混合焊接電源的制作方法
【專利摘要】一種用于用來進(jìn)行焊接或切割操作的實現(xiàn)工具的電源，該電源包括：一個引擎部件，該引擎部件包括一個發(fā)電機(jī)以及一個整流器，該整流器與該發(fā)電機(jī)電連接并且被適配成用于將由該發(fā)電機(jī)提供的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，該引擎部件在啟動條件和關(guān)閉條件之間是可切換的；至少一個電池，其中，該引擎部件和該至少一個電池電連接至一個斬波器總線；以及一個控制器，該控制器與該發(fā)電機(jī)、斬波器總線、操作斬波器和該充電開關(guān)通信；一個輔助電源轉(zhuǎn)換器，該輔助電源轉(zhuǎn)換器包括一個DC到AC轉(zhuǎn)換器和一個DC到DC轉(zhuǎn)換器中的至少一個轉(zhuǎn)換器，該輔助電源轉(zhuǎn)換器電連接至該操作斬波器和該至少一個電池。
【專利說明】
混合焊接電源
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體上涉及一種混合電源，其具有一個引擎部件和一個用于向?qū)崿F(xiàn)工具供應(yīng)電功率的電池部件兩者。更具體地，本發(fā)明涉及一種混合電源，該混合電源包括從該引擎部件和電池部件中的至少一個部件接收功率的一個斬波器總線以及可改變每一部件的貢獻(xiàn)以便將所選擇的功率輸出傳遞到該實現(xiàn)工具的一個控制器。
簡要概述
[0001]以下簡要概述展示了此處討論的系統(tǒng)和方法的某個方面的基本理解。本概述不是該系統(tǒng)和方法的廣泛概覽，并且不旨在標(biāo)識關(guān)鍵元素或界定此類系統(tǒng)和方法的范圍。
[0002]根據(jù)一個方面，提供了一種用于具有引擎驅(qū)動部件和電池部件的混合電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括將來自引擎部件或發(fā)電機(jī)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電的三相二極管橋。斬波器部件連接至該二極管橋以接收來自發(fā)電機(jī)的DC電流。電池連接至斬波器。根據(jù)另一個方面，提供用于電池的升壓電路以便將來自電池的功率施加到斬波器總線。根據(jù)另一方面，電池監(jiān)測器被提供以便監(jiān)測來自該電池組的輸出并且控制來自其的輸出。根據(jù)另一個方面，電池充電器被提供以便在未焊接時對電池進(jìn)行充電。根據(jù)另一個方面，控制器被提供以便與發(fā)電機(jī)、斬波器總線、焊接斬波器以及電池接口連接從而控制升壓轉(zhuǎn)換器和電池充電器。
[0003]根據(jù)另一實施例，提供了一種用于用來進(jìn)行焊接或切割操作的實現(xiàn)工具的電源。該電源包括:一個引擎部件，該引擎部件包括一個發(fā)電機(jī)以及一個整流器，該整流器與該發(fā)電機(jī)電連接并且被適配成用于將由該發(fā)電機(jī)提供的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，該引擎部件在啟動條件和關(guān)閉條件之間是可切換的；至少一個電池，其中，該引擎部件和該至少一個電池電連接至一個斬波器總線；以及一個控制器，該控制器與該發(fā)電機(jī)、斬波器總線、操作斬波器和該充電開關(guān)通信;一個輔助電源轉(zhuǎn)換器，該輔助電源轉(zhuǎn)換器包括一個DC到AC轉(zhuǎn)換器和一個DC到DC轉(zhuǎn)換器中的至少一個轉(zhuǎn)換器，該輔助電源轉(zhuǎn)換器電連接至該操作斬波器和該至少一個電池。
[0004]根據(jù)另一實施例，電源被提供并且包括一個引擎部件，該引擎部件包括一個發(fā)電機(jī)，該引擎部件在啟動條件和關(guān)閉條件之間是可切換的；至少一個電池，其中，該引擎部件和該至少一個電池電連接至一個斬波器總線;一個整流器，該整流器與該發(fā)電機(jī)電連接并且被適配成用于將由該發(fā)電機(jī)提供的交流電轉(zhuǎn)換為直流電；電連接至該發(fā)電機(jī)和該電池的一個充電斬波器，其中，該充電斬波器向該至少一個電池提供一個所選擇的功率;在該充電斬波器和該電池之間的一個充電開關(guān)，其中，當(dāng)該充電開關(guān)被激活時，來自該發(fā)電機(jī)的功率通過該充電斬波器被路由到該至少一個電池；電連接至該發(fā)電機(jī)的一個操作斬波器，其中，該操作斬波器被適配成用于向該實現(xiàn)工具提供一個選擇的功率輸出；電連接至該至少一個電池的一個電池升壓轉(zhuǎn)換器；以及一個控制器，該控制器與該發(fā)電機(jī)、斬波器總線、操作斬波器和該充電開關(guān)通信;一個輔助電源轉(zhuǎn)換器，該輔助電源轉(zhuǎn)換器包括一個DC到AC轉(zhuǎn)換器和一個DC到DC轉(zhuǎn)換器中的至少一個轉(zhuǎn)換器，該輔助電源轉(zhuǎn)換器電連接至該操作斬波器和該至少一個電池。 附圖的簡要說明
