FUENTE DE CORRIENTE ELECTRICA, EN ESPECIAL FUENTE DE CORRIENTE DE SOLDADURA.

Fuente de corriente eléctrica, en especial una fuente de corriente de soldadura,

con un convertidor resonante (11, 12) que presenta una conexión de puente (1, 2, n) unida o que puede unirse por el lado de entrada a una fuente de corriente eléctrica continua, y que presenta un circuito resonante dispuesto por el lado de salida de la conexión de puente con un transformador (Tr1, Tr2, Trn) y que está unido o puede unirse, a través del lado secundario del transformador, a un circuito de carga en el lado de salida, en especial a un proceso de soldadura (L, Rlast), en donde están previstos al menos dos convertidores resonantes (11, 12, Kn) unidos o que pueden unirse por el lado de entrada en conexión en serie o paralelo y los lados secundarios de los respectivos transformadores están conectados en serie total o parcialmente, caracterizada porque los convertidores resonantes (11, 12, Kn) presentan una capacidad en paralelo (Cp) común, que está conectada eléctricamente en paralelo a los lados secundarios o partes de lados secundarios conectados en serie de los transformadores (Tr1, Tr2, Trn)

Fuente de corriente eléctrica, en especial fuente de corriente de soldadura.

La invención se refiere a una fuente de corriente eléctrica, en especial una fuente de corriente de soldadura, con las particularidades del preámbulo de la reivindicación 1.

El documento 1 251 991 B1 muestra una fuente de corriente de soldadura con un convertidor resonante, que presenta una conexión de puente unida por el lado de entrada a una fuente de corriente continua. La conexión de puente está configurada como puente integral. La conexión de puente está unida por el lado de salida a un circuito resonante, cuyas salidas están unidas directamente al circuito de carga.

Se conoce otra fuente de corriente con convertidor resonante y conexión de puente configurada como semi-puente, y sin transformador, del documento DE 44 11 227 A1.

Se conoce básicamente conectar convertidores en paralelo, si en el circuito de carga se necesita una potencia elevada. Esto es posible sin más cuando se utilizan los llamados convertidor de paso o bloqueo, porque estos convertidores permiten una modulación de duración de impulsos sincronizada por reloj, sin que pueda producirse en el convertidor una distribución de potencia desigual digna de mención. La potencia transmitida por cada convertidor depende prácticamente sólo de la duración de impulso respectiva de la modulación de duración de impulsos.

En el caso de convertidores resonantes, por el contrario, la potencia transmitida depende mucho del dimensionamiento de los elementos constructivos del circuito resonante. A causa de la inevitable dispersión de los elementos constructivos es necesario por ello, en el caso de conexión en paralelo de convertidores resonantes, contar con una transmisión de potencia muy diferente de los convertidores conectados en paralelo, si todos los convertidores paralelos se modulan de la misma forma. Esto significa lo mismo que sin medidas especiales sólo puede conseguirse una distribución uniforme de la potencia entre varios convertidores resonantes en paralelo con un control individual de los convertidores en paralelo. Esto significa lo mismo que una complejidad de control indeseablemente elevada. A esto hay que añadir que a cada convertidor resonante debería asociarse un rectificador específico en el lado de salida, en el lado de entrada del circuito de corriente de carga, para evitar pérdidas de corriente alterna.

Del documento japonés JP 10216936 se conoce una fuente de corriente de soldadura eléctrica, en la que están conectados en paralelo dos convertidores resonantes. Cada convertidor resonante presenta una conexión de puente unida por el lado de entrada a una fuente de corriente continua eléctrica así como un circuito resonante con un transformador, dispuesto en el lado de salida de la conexión de puente. El lado secundario del transformador está unido a un circuito de carga en el lado de salida. Los lados secundarios de los transformadores de los circuitos resonantes están conectados eléctricamente en serie unos a otros.

La misión de la invención consiste, en una fuente de corriente de la clase indicada al comienzo, por un lado en hacer posible potencias elevadas en el circuito de carga y, por otro lado, mantener lo más reducido posible la necesaria complejidad de conexión y control.

Esta misión es resuelta conforme a la invención mediante una fuente de corriente eléctrica con las particularidades de la reivindicación 1.

La invención se basa en la idea general de prever un lado secundario de los transformadores común para los convertidores resonantes paralelos, de tal modo que los circuitos resonantes paralelos se acoplen entre sí "rígidamente" y los convertidores resonantes paralelos estén sincronizados prácticamente con relación a sus oscilaciones resonantes. Para esto está asociada una capacidad paralela común a los convertidores resonantes en el lado secundario de los transformadores, de tal modo que los convertidores resonantes funcionan en paralelo como convertidores resonantes en paralelo o como convertidores resonantes en serie. La capacidad paralela común actúa de forma que determina la frecuencia para todos los convertidores resonantes, de tal modo que las oscilaciones resonantes de los convertidores se sincronizan por reloj de una forma especialmente intensa.

De este modo es posible sin más sincronizar por reloj totalmente las conexiones de puente de los convertidores resonantes conectados en paralelo, con la consecuencia de que también en el caso de varios convertidores resonantes en paralelo sólo es necesaria la misma complejidad de control que en el caso de un único convertidor resonante.

Asimismo puede estar previsto para los convertidores resonantes en paralelo un único rectificador en el lado secundario de los transformadores.

La conexión en serie de los lados secundarios de los transformadores puede estar configurada conforme a una forma de realización preferida, de tal modo que en cada caso estén conectados eléctricamente en serie lados secundarios completos.

