[發明專利]用于運行電阻焊接裝置的方法

有效

• 申請號: 201210557721.3
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103170719B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: R.肖爾茨
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B23K11/24
• 分類號: B23K11/24;H02M7/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李永波,楊國治

技術領域

本發明說明按獨立權利要求所述的一種用于運行電阻焊接裝置的方法以及一種作為這樣的電阻焊接裝置的電阻焊接裝置。

背景技術

在用直流電進行電阻焊接時，要求很高的可能處于數千安培的范圍內的電流。為了產生這些電流，通常使用變壓器，所述變壓器在初級側借助于全橋來觸發并且在次級側借助于二極管整流器來向焊接鉗供給電流。

二極管整流器的使用具有這樣的缺點，即由于二極管的導通電阻而出現了較高的損耗功率。

發明內容

本發明的任務在于，說明一種電阻焊接裝置和一種用于運行這種電阻焊接裝置的方法，借助于所述方法相對于從現有技術中知道的解決方案明顯改進整個裝置的系統性能。

為此目的，本發明提出一種新穎的用于向電阻焊接裝置供給電流的方法。

所述電阻焊接裝置尤其包括一個具有第一及第二次級繞組的電焊變壓器。這兩個次級繞組彼此進行磁性的耦合。另外包括一個初級繞組，該初級繞組與所述兩個次級繞組進行了磁性的耦合。

此外存在一個同步整流器，該同步整流器包括第一和第二整流器支路，這兩條支路分別借助于所述第一及第二次級繞組來連接并且向第一及第二焊接電極供給焊接電流。

所述同步整流器按本發明借助于半導體開關元件優選借助于場效應晶體管在使用觸發裝置的情況下來如此觸發，使得布置在所述整流器支路中的開關元件在所述初級繞組上進行極性更換的過程中一起保持接通的狀態，使得在所述焊接電極上所要求的焊接電流可以換向。

換向這個概念是指焊接電流在兩條整流器支路之間的轉變（焊接電流換向）。根據初級電壓，焊接電流至少必須一半首先換向到相應另一條整流支路上，從而可以傳輸用于進行焊接的能量。

借助于所述半導體開關元件，與已知的具有較高的導通電阻的二極管整流器相比實現損耗功率的降低。由于可以將多個半導體開關元件并聯布置在所述同步整流器支路中而可以接通高達15kA或者更高的電流，其中所述損耗功率相對于二極管整流器降低了大約70%。

在初級側設置了全橋。所述全橋為此比如可以包括IGBTs（絕緣柵門極晶體管），所述IGBTs彼此連接為一條橋式電路。所述初級繞組布置在兩條橋臂之間，并且借助于晶體管的相互的觸發來得到電流的加載。

借助于這種處理方式，在進行主動的能量傳輸的過程中實現損耗功率的降低并且在次級電流的換向的過程中提供較高的電壓。

這又引起這樣的結果，即提高主動的能量傳輸時間并且由此也改進系統性能。

優選在使用代表著初級電流閾值的數值的情況下由所述觸發裝置來將實際上在運行過程中出現的初級電流與所述初級電流閾值進行比較。所述半導體開關元件根據比較的結果來切換。由此可以識別換向過程的結束并且由此可以進一步提高系統性能。

在換向過程結束時，所述兩個開關元件中的僅僅一個開關元件也還可以保持接通的狀態。為此需要的開關指令通過所述初級電流閾值的檢測來產生。所述初級電流閾值可以處于70%到100%的范圍內。

在所述電焊變壓器上優選布置了磁場傳感器。該磁場傳感器的信號由所述觸發裝置來分析，從而也在使用分析結果的情況下切換所述開關元件。借助于所述磁場傳感器，而后同樣可以向換向過程施加影響并且可以進一步提高系統性能。

不僅所述第一而且所述第二整流器支路的組件都優選構造為對稱的結構。借助于所述電焊變壓器的次級側的中間抽頭來將所述同步整流器連接到兩部分的次級電路上。所述第一和第二整流器支路的觸發借助于基本上對稱的脈沖來進行。這種對稱的構造能夠實現均勻的磁化，這有利地影響著能量傳輸和系統性能。

所述觸發裝置包括控制邏輯電路、設有比較器的電流檢測機構以及門電路。這二者如此共同作用，從而產生對于觸發來說必需的脈沖。這種解決方案的優點是能夠實現一種非常緊湊的裝置。

所述觸發優選借助于所集成的開關電路或者借助于分立的構件來進行。所述觸發裝置也可以借助于微型控制器來實現。它也可以集成到電焊變壓器中。在使用微型控制器的情況下，也可以在沒有額外的外部的接頭的情況下實現所述觸發裝置。

本發明也包括一種具有電焊變壓器的電阻焊接裝置，所述電阻變壓器則包括第一和第二彼此相耦合的次級繞組以及初級繞組和同步整流器。所述同步整流器包括第一及第二整流器支路。所述整流器支路能夠相應地借助于所述第一及第二次級繞組來觸發。同樣設置了一種用于按照上面提到的方法特征之一來實施所述電阻焊接裝置的運行的觸發裝置。