用于焊接電流源的供能單元的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于焊接電流源的供能單元，即用于給焊接電流源供應(yīng)電能的供能單元，其包括至少能在部分區(qū)域中導(dǎo)電的殼體、布置在殼體中的蓄電池組以及第一輸出接口和第二輸出接口，其中，這兩個(gè)輸出接口為了提供電能能夠與焊接電流源的輸入接口可拆卸地連接。為了減小對(duì)碰觸了供能單元和焊接電流源的能導(dǎo)電的殼體區(qū)域的使用者的健康傷害的風(fēng)險(xiǎn)而提出了，供能單元具有與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域連接的輔助電勢(shì)電路以及保護(hù)電路，其中，能在輸出接口上提供的電能可借助保護(hù)電路地依賴于在輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的通過(guò)電流來(lái)減小。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于焊接電流源的供能單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于給焊接電流源供應(yīng)電能的供能單元，其包括至少能在部分區(qū)域中導(dǎo)電的殼體、布置在殼體中的蓄電池組以及第一輸出接口和第二輸出接口，其中，這兩個(gè)輸出接口為了提供電能能夠與焊接電流源的輸入接口可拆卸地連接。

【背景技術(shù)】
[0002]焊接電流源使用在電弧焊接法中，其中，電弧在焊接電極與工件之間燃燒，從而使焊接電極的電弧側(cè)的端部熔化，并且使材料以點(diǎn)滴的形式轉(zhuǎn)移到工件上。已公知的焊接電流源常常具有電網(wǎng)回路，其具有整流器電路，整流器電路將存在于焊接電流源的輸入接口上的、由交流電壓源提供的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。直流電壓中間回路以及另一開(kāi)關(guān)回路通常聯(lián)接到整流器電路上，用以將電網(wǎng)回路與將焊接電極接到其中的焊接電流回路電勢(shì)分離，并且用于控制和調(diào)節(jié)傳遞至焊接電流回路中的能量。這類(lèi)焊接電流源常常也被稱(chēng)為逆變焊接電流源。
[0003]為了即使沒(méi)有供使用的交流電壓源，尤其是沒(méi)有供使用的公共的供電網(wǎng)時(shí)，也能使焊接電流源運(yùn)行，可以使用單獨(dú)的供能單元，利用該供能單元可以給焊接電流源供應(yīng)電能。供能單元具有布置在殼體中的蓄電池組。殼體可以基于機(jī)械穩(wěn)定性的原因而具有能導(dǎo)電的金屬區(qū)域。供能單元的第一輸出接口和第二輸出接口可以通過(guò)連接電纜與焊接電流源的相應(yīng)的輸入接口連接。存在于供能單元的輸出接口上的直流電壓例如可以輸入到逆變焊接電流源的直流電壓中間回路中。
[0004]優(yōu)選便攜的供能單元更有利地提供相對(duì)較高的輸出電壓，尤其是至少120V的直流電壓，這是因?yàn)檫@能夠在沒(méi)有明顯的電力電子的差異的情況下使焊接電流源有選擇地利用常見(jiàn)的交流電壓或由供能單元提供的直流電壓運(yùn)行。然而，在這類(lèi)電壓值的情況下，供能單元的能導(dǎo)電的殼體區(qū)域和焊接電流源的能導(dǎo)電的殼體區(qū)域都必須小心地與傳導(dǎo)電壓的輸出接口和輸入接口絕緣，這是因?yàn)榉駝t不僅會(huì)傷害到觸碰了供能單元的能導(dǎo)電的殼體區(qū)域的使用者，而且也會(huì)傷害到觸碰了焊接電流源的能導(dǎo)電的殼體區(qū)域的使用者。如果交流電壓聯(lián)接到焊接電流源上，那么焊接電流源的能導(dǎo)電的殼體區(qū)域通常經(jīng)由保護(hù)導(dǎo)體接地，從而在焊接電流源的輸入接口與焊接電流源的殼體之間有導(dǎo)電連接的情況下起到故障電流保護(hù)電路的作用，并且由此排除對(duì)使用者的傷害。然而，如果具有蓄電池組的供能單元聯(lián)接到焊接電流源，那么由于缺乏保護(hù)導(dǎo)體和故障電流保護(hù)電路而不一定識(shí)別出焊接電流源的其中一個(gè)輸入接口與殼體之間存在有導(dǎo)電連接。以相應(yīng)的方式，在常見(jiàn)的便攜的供能單元中也不一定識(shí)別出供能單元的其中一個(gè)輸出接口與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間存在有導(dǎo)電連接。例如由于濕氣滲入到供能單元和焊接電流源的殼體中會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)電連接。如果使用者在這類(lèi)故障情況下同時(shí)既碰觸了焊接電流源的殼體又碰觸了供能單元的能導(dǎo)電的殼體區(qū)域，那么就可能會(huì)發(fā)生有損健康的電流從供能單元的殼體經(jīng)由使用者流向焊接電流源的殼體的情況。這類(lèi)健康傷害的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)保持得盡可能的低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，以如下方式改進(jìn)一種屬同種類(lèi)型的供能單元，即，能夠減小對(duì)接觸到供能單元和焊接電流源的能導(dǎo)電的殼體區(qū)域的使用者的健康傷害的風(fēng)險(xiǎn)。