[0005]圖1是根據(jù)一個實施例的混合電源系統(tǒng)的局部示意圖。
[0006]圖2是根據(jù)一個實施例的電路圖。
[0007]圖3是根據(jù)另一個實施例的電路圖。
[0008]圖4是根據(jù)一個實施例的混合電源系統(tǒng)中的接口的局部示意圖。
[0009]圖5是根據(jù)一個實施例的電源的操作圖。
詳細(xì)描述
[0010]如在此使用的，“電源”包括但不限于用于加熱、等離子切割、焊接和鑿刻的便攜式發(fā)電或備用發(fā)電。電源可被用于任何“操作”，其可包括但不限于諸如焊接、銅焊、釬焊、涂覆、表面硬化的焊接操作、或加熱、或諸如機(jī)加工、鑿刻以及切割的切割操作。如在此使用的“實現(xiàn)工具”指代出于從電源中獲得功率以便進(jìn)行操作的目的而與電源電連接的裝置。實現(xiàn)工具可包括用于生成適合操作的電弧的焊炬或其他裝置，包括但不限于焊炬、等離子切割機(jī)等。電源可連接至諸如手持式實現(xiàn)工具的手動操作的實現(xiàn)工具或者連接至自動化系統(tǒng)，諸如機(jī)器人焊機(jī)、諸如探測車的移動焊接平臺或軌道焊接平臺。典型的焊接操作包括但不限于金屬保護(hù)電弧焊(SMAW)(例如電焊條)、藥芯焊絲電弧焊(FCAW)以及其他焊接工藝，諸如氣體保護(hù)金屬電弧焊(GMAW)、氣體保護(hù)鎢極電弧焊(GTAW)等。
[0011]根據(jù)一個實施例，可獲得的操作輸出功率通常從來自電源的輸入功率產(chǎn)生?？蓮碾娫磦鬟f的輸入功率量可取決于與電源、焊機(jī)和/或環(huán)境相關(guān)的各種條件和/或情況。相應(yīng)地，只要可傳遞的輸入功率量可以是可變的，則可獲得的焊接輸出功率也是可變的。例如，混合焊接系統(tǒng)可以包括焊機(jī)和包括引擎驅(qū)動發(fā)電機(jī)和電池系統(tǒng)的電源。當(dāng)發(fā)電機(jī)變?yōu)椴豢刹僮鲿r(例如引擎耗盡燃料)，可傳遞的輸入功率量只能變成電池系統(tǒng)所提供的量。因此，可獲得的焊接輸出功率變成單獨從來自電池系統(tǒng)傳遞的功率導(dǎo)出的值。相似的變化可發(fā)生在此種混合焊接系統(tǒng)，例如當(dāng)電池系統(tǒng)充電運行緩慢時，其使得引擎驅(qū)動發(fā)電機(jī)單獨提供輸入功率。
[0012]電源可用性之外的其他因素可影響可傳遞的輸入功率量并且因此影響可獲得的或可達(dá)到的焊接輸出功率。例如，電源的條件影響輸入功率量。該條件可涉及電源的物理條件或操作條件或者與電源所處的環(huán)境相關(guān)聯(lián)的環(huán)境條件。某些示例性電源或電源供應(yīng)器條件包括但不限于:燃料類型(例如汽油、柴油等)；燃料特性(例如特點、組分等)，其取決于燃料混合物可以是可變的；操作溫度(例如電源或電源內(nèi)的溫度)；冷卻劑液位；油位或潤滑位;氣流;空氣過濾條件;燃料量;制造日期(或制造時間)；操作時間(例如服務(wù)時間)；用于電源部件的材料;部件或材料的期望壽命;循環(huán)數(shù)量(用于電池系統(tǒng))；等等。為了進(jìn)行說明，利用包括與乙醇混合的汽油組成的燃料的引擎驅(qū)動發(fā)電機(jī)可提供比相同的引擎驅(qū)動發(fā)電機(jī)從純汽油燃料中得到的功率更少的功率輸出。在另一說明中，阻塞的空氣過濾器可限制到達(dá)引擎的汽缸的空氣量，從而導(dǎo)致更低效的或更少的能量燃燒反應(yīng)，其也可以減少可傳遞的功率。在另一示例中，可傳遞的功率可通過使用如電源或其部件、年限和/或磨損隨時間減少。例如，引擎驅(qū)動發(fā)電機(jī)通過年限和磨損可開始失去壓縮，這導(dǎo)致可傳遞的功率的減少。
[0013]在影響輸出(即可傳遞的功率)的同時，如上所述，電源的物理或操作條件也可影響效率，諸如對于引擎驅(qū)動發(fā)電機(jī)的燃料效率或?qū)τ陔姵叵到y(tǒng)的充電/放電效率。例如，不同的燃料混合物可以根據(jù)不同的速率被消耗。操作溫度也可影響效率。引擎驅(qū)動發(fā)電機(jī)在更高的操作溫度相比相同的系統(tǒng)在更低的操作溫度下操作效率可能更低。為此，用戶可能希望改變非引擎部件的貢獻(xiàn)以便補(bǔ)償效率上的差異。
[0014]同樣，引擎部件也是一種噪聲源。為了生成足夠的功率，引擎可能必須在常常以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)測量的更高速率進(jìn)行操作。這種引擎速率的增長相應(yīng)地增加了以分貝(dB)測量的噪聲的音調(diào)和水平。盡管某些分貝水平在諸如沒有圍墻的室外空間的開放條件下工作時是可忍受的，但是在室內(nèi)或者在圍蔽空間內(nèi)操作可增加噪聲的強(qiáng)度或者使得噪聲對于該空間的其他居住者來說成為一種困擾。當(dāng)在圍蔽空間中操作時，由該引擎部件產(chǎn)生的排氣也是一種擔(dān)憂。
