具有多點接觸的大電流變壓器、變壓器元件、接觸板和次級繞組以及用于制造這種大電流 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大電流變壓器(12)，特別是用于用以提供電阻焊接裝置(1)的焊接電流的電源(10)的大電流變壓器(12)，所述大電流變壓器(12)包括至少一個初級繞組(13)和帶有中央抽頭的至少一個次級繞組(14)。本發(fā)明還涉及一種用于這種大電流變壓器(12)的變壓器元件、接觸板(29)和次級繞組(14)以及用于制造該大電流變壓器(12)的方法。為了降低損失并提高效率，設(shè)置至少四個觸頭(20，21，22，23)以形成多點接觸，所述觸頭(20，21，22，23)由四個接觸表面形成，所述至少一個初級繞組(13)和所述至少一個次級繞組(14)以串聯(lián)/并聯(lián)電路的方式布置在所述四個接觸表面內(nèi)。
【專利說明】具有多點接觸的大電流變壓器、變壓器元件、接觸板和次級繞組以及用于制造這種大電流變壓器的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種特別地用于電源以提供電阻焊接裝置的焊接電流的大電流變壓器，該大電流變壓器包括至少一個初級繞組和至少一個次級繞組。
[0002]本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于包括至少一個初級繞組和具有中央抽頭的至少一個次級繞組的大電流變壓器的變壓器元件。
[0003]本發(fā)明還涉及一種用于具有至少一個初級繞組和具有中央抽頭的至少一個次級繞組的大電流變壓器的接觸板以及特別地用于電源以提供電阻焊接裝置的焊接電流的大電流變壓器的次級繞組。
[0004]最后，本發(fā)明涉及一種制造包括至少一個初級繞組和具有用于接觸的表面的至少一個次級繞組的大電流變壓器的方法。
【背景技術(shù)】
[0005]本發(fā)明主要但并非排他地涉及一種用于電阻焊接裝置特別是點焊裝置(其中尤其出現(xiàn)大約幾千安培的大直流電流)的大電流變壓器及其組成部件。在本專利申請的主題內(nèi)容中也覆蓋用于采用這種大直流電流的其他裝置的大電流變壓器。這種裝置的示例有電池充電器、粒子加速器、用于電鍍的設(shè)備等。例如，WO 2007/041729A1描述了一種電池充電器和用于產(chǎn)生相應(yīng)的大直流電流的電流變壓器。
[0006]在電阻焊接裝置中，使用適當(dāng)?shù)拇箅娏髯儔浩骱驼髌鱽硖峁┧璧拇笾绷麟娏鳌Ｓ捎诎l(fā)生大電流，二極管整流器因為相對較高的損失而不利，因此主要采用包括由相應(yīng)的晶體管形成的控制元件的有源整流器。然而，具有有源整流器(例如同步整流器)的電阻焊接裝置也具有相對較高的損失，因此效率相對較低。由于在現(xiàn)有技術(shù)中由例如大電流變壓器和整流裝置的通常分離設(shè)計而導(dǎo)致線路長度相當(dāng)長并因而招致功率損失，因此由于大電流導(dǎo)致效率非常差。
[0007]例如，DE 10 2007 042 771 B3描述了一種通過使用同步整流器操作電阻焊接裝置的電源的方法，通過該方法能夠降低功率損耗并能夠提高效率。
[0008]在汽車工業(yè)的生產(chǎn)線中，使用多個點焊裝置(經(jīng)常有大約有100到1000個個體單元)來準(zhǔn)備將要制造的車輛的車身或底盤上的各種連接。由于個體點焊裝置已經(jīng)因為大電流變壓器和電力線路和電路元件而導(dǎo)致高損失，在這種生產(chǎn)線中產(chǎn)生的總損失在極其高的尺寸范圍內(nèi)，例如在IMW和50MW之間。因為損失主要反映為熱損失的形式，因此必須再次采取措施將這些熱消散，從而甚至進(jìn)一步劣化了總體能量平衡。
[0009]由該事實產(chǎn)生的另一個缺點是，因為這種設(shè)施的高損失，所以電網(wǎng)需要非常高的連接瓦數(shù)，從而導(dǎo)致這種設(shè)施的制造、試運轉(zhuǎn)和操作費用非常高。
[0010]為了利用20kA的焊接電流產(chǎn)生單個點焊，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，從當(dāng)前觀點來看，例如需要高達(dá)150kW的電網(wǎng)連接瓦數(shù)，其中使用所述焊接電流，產(chǎn)生了高達(dá)135kW的損失，從而獲得了僅大約10%的非常低的效率。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]因此，本發(fā)明的目的是創(chuàng)造出一種大電流變壓器、用于這種大電流變壓器的變壓器元件、接觸板、次級繞組和制造這種大電流變壓器的方法，通過這種大電流變壓器，能夠降低損失，并且能夠提高能量平衡和效率。應(yīng)該能夠避免或減少已知裝置的缺點。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的目的通過以上提到的大電流變壓器來解決，該大電流變壓器特別地用于用以提供電阻焊接裝置的焊接電流的電源，其中設(shè)置至少四個觸頭以形成多點接觸，所述觸頭由四個接觸面形成，所述至少一個初級繞組和所述至少一個次級繞組以串聯(lián)/并聯(lián)連接方式布置在所述四個接觸面內(nèi)。由于所述多點接觸，能夠防止將所述大電流變壓器的次級側(cè)連接至消費負(fù)載通常需要的線路或能夠降低該線路的長度，因而能夠顯著降低歐姆損失以及接觸損失。因而，優(yōu)選地，能夠采用具有優(yōu)選大橫截面的較短線路。另一個優(yōu)點在于，由于這種接觸，降低了損失，特別是降低了接觸電阻損失。由于所述至少四個觸頭，待傳輸?shù)碾娏髂軌虮粶p半，由此還致使接觸損失降低。這還實現(xiàn)了能夠基本增加有源接觸面積，這轉(zhuǎn)而降低接觸電阻。通過根據(jù)本發(fā)明的這種大電流變壓器，可以將用于產(chǎn)生例如20kA的電流的連接瓦數(shù)降低至僅僅75kW(與相當(dāng)?shù)默F(xiàn)有技術(shù)裝置的150kW相比)，其中發(fā)生了60kff的損失。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)近似兩倍高的高達(dá)20%以上的效率。
[0013]為了實現(xiàn)用于產(chǎn)生大次級側(cè)電流的大電流變壓器的所需變壓比，根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，所述大電流變壓器包括串聯(lián)連接的多個初級繞組，優(yōu)選串聯(lián)連接的至少10個初級繞組，以及并聯(lián)連接的具有中央抽頭的多個次級繞組，優(yōu)選并聯(lián)連接的具有中央抽頭的至少10個次級繞組。初級電流流過所述大電流變壓器的串聯(lián)連接的初級繞組，同時相對大的次級側(cè)電流在并聯(lián)連接的多個優(yōu)選至少10個次級繞組之間分割。次級側(cè)的分流電流被供應(yīng)至同步整流器的對應(yīng)電路元件。通過使用這種分割，得到了對應(yīng)高的變壓比，而不管較低的初級和次級匝數(shù)。通過使用所述構(gòu)造，與傳統(tǒng)的大電流變壓器相比，初級側(cè)上需要較低匝數(shù)，由此能夠降低初級繞組的長度，并能夠由此降低歐姆損失。因為繞組匝數(shù)減少，結(jié)果使得所得到的線路長度減小，所以又降低了系統(tǒng)通常具有的大電流變壓器的漏電感，由此所述大電流變壓器能夠以例如IOkHz的更高切換頻率進(jìn)行操作。進(jìn)而，更高切換頻率導(dǎo)致所述大電流變壓器總體尺寸和重量降低，因而導(dǎo)致有利的安裝選項。因此，所述大電流變壓器能夠例如盡可能接近消費負(fù)載定位，例如接近電阻焊接裝置的電極。因而，甚至焊接機(jī)器人的負(fù)載也能夠由于所述大電流變壓器的較低重量而降低，從而小的更廉價的機(jī)器人就足以夠用。
[0014]所述大電流變壓器的變壓比為至少10至1000，優(yōu)選為至少100，以確保產(chǎn)生大次級側(cè)電流。
[0015]所述大電流變壓器的特別有利的構(gòu)造能夠被實現(xiàn)，因為:所述大電流變壓器包括由導(dǎo)電材料制成的工字梁，至少一個相應(yīng)的環(huán)狀芯體布置在該工字梁的凹部內(nèi)，其中每個次級繞組的一個相應(yīng)接線與所述工字梁的內(nèi)表面和接觸板直接接觸，并且所述工字梁的外表面形成了所述大電流變壓器的兩個第一觸頭。所述工字梁因而形成了所述大電流變壓器的基礎(chǔ)，所述次級繞組圍繞該工字梁布置，從而不需要連接線路。所述工字梁的外表面代表所述大電流變壓器的兩個第一觸頭，所述兩個第一觸頭直接地即不用線路地連接至相應(yīng)的消費負(fù)載。因為所述環(huán)狀芯體沒有被設(shè)計成圓形而是橢圓的，因此實現(xiàn)了節(jié)省空間的布置。優(yōu)選地，采用閉合環(huán)狀芯體。通過使用所述設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)所述初級繞組和所述次級繞組的串聯(lián)/并聯(lián)連接，由此實現(xiàn)了利用減少匝數(shù)的所述初級繞組和所述次級繞組提供用于大直流電流的所述大電流變壓器的所需變壓比。當(dāng)在所述工字梁的每側(cè)布置至少三個并聯(lián)連接的次級繞組時，這種設(shè)計是特別有用的。
[0016]有利地，所述大電流變壓器的至少一個次級繞組的中央抽頭不用線路地與所述工字梁連接。因此，可以省略各個組成部件之間的對應(yīng)線路。通過將所述次級繞組直接連接至所述工字梁的中心，還實現(xiàn)了連接表面的顯著增加，因而能夠再次降低接觸損失和線路損失。
[0017]在具有工字梁的所述大電流變壓器的上述構(gòu)造中，所述大電流變壓器的至少一個初級繞組被布置成延伸穿過所述至少一個環(huán)狀芯體，特別是在所述工字梁的凹部中對稱地布置在兩側(cè)的所述環(huán)狀芯體。通過使用這樣布置的初級繞組，能夠?qū)崿F(xiàn)與所述次級繞組的最佳磁性耦合。
[0018]如以上已經(jīng)提到的，所述次級繞組通過所述大電流變壓器的所述工字梁彼此電連接。每個次級繞組的相應(yīng)其他接線通過同步整流器和啟動電路與每個均由導(dǎo)電材料制成的接觸板優(yōu)選直接連接，所述接觸板位于所述工字梁的凹部和布置在其中的所述次級繞組的上方，其中這些接觸板的外表面形成了所述電源的兩個附加觸頭。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，所述大電流變壓器的所述至少一個初級繞組的接線被引導(dǎo)通過所述工字梁的外表面上的至少一個開口。所述大電流變壓器的所述初級繞組的接線可以從此處連接至對應(yīng)的電源或供電單元。
[0020]所述大電流變壓器的一個有利實施方式還由如下構(gòu)造產(chǎn)生，其中一個具有中央抽頭的次級繞組均由圍繞環(huán)狀芯體的橫截面并穿過所述環(huán)狀芯體的具有基本S形鏡像倒置曲線的由導(dǎo)電材料制成的彼此絕緣的兩個金屬片材形成，其中所述金屬片材的外表面形成了用于與所述同步整流器的電路元件或所述工字梁并因而與電阻焊接裝置的電極連接的觸頭。這實現(xiàn)了一個極其節(jié)省空間的緊湊構(gòu)造。同時，非常大的接觸表面可用于將次級繞組與所述工字梁的中央或中央腹板和同步整流器的電路元件連接，從而以盡可能小的損失確保大電流。
[0021]用以形成所述大電流變壓器的所述次級繞組的金屬片材通過絕緣層(例如紙層)而彼此絕緣。因此，可以將兩個次級繞組布置在一個環(huán)狀芯體上并因而可以顯著地降低總體尺寸、重量和損失。通過這種布置，在所述次級側(cè)上實現(xiàn)中央整流器，其中所述工字梁利用所述次級繞組的一個連接端(特別是焊接端)形成了該中央整流器。
