本发明涉及电弧焊接，更具体地说，涉及一种用来以连续电流 脉冲产生大焊接电流的改进焊接电源。

本发明利用晶体管切换类型的逆变器，来把三相输入电源转换 成一个负载耦合变压器，由该变压器能整流逆变器的交流输出，以 在焊接操作的电极与工件之间产生电流。这种逆变器采用以高于18 kHz操作的脉冲宽度调制器，以便控制流经焊接操作装置的焊接电 流的大小。这些逆变器在先有技术中是熟知的，并且一般表示在 Blankenship 5,349,157和Blankenship 5,351,175中。这些专利包括在 这里供参考，用作说明三相逆变器的背景信息，电流由把电流脉冲 引导到逆变器的输出变压器的一个高频脉冲宽度调制器控制。这些 专利表明使用一个脉冲宽度调制器的三相逆变器的概念，该脉冲宽 度调制器带有一个用来控制在逆变器输出处的电流的误差放大器， 该电流在焊接操作中使用。

为了提供交流焊接操作，特别是用于交流MIG焊接的操作，已 经建议，对于在输出变压器上带有一个次级绕组的晶体管切换网络 类型逆变器的输出级，使用一个输出耦合变压器，以建立一个一般 为正的终端和一个一般为负的终端。通过使用一个电感器和两个基 于晶体管的开关，如IGBT，能通过焊接操作引导正电流脉冲，随后 是负电流脉冲。通过闭合一个把逆变器输出处的正终端经电极和工 件耦合到负或接地终端上的第一开关，产生正电流脉冲。为了使电 流反向和引起负电流脉冲，由一个基于晶体管的第二开关把焊接操 作装置连接到在逆变器输出处的负终端上。把每个基于晶体管的开 关与电极和工件以及一个电流持续电感器的一部分串联。通过交替 地当第二开关断开时闭合第一开关而当第二开关闭合时断开第一开 关，建立交流焊接过程。该过程包括连续的正和负电流脉冲。用来 产生交流焊接过程的这种结构已经证明十分成功；然而，当焊接电 流大时，即超过约200安培时，与基于晶体管的第一和第二开关相 并联的缓冲器非常昂贵和十分大。当断开一个脉冲且接通下一个脉 冲时，这些缓冲器必须保持开关两端的高电压。只要适当处理在从 一种极性到相反极性的切换操作期间的电压，这种用于大焊接电流 的逆变器电源在交流电弧焊接中就是成功的。这是把基于逆变器的 电源用于大焊接电流的一个明显缺点。

人们发现，切换通过由脉冲宽度调制器操作的切换型逆变器产 生的大焊接电流，会由于焊接操作中的感抗和必须在极性之间切换 电流的速度而引起高电压。在以上定义类型的交流焊机中在正极性 与负极性之间的变换期间的感应电压，等于感抗乘以衍生电流。因 而电压可能非常难以抑制。为此，当在正极性与负极性之间切换大 焊接电流时，一直使用各种结构的能量吸收缓冲器电路来减小或控 制感应电压。在这方面的大电流一般是指高于约200安培和超过 1,000-1,200安培。处理这些高电压必需的缓冲器电路都涉及高损耗 和/或高成本。该高电压等于焊接电路的电感乘以在切换操作期间每 单位时间瞬时电流的变化。由于在逆变器的输出处在焊接操作中使 用的晶体管具有切断开关以停止导通所需要的固定时间，所以由缓 冲器处理的感应电压，与开关开始切断时的电流大小和通与断之间 的过渡成比例。为此，在过去，在大电流切换用途中使用的电路， 如电弧焊机，通常包括上述精巧的缓冲器结构，以抑制当切断开关 时出现的高电压峰值。

在由脉冲宽度调制器操作的切换逆变器驱动的类型的交流焊机 中，特别是由三相电源驱动的一种中，通过本发明可急剧减小当在 逆变器输出处切换大电流时的瞬态电压。已经对1200安培的基于交 流逆变器的电源试验了本发明，其中在每个电流脉冲后沿处切断开 关以使焊接电流的极性反转之前，把输出电流减小到150安培。当 一个开关切断时，另一个开关接通以产生相反极性的电流脉冲，该 电流立刻变换到相反极性的150安培，并且然后迅速变换到以相反 方向通过焊接电路中的电感器的最大电流。通过在切断大电流脉冲 之前切断逆变器，使在除去脉冲中的电流迅速衰减到低电流值。因 此，以低电流值完成在极性之间的切换，该低值在例子中设置在150 安培。在该例子中，显著减小了当切断开关时在他们两端的感应电 压。的确，在1200安培下，当电流的开关值设置得较低时，能除去 缓冲器。减小缓冲器电压力，以便允许较高的交流切换频率，而不 增加缓冲器的功率处理要求。