[0015]為了提供更大的使用靈活性，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用戶可以增加非引擎部件的貢獻(xiàn)以便降低由引擎部件產(chǎn)生的噪聲。根據(jù)該方面，用戶可以將非引擎部件的貢獻(xiàn)增加到引擎部件的貢獻(xiàn)的至少百分之百，以使得引擎部件暫時關(guān)閉從而消除引擎產(chǎn)生的噪聲。這也消除了由引擎產(chǎn)生的任何排氣，使得焊機(jī)在從室外空間移動到室內(nèi)空間時更加靈活。在又一方面中，焊接系統(tǒng)可利用來自電源的可用功率量(和/或傳遞給定的功率水平的時間量)以便控制來自焊接電源的焊接輸出。如在此使用的，“焊接輸出”指輸出電流、輸出電壓或兩者，其由焊接電源生成以便在用作等離子切割機(jī)時產(chǎn)生焊接點或機(jī)加工金屬。焊接系統(tǒng)控制輸出電流、輸出電壓或兩者以便防止焊接輸出功率超過來自電源的可用功率量。在一個示例中，焊接電源可被直接控制以便實施這個限制。在另一示例中，焊接系統(tǒng)可通過約束焊接輸出預(yù)設(shè)的可設(shè)置的值來實施這個限制。例如，焊接系統(tǒng)可配置焊接系統(tǒng)的用戶接口以便防止操作員建立超過電源的容量的焊接輸出預(yù)設(shè)。將認(rèn)識到，焊接系統(tǒng)或者通過預(yù)定的數(shù)據(jù)或者通過焊接電源的物理或操作條件信息的分析確定焊接電源的效率。也就是說，對于由電源傳遞的給定的功率水平，焊接系統(tǒng)可基于焊接電源的效率確定相應(yīng)的焊接輸出功率。
[0016]通過說明的方式，焊接系統(tǒng)可具有額定功率或容量以便在30V(即大約10000W)產(chǎn)生333A的焊接輸出，但是條件信息指示來自電源的對應(yīng)于9000W的焊接輸出功率的可傳遞的功率。相應(yīng)地，例如，焊接系統(tǒng)可控制焊接輸出的生成或者用戶接口以便在30V將焊接輸出限制在300A。
[0017]現(xiàn)在將參照附圖描述示例性實施例。示例和附圖僅僅是說明性的而不意味著要限制本發(fā)明，本發(fā)明通過權(quán)利要求書的范圍和精神來衡量。貫穿全文，相同的參考數(shù)字指代相同的元件。
[0018]根據(jù)一個實施例的電源總體上由數(shù)字100指示并且示意性地在圖1中示出。電源100是一個混合系統(tǒng)，因為能量從兩個不同源被提供。電源100包括由引擎114驅(qū)動的發(fā)電機(jī)112。引擎114可包括內(nèi)燃機(jī)，包括但不限于柴油機(jī)、汽油機(jī)、LP燃?xì)獍l(fā)動機(jī)等。發(fā)電機(jī)112在引擎114操作過程中產(chǎn)生電能。發(fā)電機(jī)112可包括同步三相交流電機(jī)?？商娲?，如所期望的，發(fā)電機(jī)可以是單相交流電機(jī)或直流發(fā)電機(jī)。引擎和發(fā)電機(jī)可統(tǒng)稱為引擎驅(qū)動部件或引擎部件115。引擎部件115可設(shè)于殼體H內(nèi)，并且可包括從殼體H向外突出的排氣裝置116。
[0019]混合電源100進(jìn)一步包括電池118。電池118可包括至少一個電池或諸如電池組的多個電池或電池單元以便提供適合操作的DC電壓。例如，在焊接應(yīng)用中，AD-1OO(VDC)可以被供應(yīng)。在此處使用的術(shù)語“電池”既指單獨的電池也指電池組，即串聯(lián)連接的多個電池。如以下將更全面討論的，發(fā)電機(jī)112可單獨或電池118可單獨為給定的操作供應(yīng)足夠的功率或者一起被操作。
[0020]如在圖2中最佳示出的，混合電源100包括總體上由數(shù)字120指示的電連接至引擎驅(qū)動部件115的二極管橋。二極管橋120經(jīng)由斬波器總線130電連接至輸出140。輸出140可進(jìn)而連接至實現(xiàn)工具I以便進(jìn)行操作。電池118也可以與發(fā)電機(jī)112并聯(lián)連接并且向輸出140供電。電池118被連接從而使得其獨立于發(fā)電機(jī)112或用發(fā)電機(jī)112向輸出提供功率。在這層意義上，可由引擎驅(qū)動部件115和/或電池118中的至少一項向輸出140提供功率，從而使得可由引擎驅(qū)動部件115或電池118獨立地提供足夠進(jìn)行操作的功率，或者電池118可補(bǔ)充來自發(fā)電機(jī)112的功率以使得發(fā)電機(jī)下垂?？商娲兀瑏碜噪姵?18的補(bǔ)充功率可用于允許發(fā)電機(jī)112在穩(wěn)態(tài)條件進(jìn)行操作并且用在以下示例中所描述的來自電池118的功率滿足來自輸出的需求上的波動。