[0022]所述大電流變壓器的所述工字梁和所述接觸板優(yōu)選形成立方體或方石形狀的單元，其中在所述工字梁和所述接觸板之間布置電絕緣。所述工字梁的兩個外表面代表兩個第一觸頭，而所述接觸板的兩個外表面代表所述電源的與所述兩個第一觸頭偏移90°的兩個附加觸頭。如果將用于提供直流電源的電源的其他組成部件，諸如同步整流器、啟動電路、用于同步整流器和啟動電路的供電電路集成在該立方體或方石形狀的單元中，則形成了自主單元，僅必須將該自主單元的輸入側(cè)與供電單元連接，并且僅必須將該自主單元的輸出側(cè)與相應(yīng)的消費負(fù)載連接。電源的各個電路之間的通常線路可以被省略或可以至少基本上降低它們的長度。
[0023]如果將覆蓋板布置在所述工字梁的前表面處，可以以立方體或方石形狀形成所述大電流變壓器的更堅固單元。
[0024]如果所述覆蓋板也由導(dǎo)電材料形成，并且適合于被擰在所述接觸板上，則可以實現(xiàn)所述接觸板的電連接。因而，可以省略將兩個接觸板彼此電連接的單獨電線路，以建立電壓或電位平衡，并因而避免兩個接觸板的不平衡。所述覆蓋板因而建立用于提供直流電流的所述大電流變壓器或電源的對稱布置的兩個接觸板的電連接。
[0025]所述覆蓋板與所述大電流變壓器的所述工字梁電絕緣。
[0026]所述工字梁和/或所述接觸板和/或所述覆蓋板和/或用于形成所述大電流變壓器的所述次級繞組的所述金屬片材優(yōu)選由優(yōu)選具有銀涂層的的銅或銅合金形成。銅或銅合金具有最佳的電特性并表現(xiàn)出良好的導(dǎo)熱性，由此能夠更快地排出所發(fā)生的熱損失。銀涂層防止銅或銅合金氧化。代替銅或銅合金，也可以考慮鋁或鋁合金，相比于銅，鋁具有重量優(yōu)勢，不過抗腐蝕性不太高。代替銀涂層，錫和其他材料或化合物的涂層或它們的層也是可行的。
[0027]在所述工字梁的外表面上和在所述接觸板的外表面上，可以布置連接裝置，優(yōu)選具有螺紋以收納螺釘?shù)你@孔。通過這些連接裝置，電源與消費負(fù)載的組成部件例如電阻焊接裝置的焊槍的機(jī)械連接和電連接都可以建立。此外，各種其他元件也可以通過這種連接裝置附接至工字梁或接觸板的外表面。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，在所述工字梁的每側(cè)的第一次級繞組處，均布置有用于測量流過該次級繞組的電流的電流換能器，所述電流換能器與啟動電路連接。所述電流換能器測量所述次級側(cè)電流，由于該次級側(cè)電流，同步整流器的電路元件被啟動以使傳導(dǎo)損失和切換損失最小。在以包括所述大電流變壓器的工字梁作為大電流變壓器的基礎(chǔ)的所述大電流變壓器或電源的對稱布置的情況下，次級繞組布置在所述工字梁的兩側(cè)上，并且所述電流換能器也布置在兩側(cè)上。所述電流換能器均和與其緊鄰布置的啟動電路直接接觸，并且通過合適的線路與相應(yīng)的相反的啟動電路連接。至關(guān)重要的是，由于所述次級繞組的并聯(lián)連接，在每個繞組中總是流動相同的電流，并且這種電流僅須從一個次級繞組抽取，以便關(guān)于整個電流做出結(jié)論。因此，在并聯(lián)連接的十個次級繞組中，通過電流換能器測量整個次級電流的僅僅十分之一，這就是為什么這些電流換能器的尺寸能夠顯著變小的原因。因而，又實現(xiàn)了所述大電流變壓器或電源的總體尺寸的降低。
[0029]為了避免來自外部磁場的干擾，每個電流換能器都由殼體并優(yōu)選由導(dǎo)磁材料制成的屏蔽件屏蔽。對于這種屏蔽件來說，鐵素體是特別合適的材料。
[0030]為了排出在電阻焊接裝置的電源中發(fā)生的熱損失，優(yōu)選在所述工字梁和所述接觸板中布置用于引導(dǎo)冷卻流體的通道。作為冷卻流體，水是特別合適的，但是氣態(tài)冷卻劑也可以被輸送通過所述冷卻通道，并且由此可以將熱損失排出。
[0031]所述冷卻通道的優(yōu)選實施方式這樣給出，即:在所述工字梁的外表面處布置有用于饋送所述冷卻流體的兩個入口和用于排放所述冷卻流體的一個出口，其中所述冷卻通道被布置成從每個入口延伸到所述接觸板并經(jīng)由所述工字梁延伸到所述出口。所述出口的橫截面相當(dāng)于所有所述入口的橫截面的總和。所述冷卻通道的這種路線首先實現(xiàn)了布置有具有相應(yīng)敏感部件的同步整流器和啟動電路的電路板的接觸板利用相應(yīng)冷的冷卻流體進(jìn)行冷卻。之后，冷卻較不敏感部件，特別是與所述次級繞組連接的工字梁。
[0032]優(yōu)選地，具有電路元件的同步整流器和用于啟動所述同步整流器的電路元件的電路與所述大電流變壓器的至少一個次級繞組連接。由于所述大電流變壓器和同步整流器以及所述啟動電路之間的該優(yōu)選直接的即不用線路的連接，能夠防止歐姆損失以及由這些線路引起的進(jìn)一步損失。用于所述同步整流器和所述啟動電路的可能供電電路優(yōu)選也集成在所述大電流變壓器中。優(yōu)選地，用以給所述大電流變壓器供電的供電單元與所述大電流變壓器盡可能接近地定位以實現(xiàn)盡可能短的連接線路，并因而實現(xiàn)盡可能少的線路損失和線路電感。
[0033]為了使得所述同步整流器的電路元件的傳導(dǎo)損失和切換損失最小，所述啟動電路被設(shè)計成在所述次級繞組中的電流到達(dá)過零點之前的預(yù)設(shè)時間點啟動所述同步整流器的電路元件。通過該預(yù)設(shè)時間點，可以平衡從次級側(cè)電流的過零點的檢測到相應(yīng)電路元件的啟動發(fā)生的延期。這意味著，所述同步整流器的電路元件的開啟和斷開時間不是由所述次級側(cè)電流的過零點確定的，而是通過實現(xiàn)規(guī)定的開啟和斷開閾值來實現(xiàn)的。開啟和斷開閾值根據(jù)期望的切換延遲來限定。所述開啟和斷開閾值最好被設(shè)計成可調(diào)節(jié)的，以便進(jìn)一步降低損失。在20kA的大電流變壓器中，可以將切換時間設(shè)置為過零點之前的100ns，從而所有部件，特別是所述同步整流器的電路元件需要在該時間段內(nèi)切換。
[0034]所述同步整流器的電路元件優(yōu)選不用線路地與所述大電流變壓器的至少一個次級繞組連接。
[0035]所述啟動電路和所述同步整流器優(yōu)選被布置在至少一個電路板上，所述至少一個電路板被布置在至少一個接觸板的內(nèi)表面上。所述啟動電路和所述同步整流器在所述至少一個接觸板的內(nèi)表面上的這種布置使得所述次級繞組的接線與所述同步整流器的電路元件能夠直接接觸或不用線路地接觸，并且還使得所述同步整流器的輸出能夠與所述接觸板直接接觸即不用線路地接觸。優(yōu)選地，用以提供直流電流的所述大電流變壓器或包括所述大電流變壓器的電源對稱地構(gòu)造，其中均具有所述同步整流器和所述啟動電路的一部分的一個電路板在相應(yīng)的接觸板下面布置在對稱布置的次級繞組的兩側(cè)上。
[0036]所述同步整流器和所述啟動電路的每個電路板優(yōu)選包括開口，所述電路元件布置在該開口上方，并且在所述同步整流器的電路板中的開口的位置中，所述接觸板的內(nèi)表面包括突起，特別是尖峰狀突起，從而通過將所述突起伸入到位于所述接觸板的內(nèi)表面上的電路板上的開口內(nèi)能夠不用線路地接觸所述電路元件。因而，可以省略所述同步整流器的電路元件和接觸板之間的連接線路，由此一方面能夠降低歐姆損失，另一方面能夠提高所述電路元件和所述接觸板之間的熱躍遷。最后，由于不必鋪設(shè)和連接任何連接線路，而是電路元件與所述突起直接連接(優(yōu)選焊接)，因此也降低了生產(chǎn)勞動強(qiáng)度。通過所述突起還使得能夠簡單地定位所述電路板，因而能夠大大方便制造。
[0037]如下設(shè)計也是有利的:由場效應(yīng)晶體管形成的所述電路元件的源極接線通過所述突起特別是尖峰狀突起與所述接觸板直接電連接和熱連接，這是因為這里可以再次避免對應(yīng)的線路。
[0038]每個電路板優(yōu)選布置在所述工字梁和所述接觸板之間以形成必要的電絕緣。因此，不必在所述工字梁和所述接觸板之間提供另外的電絕緣。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的目的還通過一種用于上述大電流變壓器的變壓器元件來實現(xiàn)，該變壓器元件包括由導(dǎo)電材料制成的工字梁，所述工字梁的凹部被設(shè)計成收納至少一個相應(yīng)的環(huán)狀芯體，該環(huán)狀芯體上布置有次級繞組，所述工字梁的相對的內(nèi)表面被設(shè)計成直接接觸每個次級繞組的相應(yīng)接線。所述工字梁因而形成了大電流變壓器的基礎(chǔ)，所述次級繞組圍繞該工字梁布置，從而不需要連接線路。所述工字梁的外表面代表所述兩個第一接觸面，這兩個第一接觸面直接地即不用線路地連接至對應(yīng)的部件。因為所述環(huán)狀芯體沒有被設(shè)計呈圓形的而是橢圓形的，而實現(xiàn)了節(jié)省空間的布置。因而，可以定位在所述工字梁的觸頭之間。優(yōu)選地，采用閉合的環(huán)狀芯體。通過使用所述設(shè)計，可以實現(xiàn)所述初級繞組和所述次級繞組的串聯(lián)/并聯(lián)連接，通過這樣，實現(xiàn)了利用減少匝數(shù)的所述初級繞組和所述次級繞組提供用于大直流電流的所述大電流變壓器的所需變壓比。當(dāng)在所述工字梁的每側(cè)布置至少三個并聯(lián)連接的次級繞組時，這種設(shè)計是特別有用的。
[0040]在所述工字梁的外表面處設(shè)置有用于引導(dǎo)所述至少一個初級繞組的接線的至少一個開口。所述大電流變壓器的所述初級繞組的接線能夠被引導(dǎo)通過該開口并與對應(yīng)的電源或供電單元連接。
[0041]所述工字梁優(yōu)選由優(yōu)選具有銀涂層的銅或銅合金形成。銅或銅合金具有最佳的電特性并表現(xiàn)出良好的導(dǎo)熱性，由此能夠更快速地排出發(fā)生的熱損失。銀涂層防止銅或銅合金氧化。代替銅或銅合金，也可以考慮鋁或鋁合金，相比于銅，鋁具有重量優(yōu)勢，不過抗腐蝕性不太高。代替銀涂層，錫和其他材料或化合物的涂層或?qū)右彩强尚械摹?br> [0042]在所述工字梁的外表面上布置有連接裝置，優(yōu)選是具有螺紋以收納螺釘?shù)你@孔。通過這些連接裝置，可以建立機(jī)械連接和電連接。此外，各種其他元件也可以通過這種連接裝置附接至工字梁的外表面。
[0043]為了排出發(fā)生在所述大電流變壓器中的熱損失，優(yōu)選在所述工字梁中布置用于引導(dǎo)冷卻流體的通道。作為冷卻流體，水是特別合適的，但是氣態(tài)冷卻劑也可以被輸送通過所述冷卻通道，并且由此可以將熱損失排出。
[0044]在這方面，優(yōu)選在所述工字梁的外表面處布置有用于饋送所述冷卻流體的兩個入口和用于排放所述冷卻流體的一個出口。所述出口的橫截面相當(dāng)于所有所述入口的橫截面的總和。所述冷卻通道的合適路線實現(xiàn)了首先最敏感的地方利用冷的冷卻流體冷卻，之后冷卻不太敏感的部件。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的目的還利用用于上述大電流變壓器的接觸板來實現(xiàn)，其中在一側(cè)設(shè)置有突起，特別是尖峰狀突起，用于收納電路板并用于直接接觸電路元件。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)所述電路板與所述接觸面的安全連接。同時，所述突起的設(shè)計使得能夠精確地定位所述電路板，因為所述電路板包括對應(yīng)的開口。然而，所述突起還實現(xiàn)了它們伸出穿過所述電路板中的開口并因而能夠與布置在所述電路板的相反側(cè)的電路元件接觸，特別是焊接在一起。
[0046]優(yōu)選地，同步整流器和啟動電路以及可能的供電電路布置在所述至少一個電路板上以用于所述大電流變壓器的自主操作。因此，無論什么控制線路都不需要，并且極大地方便了處理。