按照本发明，提供一种用来产生连续电流脉冲的焊接电流的焊 接电源的改进，由此脉冲具有一个最大电流值和一个减弱(trailing off)状态。因而，在最佳实施例中涉及连续的正和负电流脉冲的电流 脉冲的每一个，变换到一般高于约200安培的最大电流值。电源带 有一个逆变器级，该逆变器级带有一个连接到最好是三相的电源上 的输入端、一个当逆变器接通时处于第一电极性的第一终端、一个 当逆变器接通时处于第二电极性的第二终端、及一个接地终端。在 本发明中，一个控制器产生一个切断逆变器级，并因而从终端除去 大电流的断开信号。逆变器级的这种释放把电流向断开状态变换。 当断开逆变器级时，脉冲电流向零电流衰减。在电源的正常使用中， 逆变器级保持接通，而输出开关用来从负变换到正极性。这就产生 了在本发明的背景中讨论的问题。

按照本发明，即使当把输出开关用来使极性反转时，也切断产 生用于交流电弧焊机的电流的逆变器级，从而当有极性反转时允许 电流向零电流衰减。当达到低值时，使开关反向，终止现有的电流 脉冲并且立刻产生相反极性的下一个电流脉冲。开关处于包括两个 基于晶体管的开关的功率切换网络中，每个具有当产生第一逻辑信 号时电流从终端之一通过的导通状态、和当产生第二逻辑信号时中 断电流的非导通状态。本发明能与仅产生单个极性的脉冲的单个输 出功率开关一起使用。因而，广义地说，本发明涉及切断逆变器级， 允许电流脉冲衰减到选择的电流级，并且然后切断输出功率开关以 终止电流脉冲。然而，本发明的最佳实施例用于交流电弧焊接。有 两种电流脉冲。当接通一个输出开关时，另一个输出功率开关断开， 反之亦然，从而连续产生相反极性的电流脉冲。电流脉冲的每一个 带有一个尾沿，通过在减小脉冲电流必需的短时间期间切断逆变 器，产生该尾沿。然后通过把第二逻辑信号施加到开关上终止电流 脉冲，由此把开关变换到非导通状态。在实际中，用于每个功率开 关，不管是单个开关直流单元还是两个开关交流单元，的第一逻辑 信号，是接通开关的逻辑1。逻辑0是把该开关或诸开关切断的第二 逻辑信号。

按照本发明，使用一个传感器来测量焊接电流的瞬时值，当瞬 时电流处于明显低于电流脉冲的最大电流值的一个选择值时，使用 一个比较器来产生低电流信号，并且在产生切断逆变器级的信号之 后产生低电流信号时，一个电路或程序产生用来切断一个开关的第 二逻辑信号。如果把两个开关用于交流焊接，则当一个电流脉冲由 其功率开关切断时，接通下一个电流脉冲，所以当以后再接通逆变 器级时，电流直接向最大电流前进。仅在极性反转之前的短时间段 内切断逆变器。因为逆变器类型电弧焊机的输出阻抗一般是小的 值，所以输出电流能迅速改变。下一个电流脉冲前进到最大电流， 并且然后保持最大电流，直到下一个电流反转序列。

首先切断逆变器级，并且然后诸开关使极性反转。在电流响应 切断的逆变器而衰减到选择值之后，实现两种极性之间的实际切 换。由于在开关两端的感应电压是切换时的电流乘以固定电感的函 数，所以在开关反向操作期间电流变化的急剧减小也急剧地减小感 应电压。已经发现，能几乎不用或不用缓冲器来切换1000-1200安 培。这是使用高频逆变器切换网络和输出开关来产生相反极性电流 脉冲的类型的交流焊机的改进。

