[发明专利]用于提供用于等离子弧切割的功率的系统和方法

说明书

等离子切割系统包括具有头部的等离子焊炬和壳体。电源设置在壳体内并且与等离子焊炬通信。电源被配置成提供输出电流以用于由等离子焊炬生成和维持等离子切割弧，并且包括经由多节点通信总线与多个自主切换电路通信的控制处理器。自主切换电路中的每一个包括微控制器，所述微控制器被配置成基于从控制处理器接收的消息来控制输出电流的一部分的生成、监测自主切换电路的操作参数，以及当操作参数中的一个或多个超过预定阈值时，独立于且异步于多个自主切换电路中的其它自主切换电路来修改自主切换电路的控制参数。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年4月12日提交的美国临时专利申请No.62/321,475的权益和优先权，所述美国临时申请通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本申请一般涉及等离子弧切割系统。特别地，本申请涉及用于从电源提供输出电流以用于由等离子焊炬生成和维持等离子切割弧的系统和方法。

背景技术

现有的等离子弧切割系统（例如，使用等离子弧用于切割、标记和刨削材料的系统）使用数字信号处理器（“DSP”）或微控制器用于控制针对特定应用生成必要或期望的电流的电源电路。电源通常接收高压交流（“VAC”）信号，并为等离子弧切割或标记提供高电流输出。用于等离子弧系统的电源接收这样的输入并产生近似10-400安培的高电流DC输出以用于等离子弧切割输出。

现有的等离子弧切割系统是不可分级的，以及因此使用许多不同的电源设计来支持各种输出电流要求。例如，由高容量电源生成的电流输出可能不具有用于执行较低电流操作的期望特性，从而必需采购两个不同的等离子弧切割系统以能够执行所有期望的操作。

此外，在采用具有多个功率转换电路的电源的现有等离子弧切割系统中，那些功率转换电路必须由中央DSP或微控制器配置、监测和管理，并且由于与它们的操作关联的处理开销而不能彼此独立地操作。

现有的等离子弧切割系统的物理架构抑制了有效的等离子电流控制，降低了系统可靠性，并且还增加了部件要求、系统大小和重量、制造成本以及有故障部件的可能性。

发明内容

因此，存在对于用于从电源提供输出电流以用于由等离子焊炬生成和维持等离子切割弧的改进的系统和方法的需要。

在一个方面中，等离子切割系统的特征在于：包括壳体、设置在壳体内并配置成提供输出电流以用于由焊炬头部生成和维持等离子弧的电源。电源包括一个或多个控制处理器。电源还包括与一个或多个控制处理器通信的多个自主切换电路。多个切换电路中的每一个包括微控制器，该微控制器被配置成控制输出电流的一部分的生成。电源还包括连接到电源以产生等离子弧的等离子焊炬。

在另一方面中，一种等离子切割系统的特征在于：包括具有头部的等离子焊炬和壳体。电源设置在壳体内并与等离子焊炬通信。电源被配置成提供输出电流以用于由等离子焊炬生成和维持等离子切割弧。电源包括一个或多个控制处理器和多个自主切换电路，其经由多节点通信总线与一个或多个控制处理器通信。多个自主切换电路中的每一个包括微控制器，所述微控制器被配置成：基于从一个或多个控制处理器接收的一个或多个消息来控制输出电流的一部分的生成；监测自主切换电路的一个或多个操作参数；以及当操作参数中的一个或多个超过预定阈值时，独立于并且异步于多个自主切换电路中的其它自主切换电路来修改自主切换电路的控制参数。