[0021]可替代地，所示出的配置可以用于當(dāng)來自發(fā)電機(jī)112的功率容量大于來自輸出的需求時對電池118進(jìn)行充電。例如，發(fā)電機(jī)112可以在3000rpm進(jìn)行操作以便生成足夠的功率用于操作，而且還能夠以更高rpm進(jìn)行操作以便生成能夠致力于對電池118進(jìn)行充電的額外功率。例如，引擎發(fā)電機(jī)112可在3500rpm被操作以便增加所產(chǎn)生的功率以及針對電池118進(jìn)行充電的過量功率。
[0022]發(fā)電機(jī)112向斬波器總線130提供功率。三相引擎驅(qū)動發(fā)電機(jī)輸出將被整流并且用于直接為斬波器總線130供電。發(fā)電機(jī)112可由現(xiàn)場控制進(jìn)行控制或者在飽和現(xiàn)場運行并且允許斬波器總線130下垂。如以下更全面的描述，如果輔助輸出從斬波器總線130得到，則它們在引擎關(guān)閉時可從電池組徑流。發(fā)電機(jī)112可使用現(xiàn)場控制以消除斬波器總線電壓的下垂?？傮w上在150處指示的升壓電路被創(chuàng)建以供電池118向斬波器總線130提供功率。如下所述，總體上在170處指示的電池監(jiān)測部件可被用于控制并監(jiān)測電池118或者向控制器提供反饋。發(fā)電機(jī)112可被用于當(dāng)未焊接或者電池118連接至外部電池充電電源時根據(jù)需要對電池118進(jìn)行充電。
[0023]參考圖1至圖3，電源100可包括控制器200，該控制器例如可以是微控制器、片上系統(tǒng)、微處理器、邏輯控制器、或?qū)崿F(xiàn)在此描述的各方面的邏輯電路。控制器200與發(fā)電機(jī)112、電池118、斬波器總線130以及操作斬波器125接口連接并且將控制升壓電路150以及電池充電。隔離的DC到DC以及隔離的DC到AC電源被創(chuàng)建以便從斬波器總線130徑流。當(dāng)引擎關(guān)閉時，電池118可對斬波器總線130進(jìn)行供電直至引擎開啟或者直至電池118排至其最低水平。電池118與發(fā)電機(jī)112并行供應(yīng)額外功率。
[0024]根據(jù)圖3所示的一個實施例，通過降壓穩(wěn)壓器135從斬波器總線130對電池118進(jìn)行充電。任何類型的電池(包括但不限于NiCd、鋰離子以及鉛酸電池)可以被使用。取決于電池118的類型，降壓穩(wěn)壓器135的操作可以被控制以確保正確的充電并且避免過熱或其他問題。在所示的示例中，電池118是鋰離子電池。降壓穩(wěn)壓器135被控制以便促成這種類型電池118的正確充電技術(shù)，并且在該示例中，當(dāng)未正在進(jìn)行焊接操作時，發(fā)生充電。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)未操作實現(xiàn)工具I時，由發(fā)電機(jī)112提供的90V可通過降壓穩(wěn)壓器135降至58V以便對電池118進(jìn)行充電。由混合電源100實現(xiàn)的充電例程的一個示例示意性地在圖5中示出。如所討論的，控制器200可確保實現(xiàn)工具I關(guān)閉以降低電池貢獻(xiàn)并且將從引擎部件傳遞到斬波器總線130的功率重定向到降壓穩(wěn)壓器135以便使其下降以用于電池118充電。電池監(jiān)測器170可以被提供以確定電池118上的電荷量或者僅向控制器200指示充電完成。
[0025]電源100也可包括接口300，該接口允許用戶或操作員手動控制或影響引擎部件112相對于電池部件118的貢獻(xiàn)。例如，對于引擎部件112相對于電池118的至少一個所期望的操作條件，接口 300可與控制器200進(jìn)行通信以便從操作員傳遞輸入。為此，接口 300可包括任何合適的裝置或部件以用于當(dāng)未使用控制器200時從操作員到控制器200或直接到電路傳達(dá)信息。接口的輸入302可包括但不限于滑塊、旋鈕、開關(guān)、鍵盤、觸摸屏、按鈕等。輸入302可設(shè)置在與電源100相同的殼體上或者遠(yuǎn)距離地設(shè)置在諸如下垂物、遙控器或移動電話上，其中來自輸入302的信號通過有線或無線連接被傳達(dá)到電源100或控制器200;這些有線或無線連接包括但不限于無線LAN協(xié)議;藍(lán)牙、無線USB或其他類似的RF協(xié)議;蜂窩無線協(xié)議;衛(wèi)星協(xié)議;紅外協(xié)議等。在圖1所示的示例中，輸入包括具有多個按鈕B的鍵盤K。在圖4中，觸摸板充當(dāng)輸入302。這些示例不是限制性的。對于所選擇的操作條件，接口 300可包括向操作員提供信息的輸出304并且可包括但不限于臨近于輸入302的殼體上的貼花或繪圖的指示器、數(shù)字顯示器、觸摸屏、LED或其他發(fā)光顯示器等。在圖1所示的示例中，輸出304包括數(shù)字顯示器。在圖4中，輸出304包括觸摸板。這些示例不是限制性的。為了促成有線通信，接口 300可包括適合的通信端口 306 (圖2)以便連接有線輸入302或輸出304部件。通信端口306可包括但不限于視頻端口、串行端口、并行端口、USB端口等。將理解的是，在各個附圖中所示的實施例中所示的部件可在其他實施例中互換。所示的實施例不是限制性的。