按照本发明的另一个方面，本发明的逆变器级由一个单或多相 输入供电。由于本发明能与三相输入一起使用，所以容易平衡焊接 操作，而用于大电流焊接的该类型的先有技术切换单元是具有生成 不平衡功率的单相电源。这种不平衡在本发明中使用的大电流值下 是更成问题的。

按照本发明的又一个方面，逆变器级涉及由以高于约18kHz的 频率操作的脉冲宽度调制器控制的切换网络。该脉冲宽度调制器以 高速率操作逆变器级中的开关。交流焊机的平均焊接电流传送到一 个误差放大器，以便通过按照标准逆变器实践改变脉冲调制器的工 作循环，来控制焊接操作的平均电流。在使用本发明的电源输出处 产生的电流脉冲频率相当低，即小于约400Hz。的确，交流焊接操 作实际上在40Hz-200Hz的一般范围内，这与逆变器级的高频操作 大不相同。

按照本发明的另一个方面，改进的电源能用来产生一个单极性 脉冲、或交变极性脉冲。因而，焊机具有直流负模式、直流正模式 或交流模式。在所有模式中，切断逆变器级，允许最大电流衰减到 较低的选择电流值，这时通过断开产生电流脉冲的开关终止电流脉 冲。由于在交流操作模式中反转极性的速率确定交流焊接操作的频 率，所以电压控制振荡器或类似软件编程用来改变焊接脉冲频率； 但是，相同的频率用于操作逆变器级的脉冲宽度调制器。因而，仅 通过改变控制极性切换网络的振荡器、其他电路或程序的速率，就 能容易地调节交流焊接频率。

已经发现，本发明能把电流脉冲终止时的脉冲电流减小到小于 约200安培的值，并且最好减小到在100-150安培一般范围内的值。 即使当脉冲的最大电流是1000-1200安培时，也能使用终止电流脉冲 后沿的这种低电流切换。至此，在这种大电流交流电源中需要极大、 昂贵的缓冲器。

按照本发明，通过在第一与第二命令信号之间的切换产生相反 极性的电流脉冲。一个命令信号接通一个开关，而另一个命令信号 断开另一个开关。这反转电流脉冲的极性。在切换命令信号以使输 出焊接操作的极性反转之前，采用一个时间延迟电路来切断逆变器 级。

在本发明的描述中，第一和第二逻辑信号与一个信号开关有 关。逻辑1(第一逻辑信号)接通开关，而逻辑0(第二逻辑信号)断开 开关。当然，能颠倒逻辑信号的数字值。在交流操作模式中，有第 一和第二命令信号。这两个命令信号是用来接通一个开关和断开另 一个开关的信号。这些命令信号永远不会是相同的逻辑，并且按照 本发明的最佳实施例由触发器的Q和 Q终端产生。当接通一个开关 时，另一个开关断开。这是命令信号的操作。当逻辑1接通开关时 和逻辑0断开开关时，逻辑信号与单个开关有关。因而，每个命令 信号带有两个指示由命令信号控制的各个开关的导通状态的逻辑信 号。当需要命令信号时，这一般意味着开关接通一个逻辑信号。

本发明的主要目的在于提供一种焊接电源，该焊接电源产生具 有约200安培的大电流值的连续电流脉冲，并且通过切断一个功率 开关终止脉冲，改进该电源，由此在明显低于终止脉冲的最大电流 的低电流值处，出现功率开关的切断。

本发明的另一个目的在于提供一种如以上定义的用于电弧焊接 的独特交流电源，该电源具有有很大最大电流的交替电流脉冲。当 断开的功率开关载有大大低于电源的大电流的电流时，通过断开一 个功率开关和闭合另一个功率开关反转脉冲。

本发明的又一个目的在于提供一种如以上定义的电源，该电源 由一个逆变器级驱动，该逆变器级连接到三相电源上，并且在高频 下由一个脉冲宽度调制器操作，由此高频逆变器级提供用于低频交 流焊接操作的电流。

本发明的又一个目的在于提供一种如以上定义的用来产生连续 电流脉冲的电源，该电源利用基于晶体管的开关，如IGBT，当切断 极性反转开关时，该电源几乎不需要或不需要缓冲。

本发明的再一个目的在于提供一种如以上定义的用来产生连续 电流脉冲序列的电源，该电源能操作由在比约20kHz高的频率下和 以超过约200安培的最大电流下操作的逆变器级驱动的低达40-60 kHz的输出频率。这是一种用于电弧焊接的独特交流电源，该电源 由于有大输出电流值下的低频输出电流的能力，而具有高频逆变器 转换的优点。

