專利名稱：電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源裝置，更具體地說(shuō)，涉及可以接收多個(gè)AC電壓中的一個(gè)選定電壓并且供應(yīng)由接收的AC電壓準(zhǔn)備好的預(yù)期電力的電源裝置。
背景技術(shù)：
在日本專利No.2,558,575中公開(kāi)了可以向其供應(yīng)多個(gè)不同AC電壓中的一個(gè)選定電壓的電源裝置的一個(gè)例子。工業(yè)AC電壓，即400V和200V中的一個(gè)選定電壓被配置為耦合到電源裝置。電源裝置包括用于對(duì)供應(yīng)給它的AC電壓進(jìn)行整流的整流電路和兩個(gè)逆變器(inverter)。當(dāng)400V的AC電壓被施加給電源裝置時(shí)，兩個(gè)逆變器串聯(lián)在整流電路的輸出端，當(dāng)200V的AC電壓被施加給電源裝置時(shí)，兩個(gè)逆變器并聯(lián)在整流電路的輸出端。利用多個(gè)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)逆變器在串聯(lián)和并聯(lián)之間的切換。開(kāi)關(guān)由開(kāi)關(guān)控制電路來(lái)控制。開(kāi)關(guān)控制電路將開(kāi)關(guān)置于以下?tīng)顟B(tài)在任一個(gè)AC電壓施加到電源裝置之前串行連接兩個(gè)逆變器，當(dāng)施加任一個(gè)AC電壓時(shí)，檢測(cè)該AC電壓并將其與一個(gè)參考值進(jìn)行比較，以判斷施加的AC電壓是400V還是200V。如果施加的電壓被判斷為400V，則保持開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，但如果施加的電壓被判斷為200V，則開(kāi)關(guān)控制電路將切換適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)，以使兩個(gè)逆變器并聯(lián)。此外，開(kāi)關(guān)控制電路將判斷結(jié)果鎖存在一個(gè)鎖存電路中，以便使用鎖存電路的輸出來(lái)保持兩個(gè)逆變器為并聯(lián)。
該電源裝置的問(wèn)題包括開(kāi)關(guān)控制電路的復(fù)雜，這使得制造成本增高。
本發(fā)明的目的是提供一種廉價(jià)的電源裝置，它可以接收多個(gè)AC電壓中的一個(gè)選定電壓并且供應(yīng)由接收的AC電壓準(zhǔn)備好的預(yù)期電力。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的電源裝置具有多個(gè)電源端子，多個(gè)不同AC電壓中的一個(gè)電壓被配置為施加于所述電源端子。整流電路對(duì)從電源端子供應(yīng)而來(lái)的AC電壓進(jìn)行整流，在它的兩個(gè)輸出端之間形成整流電壓，該整流電壓的幅值對(duì)應(yīng)于所供應(yīng)的AC電壓。電源裝置還包括多個(gè)逆變器和連接電路。連接電路將逆變器連接成多種逆變器連接關(guān)系中根據(jù)逆變器連接指示信號(hào)選定的一種連接關(guān)系。連接電路例如可以由多個(gè)開(kāi)關(guān)器件組成。多種逆變器連接關(guān)系對(duì)應(yīng)于多個(gè)AC電壓中相應(yīng)的各個(gè)電壓。無(wú)論AC電壓中的哪個(gè)電壓被供應(yīng)到電源端子，都選擇出與所供應(yīng)的AC電壓相對(duì)應(yīng)的逆變器連接關(guān)系，以便向相應(yīng)的逆變器供應(yīng)預(yù)定的電壓。逆變器連接指示信號(hào)生成電路被手動(dòng)操作為生成與所供應(yīng)的AC電壓相對(duì)應(yīng)的逆變器連接指示信號(hào)。常開(kāi)開(kāi)關(guān)被設(shè)在整流電路的兩個(gè)輸出端和多個(gè)逆變器之間的路徑上，優(yōu)選地設(shè)在整流電路的兩個(gè)輸出端和連接電路之間。常開(kāi)開(kāi)關(guān)在接收到CLOSE(閉合)信號(hào)時(shí)閉合。當(dāng)AC電壓之一被施加到電源端子時(shí)，在電壓檢測(cè)電路中生成與所施加的AC電壓相對(duì)應(yīng)的逆變器連接指示信號(hào)，判斷電路判斷由電壓檢測(cè)電路生成的逆變器連接指示信號(hào)是否與逆變器連接指示信號(hào)生成電路所生成的逆變器連接指示信號(hào)匹配。如果判斷電路判斷由電壓檢測(cè)電路和逆變器連接指示信號(hào)生成電路生成的逆變器連接指示信號(hào)匹配，則從常開(kāi)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路向常開(kāi)開(kāi)關(guān)施加CLOSE信號(hào)。另一方面，如果判斷電路判斷由電壓檢測(cè)電路和逆變器連接指示信號(hào)生成電路生成的逆變器連接指示信號(hào)不匹配，則驅(qū)動(dòng)警報(bào)電路。