[0026]接口300可包括各種操作模式從而允許用戶控制引擎部件115和電池118的貢獻(xiàn)。這些模式可包括控制器200自動地控制貢獻(xiàn)的模式。在圖4所示的示例中，當(dāng)引擎和電池部件由控制器200自動地操作時，正常模式311是可選擇的。在這種模式中，控制器200可改變每一貢獻(xiàn)以便為實現(xiàn)工具I提供輸出并且在額外功率可用并且需要充電時對電池118進(jìn)行充電。如所描述的，高模式314可被提供以便提升到實現(xiàn)工具I的功率。將理解的是，更少或更多模式可設(shè)置在接口 300上并且所示的示例不是限制性的。同樣地，如在此討論的，接口300的類型可改變。圖4所示的示例包括將輸入302和輸出304功能組合在一個單元中的觸摸屏325 ο如圖4所示，接口 300可包括貢獻(xiàn)輸入315，該貢獻(xiàn)輸入包括允許用戶手動調(diào)節(jié)引擎部件115相對于電池118的貢獻(xiàn)的平衡控制。輸出304可包括總體上在320處指示的貢獻(xiàn)顯示器，該貢獻(xiàn)顯示器展示引擎部件115和電池118的貢獻(xiàn)中的至少一個貢獻(xiàn)。在所示的示例中，貢獻(xiàn)顯示器320包括顯示引擎部件115和電池118兩者的相對貢獻(xiàn)的條形圖322。同樣在該實施例中，貢獻(xiàn)輸入315是顯示器上的滑塊，該滑塊允許用戶在引擎部件115和電池118之間切換平衡。在該示例中，在中點處，引擎部件115和電池部件均正在以全容量操作。偏離中心降低了引擎部件115或電池118中的一個部件的貢獻(xiàn)。例如，如所示的，引擎部件貢獻(xiàn)可通過將貢獻(xiàn)指示器317朝向滑塊標(biāo)尺的電池側(cè)318滑動被降低。同樣地，電池118的貢獻(xiàn)可通過將指示器317朝向引擎?zhèn)?19滑動被降低。在該示例中，手動改變貢獻(xiàn)以便降低引擎部件115的貢獻(xiàn)可以用于減少噪聲輸出或關(guān)閉引擎部件115?？商娲?，如下所述，靜音模式310可以被提供以便允許控制器調(diào)節(jié)引擎部件115的貢獻(xiàn)從而達(dá)到所期望的噪聲輸出。在這種模式中，貢獻(xiàn)輸入315可提供給用戶額外的微調(diào)的能力以進(jìn)一步按照需要調(diào)整貢獻(xiàn)。在這層意義上，控制器200可作為開放系統(tǒng)進(jìn)行操作從而允許來自用戶的額外的輸入?？商娲兀鐖D5所示，控制器作為封閉系統(tǒng)進(jìn)行操作，一旦從接口 300輸入該模式，控制器200則按照預(yù)編程的例程進(jìn)行操作。例如，在圖5中示出了三種模式的選擇(靜音310、正常311以及充電313)。如所討論的，在正常模式，控制器200控制功率到實現(xiàn)工具的直接施加并且可基于用于實現(xiàn)工具I的操作的輸出生產(chǎn)按照需要改變引擎部件115和電池118的貢獻(xiàn)。在靜音模式，引擎部件115被操作以便達(dá)到所選擇的噪聲水平。噪聲水平可以是由示意性地示出的噪聲傳感器330監(jiān)測的分貝水平，或者控制器200可基于測試數(shù)據(jù)被編程為包括所選擇的引擎RPM水平以便產(chǎn)生所選擇的噪聲水平。再次以90dB水平為例，如果測試數(shù)據(jù)指示引擎部件以怠速或近于怠速RPM產(chǎn)生所期望的90dB水平，則引擎部件115可以在怠速RPM被操作。基于所選擇的引擎部件115貢獻(xiàn)，從電池118到斬波器總線130的功率輸出由控制器200進(jìn)行調(diào)節(jié)以便傳遞操作所需的輸出功率。
[0027]根據(jù)圖4描繪的一個實施例，接口300包括靜音操作模式310，該靜音模式可被選擇以便將由引擎部件115產(chǎn)生的噪聲水平(分貝)降至所選擇的水平。例如，靜音模式310可將分貝水平降至不超過90dB的水平。該水平是一個示例。將理解的是可以提供其他水平。當(dāng)選擇靜音模式310時，引擎部件115對斬波器總線130的貢獻(xiàn)被降低以便調(diào)低引擎的操作rpm從而產(chǎn)生所期望的靜音范圍內(nèi)的分貝水平。將理解的是其他范圍可由包括零dB輸出的指定的靜音模式建立，在該零dB輸出中，引擎部件貢獻(xiàn)被降至零并且電池118提供全部的焊機(jī)輸出。為此，接口 300可包括關(guān)閉模式312，在該關(guān)閉模式中，引擎部件115是關(guān)閉的。