由与附图一起进行的如下描述，将明白这些和其他目的与优 点。

图1是在实施本发明的最佳实施例时使用的逆变器级和输出切 换网络的示意线路图；

图1A是图1中所示电源简化线路图，表明在本发明的最佳实施 例中使用的反转切换网络；

图2是线路图，表示在用来产生逆变器断开信号及第一和第二 命令信号的最佳实施例中使用的控制装置的逻辑网络；

图3是曲线图，表示通过实施本发明的最佳实施例产生的各种 波形；

图4是曲线图，示意地表明在描述本发明的基本方面中有用的 交流焊接电流波形；

图5-7是曲线图，表示用于使用图2中所示本发明最佳实施例的 交流焊接的电流波形；

图8是示意线路图，表明本发明最佳实施例的改进；及

图9是曲线图，表明通过图8中所示最佳实施例的改进产生的 的电流波形。

现在参照附图，其中的表示仅是为了表明最佳实施例的目的而 不是为了限制最佳实施例的目的，图1和1A表示一个用来使交变电 流通过电极E和接地工件W的交流焊接电源10。电源10利用带有 一个整流器输入14和适于把大值直流提供给输出切换网络16的标 准逆变器级12，该输出网络产生电源10的电流脉冲，以便在工件W 处进行焊接操作。为了提供形成网络16的输入的直流输出终端，把 一个全波整流器18连接到逆变器级上，从而把至整流器14的多相 输入电压转换成具有超过200安培最好高达1000-1200安培的最大电 流值的直流电源。

逆变器级12在结构方面是颇为标准的，并且包括一个表示为形 成至整流器14的一个输入的多相电源的交流输入20，整流器14把 直流链路22引导到晶体管切换网络30，以便经负载变压器32的初 级绕组34提供交变电流脉冲。一个带有中心零点38的次级绕组36 接地，并且连接到焊接操作的工件W上。晶体管切换网络包括 MOSFET开关或其他类似晶体管型开关，以便在初级绕组34中产 生交变电流脉冲。输出变压器32具有非常低的电感，从而能十分迅 速地切断网络30。开关网络的这种快速通和断广泛用在焊接电源 中，例如由The Lincoln Elecrtric Company of Cleveland，Ohio销售 的标准STT焊机中，该焊机一般表示在通过参考包括在这里的Stave 5,001,326中。具有低电感且能够十分迅速切断的逆变器级的概念是 熟知的。如在该先有专利中、和通过参考包括在这里的其他专利中 表示的那样，切换网络30由在先有Stava专利中表示的以超过18 kHz且最好在20-40kHz之间操作的一个颇为标准的脉冲宽度调制器 40操作。形成转换器或逆变器的晶体管切换网络的脉冲宽度调制器 控制是标准技术，并且逆变器级的输出电流由来自误差放大器50的 线42上的电压控制，该放大器可以响应在具有代表电源10的希望 输出电流的电压或数目字的输入线52上的电压值，用软件方法实 现。在本发明中，把希望电流值设置到一个超过约200安培的值。 由放大器50把输入线52上的代表性信号与输入线54上电压信号或 数目字形式的电源平均输出电流相比较。来自电流测量分路60的电 压具有代表线62中瞬时电流值的一个值。一个电流平均电路64平 均线62中的瞬时电流值，该值可以是模拟或数字值。电路64在放 大器50的输入线54中产生一个平均电流代表性电压信号或字。如 至今描述的那样，逆变器级涉及标准技术。按照本发明的一个方面， 可以是计算机中的软件、或模拟电路的控制器70，按照标准控制概 念在线52上产生代表性电压；然而，除线52中的电压或字之外， 控制器70也在线72中提供逆变器断开信号。在线72中的逻辑1立 刻释放脉冲宽度调制器以切断逆变器级12，从而它不再向整流器18 供给电流。控制器70也在线80、82中产生开关命令信号，其中第 一逻辑，即逻辑1立刻把相应输出功率开关接通，而第二逻辑，即 逻辑0，立刻断开相应输出功率开关。全波整流器18包括二极管 D1-D4，以产生一个正电流终端90、一个负电流终端92、及一个连 接到中心抽头或零点38上及连接到工件W上的接地或公共终端 94。电源10利用输出切换网络16，以便在电极E与工件W之间产 生大电流脉冲。如表明的那样，一个IGBT形式的基于晶体管的第 一开关SW1，当在线80中接收到命令信号时闭合。开关SW1的闭 合产生从正终端90经输出电感器110的正段112且然后跨过焊接过 程的电弧的电流脉冲。一个IGBT形式的基于晶体管的第二开关 SW2，当在线82中接收到逻辑1时闭合，以便产生经电感器110的 负段114、且到形成逆变器级12的输出的整流器18的负终端52的 负电流脉冲。缓冲器100、102分别并联地在开关SW1、SW2两端 连接。如果不实施本发明的基本方面，则这些缓冲器必须十分大， 并且必须处理极高的电压，因为感应电压等于电感器段112或114 的值和电流的微分或瞬时变化。如果电流在1000-1200安培的范围 内，则短切断时间给出大的di/dt。感应电压极高，并且必须由缓冲 器100、102调节。至此描述的用在大电流交流焊接操作中的电源是 新的，并且能处理超过200安培的大电流和甚至超过1000安培的大 电流。这是用于MIG焊接的AC焊机的优点。然而，本发明的主要 方面减小了缓冲器100、102的尺寸和/或需要。