在具有以上構(gòu)造的電源裝置中，連接電路將逆變器連接為按照來(lái)自逆變器連接指示信號(hào)生成電路的逆變器連接指示信號(hào)所指示的逆變器連接關(guān)系，同時(shí)保持常開(kāi)開(kāi)關(guān)打開(kāi)。判斷電路判斷在電壓檢測(cè)電路中生成的逆變器連接指示信號(hào)(它應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)于所施加的AC電壓)是否與逆變器連接指示信號(hào)生成電路所生成的逆變器連接指示信號(hào)匹配。如果兩個(gè)逆變器連接指示信號(hào)匹配，則常開(kāi)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路使常開(kāi)開(kāi)關(guān)閉合。另一方面，如果兩個(gè)逆變器連接指示信號(hào)不匹配，則激活警報(bào)電路。根據(jù)警報(bào)電路生成的警報(bào)，操作者手動(dòng)操作逆變器連接指示信號(hào)生成電路，使它生成與施加的AC電壓相對(duì)應(yīng)的逆變器連接指示信號(hào)，并且連接電路將逆變器連接成與施加的AC電壓相對(duì)應(yīng)的逆變器連接關(guān)系。
可手動(dòng)操作的輸入開(kāi)關(guān)器件可以設(shè)在電源端子和整流電路之間。當(dāng)輸入開(kāi)關(guān)器件閉合時(shí)，進(jìn)行電壓判斷。如果由電壓檢測(cè)電路生成的、與施加的AC電壓相對(duì)應(yīng)的逆變器連接指示信號(hào)和由逆變器連接指示信號(hào)生成電路生成的逆變器連接指示信號(hào)被判斷為不匹配，則激活警報(bào)電路。響應(yīng)于警報(bào)電路給出的警報(bào)，輸入開(kāi)關(guān)器件打開(kāi)，由逆變器連接指示信號(hào)生成電路生成的逆變器連接指示信號(hào)改變?yōu)榕c來(lái)自電壓檢測(cè)電路的逆變器連接指示信號(hào)相匹配。
逆變器連接指示信號(hào)生成電路可以設(shè)有可手動(dòng)操作的開(kāi)關(guān)，它可以設(shè)在輸入開(kāi)關(guān)器件附近。當(dāng)在閉合輸入開(kāi)關(guān)器件時(shí)由電壓檢測(cè)電路生成的逆變器連接指示信號(hào)與逆變器連接指示信號(hào)生成電路所生成的逆變器連接指示信號(hào)不匹配時(shí)，警報(bào)電路立即啟動(dòng)，并且輸入開(kāi)關(guān)器件被手動(dòng)打開(kāi)。由于可手動(dòng)操作的開(kāi)關(guān)設(shè)在輸入開(kāi)關(guān)器件附近，所以它可以立即被操動(dòng)，使得由電壓檢測(cè)電路和逆變器連接指示信號(hào)生成電路生成的逆變器連接指示信號(hào)立即變?yōu)槠ヅ洹?br> 多個(gè)AC電壓可以是第一電壓和低于第一電壓的第二電壓。第一電壓的幅值例如可以是第二電壓的兩倍。在這種情況下，使用兩個(gè)逆變器。連接電路將兩個(gè)逆變器連接為第一逆變器連接關(guān)系，此時(shí)兩個(gè)逆變器串聯(lián)在整流電路的兩個(gè)輸出端之間，或者連接電路將兩個(gè)逆變器連接為第二逆變器連接關(guān)系，此時(shí)兩個(gè)逆變器并聯(lián)在整流電路的兩個(gè)輸出端之間。逆變器連接指示信號(hào)生成電路生成第一和第二逆變器連接指示信號(hào)中如裝置的用戶所期望的任一個(gè)信號(hào)。當(dāng)施加到電源端子的是第一AC電壓時(shí)，電壓檢測(cè)電路生成第一逆變器連接指示信號(hào)，當(dāng)施加到電源端子的是第二AC電壓時(shí)，電壓檢測(cè)電路生成第二逆變器連接指示信號(hào)。
利用這種構(gòu)造，當(dāng)實(shí)際施加的AC電壓(它是兩個(gè)不同值的電壓之一)不同于由逆變器連接指示信號(hào)生成電路生成的逆變器連接指示信號(hào)所指示的電壓時(shí)，就可以使兩個(gè)逆變器連接成與實(shí)際施加的AC電壓相對(duì)應(yīng)的逆變器連接關(guān)系或配置。
每個(gè)逆變器在其輸入端中都包括電容器。當(dāng)常開(kāi)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)該電容器充電。逆變器由逆變器驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)判斷電路判斷出由電壓檢測(cè)電路提供的逆變器連接指示信號(hào)與由逆變器連接指示信號(hào)生成電路提供的逆變器連接指示信號(hào)匹配時(shí)，所述逆變器驅(qū)動(dòng)電路在電容器充電完畢后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的逆變器。
