示出了根据图2的实施例的修改。

根据图1，彼此并联连接的两个谐振变换器11和12连接到输出接触+V_DC和-V_DC。每个谐振变换器11和12在输入端具有时钟控制的电桥电路1或2，其将直流电流源的输入端直流电压变换成输出端交流电压，该输出端交流电压的频率对应于时钟频率。为了防止交流电流或电压能够耦合返回到电桥电路1和2的输入端，两个电桥电路1和2的输入端在每种情况下都经由具有高电容的电容器3，例如经由电解电容器来相互连接。