[0028]靜音模式輸出水平也可受到處于怠速的引擎部件115的分貝輸出的影響。例如，如果處于怠速，引擎部件產(chǎn)生大約90dB的噪聲輸出，則操作員對靜音模式310的選擇可導(dǎo)致引擎部件115以怠速速度被驅(qū)動并且電池118對斬波器總線130的貢獻(xiàn)被調(diào)節(jié)以便為操作提供所期望的輸出。如果引擎部件115的分貝輸出低于靜音模式的所選擇的輸出，則引擎部件115可以在大于怠速水平的rpm被驅(qū)動。將理解的是，多個噪聲輸出水平可通過輸入302由操作員進(jìn)行選擇。作為一個示例，操作員可具有選擇操作的特定分貝水平的能力，其中引擎部件115以大于怠速的rpm操作，第二分貝水平將引擎部件115置于怠速，并且第三分貝水平對應(yīng)于被關(guān)閉的引擎部件。當(dāng)由操作環(huán)境施加噪聲限制時，輸入302可允許用戶輸入所允許的最大噪聲水平并且控制器200改變引擎部件115相對于電池118的對斬波器總線130的貢獻(xiàn)以便維持在設(shè)定限制或低于設(shè)定限制。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，如圖2和圖3所描繪的，電源100向外圍設(shè)備P提供功率，即使當(dāng)引擎部件處于關(guān)閉條件。外圍設(shè)備P可以是需要功率的任何部件并且可包括內(nèi)部部件，即設(shè)置在殼體H上的那些部件或者未設(shè)置在殼體上且與電源100連接的外部部件。在圖2所示的示例中，外圍設(shè)備P是接口 300 ο在該示例中，控制器200向接口 300供電，即使當(dāng)引擎部件115未正在操作時。例如，控制器200可將來自電池118的功率從斬波器總線130汲取到電源接口 300。在所示的示例中，當(dāng)引擎部件115關(guān)閉時，經(jīng)由斬波器總線130從電池118將40VDC電源汲取到電源接口 300。將理解的是，取決于接口 300的類型以及它的輸入302和輸出304部件，這種要求可改變。根據(jù)圖3所示的實施例，外圍設(shè)備可包括連接至電源100的外部部件。如在以上描述的內(nèi)部部件的情況中，當(dāng)引擎部件115處于啟動條件或當(dāng)引擎部件115處于關(guān)閉條件時可向外部部件提供功率。
[0030]根據(jù)另一個實施例，總體上在400處指示的輔助部件連接至斬波器總線130。輔助部件400可包括向外圍設(shè)備P提供輔助功率的出口 402，該外圍設(shè)備P包括但不限于便攜式研磨機(jī)、栗、空氣壓縮機(jī)、娛樂裝置、咖啡機(jī)、計算機(jī)或其他處于工作地并且需要功率的裝置。參照圖3，外圍設(shè)備P的一個示例是研磨機(jī)410。這里，研磨機(jī)410在出口 402A處由電源線412連接至電源100。
[0031]輔助部件400可包括從斬波器總線130徑流的隔離的DC到DC電源403和DC到AC電源404中的至少一個電源。輔助部件400可包括連接至斬波器總線130的AC斬波器405以用于DC到AC電源。AC斬波器405可進(jìn)而連接至出口 402(圖1)以便向經(jīng)由出口 402連接的外圍設(shè)備P提供AC功率。同樣地，DC部件可經(jīng)由出口連接至DC到DC電源403。如所示的，多個出口402可被提供。例如，一個出口 402A可以是連接至AC電源404的AC出口并且第二個出口 402B可以是連接至DC到DC電源403的DC出口。可替代地，多個AC或多個DC出口可以被提供。由于輔助部件400連接至從引擎部件115和電池118并行接收功率的斬波器總線130，因此輔助部件可由引擎部件115和電池118電源中的任一個或兩者來驅(qū)動。這提供了關(guān)閉引擎部件115并且繼續(xù)從電池118向輔助部件400或者反過來提供功率的靈活性。如所討論的，只有當(dāng)噪聲或排氣成為考慮因素時，可能令人期望的是從電池118運行輔助部件400?？商娲?，當(dāng)正在對電池118進(jìn)行再充電時，可能令人期望的是單獨使用引擎電源。
[0032]雖然對于特定的實施例，操作的原理和模式已經(jīng)被解釋和說明，必須理解的是，這可以以與具體解釋和說明不同的方式被實踐而不背離它的精神和范圍。
[0033]上文已描述的內(nèi)容包括主題發(fā)明的實施例。當(dāng)然，不可能為了描述所要求保護(hù)的主題的目的而描述出部件或方法的每一種可以想到的組合，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，主題發(fā)明的許多另外的組合和排列是可能的。相應(yīng)地，所要求保護(hù)的主題意在包括落入所附的權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)的所有這樣的變更、修改以及變化。