[0006]在開(kāi)頭提到的類(lèi)型的供能單元中，該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明以如下方式來(lái)解決，S卩，供能單元具有與供能單元的能導(dǎo)電的殼體區(qū)域連接的輔助電勢(shì)電路以及保護(hù)電路，其中，能在輸出接口上提供的電能可以借助保護(hù)電路依賴于在輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的通過(guò)電流(Stromfluss)來(lái)減小。
[0007]在根據(jù)本發(fā)明的供能單元中，能在輸出接口上提供的電能是依賴于在輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的通過(guò)電流的。在通過(guò)電流比較少的情況下，尤其是在輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間完全沒(méi)有電流流動(dòng)的情況下，能在供能單元的兩個(gè)輸出接口上提供蓄電池組的最大電能。然而，如果存在過(guò)度的通過(guò)電流，那么就減小或完全切斷能在輸出接口上提供的電能，這是因?yàn)檫^(guò)度的通過(guò)電流可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)使用者的傷害。這類(lèi)如之前所述的傷害例如可能存在于:由于其中一個(gè)輸出接口的絕緣有缺陷，電流經(jīng)由供能單元的能導(dǎo)電的殼體區(qū)域和使用者流向焊接電流源的能導(dǎo)電的殼體區(qū)域。
[0008]為了抵制傷害使用者的風(fēng)險(xiǎn)，在根據(jù)本發(fā)明的供能單元中，能在供能單元的輸出接口上提供的電能依賴于在輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的通過(guò)電流來(lái)選擇。輔助電勢(shì)電路提供與由蓄電池組提供的電勢(shì)不同的輔助電勢(shì)。如果在輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間存在過(guò)度的通過(guò)電流，那么就減小所提供的電能。尤其可以設(shè)置，在這類(lèi)故障的情況下，供能單元完全不提供電能。由此，能夠可靠地避免傷害使用者的危險(xiǎn)并且還能夠識(shí)別出導(dǎo)致在供能單元的蓄電池組與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間的導(dǎo)電連接的結(jié)果的絕緣損壞。
[0009]供能單元的導(dǎo)電的殼體區(qū)域能經(jīng)由連接電纜與焊接電流源的導(dǎo)電的殼體區(qū)域連接。
[0010]在本發(fā)明有利的實(shí)施形式中，當(dāng)輔助電勢(shì)電路與導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間的通過(guò)電流超過(guò)預(yù)定或可預(yù)定的閾值時(shí)，能在供能單元的輸出接口上提供的電能可借助保護(hù)電路來(lái)減小。保護(hù)電路為此可具有比較環(huán)節(jié)，其將相應(yīng)于輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間的特定的通過(guò)電流的輸入值與預(yù)定或可預(yù)定的閾值作比較。如果輸入值超過(guò)閾值，那么由保護(hù)電路減小能在供能單元的輸出接口上提供的電能。尤其可以設(shè)置，在這類(lèi)情況下，完全可以不在輸出接口上提供電能。
[0011]特別有利的是，當(dāng)超過(guò)在輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的電流的預(yù)定或可預(yù)定的閾值之后，減小的能量供應(yīng)可通過(guò)觸發(fā)復(fù)位信號(hào)來(lái)結(jié)束。在本發(fā)明的這類(lèi)設(shè)計(jì)方案中，當(dāng)超過(guò)預(yù)定或可預(yù)定的閾值之后，減小的能量供應(yīng)會(huì)一直保持，直到觸發(fā)復(fù)位信號(hào)。減小的能量供應(yīng)絕不會(huì)由于在輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的電流再次低于閾值而自動(dòng)結(jié)束。更確切地說(shuō)，為了提供蓄電池組的最大的能量需要觸發(fā)促使保護(hù)電路結(jié)束減小可供電能的復(fù)位信號(hào)。因此，超過(guò)在輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的電流的預(yù)定或可預(yù)定的閾值將導(dǎo)致激活保護(hù)電路，使得能在供能單元的輸出接口上提供的電能減小，并且該減小一直保持直到以觸發(fā)復(fù)位信號(hào)的方式解除激活保護(hù)電路。在觸發(fā)復(fù)位信號(hào)后，可以由供能單元再次提供完全的電能。
[0012]有利的是，保護(hù)電路具有用于激活和解除激活減小的能量供應(yīng)的控制環(huán)節(jié)?？刂骗h(huán)節(jié)例如可以具有存儲(chǔ)元件，在存儲(chǔ)元件中存儲(chǔ)了在輔助電勢(shì)電路與導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的電流的預(yù)定或可預(yù)定的閾值，其中，存儲(chǔ)元件可以通過(guò)復(fù)位信號(hào)復(fù)位，從而隨后結(jié)束減小的能量供應(yīng)。