利用這種構(gòu)造，由于相應(yīng)的逆變器在電容器充電完畢后才工作，所以逆變器輸出可以是穩(wěn)定的。應(yīng)當(dāng)注意，每個(gè)逆變器的輸出電壓可以在變壓器中進(jìn)行電壓變換，然后利用AC到DC轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)換為DC電壓。產(chǎn)生的DC電壓還可以由DC到AC轉(zhuǎn)換電路進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為AC電壓。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的電源裝置的電路框圖。
圖2是圖1的電源裝置的操作的流程圖。
圖3是圖1的電源裝置的后視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的電源裝置例如是用于弧焊器的電源裝置。如圖1所示，電源裝置有三個(gè)電源端子2a、2b和2c。三相工業(yè)AC電壓被施加于三個(gè)電源端子2a、2b和2c。施加在端子2a和2b之間、端子2b和2c之間以及端子2c和2a之間的AC電壓是具有不同幅值的多個(gè)AC電壓中的一個(gè)電壓。例如，該AC電壓是從有效值為400V的第一電壓和有效值為200V的第二電壓中選出的一個(gè)電壓。在該實(shí)施方式中，第一和第二電壓之一的幅值是另一個(gè)電壓的倍數(shù)。
輸入側(cè)整流電路6的輸入端分別經(jīng)由輸入開(kāi)關(guān)器件4a、4b和4c連接到電源端子2a、2b和2c。輸入開(kāi)關(guān)器件4a、4b和4c適于手動(dòng)操作。輸入側(cè)整流電路6是由連接成全橋架構(gòu)的多個(gè)(例如六個(gè))二極管構(gòu)成。整流電路6對(duì)從電源端子2a、2b和2c經(jīng)由輸入開(kāi)關(guān)器件4a、4b和4c施加給它的工業(yè)三相AC電壓進(jìn)行整流，并在它的輸出端6P和6N之間形成與所施加的AC電壓相對(duì)應(yīng)的整流電壓。
輸出端6P和6N通過(guò)常開(kāi)開(kāi)關(guān)例如閘流管(thyristor)8連接到連接電路10的兩端，即第一端10a和第二端10b。例如，輸出端6P通過(guò)閘流管8連接到連接電路10的第一端10a。應(yīng)當(dāng)注意，可以通過(guò)閘流管8連接到連接電路10的第二端10b的是輸出端6N，而不是輸出端6P。
連接電路10包括多個(gè)(例如四個(gè))開(kāi)關(guān)器件，例如繼電器觸點(diǎn)12a、12b、12c和12d。繼電器觸點(diǎn)12a、12b、12c和12d按照命名順序串聯(lián)在第一端10a和第二端10b之間，其中繼電器觸點(diǎn)12a連接到第一端10a，繼電器觸點(diǎn)12d連接到第二端10b。分別連接到兩端10a和10b的繼電器觸點(diǎn)12a和12d由繼電器驅(qū)動(dòng)電路14a驅(qū)動(dòng)為斷開(kāi)和閉合，同時(shí)中間的兩個(gè)繼電器觸點(diǎn)12b和12c被繼電器驅(qū)動(dòng)電路14b驅(qū)動(dòng)為斷開(kāi)和閉合。
多個(gè)(例如兩個(gè))逆變器16a和16b的輸入端連接到連接電路10。例如，逆變器16a的一個(gè)輸入端連接到連接電路10的第一端10a，而另一個(gè)輸入端連接到繼電器觸點(diǎn)12c和12d的結(jié)合點(diǎn)。逆變器16b的一個(gè)輸入端連接到繼電器觸點(diǎn)12a和12b的結(jié)合點(diǎn)，而另一個(gè)輸入端連接到連接電路10的第二端10b。
因此，當(dāng)繼電器觸點(diǎn)12a和12d閉合，而繼電器觸點(diǎn)12b和12c斷開(kāi)時(shí)，逆變器16a和16b的輸入側(cè)并聯(lián)，使得逆變器16a和16b通過(guò)閘流管8并聯(lián)在整流電路6的輸出端6P和6N之間。另一方面，當(dāng)繼電器觸點(diǎn)12a和12d被斷開(kāi)，而繼電器觸點(diǎn)12b和12c閉合時(shí)，逆變器16a和16b串聯(lián)，并通過(guò)閘流管8連接在整流電路6的輸出端6P和6N之間。因此，無(wú)論施加到電源端子2a、2b和2c的是400V的AC電壓還是200V的AC電壓，施加到逆變器16a和16b的都是具有預(yù)定幅值的電壓，例如200V AC電壓。電容器18a連接在逆變器16a的輸入端之間，電容器18b連接在逆變器16b的輸入端之間。