[0034]本發(fā)明的具體實施例在本文被披露。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易認(rèn)識到，本發(fā)明在其他環(huán)境下可具有其他應(yīng)用。實際上，許多實施例和實現(xiàn)方式是可能的。下面的權(quán)利要求并不意圖將本發(fā)明的范圍限制為上面所描述的具體實施例。此外，任何“用于...裝置”的描述用于引起要素和權(quán)利要求的裝置加功能的解讀，然而，任何未明確地使用描述“用于...裝置”的要素并不意圖被當(dāng)做裝置加功能要素，即使權(quán)利要求以其他方式包括詞語
“駐 W，，
目.ο
[0035]盡管已經(jīng)關(guān)于一個或多個優(yōu)選的實施例示出和描述了本發(fā)明，然而顯然的是，一旦閱讀并理解本說明書和所附附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員可做出等同的變更和修改。特別地考慮到由上面所描述的要素(包圍體、側(cè)、部件、組件等)所執(zhí)行的各種功能，除非有明確表示，否則用于描述這些要素的術(shù)語(包括涉及“裝置”)旨在對應(yīng)于執(zhí)行所描述的要素的特定功能的任何要素(即在功能上等同的任何要素)，即使這些要素與執(zhí)行在本文所說明的本發(fā)明一個或多個示例性實施例中的功能的所公開的結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上并不等同。此外，雖然已經(jīng)關(guān)于所說明的多個實施例中的一個或更多個在上面描述了本發(fā)明的特定特征，這樣的特征可以與其他實施例的一個或更多個其他特征結(jié)合，如對于任何給定的或特定的應(yīng)用是期望的并且有利的。盡管示出并描述了特定的實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，在閱讀并理解了本說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將可做出落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的等同物和修改。
[0036]此外，雖然本發(fā)明的特定特征相對于只是幾種實現(xiàn)方式中的一個可能已被公開，當(dāng)針對任何給定的或特定的應(yīng)用是期望的并且有利時，這樣的特征可以與其他實現(xiàn)方式的一個或更多個其他特征結(jié)合。還有，在某種程度，術(shù)語“包括(inc Iudes )” “包括(including)”、“具有(has)”、“包含(contain)”或其中的變形，以及其他類似詞語在詳細(xì)的說明書或權(quán)利要求中被使用，這樣的術(shù)語以相似于術(shù)語“包括(comprising)”的方式意圖是包括性的，作為開放的過渡詞而不排除任何附加的或其他元素。
【主權(quán)項】
1.一種用于用來進(jìn)行焊接或切割操作的實現(xiàn)工具的電源，該電源包括: 一個引擎部件，該引擎部件包括一個發(fā)電機(jī)以及一個整流器，該整流器與該發(fā)電機(jī)電連接并且被適配成用于將由該發(fā)電機(jī)提供的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，該引擎部件在啟動條件和關(guān)閉條件之間是可切換的； 至少一個電池，其中，該引擎部件和該至少一個電池電連接至一個斬波器總線；以及 一個控制器，該控制器與該發(fā)電機(jī)、斬波器總線、操作斬波器和該充電開關(guān)通信；一個輔助電源轉(zhuǎn)換器，該輔助電源轉(zhuǎn)換器包括一個DC到AC轉(zhuǎn)換器和一個DC到DC轉(zhuǎn)換器中的至少一個轉(zhuǎn)換器，該輔助電源轉(zhuǎn)換器電連接至該操作斬波器和該至少一個電池。2.如權(quán)利要求1所述的電源，其中，該輔助電源轉(zhuǎn)換器連接至一個外圍設(shè)備，其中，該輔助電源轉(zhuǎn)換器在該引擎部件處于該關(guān)閉條件時向該外圍設(shè)備提供功率。3.如權(quán)利要求2所述的電源，其中，該外圍設(shè)備是一個接口，其中，該接口具有一個啟動條件，其中，該接口在該引擎部件處于該關(guān)閉條件的同時選擇性地處于該啟動條件。4.如權(quán)利要求3所述的電源，其中，該接口包括一個輸出，該輸出包括一個顯示器。5.如權(quán)利要求4所述的電源，其中，該接口進(jìn)一步包括一個輸入。6.如權(quán)利要求2所述的電源，其中，該外圍設(shè)備是一個研磨器。7.如權(quán)利要求2所述的電源，其中，該輔助電源轉(zhuǎn)換器包括一個DC到DC電源和一個DC到AC電源中的至少一個電源。