[0013]優(yōu)選地，控制環(huán)節(jié)與用于結(jié)束減小的能量輸出的復(fù)位環(huán)節(jié)連接。復(fù)位環(huán)節(jié)可以更適宜于被使用者手動(dòng)控制。例如，復(fù)位環(huán)節(jié)可以具有能夠被使用者操作的按鈕，以便結(jié)束減小的能量供應(yīng)。
[0014]像已經(jīng)提及的那樣，在供能單元的輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間存在過(guò)度的通過(guò)電流的情況下，可以減小可供電能。為此，在本發(fā)明有利的設(shè)計(jì)方案中，存在于輸出接口上的輸出電壓可借助保護(hù)電路來(lái)減小。
[0015]例如可設(shè)置，存在于輸出接口上的輸出電壓可以借助保護(hù)電路減小至最大120V的直流電壓值。由此可以避免對(duì)使用者的傷害。
[0016]在本發(fā)明特別有利的設(shè)計(jì)方案中，至少一個(gè)輸出接口與蓄電池組之間的電連接可依賴于在輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的通過(guò)電流來(lái)分離。因此，在通過(guò)電流過(guò)度的情況下可以中斷至少一個(gè)輸出接口與蓄電池組之間的電連接，從而不再會(huì)導(dǎo)致傷害使用者的電流能夠輸送給該輸出接口。
[0017]替選或補(bǔ)充地可以設(shè)置，能在供能單元的輸出接口上提供的輸出電流能借助保護(hù)電路依賴于在輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的通過(guò)電流來(lái)限制。
[0018]例如可設(shè)置，如果從輔助電勢(shì)電路至能導(dǎo)電的殼體區(qū)域存在過(guò)度的通過(guò)電流，則能在輸出接口上提供的輸出電流可以限制為最大值30mA的直流電。將輸出電流限制為最大30mA的直流電確保了在輸出接口欠缺絕緣的情況下，使用者也不會(huì)受到傷害。
[0019]特別有利的是，在保持存在于輸出接口上的輸出電壓的情況下，可借助保護(hù)電路地依賴于在輔助電勢(shì)電路與導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的通過(guò)電流限制輸出電流。在本發(fā)明的這類(lèi)設(shè)計(jì)方案中，在輔助電勢(shì)電路與導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間存在過(guò)度的通過(guò)電流的情況下，可以限定能在輸出接口上提供的輸出電流，然而其中確保的是，在輸出接口上還是存在有輸出電壓，從而使供能單元還在有限的范圍內(nèi)提供電能。這一點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)在于，一方面確保了有效地保護(hù)使用者免受電傷害，而另一方面可以還在給與供能單元聯(lián)接的焊接電流源供應(yīng)能量，直至在焊接電流源的顯示設(shè)備上可以示出存在有故障。減小的能量供應(yīng)也告知使用者在焊接電流源上超出閾值，其中，焊接電流源可以觸發(fā)復(fù)位信號(hào)，復(fù)位信號(hào)可以經(jīng)由連接導(dǎo)線傳遞至供能單元，從而隨后可以由供能單元結(jié)束減小的能量供應(yīng)，并且替代地又可以提供完全的電能。
[0020]有利的是，供能單元具有存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，用以存儲(chǔ)其間實(shí)現(xiàn)減小的能量供應(yīng)的時(shí)間間隔。存儲(chǔ)環(huán)節(jié)可以被使用者讀出，并且形成一種日志，用該日志可以檢測(cè)和記錄其間由供能單元僅提供減小的電能的時(shí)間間隔。
[0021]在根據(jù)本發(fā)明的供能單元的結(jié)構(gòu)上特別簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方案中，保護(hù)電路具有可電控的開(kāi)關(guān)，其接到將蓄電池組與輸出接口連接的輸出導(dǎo)線中。在輔助電勢(shì)電路與導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間存在過(guò)度的通過(guò)電流的情況下，借助開(kāi)關(guān)可以中斷蓄電池組與輸出接口之間的電連接。
[0022]可電控的開(kāi)關(guān)例如可以設(shè)計(jì)成晶體管的形式或者繼電器的形式。
[0023]有利的是，保護(hù)電路具有比較電路，用以比較由輔助電勢(shì)電路提供的、依賴于輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間的通過(guò)電流的輔助電勢(shì)與不依賴于該通過(guò)電流的參考電勢(shì)。在保護(hù)電路的這類(lèi)設(shè)計(jì)方案中，輔助電勢(shì)與參考電勢(shì)作比較。輔助電勢(shì)的大小依賴于在輔助電勢(shì)電路與導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的通過(guò)電流。例如可以設(shè)置，在通過(guò)電流過(guò)度時(shí)的輔助電勢(shì)小于僅有一點(diǎn)通過(guò)電流時(shí)的輔助電勢(shì)。尤其可設(shè)置，輔助電勢(shì)與通過(guò)電流成反比，從而輔助電勢(shì)越小，輔助電勢(shì)電路與導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間的通過(guò)電流越大。當(dāng)前的輔助電勢(shì)與參考電勢(shì)的比較形成針對(duì)通過(guò)電流的度量。故障情況可以通過(guò)對(duì)輔助電勢(shì)與參考電勢(shì)進(jìn)行比較來(lái)判斷。該比較可由比較電路執(zhí)行。