[0047]所述突起優(yōu)選被設(shè)計成不用線路地接觸所述同步整流器的電路元件，因為所述突起與設(shè)置在所述電路板上的開口對應(yīng)地布置，從而布置在所述開口上方的所述同步整流器的電路元件能夠被接觸到。通過所述突起，可以不用線路地接觸同步整流器的電路元件。因此，可以省略所述同步整流器的電路元件和接觸板之間的連接線路，一方面，由此能夠降低歐姆損失，另一方面能夠提高所述電路元件和所述接觸板之間的熱躍遷。最后，由于不必鋪設(shè)和連接任何連接線路，而是電路元件與所述突起直接連接(優(yōu)選焊接)，因此也降低了生產(chǎn)勞動強(qiáng)度。這使得能夠進(jìn)行自動化制造。
[0048]如果所述電路元件被直接焊接在所述突起上，則也是有利的，因為這使得能夠進(jìn)行機(jī)器人輔助或自動裝配和焊接。代替通過焊接進(jìn)行的直接連接，還可以提供短的連接線，即所謂的結(jié)合導(dǎo)線。
[0049]所述接觸板優(yōu)選由優(yōu)選具有銀涂層的銅或銅合金形成。銅或銅合金具有最佳的電特性并表現(xiàn)出良好的導(dǎo)熱性，由此能夠更快速地排出發(fā)生的熱損失。銀涂層防止銅或銅合金氧化。代替銅或銅合金，也可以考慮鋁或鋁合金，相比于銅，鋁具有重量優(yōu)勢，不過抗腐蝕性不太高。代替銀涂層，錫和其他材料或化合物的涂層或?qū)右彩强尚械摹?br> [0050]在所述接觸板的外表面上布置有連接裝置，優(yōu)選是具有螺紋以收納螺釘?shù)你@孔。通過這些連接裝置，可以建立機(jī)械連接和電連接。此外，各種其他元件也可以通過這種連接裝置附接至接觸板的外表面。
[0051]如果多個突起并排布置在所述接觸板上，則可以對應(yīng)地并行接觸多個電路元件。通過這種并聯(lián)連接，能夠降低所述有源整流器的正向電阻。此外，所述電路元件的并聯(lián)連接實現(xiàn)了可以利用更小尺寸的電路元件切換更高的切換電流或焊接電流。在這方面，至關(guān)重要的是，對于多個(特別是十個)并聯(lián)連接的電路元件，例如通過將啟動電路橫向地布置在兩側(cè)而將線路長度減半，因而實現(xiàn)了電路元件的更快速、更平衡的啟動和連接貫通。因此可以實現(xiàn)各個電路元件的切換點幾乎相同。為此，例如可以在中央布置另一個柵極啟動，從而實現(xiàn)甚至更快的切換過程。
[0052]然而，如果針對并聯(lián)連接的對應(yīng)電路元件將多個特別是十個突起布置成一行并且將多行特別是十行突起布置在彼此之上，則也是有利的。因此，可以在小面積上布置盡可能多的電路元件，從而能夠切換相當(dāng)大的更大電流，或者能夠采用具有更小尺寸的電路元件。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的目的還通過用于上述大電流變壓器的次級繞組實現(xiàn)，其中具有基本S形曲線的由導(dǎo)電材料制成的金屬片材圍繞所述環(huán)狀芯體的橫截面并穿過所述環(huán)狀芯體布置，其中所述金屬片材的外表面形成觸頭或接線。因而，實現(xiàn)了非常緊湊的構(gòu)造，該構(gòu)造容易集成到大電流變壓器的例如采取工字梁形式的變壓器元件中。附加地實現(xiàn)了所述繞組的觸頭被設(shè)計成具有大表面，從而確保了與一個或多個電路元件以及工字梁的中心的可靠的不用線路的連接。這些連接優(yōu)選通過焊接進(jìn)行。
[0054]然而，如果在所述環(huán)狀芯部處布置另一個金屬片材以形成另一個次級繞組，從而提供圍繞所述環(huán)狀芯體的橫截面的具有基本S形鏡像倒置曲線的由導(dǎo)電材料制成的彼此絕緣的兩個金屬片材，其中所述金屬片材的外表面形成觸頭，則也是有利的。因而，能夠以簡單方式將大電流變壓器中的次級繞組的數(shù)量翻倍。這還實現(xiàn)了中央電路(整流器)，其中所述工字梁構(gòu)成了所述中央電路。
[0055]所述金屬片材優(yōu)選通過絕緣層(例如紙絕緣)彼此絕緣。因而，可以將兩個次級繞組布置在一個環(huán)狀芯體上，并且因而顯著減小總體尺寸、重量和損失。通過這種布置，在所述次級側(cè)實現(xiàn)了中央整流器，其中所述工字梁利用所述次級繞組的一個連接端(特別是焊接端)形成了該中央整流器。
[0056]所述金屬片材優(yōu)選由優(yōu)選具有銀涂層的銅或銅合金形成。銅或銅合金具有最佳的電特性并表現(xiàn)出良好的導(dǎo)熱性，由此能夠更快速地排出發(fā)生的熱損失。銀涂層防止銅或銅合金氧化。代替銅或銅合金，也可以考慮鋁或鋁合金，相比于銅，鋁具有重量優(yōu)勢，不過抗腐蝕性不太高。代替銀涂層，錫和其他材料或化合物的涂層或?qū)右彩强尚械摹?br> [0057]此外，根據(jù)本發(fā)明的目的通過一種制造大電流變壓器的方法實現(xiàn)，所述大電流變壓器包括至少一個初級繞組和具有用于接觸的表面的至少一個次級繞組，其中，首先利用第一較高熔融溫度的第一焊接材料使所述至少一個次級繞組的內(nèi)表面與所述大電流變壓器的由導(dǎo)電材料制成的工字梁連接，隨后利用與所述第一熔融溫度相比較低的第二熔融溫度的第二焊接材料將由導(dǎo)電材料制成的至少一個接觸板與所述至少一個次級繞組的外表面焊接在一起。有利的是，該制造特別是焊接能夠自動化，這是由于因為不同的熔融溫度，已經(jīng)在第一焊接過程中以較高熔融溫度產(chǎn)生的接線不會在較低熔融溫度的第二焊接過程中融化。因而，極大地降低了生產(chǎn)成本。還實現(xiàn)了能夠使用可能最好的連接類型，從而發(fā)生盡可能小的躍遷損失。在一個測量中，其中電路板通過第一較高熔融溫度的第一焊接材料與至少一個接觸板連接，有利地實現(xiàn)了能夠隨后在任何時間對接觸板進(jìn)行進(jìn)一步的焊接過程。
[0058]在將所述至少一個接觸板與所述電路板連接之后，通過使用所述第一較高熔融溫度的第一焊接材料將電路元件與所述電路板和/或所述接觸板特別是所述接觸板上的突起連接。所述電路元件和其他電子部件的定位和焊接可以以完全自動化方式進(jìn)行。
[0059]根據(jù)利用所述第二較低熔融溫度的第二焊接材料將所述電路元件特別是所述電路元件的接線或殼體與所述至少一個次級繞組的表面連接的措施，實現(xiàn)了所述接觸板和所述電路板之間的連接不會再融化。因而，可以將整個單元(即所述接觸板、電路板、電路元件以及其他部件)傳送通過焊接池，以便節(jié)約成本且安全地制造焊接。
[0060]如果使用第一較高熔融溫度在220°C和300°C之間特別是260°C的第一焊接材料和第二較低熔融溫度在120°C和220°C之間特別是180°C之間的第二焊接材料，則是有利的。這確保了在較低熔融溫度的第二焊接過程中，在第一焊接過程中固定的部件不會變松，或者連接質(zhì)量不會削弱。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0061]下面借助于附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
[0062]其中:
[0063]圖1是示意性圖示的具有機(jī)器人和固定在該機(jī)器人上的焊槍的現(xiàn)有技術(shù)電阻焊
接裝置；
[0064]圖2是具有用以提供焊接電流的電源的電阻焊接裝置的示意性框圖；
[0065]圖3是示意性圖示的電阻焊接裝置，特別是具有用以提供焊接電流的集成電源的焊槍；
[0066]圖4是用以提供焊接電流的電源的示意性框圖；
[0067]圖5示出了用以提供直流電流的電源的一個實施方式；
[0068]圖6以分解視圖示出了根據(jù)圖5的電源；
[0069]圖7示出了根據(jù)圖5的電源，其中繪制了冷卻通道的路線；
[0070]圖8是電源的大電流變壓器的工字梁的視圖；
[0071]圖9以剖面示出了根據(jù)圖8的工字梁；
[0072]圖10是包括同步整流器和啟動電路的印刷電路板的電源的大電流變壓器的接觸板；
[0073]圖11以剖面示出了根據(jù)圖10的接觸板；
[0074]圖12以分解視圖示出了大電流變壓器的具有電流換能器的次級繞組；
[0075]圖13以分解視圖示出了大電流變壓器的次級繞組的設(shè)計；
[0076]圖14示出了用于向同步整流器和啟動電路供應(yīng)電能的電路的框圖；
[0077]圖15示出了根據(jù)圖14的供電電路的供應(yīng)電壓的時間歷程；以及
[0078]圖16示出了時間歷程，以便示出根據(jù)大電流變壓器的次級側(cè)電流啟動同步整流器的電路元件。
【具體實施方式】
[0079]在圖1至圖16中所示的實施方式中，描述了具有主要組成部件的電阻焊接裝置I的設(shè)計。在這些圖中，相同的部件利用相同的附圖標(biāo)記表示。
[0080]在圖1中，以立體圖示出了用于對至少兩個工件2、3進(jìn)行電阻焊接的電阻焊接裝置1，該電阻焊接裝置I具有用于操縱的機(jī)器人。該電阻焊接裝置I由附接至機(jī)器人并具有兩個焊槍臂5的焊槍4構(gòu)成，在焊槍4上布置有每個都用于保持電極7的保持件6。電極7每個均通過帶8而循環(huán)，帶8降低電阻焊接時的接觸電阻并保護(hù)電極7。此外，在帶8上得到的所產(chǎn)生的點焊的圖像可以被分析并用來評價焊接質(zhì)量。用于保護(hù)電極7的帶8從能夠被分別布置在焊槍4或焊槍臂5上的卷繞裝置9退繞，并沿著焊槍臂5、電極保持件6和電極7被引導(dǎo)回到卷繞裝置9，在卷繞裝置9處，帶8被再次卷繞。為了進(jìn)行點焊，通過電極7傳導(dǎo)由對應(yīng)的供電單元(power unit) 19供應(yīng)的焊接電流。由此,工件2、3通過在點焊過程期間產(chǎn)生的點焊而被連接在一起。通常，用以提供焊接電流的供電單元19位于電阻焊接裝置I外部，如圖1中示意性所示。焊接電流借助于適當(dāng)?shù)木€路11供應(yīng)到導(dǎo)電地形成的電極7或焊槍臂5。由于焊接電流的幅值在幾千安培的范圍內(nèi)，因此線路11所需的橫截面對應(yīng)地較大，從而導(dǎo)致對應(yīng)較高的歐姆損失。
[0081]此外，較長的主供電線路導(dǎo)致線路11的電感增加，因此電源10的大電流變壓器12操作時的切換頻率受到限制，從而導(dǎo)致非常大的大電流變壓器12。在現(xiàn)有技術(shù)中，供電單元19位于緊接著焊接機(jī)器人的切換柜(配電柜)內(nèi)，從而對于機(jī)器人上的焊槍4來說，到大電流變壓器12的供電線路需要非常長，例如高達(dá)30m。
[0082]在根據(jù)本發(fā)明的解決方案中，實現(xiàn)了重量和尺寸的顯著降低，從而能夠?qū)⒐╇妴卧?9直接定位在機(jī)器人上特別是定位在焊槍保持件的部分中。另外，優(yōu)選將供電單元19設(shè)計成水冷的。
[0083]圖2示出了具有用以提供焊接電流的電源10的電阻焊接裝置I的示意性框圖。盡管在所示的實施方式中，使用電源10提供用于電阻焊接裝置I的焊接電流，但是電源10特別是電力供應(yīng)的整個設(shè)計也可以用來提供用于其他應(yīng)用的直流電流。電源10包括大電流變壓器12，該大電流變壓器12具有至少一個初級繞組13、具有中央抽頭的至少一個次級繞組14和環(huán)狀芯體15。通過大電流變壓器12變換的電流在同步整流器16中被整流并被供應(yīng)至電阻焊接裝置I的焊槍臂5或電極7。為了控制同步整流器16，設(shè)置了啟動電路17。啟動電路17基于例如借助于電流換能器18測量的大電流變壓器12的次級側(cè)電流而向同步整流器16的電路元件24發(fā)送對應(yīng)的觸發(fā)脈沖。[0084]如一般已知的，由于大的焊接電流，所需線路長度的總和引起在同步整流器16的電路元件24中發(fā)生相當(dāng)大的歐姆損失和/或電感損失以及傳導(dǎo)和切換損失。此外，還是在整流器中，在用于同步整流器16和啟動電路17的電力供應(yīng)中發(fā)生損失。因而，這種電阻焊接裝置I所得到的效率較低。
[0085]為了產(chǎn)生大電流變壓器12的初級側(cè)電流，設(shè)置了供電單元19，該供電單元19布置在電網(wǎng)和電源10之間。供電單元19以期望的幅值和期望的頻率向大電流變壓器12或電源10提供初級側(cè)電流。