已知的包括多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件(例如雙極型晶體管FET或IGBT)的全橋式或半橋式逆變器可以用作逆變器16a和16b中的每一個(gè)。逆變器16a和16b的每一個(gè)都在其輸出端形成高頻電壓。逆變器16a和16b形成的高頻電壓被連接到逆變器16a和16b的相應(yīng)輸出端的變壓器20a和20b變壓為預(yù)定的電壓。變壓后的高頻電壓被施加到輸出側(cè)整流電路22，在這里它們被轉(zhuǎn)換為DC電壓。產(chǎn)生的DC電壓被配置為經(jīng)由輸出端24P和24N施加到DC負(fù)載(未示出)。應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于AC負(fù)載，輸出側(cè)整流電路22的輸出在經(jīng)由輸出端24P和24N被施加到AC負(fù)載前，通過(guò)DC到AC轉(zhuǎn)換器(未示出)被轉(zhuǎn)換為AC電壓。
控制電路26控制閘流管8、繼電器驅(qū)動(dòng)電路14a和14b以及逆變器16a和16b?？刂齐娐?6例如可以用微計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在圖1中，以模塊示出用于控制電路26的微計(jì)算機(jī)所實(shí)現(xiàn)的功能。
控制電路26包括閘流管控制單元26a、它產(chǎn)生用于閉合閘流管8的CLOSE信號(hào)，例如觸發(fā)信號(hào)。
控制電路26還包括驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b，它控制繼電器驅(qū)動(dòng)電路14a和14b。驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b按下列方式控制繼電器驅(qū)動(dòng)電路14a和14b當(dāng)繼電器觸點(diǎn)12a和12d閉合時(shí)，繼電器觸點(diǎn)12b和12c斷開(kāi)，而當(dāng)繼電器觸點(diǎn)12a和12d斷開(kāi)時(shí)，繼電器觸點(diǎn)12b和12c閉合，如前面所述。
控制電路26還包括逆變器控制單元26c，它控制逆變器16a和16b。逆變器控制單元26c向逆變器16a和16b的每個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件提供切換信號(hào)。半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件響應(yīng)于施加給它的切換信號(hào)反復(fù)地接通和斷開(kāi)，從而產(chǎn)生高頻電壓。
控制電路26還包括判斷電路，例如判斷單元26d，它用于控制閘流管控制單元26a、驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b和逆變器控制單元26c的操作。判斷電路26d也控制警報(bào)電路(AL)42。警報(bào)電路42是發(fā)出音頻和/或視覺(jué)警報(bào)的電路。
電源端子2a和2b之間的AC電壓由整流電路28來(lái)整流，產(chǎn)生的DC電壓被DC到DC轉(zhuǎn)換器30轉(zhuǎn)換為預(yù)定的電壓。當(dāng)從DC到DC轉(zhuǎn)換器30向控制電路26施加預(yù)定的電壓時(shí)，控制電路26開(kāi)始工作。應(yīng)當(dāng)注意，可以不采用端子2a和2b之間的電壓，而是出于同樣的目的對(duì)電源端子2b和2c之間或者2a和2c之間的AC電壓進(jìn)行整流?？商鎿Q地，整流電路28可被配置為象整流電路6一樣，對(duì)施加到電源端子2a、2b和2c上的三相工業(yè)AC電壓進(jìn)行整流。
由DC到DC轉(zhuǎn)換器30形成的預(yù)定電壓被照原樣施加到逆變器連接指示信號(hào)生成電路32中的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34的一個(gè)觸點(diǎn)34a。利用逆變器連接指示信號(hào)生成電路32的降壓電阻36a和36b降低來(lái)自DC到DC轉(zhuǎn)換器30的預(yù)定電壓，由此生成的電壓被施加到轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34的另一個(gè)觸點(diǎn)34b。開(kāi)關(guān)34的觸臂34c可以手動(dòng)連接到觸點(diǎn)34a和34b中的任一個(gè)觸點(diǎn)。觸臂34c連接到判斷單元26d。
當(dāng)觸臂34c連接到觸點(diǎn)34a時(shí)，第一逆變器連接指示信號(hào)例如一個(gè)高電平電壓被施加到判斷單元26d和驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b。當(dāng)觸臂34c與觸點(diǎn)34b接觸時(shí)，第二逆變器連接指示信號(hào)例如一個(gè)低電平電壓被施加到判斷單元26d和驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b。