按照本发明，如图2和3中所示，在反转线80、82中的逻辑或 命令信号之前的短时间内，由线72中的信号切断逆变器级12的网 络30。因而，在反转开关SW1、SW2的导通状态之前，切断电流供 给。能使用多种结构来完成该控制操作。这样的结构可能是硬件、 软件或其组合。为了说明起见，一个硬件控制电路或装置150包括 图2中所示的逻辑网络。来自控制装置或逻辑网络的输出脉冲表示 在图3的时间坐标曲线中，以及电流曲线的生成交变电流脉冲P1、 P2表示在图3的顶部。在表明的控制电路或装置150中，逻辑网络 包括带有其连接到线80上的Q终端和其连接到线82上的Q终端的 触发器160。该触发器可能是软件或由另一种非符合装置代替。在这 些终端上的逻辑表示在图3中曲线200、202中。当一个命令信号处 于逻辑1时，另一个命令信号处于逻辑0。因此，当一个开关SW1、 SW2切断时，另一个开关立刻接通。该切换动作反转脉冲的极性， 以产生一个包括用在电弧焊接中的脉冲P1、P2的交流输出。触发器 160的数据终端D连接到能用软件方法实现的振荡器170的输出线 172上。触发器160的数据终端D上的二进制逻辑表示在曲线206 中，曲线206构成出现在线172中振荡器170的输出。为了把逻辑 从D终端传送到Q终端，必须在时钟终端CK处接收时钟脉冲，时 钟终端CK表明为连接到电压值比较器180的输出182上。这些逻 辑装置以模拟术语和符号表示；然而，也使用数字电路。触发器160 按照在触发器160的输出处和在线80、82上提供表示在曲线200、 202上的逻辑的标准实践而操作。在这些线上的逻辑分别控制开关 SW1、SW2。在图3中，当表示在曲线206中的数据D是逻辑0时， 出现一个时钟脉冲204a。该时钟动作引起逻辑0出现在命令信号线 80上，和逻辑1出现在命令信号线82上，如曲线200、202中所示。 因而，在点200a处，有开关SW1、SW2的导通状态的反转。这把 电流从脉冲P1变换到脉冲P2，以在正极性电流脉冲P1与负极性电 流脉冲P2之间提供极性反转。当曲线206处于逻辑1时，在接收到 时钟脉冲204b时在点200b处再次反转在线80、82上的命令信号。 因而，电流脉冲的极性再次从负极性脉冲P2反转到正极性脉冲P1。 对于下一个时钟脉冲204c，实现另一种电流极性反转。因而，触发 器160在电源10的输出处产生交流焊接电流。产生在图3中表示为 曲线206的信号的振荡器170，是一个标准电压控制振荡器，其中在 线174上的电压输入改变输出172中的脉冲频率。振荡器速率的这 种变化，改变用于图3的上部曲线中所示的脉冲极性的反转频率。 以类似的方式，通过改变线176上的电压，能改变振荡器170的工 作循环。工作循环在图3中表示为50％。通过改变线176中的电压， 按照标准实践，能改变振荡的工作循环，以改变在电源10的交流输 出中的电流脉冲的工作循环。