[0086]圖3以示意性圖示示出了具有集成電源10的電阻焊接裝置I。電源10特別地作為支撐構(gòu)件直接布置在電阻焊接裝置I的焊槍4或焊槍臂5上，使得用以將焊接電流引導(dǎo)至電極7的線路11的至少一部分可以被省略，因此顯著地縮短線路長度，這是因為僅需要與一個焊槍臂5進(jìn)行連接。電源10具有至少四個觸頭20、21、22、23以形成多點接觸，其中一個極性的兩個第一觸頭20、21連接至一個焊槍臂5，而相反極性的兩個附加觸頭22、23連接至另一個焊槍臂5。有利地，一個極性的兩個第一觸頭20、21和另一個極性的另外兩個觸頭22、23均彼此相對地布置，其中兩個另外觸頭22、23與兩個第一觸頭20、21相比相對于彼此基本布置成偏移90°。通過多點接觸線路，將大電流變壓器12的次級側(cè)14連接至電阻焊接裝置I的焊槍臂5或電極6通常所需的線路可以被防止，或能夠降低其長度，因而能夠顯著地降低歐姆損失以及接觸損失。因而，可以采用具有優(yōu)選較大橫截面的優(yōu)選較短的線路，同時保持焊槍4的靈活性。另一個優(yōu)點在于，由于這種接觸，降低了損失，特別是接觸電阻。由于所述至少四個觸頭20、21、22、23，能夠?qū)⒋齻鬏數(shù)暮附与娏鳒p半，由此也使得接觸損失降低，這是因為由于有源接觸面積顯著增加，而降低了接觸電阻。例如，在確定用以提供20kA的直流電流的大電流變壓器12或電源10的尺寸時，所述四個觸頭20、21、22、23中的每個都具有從15cmX15cm到25cmX 25cm優(yōu)選為20cmX20cm的面積。
[0087]在所示的實施方式中，電源10基本形成為立方體形狀，其中該立方體的側(cè)表面形成了所述觸頭20、21、22、23。兩個第一觸頭20、21經(jīng)由焊槍臂5連接至電阻焊接裝置I的一個電極7，而兩個其他觸頭22、23經(jīng)由焊槍臂5連接至電阻焊接裝置I的另一個電極7。如能夠在局部分解視圖中看到的，至少一個焊槍臂5特別是下焊槍臂5經(jīng)由下焊槍臂5的支撐構(gòu)件23a連接，而另一個特別是上焊槍臂5經(jīng)由柔性連接器夾子23b連接至附加觸頭
22、23。因而，至少一個焊槍臂5直接連接至大電流變壓器12，而另一個焊槍臂5通過非常短(例如小于50cm)的線路連接至大電流變壓器12。通過將電源10和電阻焊接裝置I的電極7或焊槍臂5之間的線路11省略或使其特別短，能夠相當(dāng)大地降低歐姆損失和電感損失。
[0088]當(dāng)至少兩個觸頭20、21直接或不用線路地連接至且因而沒有接觸電阻地連接至焊槍臂5時產(chǎn)生了特別的優(yōu)點。這方面能夠?qū)崿F(xiàn)是因為，這兩個觸頭20、21實際上集成在電源10中并且直接地即不布設(shè)供應(yīng)電路地連接至電阻焊接裝置I的對應(yīng)部件特別是焊槍臂5。因而，通過將焊槍臂5直接連接至大電流變壓器12的觸頭20、21，實現(xiàn)了沒有線路的連接，而第二焊槍臂5必須通過非常短的線路連接至觸頭22、23。這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)非常高地降低線路損失，因為線路長度減小至最小。在現(xiàn)有技術(shù)中，理想的是大電流變壓器盡可能近地接近焊槍4定位，從而必須將線路從大電流變壓器12布設(shè)到焊槍4，而在根據(jù)本發(fā)明的解決方案中，大電流變壓器12集成在焊槍4中，同時一個焊槍臂5直接安裝在大電流變壓器12上，從而只有第二焊槍臂5必須通過一個或兩個較短線路連接。當(dāng)然，代替線路，還可以使用例如滑動觸頭或其他連接元件。同樣，由于電源10的組成部件的緊湊設(shè)計和直接連接即不用線路的連接，也能夠顯著降低電源10內(nèi)的損失。
[0089]有利地，電源10的所有組成部件，包括同步整流器16、啟動電路17、電流換能器18和用于同步整流器16和啟動電路17的所有供電電路都包含在立方體或方石形狀單元中。也就是說，通過集成電子組成部件/電路，以立方體的形式創(chuàng)造結(jié)構(gòu)單元，其中用戶僅需要在初級側(cè)以對應(yīng)的交流電壓形式或?qū)?yīng)的交流電流提供能量，以便以高性能在次級側(cè)上獲得適當(dāng)大小的直流電流或直流電壓?？刂坪驼{(diào)控在立方體或電源10中自主地進(jìn)行。因此，所述立方體和電源10可廣泛用于給組成部件供應(yīng)大直流電流。特別地，電源10用來供應(yīng)低電壓大電流，如通常在電阻焊接過程中那樣。
[0090]當(dāng)在電阻焊接過程中使用時，立方體形狀的電源10的部件也可以由電阻焊接裝置I的組成部件(例如如圖所示的焊槍臂5等的部件)形成。立方體或電源10通過將焊槍臂5直接附接至立方體而具有支撐功能。另外焊槍臂5通過連接線路(未示出)連接。通過使用所述設(shè)計，可以防止供電線路較長，從而獲得了顯著降低損失。然而，為了將立方體集成在這種焊槍4中，需要保持其尺寸盡可能小。例如，在確定將要提供的高達(dá)20kA的直流電流的尺寸時，立方體或電源10具有在IOcm和20cm之間特別是15cm的邊長。通過使用立方體形狀的電源10的所述緊湊設(shè)計，可以容易地將其集成在例如焊槍4的基體中。
[0091]圖4示出了用以提供直流電流特別是焊接電流的電源10的示意性框圖。在電源10的該優(yōu)選實施方式中，大電流變壓器12的十個初級繞組13串聯(lián)連接，并且大電流變壓器12的具有中央抽頭的十個次級繞組14并聯(lián)連接。通過使用大電流變壓器12的這種設(shè)計，即使利用較低匝數(shù)的初級繞組13和較低匝數(shù)的次級繞組14，也能夠?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)高的變壓比，以便在次級側(cè)上獲得對應(yīng)的大電流。例如，利用十個初級繞組13和另外十個次級繞組14可以實現(xiàn)100的變壓比。初級電流流過大電流變壓器12的串聯(lián)連接的初級繞組13，同時相對大的次級側(cè)電流在并聯(lián)連接的十個次級繞組14之間分割。次級側(cè)上的分流電流被供應(yīng)至同步整流器16的對應(yīng)電路元件24。通過使用這種分割，得到了對應(yīng)高的變壓比(這里是100)，而不管低的初級和次級匝數(shù)。通過使用所述構(gòu)造，與傳統(tǒng)大電流變壓器相比，在初級側(cè)上需要較低的匝數(shù)，由此能夠降低初級繞組13的長度，并能夠由此降低歐姆損失。因為初級繞組13的匝數(shù)減少并因而得到的線路長度減小，又降低了對系統(tǒng)來說通常如此的大電流變壓器12的漏電感，由此大電流變壓器12能夠以更高切換頻率例如IOkHz操作。進(jìn)而，與傳統(tǒng)大電流變壓器相比更高的切換頻率致使大電流變壓器12的總體尺寸和重量降低，因而致使有利的安裝選項。因此，大電流變壓器12能夠例如非?？拷娮韬附友b置I的電極7定位。因而，甚至焊接機(jī)器人的負(fù)載也能夠由于大電流變壓器12的較低重量而降低，從而小的、更廉價的焊接機(jī)器人就足夠。
[0092]沒有初級繞組和次級繞組的串聯(lián)/并聯(lián)連接的傳統(tǒng)變壓器將需要對應(yīng)的更多初級繞組，這將導(dǎo)致初級側(cè)上的導(dǎo)線長度明顯更長。由于更大的導(dǎo)線長度，一方面歐姆損失增力口，另一方導(dǎo)致更高的漏電感，漏電感就是現(xiàn)有技術(shù)變壓器的操作頻率限于幾千赫茲的原因。
[0093]相比而言，在這里描述的大電流變壓器12的構(gòu)造中，系統(tǒng)中固有的初級繞組13和次級繞組14的歐姆損失和漏電感較低，這就是能夠使用在IOkHz以上的范圍內(nèi)的頻率的原因。由此，又可以實現(xiàn)大電流變壓器12的基本更小的總體尺寸。大電流變壓器12或電源10的更小的總體尺寸又使得可以將其布置成更靠近需要所產(chǎn)生的電流的位置，例如布置在電阻焊接裝置I的焊槍臂5上。
[0094]通過并聯(lián)連接大電流變壓器12的次級繞組14，在次級側(cè)上得到的大電流被分割成若干分流電流。這些分流電流被傳輸?shù)酵秸髌?6的電路元件24，如圖示意性所示。為了啟動電路元件24，設(shè)置了啟動電路17，該啟動電路17被引入在初級繞組13和次級繞組14的部分中，其中同步整流器16和啟動電路17包括相關(guān)的傳感器都布置在立方體內(nèi)，即大電流變壓器12內(nèi)。同步整流器16和啟動電路17的尺寸形成為使得它們自主地(即沒有外部影響地)進(jìn)行電源10的調(diào)控和控制。因此，所述立方體優(yōu)選沒有用于從外部介入的控制線路，而是僅僅具有用于初級側(cè)供電的接線或觸頭以及用于輸送所產(chǎn)生的次級側(cè)電能特別是大次級直流電流的接線或觸頭。
[0095]然而，啟動電路17的對應(yīng)接線可以被引入以給啟動電路17提供給定值。通過進(jìn)行外部調(diào)節(jié)，可以針對應(yīng)用領(lǐng)域理想地調(diào)節(jié)電源10。然而，如從現(xiàn)有技術(shù)已知的，可以采用用于改變或傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)以無線方式優(yōu)選以感應(yīng)方式、磁性方式或借助于藍(lán)牙操作，從而不需要引入控制接線。
[0096]借助于集成的傳感器進(jìn)行電源10的控制和/或調(diào)控。通過使用相應(yīng)的電流換能器18測量次級繞組14的次級側(cè)電流，啟動電路17獲得同步整流器16的電路元件24應(yīng)該切換的時間點的信息。因為電流換能器18僅僅測量大電流變壓器12的次級側(cè)電流的一部分(這里是十分之一)，所以它們可以被設(shè)計成較小，再次對電源10的整體尺寸帶來積極影響。
[0097]為了降低傳導(dǎo)和切換損失，同步整流器16的電路元件24優(yōu)選在流過大電流變壓器12的次級繞組14的次級側(cè)電流的過零點進(jìn)行切換。由于從電流換能器18對次級側(cè)電流的過零點的檢測到同步整流器16的電路元件24的啟動發(fā)生一定延遲，根據(jù)本發(fā)明，啟動電路17被形成為在次級繞組14中的電流到達(dá)過零點之前的預(yù)設(shè)時間點切換同步整流器16的電路元件24。因此，啟動電路17使得同步整流器16的電路元件24在由電流換能器18測量的大電流變壓器12的次級繞組14中的電流下降到低于或超過一定開啟或斷開閾值的時間點進(jìn)行切換。通過使用所述方法，可以實現(xiàn)同步整流器16的電路元件24基本在流過大電流變壓器12的次級繞組14的電流的過零點期間切換，由此能夠使得傳導(dǎo)和切換損失最小(另參見圖16)。
[0098]在圖4中，用于給同步整流器16和啟動電路17供應(yīng)電能的供電電路48被引入用于初級繞組13和次級繞組14。另外，該供電電路48優(yōu)選集成在電源10中，即集成在立方體中。因為在期望輸送直流電流例如焊接電流時必須確保供應(yīng)給電源10的同步整流器16和啟動電路17足夠的電能，所以需要足夠快速地啟動供電電路48(參見圖15)，或者其被構(gòu)造成使得通過啟動電源10，盡可能快速地提供足夠高的供電電壓并且隨后輸送所需的電力或所需的電流。