當(dāng)?shù)谝荒孀兤鬟B接指示信號(hào)，即高電平電壓經(jīng)由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34施加到驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b按下列方式控制繼電器驅(qū)動(dòng)電路14a和14b繼電器開(kāi)關(guān)12a和12d斷開(kāi)，而繼電器開(kāi)關(guān)12b和12c閉合，即逆變器16a和16b串聯(lián)。當(dāng)?shù)诙孀兤鬟B接指示信號(hào)，即低電平電壓被施加到驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b控制繼電器驅(qū)動(dòng)電路14a和14b，致使繼電器開(kāi)關(guān)12a和12d閉合，而使繼電器開(kāi)關(guān)12b和12c斷開(kāi)，使得逆變器16a和16b并聯(lián)。
如圖3所示，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34物理上被設(shè)在電源裝置的外殼40上。例如，開(kāi)關(guān)34設(shè)在輸入開(kāi)關(guān)器件4a、4b和4c附近，而輸入開(kāi)關(guān)器件4a、4b和4c設(shè)在外殼40的后壁上。
電源端子2a和2b之間的電壓也被施加于電壓檢測(cè)電路38，該電壓檢測(cè)電路38被設(shè)置為當(dāng)電源端子2a和2b之間的電壓是400V時(shí)向判斷單元26d提供高電平電壓(即，第一逆變器連接指示信號(hào))，而當(dāng)電源端子2a和2b之間的電壓是200V時(shí)向判斷單元26d提供低電平電壓(即，第二逆變器連接指示信號(hào))。當(dāng)DC到DC轉(zhuǎn)換器30向控制電路26提供預(yù)定電壓時(shí)，電壓檢測(cè)電路38工作。
判斷單元26d判斷來(lái)自電壓檢測(cè)電路38的逆變器連接指示信號(hào)是否與來(lái)自逆變器連接指示信號(hào)生成電路32的逆變器連接指示信號(hào)匹配。當(dāng)兩個(gè)逆變器連接指示信號(hào)匹配時(shí)，即當(dāng)兩個(gè)信號(hào)都是高電平或者都是低電平時(shí)，判斷單元26d向驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b提供一個(gè)繼續(xù)信號(hào)，使得驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b繼續(xù)對(duì)繼電器驅(qū)動(dòng)電路14a和14b的當(dāng)前控制，此后向閘流管控制單元26a提供觸發(fā)信號(hào)生成指示信號(hào)，以指示閘流管控制單元26a向閘流管8提供觸發(fā)信號(hào)，在這之后的預(yù)定時(shí)間后，向逆變器控制單元26c提供逆變器操作啟動(dòng)引發(fā)信號(hào)，用于使逆變器控制單元26c引導(dǎo)逆變器16a和16b開(kāi)始工作。
當(dāng)來(lái)自電壓檢測(cè)電路38和逆變器連接指示信號(hào)生成電路32的逆變器連接指示信號(hào)不匹配時(shí)，即當(dāng)兩個(gè)逆變器連接指示信號(hào)之一是高電平而另一個(gè)信號(hào)是低電平時(shí)，判斷單元26d激活警報(bào)電路42。但是應(yīng)當(dāng)注意，在這種情況下不激活閘流管控制單元26a、驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b和逆變器控制單元26c。
圖2是圖示說(shuō)明圖1中所示的電源裝置的控制電路26的操作的流程圖。當(dāng)向電源端子2a、2b和2c施加AC電壓時(shí)輸入開(kāi)關(guān)器件4a、4b和4c處于閉合時(shí)，從整流電路28和DC到DC轉(zhuǎn)換器30向控制電路26輸送DC電壓，致使控制電路26按照?qǐng)D2所示的方式工作。此時(shí)，閘流管8打開(kāi)，繼電器觸點(diǎn)12a到12d斷開(kāi)，而逆變器16a和16b不工作。