En lugar de esto, conforme a otra forma de realización preferida de la invención es también posible prever en los transformadores citados derivaciones del punto central en el lado secundario y configurar la conexión en serie, de tal modo que en cada caso una parte lateral secundaria del transformador de un convertidor resonante esté situada directamente en serie con relación a una parte lateral secundaria del transformador de otro convertidor resonante.

Por lo demás, con relación a particularidades preferidas de la invención se hace referencia a las reivindicaciones y a la siguiente explicación del dibujo, con base en el cual se describen con más detalle formas de realización especialmente preferidas de la invención.

Se solicita protección, no sólo para combinaciones de particularidades representadas o indicadas expresamente, sino en principio también para cualquier sub-combinación de estas particularidades.

En el dibujo muestran

la fig. 1 un esquema de conexiones de una primera forma de realización de la invención con dos convertidores resonantes en paralelo, que están unidos por el lado de entrada en paralelo a una fuente de tensión continua eléctrica,

la fig. 2 una forma de realización modificada con relación a la fig. 1, en la que los convertidores resonantes en paralelo están unidos por el lado de entrada en serie a la fuente de corriente continua eléctrica,

la fig. 3 una disposición correspondiente a la fig. 1 con más de dos convertidores resonantes en paralelo,

la fig. 4 una forma de realización, en la que los lados secundarios de los transformadores del lado de salida de los convertidores resonantes presentan derivaciones del punto central,

la fig. 5 una variación de la conexión representada en la fig. 4,

la fig. 6 una primera variante con conexión de semi-puente,

la fig. 7 otra variante con conexión de semi-puente y

la fig. 8 una variación de la realización según la fig. 2.

Conforme a la fig. 1 están unidos entre sí dos convertidores resonantes 11 y 12 en conexión en paralelo, con los contactos de salida + V_DC y - V_DC. Cada convertidor resonante 11 y 12 posee en el lado de entrada una conexión de puente sincronizada 1 ó 2, que transforma la tensión continua eléctrica por el lado de entrada de la fuente de corriente continua en una tensión alterna eléctrica en el lado de salida, cuya frecuencia se corresponde con la frecuencia de reloj. Para evitar que puedan reacoplarse corrientes o tensiones eléctricas alternas en el lado de entrada de las conexiones de puente 1 y 2, las entradas de las dos conexiones de puente 1 y 2 están unidas entre sí en cada caso a través de condensadores 3 con elevada capacidad, por ejemplo a través de condensadores electrolíticos.

Entre las salidas de las conexiones de puente 1 y 2 están dispuestas en cada caso conexiones en serie, que comprenden una inductividad Ls, el lado primario de un transformador de alta frecuencia Tr1 o Tr2 así como una capacidad en serie Cs. Los lados secundarios de los transformadores Tr1 y Tr2 están unidos entre sí eléctricamente en serie y conectados en paralelo a una capacidad en paralelo Cp, común a ambos convertidores resonantes 11 y 12. La inductividad Ls puede formarse también mediante la inductividad de dispersión integrada del transformador Tr1 o Tr2.

En paralelo a la capacidad en paralelo Cp está dispuesta una conexión rectificadora...

1. Fuente de corriente eléctrica, en especial una fuente de corriente de soldadura, con un convertidor resonante (11, 12) que presenta una conexión de puente (1, 2, n) unida o que puede unirse por el lado de entrada a una fuente de corriente eléctrica continua, y que presenta un circuito resonante dispuesto por el lado de salida de la conexión de puente con un transformador (Tr1, Tr2, Trn) y que está unido o puede unirse, a través del lado secundario del transformador, a un circuito de carga en el lado de salida, en especial a un proceso de soldadura (L, R_last), en donde están previstos al menos dos convertidores resonantes (11, 12, K_n) unidos o que pueden unirse por el lado de entrada en conexión en serie o paralelo y los lados secundarios de los respectivos transformadores están conectados en serie total o parcialmente, caracterizada porque los convertidores resonantes (11, 12, K_n) presentan una capacidad en paralelo (Cp) común, que está conectada eléctricamente en paralelo a los lados secundarios o partes de lados secundarios conectados en serie de los transformadores (Tr1, Tr2, Trn).

2. Fuente de corriente según la reivindicación 1, caracterizada porque en cada caso están conectados en serie lados secundarios completos de los transformadores (Tr1, Tr2, Trn).

3. Fuente de corriente según la reivindicación 1, caracterizada porque los transformadores (Tr1, Tr2, Trn) presentan tomas de punto central en los lados secundarios y en cada caso una parte de lado secundario de cada transformador está situada eléctricamente de forma directa en serie, con relación a una parte de lado secundario del transformador de otro convertidor resonante.

4. Fuente de corriente según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque en el lado de entrada del circuito de carga (L, R_last) está dispuesto un rectificador (4) común para todos los convertidores resonantes (11, 12, K_n).

5. Fuente de corriente según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque entre las entradas de las conexiones de puente (1, 2, n) están dispuestos condensadores (3) con elevada capacidad.

6. Fuente de corriente según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque las conexiones de puente (1, 2, n) están configuradas como puentes integrales.

7. Fuente de corriente según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque las conexiones de puente (1, 2, n) están configuradas como semi-puentes.

8. Fuente de corriente según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque cada convertidor resonante (11, 12, K_n) presenta su propia capacidad en serie (Cs), que está situada eléctricamente en serie con relación al lado primario del transformador (Tr1, Tr2, Trn) del respectivo convertidor resonante.