[0099]圖5以放大視圖示出了根據(jù)圖3的電源10的實施方式。用以提供直流電流例如焊接電流的電源10基本具有立方體或方石的形式，其中所述立方體或方石的側(cè)面代表觸頭20、21、22、23，通過所述觸頭20、21、22、23，可以將所產(chǎn)生的直流電流傳輸?shù)较嚓P(guān)的消耗負(fù)載，例如電阻焊接裝置I的焊槍臂5或電極7。電源10的所有組成部件，即大電流變壓器12、同步整流器16、啟動電路17、電流換能器18、供電電路48等都包含或集成在該電源10的立方體或方石形狀的構(gòu)件中。通過使用所述緊湊設(shè)計，可以將電源10的損失保持得特別低，因而能夠顯著增加電源10的效率，這是因為通過電子組成部件特別是包括同步整流器16、啟動電路17和供電電路48的印刷電路板的集成而在所述立方體中實現(xiàn)了線路的最佳縮短并因此實現(xiàn)了最佳切換時間。通過將電源10的同步整流器16和啟動電路17以及供電電路48集成到大電流變壓器12內(nèi)并通過并聯(lián)連接同步整流器16的若干電路元件24和通過不用線路地將電路元件24連接至大電流變壓器12的次級繞組14，在同步整流器16和大電流變壓器12的次級側(cè)14之間不需要任何線路，由此可以省略由于使用這種線路發(fā)生的可能歐姆損失和其他損失。用以給大電流變壓器12供電的供電單元19盡可能靠近大電流變壓器12定位以實現(xiàn)連接線路盡可能短，并因此實現(xiàn)線路損失和線路電感盡可能小。通過集成所有組成部件，形成了自主單元，該自主單元在輸入側(cè)上必須連接至供電單元19，在輸出側(cè)上(在電阻焊接裝置I的情況下)僅連接至焊槍臂5或電極7。電源10的單個電路之間的公共線路不再需要或者至少在其長度方面顯著減小。
[0100]電源10的大電流變壓器12的基礎(chǔ)是呈工字梁25形式的變壓器元件，該工字梁25由最好具有涂層(例如由銀制成的涂層)的導(dǎo)電材料特別是銅或銅合金制成。在工字梁25的凹部25a中，包括大電流變壓器12的次級繞組14的環(huán)狀芯體15布置在兩側(cè)。就空間來說，當(dāng)環(huán)狀芯體15不具有圓形橫截面而是具有橢圓形或扁平橫截面時是有利的。在所示的實施方式中，在工字梁25的每個凹部25a中，五個環(huán)狀芯體15均與相應(yīng)的次級繞組14并聯(lián)地布置。初級繞組13或串聯(lián)互連的多個初級繞組13 (點劃線)延伸穿過布置在工字梁25的凹部25a中的環(huán)狀芯體15并圍繞工字梁25的腹板。通過使用初級繞組13的這種路線并通過特別地對稱地布置在工字梁25的兩個凹部25a中的環(huán)狀芯體15，能夠?qū)崿F(xiàn)與次級繞組14的最佳磁性耦合。初級繞組13的接線26被引導(dǎo)穿過工字梁25的外表面28上的至少一個開口 27。大電流變壓器12的初級繞組13能夠通過所述接線26連接至相應(yīng)的供電單元19。工字梁25的外表面28形成了電源10的兩個第一觸頭20、21，所述觸頭20、21例如連接至電阻焊接裝置I的其中一個電極7。
[0101]在工字梁25的凹部25a上方定位有接觸板29，該接觸板29的外表面形成了電源10的另外兩個觸頭22、23并相對于工字梁25絕緣。接觸板29也由最好具有涂層(例如由銀制成的涂層)的導(dǎo)電材料例如銅或銅合金制成。筒或銅合金具有最佳的電特性并展現(xiàn)良好的導(dǎo)熱性，由此能夠更快地排出產(chǎn)生的熱損失。銀涂層防止銅或銅合金氧化。除了銅或銅合金之外，也可以考慮鋁或鋁合金，鋁或鋁合金相比于銅具有重量優(yōu)勢，不過抗腐蝕性沒有那么高。除了銀涂層之外，錫和其他材料或化合物的涂層或它們的層也是可行的。在接觸板29和大電流變壓器12的次級繞組14的相應(yīng)接線之間，布置同步整流器16和啟動電路17的電路板35。所述電路板35或印刷電路板直接安裝或焊接在接觸板29上，并且隨后將以絕緣方式附接至工字梁25。通過使用所述設(shè)計，可以將大電流變壓器12的次級側(cè)接線直接連接或接觸到同步整流器16的電路元件24，而不必鋪設(shè)線路。同步整流器16的輸出也優(yōu)選直接連接至接觸板29，由此不再需要線路。接觸板29連接至工字梁25，優(yōu)選擰緊在適當(dāng)位置(未示出)。在工字梁25的外表面28上以及在接觸板29的外表面上，可以布置連接裝置30，諸如具有相應(yīng)的螺紋以收納螺釘?shù)你@孔。例如，電阻焊接裝置I的焊槍臂5或需要供應(yīng)直流電流的其他裝置的線路可以通過所述連接裝置30附接，或者焊槍臂5可以直接附接至工字梁25或接觸板29。
[0102]覆蓋板31可以附接至立方體或方石形狀的電源10的上側(cè)和下側(cè)，并且可以連接(例如螺接，參見圖6)至工字梁25和接觸板29。優(yōu)選地，覆蓋板31也由導(dǎo)電材料制成并擰緊至接觸板29，從而得到大電流變壓器12的堅固單元，并通過覆蓋板31在接觸板29之間產(chǎn)生電連接。因而，實現(xiàn)了可以通過覆蓋板31產(chǎn)生電荷平衡，因此不會發(fā)生大電流變壓器12的不平衡負(fù)載。因而，可以省略將兩個接觸板29彼此電連接的單獨電線路，以便產(chǎn)生電壓和電位平衡并避免失衡。這意味著，用以提供焊接電流的大電流變壓器12或電源10的平衡布局的兩個接觸板29的電連接都是借助于覆蓋板31建立的。當(dāng)然，在這種情況下，需要在工字梁25上設(shè)置適當(dāng)?shù)慕^緣。接觸板31以及工字梁25和接觸板29都優(yōu)選由優(yōu)選具有銀涂層的銅或銅合金制成。
[0103]在工字梁25的外表面28上，特別是在第一觸頭20上，設(shè)置了用于饋送冷卻流體的兩個入口 32以及用于排出冷卻流體的出口 33，以便允許對電源10的組成部件進(jìn)行冷卻。用于排出冷卻流體的出口 33的橫截面表現(xiàn)為用于饋送冷卻流體的所有入口 32的橫截面的和。為了使冷卻流體最佳的行進(jìn)，相應(yīng)地布置冷卻通道39(參見圖9和11)。作為冷卻流體，可以使用水或其他液體，但是也可以使用氣態(tài)冷卻劑。
[0104]如從根據(jù)圖6的電源10的分解視圖可以看到，用于測量大電流變壓器12的次級側(cè)電流的電流換能器18直接定位在布置在上面的次級繞組14上，這意味著，在工字梁25的兩側(cè)上的每個第一或最上面次級繞組14上，布置電流換能器18，使得流過該次級繞組14的電流能夠由于感應(yīng)出的電流而被確定。為了避免由電流換能器18測量的電流被外部磁場操縱，優(yōu)選在電流換能器18上方布置由導(dǎo)磁材料(例如鐵素體)制成的殼體34以進(jìn)行屏蔽。
[0105]電流換能器18在工字梁25的兩側(cè)布置在第一和第二次級繞組14中的每個上。由于流過初級繞組13的電流，電流在工字梁25的一側(cè)排出，由此，最上面的次級繞組14因而形成了第一次級繞組14，而在相反側(cè)，電流現(xiàn)在進(jìn)入最上面的次級繞組14，并因而形成第二次級繞組。通過使用全橋，需要總是彼此獨立地測量從第一和第二次級繞組14流出的電流，從而根據(jù)該電流，可以啟動同步整流器16的對應(yīng)電路元件24。因而，通過由電流換能器18感應(yīng)的控制脈沖可以幾乎同時啟動工字梁25的兩側(cè)的電路元件24。
[0106]在接觸板29和工字梁25之間，布置同步整流器16和啟動電路17的電路板35。同時，電路板35建立工字梁和接觸板29之間所需的絕緣。同步整流器16的相應(yīng)電路元件24與大電流變壓器12的次級繞組14直接接觸。通過位于接觸板29的內(nèi)側(cè)上的相應(yīng)突起36(特別是尖峰狀突起)和在電路元件24下方位于電路板25上的對應(yīng)開口 37，可以使電路元件24與接觸板29形成直接接觸。電路元件24優(yōu)選由合適的場效應(yīng)晶體管形成，該晶體管的漏極由其殼體形成。場效應(yīng)晶體管的殼體直接地或不用線路地連接至大電流變壓器12的至少一個次級繞組14，從而在這些單元之間不需要線路。例如，采用由氮化硅或氮化鎵制成的場效應(yīng)晶體管。電流換能器18直接連接至同步整流器16的電路板35以及布置在旁邊的啟動電路17，并且通過適當(dāng)?shù)木€路38連接至同步整流器16和啟動電路17的相對電路板35。
[0107]根據(jù)圖5和圖6的電源10的組裝優(yōu)選通過使用兩個不同的焊接溫度的焊接過程來進(jìn)行。首先，使用在第一較高溫度TsI (例如260°C )熔融的焊接材料特別是焊錫將次級繞組14連接至工字梁25的凹部25a。另外，使用在所述第一較高熔融溫度TsI (例如260°C )熔融的焊接材料使接觸板29與電路板35接觸。然后，再使用在所述第一熔融溫度TsI (例如260°C )熔融的焊接材料，將同步整流器16和啟動電路17的組成部件安裝在電路板35上。因為電路板35在接觸板29上的毛細(xì)作用，電路板35不會有從接觸板29松脫的風(fēng)險。在這些步驟之后，使用第二熔融溫度Ts2(該溫度比第一熔融溫度TsI低，例如為180°C )的焊接材料噴灑次級繞組14的外部觸頭和電路板35上的觸頭，將包括電路板35的接觸板29連接(優(yōu)選螺接)至工字梁25，隨后利用焊接材料的第二熔融溫度Ts2 (例如180°C )加熱，從而建立次級繞組14與同步整流器16的電路元件24的連接。通過使用具有所述第二、較低熔融溫度Ts2的焊接材料，可以確保使用具有較高熔融溫度TsI的焊接材料產(chǎn)生的焊接接頭不會由于結(jié)晶化過程而融化或變成高阻抗。最后，將初級繞組13穿過環(huán)狀芯體15，隨后安裝并接觸電力變壓器18，并布設(shè)線路38。通過附裝覆蓋板31，完成了電源10。為了降低對電源10的組成部件的張力和彎曲力，在覆蓋版31組裝之前將所有空腔包膠。通過因此例如設(shè)置在覆蓋版31中的開口，也可以在組裝覆蓋板31之后進(jìn)行包膠。
[0108]圖7示出了圖5和圖6的電源10，圖示了冷卻通道39的路線(虛線)。因而，冷卻通道39首先從對稱布置的兩個入口 32延伸到接觸板29中，在此處，利用冷的冷卻流體冷卻最強(qiáng)大的熱源(同步整流器16的電路元件24和啟動電路17的組成部件)和最敏感的組成部件。之后，冷卻通道39延伸到工字梁25的外部元件內(nèi)并延伸到工字梁25的腹板內(nèi)，在此處，冷卻大電流變壓器12的繞組，其中在側(cè)部流入的兩個冷卻通道39在腹板中匯聚成一個單個冷卻通道39。然后，冷卻通道39終止于用于冷卻流體的公共出口 33。接觸板29中和工字梁25中的冷卻通道優(yōu)選通過相應(yīng)的鉆孔40形成，所述鉆孔40在相應(yīng)的位置處被封閉構(gòu)件41封閉。在工字梁25和接觸板29之間，布置用于密封冷卻通道39的相應(yīng)密封構(gòu)件42，例如O形圈。
[0109]在圖8中，大電流變壓器12的工字梁25被示出為與電源10或大電流變壓器12的其他組成部件分離開。在冷卻通道39的末端位置處，布置采取例如O形圈的形式的上述密封構(gòu)件42。工字梁25中的凹部25a被設(shè)計成精確地收納環(huán)形芯體15，由此獲得非常緊湊的設(shè)計。同時，工字梁25的腹板形成了用于大電流變壓器12的次級繞組14的中央抽頭的接觸表面。次級繞組14的中央抽頭被不用線路地連接至工字梁25的腹板，由此又可以省去相應(yīng)的線路。通過將次級繞組14直接連接至工字梁25，還實現(xiàn)了連接表面的顯著增加，因而可以再次避免接觸損失和線路損失。
[0110]工字梁25形成了大電流變壓器12的基礎(chǔ)，次級繞組14圍繞該基礎(chǔ)布置，從而不需要連接線路。工字梁25的外表面代表電源10的兩個第一觸頭20、21，這兩個第一觸頭
20、21直接(即不用線路地)連接至電阻焊接裝置I的焊槍臂5。因為環(huán)狀芯體15沒有設(shè)計成圓形的，而是設(shè)計成橢圓或扁平的，因此實現(xiàn)了節(jié)省空間的布置。優(yōu)選地，采用閉合的環(huán)狀芯體15。通過使用所述設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)初級繞組13和次級繞組14的串聯(lián)/并聯(lián)連接，通過這樣，實現(xiàn)了利用減少匝數(shù)的初級繞組13和次級繞組14提供用于大直流電流的大電流變壓器12的所需變壓比。當(dāng)在工字梁25的每側(cè)上布置并聯(lián)連接的至少三個次級繞組14時，這種設(shè)計特別有用。