在图3中由曲线204表示的在线182中的时钟脉冲通过比较输入 线184、186上的电压产生。输入线184是在焊接操作中由分路60 检测的瞬时电弧电流。在输入端186上的电压是对应于线184上的 电压设置的变阻器188的输出，线184处于最好在100-150安培范围 内且一般小于约200安培的选择值。当瞬时电流低于由变阻器188 设置的表明为100安培的选择值时，逻辑1出现在线182中。再参 照图3中的曲线204，脉冲204a-204c表示在其期间比较器180输出 指示比在输入186处的选择值小的电流的逻辑1的时间。通过读线 62中的瞬时值、和把该值用来计时触发器160，保证极性变化仅出 现在低于100安培的值下。该特征只是本发明的一个方面。还必须 通过线72中的逻辑1切断逆变器级12，作为开关SW1、SW2的极 性反转的准备。本发明的该方面由各种结构实现，其中之一作为逻 辑网络210表明在图2中。该网络利用逆变器212变换线172上的 逻辑，这时它出现在线172a上。“与非”门230带有一个具有线82 上的逻辑的输入232，该逻辑表示在图3的曲线202中。至门230的 另一输入是作为图3中曲线206的线172。当曲线202和206的逻辑 都是逻辑1时，逻辑0出现在线234中。这在线72中产生逻辑1， 这是“与非”门250的输出。以类似方式，“与非”门240具有连 接到线80上的输入242，并且表示为图3中的曲线200。在线172a 上的振荡器变换逻辑表示在图3的曲线202中。当逻辑1出现在曲 线200和220上时，逻辑0出现在门240的输出244处以在线72中 产生逻辑1。在线72中的逻辑是表示在图3的曲线222中的逆变器 断开信号。振荡器曲线206一改变逻辑，该逆变器断开信号就出现。 逆变器212用在逻辑网络210中，以便完成切断逆变器级12的信号 的适当产生。如图3中所示，断开信号222a-222c出现在时钟脉冲 204a-204c即将引起开关SW1和SW2反转之前。因而，在脉冲 222a-222c期间，切断逆变器并且保持断开。在触发器160输出上的 逻辑直到下一个时钟脉冲出现时才改变。在上部曲线中所示的电流 沿线300衰减，直到在曲线的点302处达到反转点200a。此后，通 过改变曲线200、202中所示的线80、82上的逻辑，有极性的立刻 反转。这要求在IGBT中固有的一定过渡时间，指示为出现在点302 与点304之间。逆变器级12再次接通，并且电流沿线306增大到最 大值。在图3中所示的电流脉冲P1、P2的极性的每次反转期间，发 生这种相同的操作。在点302与点304之间有由开关SW1、SW2的 固有切换时间引起的非常短的延迟。这些开关是指示他们没有转换 的晶体管基极。实际上，这些开关是IGBT。当使用基于晶体管的开 关时，在切换操作期间没有切换能量损失。当然，在实施本发明时， 能采用按照一个终端上的逻辑改变导通的其他快速切换装置，只要 他们具有处理能超过1000安培的大电流的能力。