首先，判斷轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34的設(shè)置(步驟S2)。具體地說(shuō)，根據(jù)逆變器連接指示信號(hào)生成電路32的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34的設(shè)置來(lái)判斷逆變器連接指示信號(hào)呈現(xiàn)怎樣的電平，是高電平還是低電平。如果輸送的是高電平的逆變器連接指示信號(hào)，它意味著電源裝置的用戶認(rèn)為應(yīng)向電源端子2a、2b和2c施力400V的AC電壓，那么接通繼電器驅(qū)動(dòng)電路14a(步驟S4)以閉合繼電器觸點(diǎn)12a和12d。這使得逆變器16a和16b的串聯(lián)組合準(zhǔn)備好通過(guò)閘流管8連接在整流電路6的輸出端6P和6N之間。
下面，判斷來(lái)自電壓檢測(cè)電路38和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34的逆變器連接指示信號(hào)是否匹配(步驟S6)。換言之，對(duì)實(shí)際施加到電源端子2a、2b和2c的AC電壓是不是像在步驟S2中判斷的那樣為400V進(jìn)行判斷。如果判斷結(jié)果是否定的(否)，即如果施加到電源端子2a、2b和2c的AC電壓不是400V，則激活警報(bào)電路42(步驟S8)，并再次執(zhí)行步驟S2。
另一方面，如果在步驟S6進(jìn)行的判斷是肯定的(是)，即如果施加到電源端子2a、2b和2c的電壓像在步驟S2中判斷的那樣是400V，則保持繼電器驅(qū)動(dòng)電路16a的操作(步驟S10)。然后，向閘流管8施加觸發(fā)信號(hào)，以使閘流管8導(dǎo)通(步驟S12)。這使得電容器18a和18b開(kāi)始預(yù)充電。此后，切換信號(hào)被施加到逆變器16a和16b，致使它們產(chǎn)生高頻電壓(步驟S14)。
如果在步驟S2判斷從轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34輸送來(lái)的是低電平的逆變器連接指示信號(hào)，它意味著電源裝置的用戶認(rèn)為應(yīng)向電源端子2a、2b和2c施加200V的電壓，那么激活繼電器驅(qū)動(dòng)電路14b(步驟S16)以閉合繼電器觸點(diǎn)12b和12c。這使得逆變器16a和16b的并聯(lián)組合準(zhǔn)備好通過(guò)閘流管8連接在整流電路6的輸出端6P和6N之間。下面，判斷來(lái)自電壓檢測(cè)電路38和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34的逆變器連接指示信號(hào)是否匹配(步驟S18)。換言之，判斷實(shí)際施加到電源端子2a、2b和2c的AC電壓是否像在步驟S2中判斷的那樣具有200V的幅值。如果判斷結(jié)果為否定的(否)，即如果施加到電源端子2a、2b和2c的AC電壓不是200V，則執(zhí)行步驟S8的處理，以使警報(bào)電路42工作，使得步驟S2中的處理被再次執(zhí)行。
如果在步驟S18中的判斷是肯定的(是)，則保持繼電器驅(qū)動(dòng)電路14b的工作狀態(tài)(步驟S20)。然后，步驟S12和S14被連續(xù)執(zhí)行，以使閘流管8導(dǎo)通，此后逆變器16a和16b被激活(步驟S14)。
如上所述，當(dāng)來(lái)自轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34和電壓檢測(cè)電路38的逆變器連接指示信號(hào)不匹配時(shí)，激活警報(bào)電路42。例如，如果電壓檢測(cè)電路38提供低電平的逆變器連接指示信號(hào)，即實(shí)際施加的AC電壓是200V，而轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34被設(shè)置為提供高電平的逆變器連接指示信號(hào)，則警報(bào)電路42被激活，使得電源裝置的操作者可以改變轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34的狀態(tài)。警報(bào)電路42準(zhǔn)備好在輸入開(kāi)關(guān)器件4a、4b和4c閉合后立即開(kāi)始工作。由于轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34在電源裝置的外殼上被設(shè)在輸入開(kāi)關(guān)器件4a、4b和4c的附近，所以它可以在警報(bào)電路42被激活后立即被切換到正確的位置。
轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34的切換使得連接電路10的繼電器觸點(diǎn)12a和12d斷開(kāi)，而繼電器觸點(diǎn)12b和12c閉合。在連接電路10的轉(zhuǎn)換期間，閘流管8保持?jǐn)嚅_(kāi)，因此沒(méi)有任何電壓被耦合到連接電路10，因此連接電路10的轉(zhuǎn)換不會(huì)對(duì)繼電器觸點(diǎn)12a-12d以及逆變器16a和16b造成任何損害。此后，閘流管8自動(dòng)導(dǎo)通，逆變器16a和16b開(kāi)始工作?？梢赃M(jìn)行以下布置當(dāng)警報(bào)電路42被激活時(shí)，輸入開(kāi)關(guān)器件4a、4b和4c可以斷開(kāi)，接著將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34重新設(shè)置到正確的位置，然后閉合輸入開(kāi)關(guān)器件4a、4b和4c。