[0111]圖9示出了沿著相交線IX-1X的圖8的工字梁25的剖視圖。在該圖中，能夠清楚地看到用于冷卻流體的通向公共出口 33的冷卻通道39的路線。[0112]圖10以放大視圖示出了大電流變壓器12或電源10的接觸板29以及布置在接觸板29上方用于同步整流器16和啟動電路17的電路板35。如上面已經(jīng)提到的，同步整流器16的電路元件24在一側(cè)直接接觸至大電流變壓器12的相應(yīng)的次級繞組14，并且在另一側(cè)直接連接至接觸板29。為此，突起36特別是尖峰狀突起布置在接觸板29的內(nèi)表面上，這些突起突出到位于電路板35上的相應(yīng)開口 37內(nèi)并直接或不用線路地接觸布置在開口 37上方的電路元件24的源極接線。因為突起36，可以省略同步整流器16的電路元件24和接觸板29之間的連接線路，由此一方面能夠降低歐姆損失，另一方面能夠改善電路元件24和接觸板29之間的熱傳遞。最后，還降低生產(chǎn)勞動，因為不需要鋪設(shè)和連接任何連接線路，而是電路元件24直接連接優(yōu)選焊接至突起36。另外還能夠簡單地定位電路板35，因此顯著地簡化了生產(chǎn)。
[0113]通過將啟動電路17和同步整流器16布置在電路板35 (該電路板35布置在接觸板29的內(nèi)側(cè))上，實現(xiàn)了次級繞組14的接線與同步整流器16的電路元件24的直接接觸或不用線路的接觸，并且還實現(xiàn)了同步整流器16的輸出與接觸板29的直接接觸或不用線路的接觸。優(yōu)選地，用以提供直流電流的大電流變壓器12或電源10被對稱地設(shè)計，其中在對稱地布置的次級繞組14的兩側(cè)上，每一個電路板35都布置成使得同步整流器16和和啟動電路17的一部分位于每一個接觸板29下方。
[0114]在根據(jù)圖10的同步整流器16中，十個電路元件24均布置成行。為了確保并聯(lián)連接的所有電路元件24都基本同時被啟動，并且運行時間損失僅具有很小影響，從兩側(cè)對電路元件24進(jìn)行對稱啟動，也就是說，通過布置在兩側(cè)上的柵極驅(qū)動器從右側(cè)和左側(cè)均啟動優(yōu)選五個電路元件24。另外，可以布置不同的啟動選項，例如居中地延伸的附加?xùn)艠O驅(qū)動器，由此將其線路長度和電感分割成三個。通過這樣并行啟動同步整流器16的電路元件24的柵極，確保了電路元件24的短的啟動路徑，因而確保了幾乎同步的切換時間，因為沒有發(fā)生運行時間損失或僅發(fā)生很小的運行時間損失。
[0115]在將電路板35安裝到接觸板29的過程中，接觸板29的突起36突出穿過電路板35的開口 37，由此電路板35的背面能夠同時被牢固地連接或焊接至接觸板39，另外，布置在相反側(cè)的電路元件24也可以被連接或焊接至接觸板29。因而，能夠省略通常較高的布線量。另外，可以容易地將電路板35定位在接觸板29上，當(dāng)焊接時，電路板35就不再能夠滑動。當(dāng)同步整流器16、啟動電路17和供電電路48布置在電路板35上時，能夠在將電路板35集成在大電流變壓器12中時實現(xiàn)自主設(shè)計。進(jìn)一步有利的是，將啟動電路17布置在并聯(lián)和串聯(lián)布置的電路元件24的兩側(cè)上，因為這樣實現(xiàn)了縮短通向各個電路元件24的線路路徑。因此，可以確保在非常短的時間段內(nèi)，所有并聯(lián)連接的電路元件24都被開啟。通過啟動電路17的所述雙側(cè)布置，實現(xiàn)了線路長度的減半，并相應(yīng)地實現(xiàn)了線路電感的降低，并因此顯著地縮短了切換時間。在電路板35的一側(cè)，優(yōu)選在整個表面上設(shè)置可焊接表面，以便被焊接至接觸板29，由此能夠?qū)崿F(xiàn)與接觸板29的牢固連接。因而，還能夠顯著降低接觸電阻，因為電路板35的全表面連接具有較低的接觸電阻。除了通過焊接的優(yōu)選直接連接，還可以提供短連接導(dǎo)線，即所謂的結(jié)合導(dǎo)線。
[0116]所述供電電路48優(yōu)選被設(shè)計成形成相應(yīng)的大切換電流，例如在800A和1500A之間，特別地為1000A，以便以相應(yīng)的供電電壓給組成部件供電。由于非常大的切換電流，能夠?qū)崿F(xiàn)非常短的切換時間，特別在ns范圍內(nèi)。由此，能夠確保電路元件24以低輸出電流總是在過零點或剛要到過零點就切換，從而不發(fā)生任何切換損失或幾乎不發(fā)生任何切換損失。如果設(shè)置用于數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通信電路(優(yōu)選以感應(yīng)方式、磁性方式或通過藍(lán)牙)，則數(shù)據(jù)可以從電路板35 (未示出)無線地傳輸或無線地傳輸?shù)诫娐钒?5。因而，可以在大電流變壓器12的不同應(yīng)用區(qū)域中進(jìn)行切換時間點的調(diào)節(jié)。同樣，可以將數(shù)據(jù)從布置在電路板35上的存儲器(未示出)讀出，以便相應(yīng)地進(jìn)行進(jìn)一步處理或用于控制或質(zhì)量控制。
[0117]為了給同步整流器16的電路元件24提供過電壓保護(hù)，有利的是在不需要電路元件24時將它們開啟。這意味著，在電阻焊接裝置I中的應(yīng)用的情況下，有源同步整流器16在焊接中斷中是啟動的，以便避免電路元件24的損壞。監(jiān)測初級電流或次級電流是否流過大電流變壓器12，在焊槍4相應(yīng)地定位成用于新的焊點的同時沒有電流流過的情況下，啟動電路17通過相應(yīng)地啟動所述柵極而啟動所有電路元件24。當(dāng)在焊槍4定位之后啟動電源10時，意味著手動或自動焊接過程開始，交流電壓被供應(yīng)至大電流變壓器12的初級繞組13，這又因為電流流動而被啟動電路17檢測到，因而，電路元件24的保護(hù)模式被停止。當(dāng)然，同步整流器16的電路元件24的啟動和停止也可以借助于通過無線電或以感應(yīng)或磁性方式發(fā)送到啟動電路17的控制信號來進(jìn)行?？赡艿倪^電壓不會對開啟的電路元件24造成損害。另外，可以通過齊納二極管對電路元件24提供一定最小程度的保護(hù)。
[0118]圖11示出了根據(jù)圖10的接觸板29的沿著相交線X1-XI的剖視圖。在該圖中，能夠清楚地看到冷卻通道39的路線。用以形成冷卻通道39的由制造過程產(chǎn)生的鉆孔40中的開口被相應(yīng)的封閉構(gòu)件41密封。封閉構(gòu)件41可以通過被擰入位于鉆孔40中的對應(yīng)螺紋內(nèi)的適當(dāng)?shù)穆葆攣韺崿F(xiàn)。
[0119]圖12示出了環(huán)狀芯體15，該環(huán)狀芯體15具有布置在其上的大電流變壓器12的兩個次級繞組14以及以分解視圖示出的布置在上方的電流換能器18。電流變壓器18通過屏蔽殼體34和屏蔽件43而防止受到外部磁場的影響，從而流過次級繞組14的次級側(cè)電流能夠被盡可能精確地測量到，并且能夠被供應(yīng)到啟動電路17以控制同步整流器16的電路元件24。為了屏蔽磁場，鐵素體是特別合適的材料。電流換能器18定位或固定在所布置的兩個次級繞組14中的一個次級繞組的一部分上。如從現(xiàn)有技術(shù)中公知的，電流換能器18由上面布置有繞組的磁性芯體形成，其中繞組的觸頭被連接至啟動電路17。另外，在環(huán)狀芯體15和次級繞組14之間布置有屏蔽件43以及用于電流換能器18的芯板，其中電流換能器18的芯體被放置在所述芯板上。
[0120]在大電流變壓器12的這種設(shè)計中，這種設(shè)計的兩個次級繞組14被布置在工字梁25的兩側(cè)，從而使得啟動電路17測量流過在兩側(cè)并聯(lián)連接和定位的次級繞組14中的一個繞組14的電流。當(dāng)啟動電路17被連接至這些電流換能器18時，精確控制或調(diào)控變得可能，因為大電流變壓器12中的狀態(tài)可以借助于電流換能器18來檢測到。
[0121]由于以上描述的次級繞組14的并聯(lián)連接，在每個次級繞組14中都流過相同的電流。因而，僅需要從一個次級繞組14分接電流，以便相對于整個電流來做出結(jié)論。在并聯(lián)連接十個次級繞組14時，由電流換能器18測量整個電流的僅僅十分之一，這就是為什么這些電流換能器在尺寸上能夠相當(dāng)小的原因。因此，又實現(xiàn)了大電流變壓器12或電源10的總體尺寸的減小。有利的是，基本以相對于直流電流特別是焊接電流的方向成90°的取向布置電流換能器18，這是因為能夠降低由直流電流感應(yīng)的磁場引起的干涉，并因而能夠減少測量誤差。因而，能夠進(jìn)行非常精確的測量。[0122]如能夠在根據(jù)圖13的分解視圖中看到的，大電流變壓器12的次級繞組14優(yōu)選由兩個金屬片材44、45形成，這兩個金屬片材44、45通過絕緣層46 (例如紙層)彼此絕緣，并且具有圍繞環(huán)狀芯體15的橫截面并穿過環(huán)狀芯體15的基本S形鏡像倒置曲線，它們布置在彼此之中。這意味著，兩個次級繞組14或具有中央抽頭的次級繞組14的多個部分被布置在一個環(huán)狀芯體15上。次級繞組14的金屬片材44、45的外表面同時形成了用于接觸同步整流器16的電路元件24和用作整流中心的工字梁25的接觸表面。因而，無需用于將大電流變壓器12的次級繞組14連接至同步整流器的電路元件24的線路。次級繞組14特別是形成次級繞組14的金屬片材44、45直接地或不用線路地連接至同步整流器16的電路元件24或工字梁25或整流中心的腹板。因而，實現(xiàn)了低損失的、非常節(jié)省空間的緊湊輕質(zhì)設(shè)計。同時，提供了用于將次級繞組14連接至工字梁25的腹板和同步整流器16的電路元件24的相對較大表面47來進(jìn)行接觸，以便以盡可能小的損失確保大電流。通過這種布置，在次級側(cè)實現(xiàn)中央整流器，其中工字梁25通過次級繞組14的一個被連接端部而形成中央整流器。
[0123]環(huán)狀芯體15可以由鐵素體、非晶態(tài)材料或納米結(jié)晶原材料制成。在磁性特性方面所使用的材料越好，環(huán)狀芯體15能夠設(shè)計的尺寸就越小。然而，環(huán)狀芯體15的價格當(dāng)然上升。在設(shè)計金屬片材44、45時，重要的是，將它們以使它們穿過環(huán)狀芯體15至少一次的方式折疊或彎曲。兩個金屬片材44、45或布置在一個環(huán)狀芯體15上的次級繞組14以鏡像倒置方式設(shè)計并彼此絕緣。
[0124]圖14示出了用以給同步整流器16和啟動電路17供應(yīng)電能的供電電路48特別是電力供應(yīng)單元的框圖。供電電路48被連接至大電流變壓器12的次級側(cè)或次級繞組14的接線，并且包括峰值整流器49、增壓器50、線性電壓調(diào)控器51和分壓器52。增壓器50或調(diào)壓器確?？焖俚靥峁╇娫?0的組成部件的供電。同時，有源同步整流器16的內(nèi)部供電電壓盡可能快地產(chǎn)生。通過使用增壓器50，確保在啟動的初始階段，盡可能早地首先產(chǎn)生供電電壓的所需幅值，以便在盡可能早的時間確保集成在大電流變壓器12內(nèi)的同步整流器16的可靠功能。