[0024]在本發(fā)明特別優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，蓄電池組具有多個(gè)蓄電池組電池，它們可以借助可電控的開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)有選擇地彼此串聯(lián)或并聯(lián)，其中，開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)可借助保護(hù)電路來(lái)控制。在本發(fā)明的這類(lèi)設(shè)計(jì)方案中，蓄電池組的各蓄電池組電池可以在正常情況下彼此串聯(lián)，從而可以得到相對(duì)較高的輸出電壓。在輔助電勢(shì)電路與導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間存在過(guò)度的通過(guò)電流的情況下，至少幾個(gè)蓄電池組電池借助保護(hù)電路彼此并聯(lián)，從而可減小蓄電池組的輸出電壓，并且由此可以排除對(duì)使用者的傷害。借助可電控的、與保護(hù)電路連接的開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池組電池以彼此串聯(lián)或并聯(lián)的方式進(jìn)行有選擇地切換。開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)例如可以設(shè)計(jì)成繼電器觸點(diǎn)的形式，并且可以由保護(hù)電路依賴于在供能單元的輔助電勢(shì)電路與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的通過(guò)電流來(lái)控制。
[0025]可以設(shè)置，蓄電池組具有多個(gè)蓄電池組電池，其中，僅個(gè)別蓄電池組電池可以有選擇地彼此串聯(lián)或并聯(lián)。
[0026]特別有利的是，蓄電池組的所有蓄電池組電池可以依賴于從輔助電勢(shì)電路流至能導(dǎo)電的殼體區(qū)域的通過(guò)電流有選擇地彼此串聯(lián)或并聯(lián)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]對(duì)本發(fā)明有利的實(shí)施形式的隨后描述與附圖相結(jié)合用于詳細(xì)闡述。其中:
[0028]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的供能單元的有利的第一實(shí)施形式的示意性的圖示；
[0029]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的供能單元的有利的第二實(shí)施形式的示意性的圖示；和
[0030]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的供能單元的有利的第三實(shí)施形式的示意性的圖示。

【具體實(shí)施方式】
[0031]圖1以框圖的形式示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的供能單元的有利的第一實(shí)施形式。該實(shí)施形式整體上用附圖標(biāo)記10來(lái)標(biāo)記。供能單元10包括能導(dǎo)電的殼體12，該殼體在供能單元10的整個(gè)外側(cè)上延伸。在殼體12中布置有蓄電池組14，該蓄電池組經(jīng)由第一輸出導(dǎo)線16與第一輸出接口 18連接，并且經(jīng)由第二輸出導(dǎo)線20與第二輸出接口 22連接。兩個(gè)輸出接口 18和22分別形成接口元件24的一部分，該接口元件例如可以設(shè)計(jì)成插座的形式或插頭的形式。供能單元10可以經(jīng)由接口元件24與焊接電流源連接。在此，第一輸出接口 18可以聯(lián)接到焊接電流源的第一輸入接口上，而第二輸出接口 22可以聯(lián)接到焊接電流源的第二輸入接口上。
[0032]經(jīng)由兩個(gè)輸出接口 18、22，可以給焊接電流源供應(yīng)由蓄電池組14提供的電能。
[0033]此外，蓄電池組14與輔助電勢(shì)電路26電連接。輔助電勢(shì)電路26能夠提供輔助電勢(shì)，輔助電勢(shì)不同于能由蓄電池組14提供的輸出電勢(shì)。輔助電勢(shì)電路26經(jīng)由殼體導(dǎo)線28與能導(dǎo)電的殼體12建立連接。這樣能夠給能導(dǎo)電的殼體12加載由輔助電勢(shì)電路26提供的輔助電勢(shì)。
[0034]測(cè)電流環(huán)節(jié)30接到殼體導(dǎo)線28中，借助該測(cè)電流環(huán)節(jié)可以測(cè)量輔助電勢(shì)電路26與殼體12之間的通過(guò)電流。