當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)34形成低電平的逆變器連接指示信號(hào)時(shí)，這指示著應(yīng)當(dāng)施加200V的AC電壓，而實(shí)際施加到電源端子2a、2b和2c的AC電壓卻為400V，此時(shí)進(jìn)行類似的操作。
在以上實(shí)施方式中，微計(jì)算機(jī)被用作控制電路26，用以實(shí)現(xiàn)閘流管控制單元26a、繼電器觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b、逆變器控制單元26c和判斷控制單元26d的功能，但是閘流管控制單元26a、繼電器觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)電路控制單元26b、逆變器控制單元26c和判斷控制單元26d也可以用邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
電源裝置已被描述為用于弧焊機(jī)的電源裝置，但是它也可以用作其他機(jī)器的電源裝置，例如電弧切割機(jī)、等離子切割機(jī)和光源。
不使用400V和200V，工業(yè)AC電壓例如可以是200V和100V。此外，電源裝置可以被設(shè)置為接收三個(gè)或更多個(gè)不同的AC電壓之一，而不是兩個(gè)AC電壓之一。例如，當(dāng)電源裝置將要接收100V、200V和400V電壓之一時(shí)，可以使用四個(gè)逆變器。在這樣的情形中，連接電路10被設(shè)置為按以下方式連接四個(gè)逆變器。當(dāng)要接收100V的電壓時(shí)，所有四個(gè)逆變器并聯(lián)。為接收200V的電壓，四個(gè)逆變器兩兩串聯(lián)，兩個(gè)串聯(lián)支路再并聯(lián)，而為了接收400V電壓，四個(gè)逆變器串聯(lián)。
上述實(shí)施方式的連接電路10是使用繼電器觸點(diǎn)形成的，但是它也可以使用例如半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件形成，例如雙極晶體管、FET和IGBT。
上述實(shí)施方式的電源裝置包括三個(gè)用于接收三相工業(yè)AC電壓的電源端子2a、2b和2c，但電源裝置也可以設(shè)置為包括兩個(gè)電源端子，在兩者之間施加單相工業(yè)AC電壓。
此外，可以使用繼電器來(lái)取代閘流管8。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，包括多個(gè)電源端子，多個(gè)不同電壓中的一個(gè)電壓被配置為施加于所述電源端子；整流電路，用于對(duì)從所述電源端子耦合而來(lái)的電壓進(jìn)行整流，以根據(jù)耦合的電壓在其兩個(gè)輸出端之間形成整流電壓；多個(gè)逆變器；連接電路，其響應(yīng)于施加給它的逆變器連接指示信號(hào)，將所述多個(gè)逆變器連接成多種逆變器連接關(guān)系中的一種連接關(guān)系，所述逆變器連接關(guān)系對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)不同電壓中的相應(yīng)電壓，并被設(shè)置為使得無(wú)論所述多個(gè)不同電壓中的哪個(gè)電壓被施加到所述電源端子，都是一個(gè)預(yù)定電壓被施加到所述逆變器中的每一個(gè)；逆變器連接指示信號(hào)生成電路，其被手動(dòng)操作為生成與所述多種逆變器連接關(guān)系之一相對(duì)應(yīng)的所述逆變器連接指示信號(hào)；常開(kāi)開(kāi)關(guān)，其被設(shè)在所述整流電路的所述兩個(gè)輸出端和所述多個(gè)逆變器之間的路徑上，所述常開(kāi)開(kāi)關(guān)響應(yīng)于施加給它的CLOSE信號(hào)而閉合；電壓檢測(cè)電路，用于生成與所述多個(gè)電壓中被施加到所述電源端子的一個(gè)電壓相對(duì)應(yīng)的所述逆變器連接指示信號(hào)；判斷電路，用于當(dāng)所述多個(gè)電壓中的一個(gè)電壓被施加到所述電源端子時(shí)，判斷由所述電壓檢測(cè)電路生成的所述逆變器連接指示信號(hào)是否與由所述逆變器連接指示信號(hào)生成電路生成的所述逆變器連接指示信號(hào)匹配；常開(kāi)