[0125]圖15示出了根據(jù)圖14的供電電路48的供電電壓V的時間曲線。電壓增加的坡度Λ V/ Λ t被選擇得足夠陡峭，以確保在同步整流器16和啟動電路17處以最大延遲Td供應(yīng)所需的電壓VCC。例如，該延遲Td應(yīng)該小于200 μ S。通過適當(dāng)構(gòu)造峰值整流器49和增壓器50的電路和適當(dāng)?shù)偷碾娙?，能夠?qū)崿F(xiàn)足夠的電壓轉(zhuǎn)換效率。因而，可以說，首先以陡峭增加確保供電電壓的最小高度，并且只有在那時才產(chǎn)生適當(dāng)?shù)墓╇姟?br> [0126]圖16示出了大電流變壓器12的次級側(cè)電流Is和用于同步整流器16的電路元件24的控制信號G1和G2的時間曲線，用來說明無損失啟動。通過使用對應(yīng)的電流換能器18測量次級繞組14的次級側(cè)電流Is，啟動電路17獲得了同步整流器16的電路元件24應(yīng)該被切換的時間點的信息。為了降低傳導(dǎo)和切換損失，同步整流器16的電路元件24優(yōu)選在流過大電流變壓器12的次級繞組14的次級電流的過零點進(jìn)行切換。由于從電流換能器18對次級側(cè)電流Is的過零點的檢測到同步整流器16的電路元件24的啟動發(fā)生一定延遲tPre,因此根據(jù)本發(fā)明，啟動電路17被形成為在次級繞組14中的電流達(dá)到過零點之前的預(yù)設(shè)時間啟動同步整流器16的電路元件24。因而，啟動電路17在由電流換能器18測量的大電流變壓器12的次級繞組14中的電流Is下降到低于或超過一定開啟閾值Ise和斷開閾值Isa的時間點致使同步整流器16的電路元件24切換。通過使用該方法，可以實現(xiàn)基本在流過大電流變壓器12的次級繞組14的電流Is的過零點期間切換同步整流器16的電路元件24，由此能夠使得同步整流器16的電路元件24的傳導(dǎo)損失和切換損失最小。因此，同步整流器16的電路元件24的開啟和斷開時間不是由次級側(cè)電流的過零點來確定，而是通過實現(xiàn)限定的開啟閾值Ise和斷開閾值Isa來確定。開啟閾值Ise和切斷閾值Isa根據(jù)預(yù)期的切換延遲來限定。開啟閾值Ise和切斷閾值Isa最好設(shè)計成可調(diào)節(jié)的，以便進(jìn)一步降低損失。在20kA的大電流變壓器12中，切換時間可以例如設(shè)定在過零點之前100ns，從而同步整流器16的電路元件24需要在該時間段內(nèi)進(jìn)行切換。
[0127]用以提供例如20kA的焊接電流的用于電阻焊接裝置的普通現(xiàn)有技術(shù)大電流變壓器展現(xiàn)了近似40至50kw的損失。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，為了提供20kA的焊接電流，總共需要高達(dá)150kW的連接瓦數(shù)，其中總損失累計高達(dá)近似135kW，從而得到大約10%的效率。相比而言，本發(fā)明的大電流變壓器12展現(xiàn)了僅僅大約5-6kW的損失。線路損失可以從通常的30kW降低到20kW。因而，在根據(jù)本發(fā)明的電阻焊接裝置I中，用于產(chǎn)生20kA的焊接電流的連接瓦數(shù)可以降低至75kW，這是由于總損失累計高達(dá)僅大約60kW。因此，在大約20%的情況下，所得到的效率近似為現(xiàn)有技術(shù)中的效率的兩倍。從該比較可以清楚地看到潛在節(jié)約，特別是在包括多個電阻焊接裝置的汽車工業(yè)的生產(chǎn)線中。
[0128]基本上，所描述的電源10或大電流變壓器12被設(shè)計成立方體或方石的形式，其中兩個側(cè)表面由工字梁25形成,在所述側(cè)表面上，布置用于形成第三和第四側(cè)表面的電絕緣的接觸板29。在前表面處，覆蓋板31均被布置成朝向四個側(cè)表面，該覆蓋板31與工字梁25電絕緣，以便形成立方體或方石的第五和第六側(cè)表面。在所述立方體內(nèi)，特別是在這些側(cè)表面內(nèi)，同步整流器16和啟動電路17被布置在至少一個電路板35或印刷電路板上。因而，所述立方體僅具有用于大電流變壓器12的初級繞組13的接線26和用于消耗直流電流或直流電壓的作為接觸表面的側(cè)表面。另外，還設(shè)置了冷卻連接，特別是用于冷卻流體的入口 32和出口 33。優(yōu)選不設(shè)置用于集成在立方體中的同步整流器16和啟動電路17的控制線路，因為該系統(tǒng)自主地操作，因此，不需要連接至系統(tǒng)的供電單元19或控制裝置的接線。在這種設(shè)計中，優(yōu)選不需要任何控制線路，而是僅僅在初級側(cè)上將電源10連接至供電單元19，因此在次級側(cè)上，可以獲得例如15kA到40kA的對應(yīng)大小的直流電流。因而，不需要用戶進(jìn)行任何調(diào)節(jié)，而是僅僅需要連接電源10。將實際上獨立的分開的組成部件集成在這種公共單元內(nèi)使得總體尺寸大大減小，因此電源10的重量也大大減小。同時，該單元還可以作為支撐元件直接在應(yīng)用中特別在焊槍4中使用。另外，極大地增加了用戶的方便性。
[0129]在當(dāng)前設(shè)計中，更重要的是將電路元件24不用線路地連接至對應(yīng)的組成部件，即執(zhí)行焊接導(dǎo)線的由場效應(yīng)晶體管形成的電路元件24的源極接線被直接連接或焊接至接觸板29的突起36，其中電路元件24的柵極接線也被直接布置或焊接至電路板35和構(gòu)建在其上的啟動電路17(柵極驅(qū)動器)。因而，線路電感通過將線路全部省略而降低，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高切換速度和非常低的傳導(dǎo)損失。
[0130]在所示和所描述的實施方式中，大電流變壓器12的尺寸大小適合于以5V和IOV之間的輸出電壓用于20kA的電流。工字梁25具有15cm的總高度，從而在兩側(cè)均可布置具有環(huán)狀芯體15的五個次級繞組14。為了獲得對應(yīng)的傳輸比100，在所示實施方式中需要十個初級繞組13。[0131]當(dāng)現(xiàn)在將大電流變壓器12的尺寸設(shè)計成適合于例如30kA的更大電流時，可以簡單地增加所使用的次級繞組14的數(shù)量。例如，在位于工字梁25的兩側(cè)的凹部25a中，可以均布置七個次級繞組14，其中工字梁25的高度相應(yīng)地擴(kuò)大，例如采用設(shè)計成僅高出5cm或相應(yīng)地更大的基體。因而，大電流變壓器12的工字梁25在兩側(cè)僅通過兩個次級繞組14來補充，以便能夠提供更大電流。通過所述的擴(kuò)大，接觸冷卻表面也被擴(kuò)大。另外，將并聯(lián)布置相應(yīng)地更多個電路元件24。初級繞組13可以被減小到更低的匝數(shù)，例如七匝，從而實現(xiàn)例如98的變壓比。由于可能增加橫截面并降低線路長度，通過更大的初級電流補償了更高的初級繞組損失。
[0132]因而，次級焊接電流從20kA增加到30kA僅僅導(dǎo)致立方體或大電流變壓器12延長例如5 cm。
[0133]由于大電流變壓器12優(yōu)選自主操作并且不包括任何控制線路，從而應(yīng)該能夠與外部組成部件特別是控制裝置進(jìn)行用于可能誤差消息的出話通信。為此，可以使用由次級繞組14和同步整流器16構(gòu)成的次級電路和啟動電路17。在一定狀態(tài)下，特別是在大電流變壓器12的閑置狀態(tài)下，所述大電流變壓器12可以利用同步整流器16而被自覺地短路，從而在初級線路中流動的閑置狀態(tài)電流能夠通過外部監(jiān)測單元或控制裝置來檢測，因而由于該電流，能夠執(zhí)行通信或錯誤消息。
[0134]例如，通過將溫度傳感器集成在大電流變壓器12中特別是集成在同步整流器16上，能夠檢測并評價溫度。如果溫度例如超過規(guī)定閾值，則通過啟動電路17將處于閑置狀態(tài)即在焊接中斷過程中的同步整流器16限定地短路。由于外部控制裝置知道沒有進(jìn)行焊接的閑置狀態(tài)，該閑置狀態(tài)通過大電流變壓器12的初級線路中增加的電流來檢測或識別。現(xiàn)在，可以通過外部控制裝置來檢查冷卻回路是否啟動或示出缺陷或增加冷卻效率，從而進(jìn)行更好的冷卻。
[0135]當(dāng)然，借助于對應(yīng)的切換或脈沖圖案，即規(guī)定地打開和閉合處于閑置狀態(tài)的同步整流器16的電路元件24，能夠向外傳送不同的錯誤消息。例如，能夠向外部發(fā)送不同的溫度值、次級電壓、電流、誤差消息等。
[0136]然而，這種通信也可以在焊接過程中進(jìn)行，不過這種檢測明顯更為困難。例如，對應(yīng)的信號可以特別地通過初級繞組13調(diào)制到初級側(cè)電流上。
【權(quán)利要求】
1.一種大電流變壓器(12)，特別是用于用以提供電阻焊接裝置(I)的焊接電流的電源(10)的大電流變壓器(12)，所述大電流變壓器(12)具有至少一個初級繞組(13)和帶有中央抽頭的至少一個次級繞組(14)，其特征在于，設(shè)置至少四個觸頭(20，21，22，23)以形成多點接觸，所述觸頭(20，21，22，23)由四個接觸面形成，所述至少一個初級繞組(13)和所述至少一個次級繞組(14)以串聯(lián)/并聯(lián)連接方式布置在所述四個接觸面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，設(shè)置串聯(lián)連接的多個初級繞組(13)，優(yōu)選設(shè)置串聯(lián)連接的至少10個初級繞組(13)，并且設(shè)置并聯(lián)連接的具有中央抽頭的多個次級繞組(14)，優(yōu)選設(shè)置并聯(lián)連接的具有中央抽頭的至少10個次級繞組(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，變壓比為至少10至1000，優(yōu)選為至少100。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，設(shè)置由導(dǎo)電材料制成的工字梁(25)，至少一個相應(yīng)的環(huán)狀芯體(15)布置在該工字梁(25)的凹部(25a)內(nèi)，其中每個次級繞組(14)的一個相應(yīng)接線與所述工字梁(25)的一個內(nèi)表面和接觸板(29)直接接觸，并且所述工字梁(25)的外表面(28)形成兩個觸頭(20，21)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，所述大電流變壓器(12)的所述至少一個次級繞組(14)的所述中央抽頭不用線路地與所述工字梁(25)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，所述至少一個初級繞組(13)被布置成圍繞所述工字梁(25)的中央腹板并延伸穿過所述至少一個環(huán)狀芯體 (15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，相應(yīng)的接觸板(29)位于所述工字梁(25)的凹部(25a)以及布置在其中的所述次級繞組(14)上方，所述接觸板(29)由導(dǎo)電材料制成并經(jīng)由同步整流器(16)和啟動電路(17)與每個次級繞組(14)的相應(yīng)的其他接線連接，其中所述接觸板(29)的外表面形成了所述電源(10)的兩個附加觸頭(22，23)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，所述至少一個初級繞組(13)的接線(26)被引導(dǎo)通過所述工字梁(25)的外表面(28)上的至少一個開口(27)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，每一個具有中央抽頭的次級繞組(14)都由圍繞環(huán)狀芯體(15)的橫截面并穿過所述環(huán)狀芯體(15)的具有基本S形鏡像倒置曲線的由導(dǎo)電材料制成并且彼此絕緣的兩個金屬片材(44，45)形成，其中所述金屬片材(44，45)的外表面(47)形成了觸頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，用以形成所述次級繞組(14)的金屬片材(44，45)通過絕緣層(46)而彼此絕緣。
11.根據(jù)權(quán)利要求4至10中任一項所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，所述工字梁(25)和所述接觸板(29)形成立方體或方石單元，其中在所述工字梁(25)和所述接觸板(29)之間布置電絕緣。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，覆蓋板(31)布置在所述工字梁(25)的前表面處。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，所述覆蓋板(31)由導(dǎo)電材料形成，并且適合于被擰在所述接觸板(29)上，從而將所述接觸板(29)電連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，所述覆蓋板(31)與所述工字梁(25)電絕緣。