以作为交变脉冲P1、P2表示在图4中的交流电流，示意地说明 本发明。在该说明中，一个逆变器断开信号出现在脉冲P3中的点320 处。电流经输出电感器沿线322衰减，直到它达到由表示为100安 培的选择低电流值确定的低值。对于脉冲P3该电流显著低于1200 安培的最大电流。在开关反转点324处，根据线80、82上的逻辑， 反转开关SW1和SW2。当这出现时，立刻产生脉冲P4，如一般沿 竖直线330指示的那样，竖直线330是对于在该处把电流驱动到负 最大值的点332的理论条件。开关一闭合，电流就由紧密耦合的中 心抽头电感器变换到相反极性的相同值。在点334与336之间也完 成经过零的过渡。在正或负输出电路中的标准系列电感器能使用本 发明，结果是在选择值之间电流不会这样快地变换。图4中所示的 交流电流本质上是代表性的，并且表示涉及切断逆变器级的本发明 的基本概念，等待电流衰减到选择值，并且然后反转开关以颠倒大 电流脉冲的极性。如以前指示的那样，通过改变示意表示为图2中 振荡器170的软件，能改变输出脉冲的频率和工作循环。该特征示 意地表明在图5和6中。在图5中，在脉冲P5与P6之间的工作循环 是50％。如下部曲线中所示，在脉冲P7与P8之间的工作循环是 20％，同时保持相同的频率。在图6中，如此增大频率，从而在脉 冲P9与P10之间的50％工作循环由于增大的频率而产生较小的单个 脉冲。这种增大的频率能有如图所示的工作循环改变，其中脉冲P11 相对于脉冲P12具有20％的工作循环。术语“工作循环”在这里用 来指示在正脉冲与负脉冲之间的相对时间。这种不平衡条件在一定 的焊接操作中可能是便利的，其中在一个方向上的导通显著不同于 在相反方向上的导通。按照另一个方面，有可能改变正和负电流脉 冲的振幅，如图7中所示，其中用于脉冲P13的振幅a显著小于用于 脉冲P14的振幅b。这种概念允许电流在一个方向比另一个方向大。 当然，脉冲P5-P14利用本发明，其中通过首先切断逆变器级并然后 反转开关SW1、SW2，实现脉冲的终止。能实现交变脉冲相对形状 的其他变化。

最佳实施例的进一步改进表明在图8和9中，其中焊接电源400 产生如图9中所示的一系列单极性脉冲P20。在本发明的这种改进 中，只采用单个开关SW3来引导脉冲经过在电极E与接地工件W 之间的电弧。通过这种改进，清楚地表明切断逆变器以允许大电流 衰减到低选择值且然后切断诸如IGBT之类的功率开关的基本概 念。新颖的、发明性概念是在由高频逆变器驱动的类型的焊接电源 中，切断大电流脉冲且然后切断功率开关。在这种改进中，逆变器 402具有由单个开关SW3控制的输出，以便使电流脉冲P20经过电 感器404和跨过电极E和接地工件W。线410中的命令信号当开关 SW3接通时具有逻辑1，而当该开关断开时具有逻辑0。线410上的 逻辑由逻辑网络412控制，逻辑网络412带有用来接通开关的输入 414和一个用来切断开关的线416中的逻辑。可以是软件的控制网络 表示成一个硬件振荡器420，振荡器420带有一个用来接通或切断逆 变器402的输出422，如线424中的逻辑指示的那样。如果开关SW3 在所有时间都接通，则在电极E处出现方波脉冲。当接通逆变器时， 开关SW3由线414上的逻辑接通。然而，当切断逆变器时，不立刻 切断开关SW3。为了切断开关SW3需要线416中的逻辑信号。该逻 辑信号是具有用来变换来自振荡器420的逻辑的一个逆变器432的 “与”门430的输出。该变换逻辑出现在门430输入处的线432a上。 至门430的另一输入是比较器440的输出440a，比较器440具有来 自由分路446所测量的瞬时焊接电流控制的电流传感器440的在线 442中的第一电压输入。至比较器440的第二输入是线450上的电 压，线450具有代表选择电流值，如100安培，的电压或字。因而， 当切断逆变器402时，逻辑1出现在线432a中。电流一减小到由线 450上的电压确定的值，逻辑1就出现在门430的第二输入440a中。 这引起逻辑1出现在线416中，以断开开关SW3并且终止电流脉冲。 因而，当接通振荡器时，接通开关SW3。这表示在图9中脉冲P20 的前沿处。本发明涉及切断逆变器402，如在点460处所示。通过开 关SW3的电流沿线462衰减。当衰减的瞬时电弧电流达到指示为100 安培的选择值时，门430产生断开开关SW3的逻辑1。呈现本发明 的这种改进，以在单脉冲电源的上下文中表示本发明的主要方面。 脉冲P20以由振荡器420的频率确定的频率出现，并且具有该振荡器 的工作循环，该振荡器按照图2中振荡器170的讨论操作。因而， 使用本发明能产生单个脉冲串，或者能产生交变焊接电流。

在表明的本发明的实施例中能进行各种变更，除在电流脉冲终 止之前允许大电流脉冲向选择值衰减外，这些实施例一般包括标准 技术。该概念，当用在大电流焊接电源中时，是极为有益的，并且 降低图1中所示缓冲器100、102的成本，并因而降低大电流焊接电 源的成本。