[0035]測(cè)電流環(huán)節(jié)30與比較環(huán)節(jié)32電連接,借助該比較環(huán)節(jié)，由測(cè)電流環(huán)節(jié)30檢測(cè)到的電流值可以與存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)元件34中的閾值作比較。最大電流值由供能單元10的制造商存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)元件34中。如果由測(cè)電流環(huán)節(jié)30測(cè)量的電流值大于儲(chǔ)存在第一存儲(chǔ)元件34中的閾值，那么從比較環(huán)節(jié)32經(jīng)由控制導(dǎo)線36將控制信號(hào)傳遞到控制環(huán)節(jié)38，控制環(huán)節(jié)接著激活接到第一輸出導(dǎo)線16和第二輸出導(dǎo)線20中的減小電路40。在激活狀態(tài)下，減小電路40減小能由供能單元10提供的最大的電能。為此，可以借助減小電路40限制存在于第一輸出接口 18和第二輸出接口 22上的輸出電壓。替選或補(bǔ)充地可以設(shè)置，可以限制能由蓄電池組14提供的最大的輸出電流。
[0036]例如可以設(shè)置，在激活減小電路40的情況下僅可以由供能單元10提供最大輸出電壓為120V的直流電壓。也可以設(shè)置，可以由供電單元10提供最大輸出電流為30mA的直流電。如果未激活減小電路40，那么不存在這類(lèi)限制。在該情況下，可以由供能單元10提供最大輸出電壓為300V的直流電壓,并且輸出電流可以大于10A。
[0037]控制環(huán)節(jié)38具有第二存儲(chǔ)元件42和計(jì)時(shí)裝置44。這樣在第二存儲(chǔ)元件42中能夠存儲(chǔ)其間實(shí)現(xiàn)減小的能量輸出的時(shí)間間隔。使用者可以經(jīng)由與控制環(huán)節(jié)38連接的狀態(tài)查詢環(huán)節(jié)46查詢所存儲(chǔ)的時(shí)間間隔。因此，使用者可以在事后確定:在哪些時(shí)間間隔中由供能單元10僅提供減小的電能。
[0038]像已經(jīng)提及的那樣，只要流經(jīng)殼體導(dǎo)線28的通過(guò)電流超過(guò)預(yù)定的閾值，減小電路40就被控制環(huán)節(jié)38激活。即使在隨后低于閾值之后，減小電路40 —直保持激活，直到它被控制環(huán)節(jié)38解除激活。為此，使用者可以手動(dòng)操作復(fù)位環(huán)節(jié)48，其與控制環(huán)節(jié)38電連接，并且通過(guò)使用者的操作之后給控制環(huán)節(jié)38提供電復(fù)位信號(hào)。如果存在復(fù)位信號(hào)48，那么控制環(huán)節(jié)38解除激活減小電路40并且結(jié)束借助減小電路40的對(duì)電能的減小。
[0039]借助供能單元10可以使使用者的受電傷害的危險(xiǎn)保持得很小。如果在輔助電勢(shì)電路26與能導(dǎo)電的殼體12之間流有非常高的電流，那么就存在受傷害的風(fēng)險(xiǎn)。如果輸出接口 18、輸出接口 22、輸出導(dǎo)線16和/或輸出導(dǎo)線20在故障情況下(即:殼體12有濕氣、污染、損壞)仍維持與殼體12的能導(dǎo)電的連接，那么就會(huì)像已經(jīng)提及的那樣形成非常高的通過(guò)電流。這類(lèi)情況被供能單元10可靠地識(shí)別出。為此，測(cè)電流環(huán)節(jié)30、第一存儲(chǔ)元件34、比較環(huán)節(jié)32、控制環(huán)節(jié)38、減小電路40以及狀態(tài)查詢環(huán)節(jié)46和復(fù)位環(huán)節(jié)48共同構(gòu)造成保護(hù)電路50，其確保在有傷害的情況下減小可由供能單元10在接口元件24上提供的電能。減小的能量輸出一直保持，直到使用者操作復(fù)位環(huán)節(jié)48。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的供能單元的有利的第二實(shí)施形式在圖2中示意性地圖示出來(lái)，并且整體上用附圖標(biāo)記60來(lái)標(biāo)注。供能單元60包括蓄電池組62，其與輔助電勢(shì)電路64和保護(hù)電路66 —起布置在能導(dǎo)電的殼體68中。蓄電池組62具有多個(gè)蓄電池組電池70、71、72、73、74，它們彼此電串聯(lián)。蓄電池組62的正極經(jīng)由第一輸出導(dǎo)線78與第一輸出接口 80連接，而蓄電池組62的負(fù)極經(jīng)由第二輸出導(dǎo)線82與第二輸出接口 84連接。
[0041]輔助電勢(shì)電路64接在第一輸出導(dǎo)線78與第二輸出導(dǎo)線82之間，并且具有彼此串聯(lián)的第一歐姆電阻86、第二歐姆電阻88和第三歐姆電阻90。在第一歐姆電阻86與第二歐姆電阻88之間分路出殼體導(dǎo)線92，輔助電勢(shì)電路64經(jīng)由該殼體導(dǎo)線與能導(dǎo)電的殼體68連接。
[0042]保護(hù)電路66具有第四歐姆電阻94和第五歐姆電阻96，它們彼此串聯(lián)并且與輔助電勢(shì)電路64的歐姆電阻86、88和90并聯(lián)。此外，保護(hù)電路66還具有第一差動(dòng)放大器98，存在于輔助電勢(shì)電路64的第二歐姆電阻88與第三歐姆電阻90之間的電勢(shì)經(jīng)由第一輸入導(dǎo)線100輸送給該第一差動(dòng)放大器，而存在于第四歐姆電阻94與第五歐姆電阻96之間的電勢(shì)經(jīng)由第二輸入導(dǎo)線102輸送給該第一差動(dòng)放大器。經(jīng)由第一輸入導(dǎo)線100輸送的電勢(shì)與經(jīng)由第二輸入導(dǎo)線102輸送的電勢(shì)之間的電勢(shì)差由第一差動(dòng)放大器98經(jīng)由輸出導(dǎo)線104輸送給保護(hù)電路66的比較電路106。比較電路將電勢(shì)差與預(yù)定的、分別表示閾值的比較電勢(shì)相比較。比較電路106具有第二差動(dòng)放大器108和第三差動(dòng)放大器110。由電壓供應(yīng)單兀116提供的第一比較電勢(shì)輸送給第二差動(dòng)放大器108的反相輸入端112,而同樣由電壓供應(yīng)單元116提供的第二比較電勢(shì)則輸送給第三差動(dòng)放大器110的反相輸入端114。電壓供應(yīng)單元116接在第一輸出導(dǎo)線78與第二輸出導(dǎo)線82之間。