15.根據(jù)權(quán)利要求4至14中任一項所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，所述工字梁(25)和/或所述接觸板(29)和/或所述覆蓋板(31)和/或用于形成所述次級繞組(14)的所述金屬片材(44，45)由優(yōu)選具有銀涂層的銅或銅合金形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求4至15中任一項所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，在所述工字梁(25)的外表面(28)上和在所述接觸板(29)的外表面上，布置有連接裝置(30)，優(yōu)選具有螺紋以收納螺釘?shù)你@孔。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，在所述工字梁(25)的每側(cè)的第一次級繞組(14)處，均布置有用于測量流過該次級繞組(14)的電流的電流換能器(18)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，每個電流換能器(18)都由殼體(34)并優(yōu)選由導(dǎo)磁材料制成的屏蔽件(43)屏蔽。
19.根據(jù)權(quán)利要求4至18中任一項所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，在所述工字梁(25)和所述接觸板(29)中布置有用于饋送冷卻流體的通道(39)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，在所述工字梁(25)的外表面處布置有用于饋送所述冷卻流體的兩個入口(32)和用于排放所述冷卻流體的一個出口(33)，其中所述冷卻 通道(39)被布置成從每個入口(32)延伸到所述接觸板(29)并經(jīng)由所述工字梁(25)延伸到所述出口(33)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，具有電路元件(24)的同步整流器(16)和用于啟動所述同步整流器(16)的電路元件(24)的電路(17)與所述至少一個次級繞組(14)連接。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，所述啟動電路(17)被設(shè)計成在所述次級繞組(14)中的電流到達(dá)過零點之前的預(yù)設(shè)時間點啟動所述同步整流器(16)的電路元件(24)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，所述同步整流器(16)的電路元件(24)不用線路地與所述至少一個次級繞組(14)連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，所述啟動電路(17)和所述同步整流器(16)被布置在至少一個電路板(35)上，所述至少一個電路板(35)被布置在至少一個接觸板(29)的內(nèi)表面上。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，所述同步整流器(16)和所述啟動電路(17)的每個電路板(35)包括開口(37)，所述電路元件(24)布置在該開口(37)上方，并且在所述同步整流器(16)的電路板(35)中的開口(37)的位置中，所述接觸板(29)的內(nèi)表面包括突起(36)，特別是尖峰狀突起，從而通過將所述突起(36)伸入到位于所述接觸板(29)的內(nèi)表面上的電路板(35)上的開口(37)內(nèi)而能夠不用線路地接觸所述電路元件(24)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，由場效應(yīng)晶體管形成的所述電路元件(24)的源極接線通過所述突起(36)特別是尖峰狀突起與所述接觸板(29)直接電連接和熱連接。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的大電流變壓器(12)，其特征在于，每個電路板(35)布置在所述工字梁(25)和所述接觸板(29)之間以形成電絕緣。
28.一種用于大電流變壓器(12)的變壓器元件，所述大電流變壓器(12)包括至少一個初級繞組(13)和具有中央抽頭的至少一個次級繞組(14)，其特征在于，由導(dǎo)電材料制成的工字梁(25)，所述工字梁(25)的凹部(25a)被設(shè)計成收納至少一個相應(yīng)的環(huán)狀芯體(15)，該環(huán)狀芯體(15)上布置有次級繞組(14)，所述工字梁(25)的相對的內(nèi)表面直接接觸每個次級繞組(14)的相應(yīng)接線。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的變壓器元件，其特征在于，在所述工字梁(25)的外表面(28)上設(shè)置有用于引導(dǎo)所述至少一個初級繞組(13)的接線(26)的至少一個開口(27)。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的變壓器元件，其特征在于，所述工字梁(25)由優(yōu)選具有銀涂層的銅或銅合金形成。
31.根據(jù)權(quán)利要求28至30中任一項所述的變壓器元件，其特征在于，在所述工字梁(25)的外表面(28)上布置有連接裝置(30)，優(yōu)選是具有螺紋以收納螺釘?shù)你@孔。
32.根據(jù)權(quán)利要求28至31中任一項所述的變壓器元件，其特征在于，在所述工字梁(25)中布置有用于引導(dǎo)冷卻流體的通道(39)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的變壓器元件，其特征在于，在所述工字梁(25)的外表面(28)上布置有用于饋送所述冷卻流體的兩個入口(32)和用于排放所述冷卻流體的一個出口(33)。
34.一種接觸板(29)，該接觸板(29)用于具有至少一個初級繞組(13)和具有中央抽頭的至少一個次級繞組(14)的大電流變壓器(12)，其特征在于，在一側(cè)設(shè)置有突起(26)，特別是尖峰狀突起，用于收納電路板(35)并用于直接接觸電路元件(24)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的接觸板(29)，其特征在于，同步整流器(16)和啟動電路(17)以及可能的供電電路(48)布置在所述至少一個電路板(35)上以用于所述大電流變壓器(12)的自主操作。
36.根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的接觸板(29)，其特征在于，所述突起(36)被設(shè)計成不用線路地接觸所述同步整流器(16)的電路元件(24)，因為所述突起(36)與設(shè)置在所述電路板(35)上的開口(37)對應(yīng)地布置，從而布置在所述開口(37)上方的所述同步整流器(16)的電路元件(24)能夠被接觸到。
37.根據(jù)權(quán)利要求34至36中任一項所述的接觸板(29)，其特征在于，所述電路元件(24)被直接焊接在所述突起(36)上。
38.根據(jù)權(quán)利要求36或37所述的接觸板(29)，其特征在于，所述接觸板(29)由優(yōu)選具有銀涂層的銅或銅合金形成。
39.根據(jù)權(quán)利要求36至38中任一項所述的接觸板(29)，其特征在于，在所述外表面上布置有連接裝置(30)，優(yōu)選是具有螺紋以收納螺釘?shù)你@孔。
40.根據(jù)權(quán)利要求36至39中任一項所述的接觸板(29)，其特征在于，多個突起(36)并排布置，從而多個電路元件(24)能夠被對應(yīng)地并行接觸。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的接觸板(29)，其特征在于，多個突起特別是十個突起布置成一行以用于并聯(lián)連接的對應(yīng)電路元件，并且多行特別是十行突起布置在彼此之上。
42.一種次級繞組(14)，所述次級繞組(14)用于大電流變壓器(12)，該大電流變壓器(12)特別地用于用以提供焊接電流裝置⑴的焊接電流的電源(10)，其特征在于，具有基本S形曲線的由導(dǎo)電材料制成的金屬片材(44，45)至少部分地圍繞所述環(huán)狀芯體(15)的橫截面并穿過所述環(huán)狀芯體(15)布置，其中所述金屬片材(44，45)的外表面(47)形成觸頭或接線。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的次級繞組(14)，其特征在于，用于形成另一個次級繞組(14)的另一個金屬片材(44，45)被布置在所述環(huán)狀芯部(15)處，從而由導(dǎo)電材料制成的彼此絕緣的具有基本S形鏡像倒置曲線的兩個金屬片材(44，45)至少部分地圍繞所述環(huán)狀芯體(15)的橫截面并穿過所述環(huán)狀芯部(15)設(shè)置，其中所述金屬片材(44，45)的外表面(47)形成觸頭。
44.根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的次級繞組(14)，其特征在于，所述金屬片材(44，45)通過絕緣層(46)彼此絕緣。
45.根據(jù)權(quán)利要求42至44中任一項所述的次級繞組(14)，其特征在于，所述金屬片材(44，45)由優(yōu)選具有銀涂層的銅或銅合金形成。
46.一種用于制造大電流變壓器(12)的方法，所述大電流變壓器(12)包括至少一個初級繞組(13)和具有用于接觸的表面(47)的至少一個次級繞組(14)，其特征在于，首先利用第一較高熔融溫度(Tsl)的第一焊接材料使所述至少一個次級繞組(14)的內(nèi)表面(47)與所述大電流變壓器(12)的由導(dǎo)電材料制成的工字梁(25)連接，隨后利用與所述第一熔融溫度(Tsl)相比較低的第二熔融溫度(Ts2)的第二焊接材料將由導(dǎo)電材料制成的至少一個接觸板(29)與所述至少一個次級繞組(14)的外表面(47)焊接在一起。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，利用所述第一較高熔融溫度(Tsl)的第一焊接材料將電路板(35)與所述至少一個接觸板(29)連接。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，在將所述至少一個接觸板(29)與所述電路板(35)連接之后，通過使用所述第一較高熔融溫度(Tsl)的第一焊接材料將電路元件(24)與所述電路板(35)和/或所述接觸板(29)特別是所述接觸板(29)上的突起(36)連接。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于，利用所述第二較低熔融溫度(Ts2)的第二焊接材料將所述電路元件(24)特別是所述電路元件(24)的接線或殼體與所述至少一個次級繞組(14)的表面(47)連接。
50.根據(jù)權(quán)利要求46至49中任一項所述的方法，其特征在于，使用第一熔融溫度在.220° C和300°C之間特別是260°C的第一焊接材料和第二熔融溫度在120°C和220°C之間特別是180°C之間的第二焊接材料。
【文檔編號】B23K11/24GK104010758SQ201280064964
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月31日
【發(fā)明者】伯恩哈德·阿特爾斯梅爾, 克里斯托弗·舒爾茨?？? 約翰內(nèi)斯·諾伊伯克, 斯特凡·沃爾夫斯格魯貝爾 申請人:弗羅紐斯國際有限公司