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，用于當(dāng)所述判斷電路判斷來(lái)自所述電壓檢測(cè)電路和所述逆變器連接指示信號(hào)生成電路的所述逆變器連接指示信號(hào)匹配時(shí)，向所述常開(kāi)開(kāi)關(guān)提供所述CLOSE信號(hào)；以及警報(bào)電路，當(dāng)所述判斷電路判斷來(lái)自所述電壓檢測(cè)電路的所述逆變器連接指示信號(hào)與由所述逆變器連接指示信號(hào)生成電路生成的所述逆變器連接指示信號(hào)不匹配時(shí)，該警報(bào)電路被激活以發(fā)出警報(bào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，還包括連接在所述多個(gè)電源端子和所述整流電路之間的可手動(dòng)操作的輸入開(kāi)關(guān)器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源裝置，其中，所述逆變器連接指示信號(hào)生成電路包括物理上設(shè)在所述輸入開(kāi)關(guān)器件附近的可手動(dòng)操作的開(kāi)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其中所述多個(gè)電壓是第一電壓和第二電壓，所述第二電壓低于所述第一電壓；所述多個(gè)逆變器是兩個(gè)逆變器；所述連接電路將所述兩個(gè)逆變器連接成第一逆變器連接關(guān)系，其中所述兩個(gè)逆變器串聯(lián)在所述整流電路的所述兩個(gè)輸出端之間，或者所述連接電路將所述兩個(gè)逆變器連接成第二逆變器連接關(guān)系，其中所述兩個(gè)逆變器并聯(lián)在所述整流電路的所述兩個(gè)輸出端之間；所述逆變器連接指示信號(hào)生成電路生成指示所述第一逆變器連接關(guān)系的第一逆變器連接指示信號(hào)或者指示所述第二逆變器連接關(guān)系的第二逆變器連接指示信號(hào)；并且當(dāng)所述第一電壓被施加到所述電源端子時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路生成所述第一逆變器連接指示信號(hào)，當(dāng)所述第二電壓被施加到所述電源端子時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路生成所述第二逆變器連接指示信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其中所述逆變器中的每一個(gè)都包括連接在其輸入端中的電容器，當(dāng)所述常開(kāi)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，所述電容器被充電；以及所述逆變器中的每一個(gè)都由逆變器驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)所述判斷電路判斷來(lái)自所述電壓檢測(cè)電路的逆變器連接指示信號(hào)與來(lái)自所述逆變器連接指示信號(hào)生成電路的逆變器連接指示信號(hào)匹配時(shí)，所述逆變器驅(qū)動(dòng)電路在相關(guān)逆變器的電容器充電完畢后驅(qū)動(dòng)所述相關(guān)逆變器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電源裝置。多個(gè)電壓之一被施加到電源端子。整流電路對(duì)施加的電壓進(jìn)行整流并在其輸出端形成整流電壓。響應(yīng)于多個(gè)逆變器連接指示信號(hào)之一，在整流器輸出端之間將多個(gè)逆變器連接為多種逆變器連接關(guān)系之一。逆變器連接指示信號(hào)生成電路被手動(dòng)操作為生成預(yù)期的一個(gè)逆變器連接指示信號(hào)。閘流管設(shè)在整流器輸出端和逆變器之間。當(dāng)多個(gè)電壓之一被施加到電源端子時(shí)，電壓檢測(cè)電路生成與施加的電壓相對(duì)應(yīng)的逆變器連接指示信號(hào)。判斷單元確定來(lái)自電壓檢測(cè)電路和逆變器連接指示信號(hào)生成電路的逆變器連接指示信號(hào)是否匹配。當(dāng)兩個(gè)信號(hào)匹配時(shí)，閘流管控制單元向閘流管提供CLOSE信號(hào)。當(dāng)兩個(gè)信號(hào)不匹配時(shí)，激活警報(bào)電路。
文檔編號(hào)B23K9/10GK101030736SQ20071000228
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月17日
發(fā)明者加藤岡正男, 池田哲郎, 檀上謙三, 森本猛, 石井秀雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三社電機(jī)制作所