[0043]第二和第三差動(dòng)放大器108和110的非反相輸入端118和120經(jīng)由輸入電阻122或124與第一差動(dòng)放大器98的輸出端電連接。第一差動(dòng)放大器98的輸出信號(hào)因此可以借助第二和第三差動(dòng)放大器108和110分別與比較電勢(shì)作比較。第二和第三差動(dòng)放大器108和110的輸出端經(jīng)由輸出電阻126或128與第四差動(dòng)放大器132的反相輸入端130連接。存在于第二差動(dòng)放大器108的反相輸入端112上的比較電勢(shì)輸送給第四差動(dòng)放大器132的非反相輸入端134。第四差動(dòng)放大器132的輸出端聯(lián)接到可電控的開(kāi)關(guān)元件的控制輸入端，在所示實(shí)施例中聯(lián)接到的開(kāi)關(guān)晶體管136的控制輸入端，該開(kāi)關(guān)晶體管接到第二輸出導(dǎo)線82中。
[0044]借助比較電路106，在輔助電勢(shì)電路64的第二歐姆電阻88與第三歐姆電阻90之間截取的輔助電勢(shì)與在保護(hù)電路66的第四歐姆電阻94與第五歐姆電阻96之間截取的參考電勢(shì)的偏差可以與由電壓供應(yīng)單元116預(yù)定的閾值作比較。輔助電勢(shì)依賴于經(jīng)由殼體導(dǎo)線92從輔助電勢(shì)電路64流向殼體68，或者在相反的方向上流動(dòng)的通過(guò)電流。因此，輔助電勢(shì)是針對(duì)輔助電勢(shì)電路64與殼體68之間的通過(guò)電流的度量。
[0045]由比較電路106將輔助電勢(shì)與參考電勢(shì)的偏差與閾值比較。如果該偏差超過(guò)由電壓供應(yīng)單元116預(yù)定的閾值，那么就由開(kāi)關(guān)晶體管136中斷蓄電池組62的負(fù)極與第二輸出接口 82之間的電連接。以相應(yīng)的方式，能由第四差動(dòng)放大器132控制的開(kāi)關(guān)(在附圖中為了獲得更好的預(yù)覽而未示出)接到第一輸出導(dǎo)線78中，利用該開(kāi)關(guān)來(lái)中斷蓄電池組62的正極與第一輸出接口 80之間的電連接。這產(chǎn)生如下結(jié)果:不再能夠由供能單元60經(jīng)由輸出接口 80和84提供電能。因?yàn)檩o助電勢(shì)與參考電勢(shì)的偏差相應(yīng)于輔助電勢(shì)電路64與殼體68之間的過(guò)度的通過(guò)電流，所以一旦輔助電勢(shì)電路64與殼體68之間的通過(guò)電流超過(guò)預(yù)定的值，那么就中斷由供能單元60對(duì)電能的供應(yīng)。如果使用者碰觸了導(dǎo)電的殼體68而出現(xiàn)對(duì)該使用者的傷害，或者當(dāng)由于絕緣損壞而存在蓄電池組62與殼體68的導(dǎo)電連接，就會(huì)出現(xiàn)這種情況。
[0046]圖3示意性地圖示出了根據(jù)本發(fā)明的供能單元的有利的第三實(shí)施形式。供能單元整體上用附圖標(biāo)記150來(lái)標(biāo)注并且其包括能導(dǎo)電的殼體152，該殼體容納了具有第一蓄電池組電池154和第二蓄電池組電池156的蓄電池組。此外，保護(hù)電路158也布置在殼體152中，保護(hù)電路控制第一開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)160和第二開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)162。第一開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)160可以有選擇地建立第一開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)164與第二開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)166之間的導(dǎo)電連接，或者建立第一開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)164與第三開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)168之間的導(dǎo)電連接。以相應(yīng)的方式，第二開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)162也可以有選擇地建立第一開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)170與第二開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)172之間的導(dǎo)電連接，或者建立第一開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)170與第三開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)174之間的導(dǎo)電連接。第一開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)160的第一開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)164與第一蓄電池組電池154的正極連接，而第二開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)162的第一開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)170與第二蓄電池組電池156的負(fù)極連接。