8.如權(quán)利要求7所述的電源，進(jìn)一步包括一個出口，該出口電連接至該輔助電源轉(zhuǎn)換器。9.如權(quán)利要求1所述的電源，其中，該至少一個電池被適配成用于在該引擎部件處于該關(guān)閉條件時提供足夠進(jìn)行該操作的功率輸出。10.如權(quán)利要求1所述的電源，進(jìn)一步包括電連接至該發(fā)電機(jī)和該電池的一個充電斬波器，其中，該充電斬波器包括向該至少一個電池提供一個所選擇的充電電壓的一個降壓穩(wěn)壓器； 在該充電斬波器和該電池之間的一個充電開關(guān)，其中，當(dāng)該充電開關(guān)被激活時，來自該發(fā)電機(jī)的功率通過該充電斬波器被路由到該至少一個電池，其中，該控制器選擇性地閉合該充電開關(guān)以便將該充電斬波器連接至該至少一個電池。11.如權(quán)利要求10所述的電源，其中，該控制器在該充電斬波器連接至該電池時取消激活到該實現(xiàn)工具的功率輸出。12.如權(quán)利要求10所述的電源，進(jìn)一步包括與該控制器和該電池通信的一個電池監(jiān)測器，其中，該電池監(jiān)測器被適配成用于確定該電池的充電水平以及向該控制器報告該充電水平。13.如權(quán)利要求1所述的電源，進(jìn)一步包括連接至該電池的一個升壓轉(zhuǎn)換器，其中，該升壓電路可操作以用來自該電池的功率增加由該引擎部件提供的功率。14.如權(quán)利要求1所述的電源，其中，該引擎部件在靜音模式是可操作的，其中，該引擎部件被操作以產(chǎn)生一個所選擇的噪聲水平。15.如權(quán)利要求13所述的電源，其中，所選擇的該噪聲水平低于90dB。16.如權(quán)利要求13所述的電源，其中，所選擇的該噪聲水平對應(yīng)于以每分鐘所選擇的轉(zhuǎn)數(shù)操作該引擎部件。17.—種用于進(jìn)行焊接或切割操作的實現(xiàn)工具的電源，該電源包括:一個引擎部件，該引擎部件包括一個發(fā)電機(jī)以及一個整流器，該整流器與該發(fā)電機(jī)電連接并且被適配成用于將由該發(fā)電機(jī)提供的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，該引擎部件在啟動條件和關(guān)閉條件之間是可切換的； 至少一個電池，其中，該引擎部件和該至少一個電池電連接至一個斬波器總線； 電連接至該發(fā)電機(jī)和該電池的一個充電斬波器，其中，該充電斬波器向該至少一個電池提供一個所選擇的功率； 在該充電斬波器和該電池之間的一個充電開關(guān)，其中，當(dāng)該充電開關(guān)被激活時，來自該發(fā)電機(jī)的電源通過該充電斬波器被路由到該至少一個電池； 電連接至該至少一個電池的一個電池升壓轉(zhuǎn)換器； 電連接至該斬波器總線的一個輔助電源轉(zhuǎn)換器，該輔助電源轉(zhuǎn)換器包括一個DC到AC轉(zhuǎn)換器和一個DC到DC轉(zhuǎn)換器中的至少一個轉(zhuǎn)換器； 一個控制器，該控制器與該發(fā)電機(jī)、斬波器總線、輔助電源轉(zhuǎn)換器和該充電開關(guān)通信，其中，該控制器經(jīng)由該斬波器總線和電池升壓轉(zhuǎn)換器選擇性地改變來自該引擎部件和電池的功率輸出以便提供足夠進(jìn)行該操作的功率。18.如權(quán)利要求17所述的電源，進(jìn)一步包括一個殼體，其中，該輔助電源轉(zhuǎn)換器電連接至支撐在該殼體上的至少一個出口。19.如權(quán)利要求17所述的電源，進(jìn)一步包括一個接口，該接口與該控制器通信，其中，該接口包括一個輸入和一個輸出。20.如權(quán)利要求19所述的電源，其中，該接口包括一個觸摸屏顯示器。21.如權(quán)利要求20所述的電源，其中，該輸入包括至少一個按鈕并且該輸出包括一個顯示器。22.如權(quán)利要求19所述的電源，其中，該輸出包括一個貢獻(xiàn)顯示器，該貢獻(xiàn)顯示器視覺地顯示該引擎部件以及該電池的相對貢獻(xiàn)。23.如權(quán)利要求19所述的電源，其中，該輸入包括一個貢獻(xiàn)輸入，該貢獻(xiàn)輸入用信號通知該控制以改變該引擎部件相對于該電池的貢獻(xiàn)。
【文檔編號】H02M7/219GK106059346SQ201610221740
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月11日 公開號201610221740.7, CN 106059346 A, CN 106059346A, CN 201610221740, CN-A-106059346, CN106059346 A, CN106059346A, CN201610221740, CN201610221740.7
【發(fā)明人】E·富爾曼, 安德勒·梅克勒
【申請人】林肯環(huán)球股份有限公司