第一開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)160的第二開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)166與第二蓄電池組電池156的正極電連接，而第二開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)162的第二開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)172與第一蓄電池組電池154的負(fù)極聯(lián)接。第一開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)160的第三開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)168與第二開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)162的第三開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)174連接。第一開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)160與第二開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)162都以相同方式被保護(hù)電路158控制。這產(chǎn)生如下結(jié)果:根據(jù)第一開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)160和第二開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)162占據(jù)哪個(gè)開(kāi)關(guān)位置而有選擇地彼此串聯(lián)或者彼此并聯(lián)兩個(gè)蓄電池組電池154、156。由兩個(gè)蓄電池組電池154、156提供的輸出電壓經(jīng)由第一輸出導(dǎo)線176輸送給第一輸出接口 178,并且經(jīng)由第二輸出導(dǎo)線180輸送給第二輸出接口 182。
[0047]在供能單元150中，第一蓄電池組電池154構(gòu)造出輔助電勢(shì)電路，其經(jīng)由殼體導(dǎo)線184與導(dǎo)電的殼體152連接。流經(jīng)殼體導(dǎo)線184的電流可以由保護(hù)電路158的測(cè)電流環(huán)節(jié)186檢測(cè)。
[0048]保護(hù)電路158能夠?qū)⒂蓽y(cè)電流環(huán)節(jié)186提供的電流值與預(yù)定的閾值作比較。如果所檢測(cè)的電流值超過(guò)預(yù)定的閾值，那么保護(hù)電路158如此控制第一開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)160和第二開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)162，使得兩個(gè)蓄電池組電池154和156彼此并聯(lián)。這產(chǎn)生如下結(jié)果:輸出接口 178、182上僅存在有很少的輸出電壓。如果沒(méi)有超過(guò)預(yù)定的閾值，那么保護(hù)電路158如此控制兩個(gè)開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)160、162，使得兩個(gè)蓄電池組電池154和156彼此串聯(lián)，從而在輸出接口 178、182上存在有更高的輸出電壓。開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)160、162因此形成控制環(huán)節(jié)，利用該控制環(huán)節(jié)可以激活并且解除激活減小的能量輸出。
[0049]因此，供能單元150也能夠?qū)崿F(xiàn)安全的運(yùn)行方式，而不會(huì)存在對(duì)使用者的傷害。為此，在供能單元150中也監(jiān)控在輔助電勢(shì)電路與殼體之間流動(dòng)的電流，并且在超過(guò)預(yù)定的閾值的情況下減小能由供能單元150提供的能量。
【權(quán)利要求】
1.用于給焊接電流源供應(yīng)電能的供能單元，其包括至少能在部分區(qū)域中導(dǎo)電的殼體、布置在所述殼體中的蓄電池組(14 ；62 ;154、156)以及第一輸出接口(18 ；80 ；178)和第二輸出接口(22 ;84 ;182)，其中，這兩個(gè)輸出接口(18、22 ;80、84 ;178、182)為了提供電能能夠與所述焊接電流源的輸入接口能拆卸地連接，其特征在于，所述供能單元(10 ；60 ；150)具有與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域(12 ；68 ；152)連接的輔助電勢(shì)電路(26 ；64 ；154)以及保護(hù)電路(50 ；66 ;158)，其中，能在所述輸出接口 (18,22 ;80、84 ;178、182)上提供的電能能借助所述保護(hù)電路(50 ；66 ；158)依賴于在輔助電勢(shì)電路(26 ；64 ；154)與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域(12 ；68 ；152)之間流動(dòng)的通過(guò)電流來(lái)減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供能單元，其特征在于，當(dāng)在輔助電勢(shì)電路(26；64 ；154)與導(dǎo)電的殼體區(qū)域(12 ；68 ；152)之間的通過(guò)電流超過(guò)預(yù)定或能預(yù)定的閾值時(shí)，能由供能單元(10 ；60 ；150)提供的電能能借助所述保護(hù)電路(50 ；66 ；158)來(lái)減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的供能單元，其特征在于，當(dāng)超過(guò)在輔助電勢(shì)電路(26；64 ；154)與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域(12 ；68 ；152)之間流動(dòng)的電流的預(yù)定或能預(yù)定的閾值之后，減小的能量輸出能通過(guò)觸發(fā)復(fù)位信號(hào)來(lái)結(jié)束。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的供能單元，其特征在于，所述保護(hù)電路(50;158)具有用于激活和解除激活減小的能量輸出的控制環(huán)節(jié)(38 ;160、162)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的供能單元，其特征在于，所述控制環(huán)節(jié)(38)與用于解除激活減小的能量輸出的復(fù)位環(huán)節(jié)(48)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的供能單元，其特征在于，所述復(fù)位環(huán)節(jié)(48)能由使用者手動(dòng)操作。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的供能單元，其特征在于，存在于所述輸出接口(18,22 ;80、84 ;178、182)上的輸出電壓能借助所述保護(hù)電路(50 ；66 ；158)來(lái)減小。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的供能單元，其特征在于，至少一個(gè)輸出接口(18、22 ；84)與所述蓄電池組(14 ；62)之間的電連接能依賴于在輔助電勢(shì)電路(26 ；64)與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域之間流動(dòng)的通過(guò)電流來(lái)分離。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的供能單元，其特征在于，能在所述輸出接口(18、22 ;80、84 ; 178、182)上提供的輸出電流能借助所述保護(hù)電路(50 ；66 ；158)依賴于在輔助電勢(shì)電路(26 ；64 ；154)與導(dǎo)電的殼體區(qū)域(12 ；68 ；152)之間流動(dòng)的通過(guò)電流來(lái)限制。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的供能單元，其特征在于，在保持存在于所述輸出接口(18、22 ;80、84 ; 178、182)上的輸出電壓的情況下，所述輸出電流能借助所述保護(hù)電路(50 ；66 ；158)依賴于在輔助電勢(shì)電路(26 ；64 ；154)與能導(dǎo)電的殼體區(qū)域(12 ；68 ；152)之間流動(dòng)的通過(guò)電流來(lái)限制。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的供能單元，其特征在于，所述供能單元(10)具有存儲(chǔ)環(huán)節(jié)(12)，用以存儲(chǔ)其間實(shí)現(xiàn)減小的能量輸出的時(shí)間間隔。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的供能單元，其特征在于，所述保護(hù)電路￠6)具有能電控的開(kāi)關(guān)(136)，所述開(kāi)關(guān)接到使所述蓄電池組(62)與輸出接口(84)連接的輸出導(dǎo)線(82)中。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的供能單元，其特征在于，所述保護(hù)電路￠6)具有比較電路(106)，用以比較由所述輔助電勢(shì)電路(64)提供的、依賴于輔助電勢(shì)電路(64)與導(dǎo)電的殼體區(qū)域(68)之間的通過(guò)電流的輔助電勢(shì)與不依賴于這個(gè)通過(guò)電流的參考電勢(shì)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的供能單元，其特征在于，所述蓄電池組具有多個(gè)蓄電池組電池(154、156)，所述蓄電池組電池能借助能電控的開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)(160、162)有選擇地彼此串聯(lián)或并聯(lián)，其中，所述開(kāi)關(guān)環(huán)節(jié)(160、162)能借助所述保護(hù)電路來(lái)控制。
【文檔編號(hào)】B23K9/10GK104416267SQ201410455708
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】比格爾·耶施克 申請(qǐng)人:洛爾希焊接技術(shù)有限公司