BR112012005720B1

BR112012005720B1 - inversor para prover corrente alternada, método para controlar um inversor para prover corrente alternada, e, meio legível por computador

Info

Publication number: BR112012005720B1
Application number: BR112012005720-0A
Authority: BR
Inventors: Rolf Karlsson; Per Anderson; Dan Vessman
Original assignee: Esab Ab
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2021-03-16
Also published as: WO2011029482A1; KR20120068003A; US20120195086A1; KR101690355B1; US8254150B2; JP5537663B2; CN102484429A; AU2009352562B2; CN102484429B; AU2009352562A1; EP2478630A1; JP2013504987A; BR112012005720A2

Abstract

INVERSOR PARA PROVER CORRENTE ALTERNADA, MÉTODO PARA CONTROLAR UM INVERSOR PARA PROVER CORRENTE ALTERNADA, PROGRAMA DE COMPUTADOR, E, MEIO LEGÍVEL POR COMPUTADOR Um inversor provê corrente alternada (i(out)) para uma carga (130) contendo um circuito de soldagem. O inversor inclui pelo menos um circuito de comutação (110) e um circuito em ponte (120), conectados a um barramento remetendo potência por uma fonte de alimentação CC (100). O barramento é também galvanicamente conectado à carga (130), via o circuito em ponte (1200. O pelo menos um circuito de comutação (110) recebe energia da fonte de alimentação CC (100); recebe energia dos elementos indutivos dentro da carga (130) durante uma fase de armazenamento de um procedimento cíclico, e controla a realimentação de energia para carga (130) durante uma fase de realimentação do procedimento cíclico. O pelo menos um circuito de comutação (110) é um pólo duplo, tendo um primeiro pólo (p1) conectado a um primeiro nó (A), e um segundo pólo (p2) conectado a um segundo nó (B). O pelo menos um circuito de comutação (110) é arranjado para receber energia da carga (130) e realimentar energia para a carga (130), via os primeiro e segundo nós (A;B), tanto diretamente ou quanto via o circuito em ponte (120). Os meios de controle de fluxo de (...).

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO E DA TÉCNICA ANTERIOR

[0001] A presente invenção refere-se genericamente a fontes de potência para prover corrente alternada, por exemplo, para ser usada em aparelhos de solda. Mais particularmente, a invenção refere-se a um inversor, de acordo com o preâmbulo de acordo com a reivindicação 1, e um método, de acordo com a reivindicação 13. A invenção também diz respeito a um programa de computador, de acordo com a reivindicação 15, e um meio legível por computador, de acordo com a reivindicação 16.

[0002] A finalidade de um inversor é gerar corrente alternada para uma carga. Para algumas aplicações, é importante que a corrente provida à carga tenha um formato de ondulação sinuosa real. Outras implementações podem requerer que a dissipação de potência na carga seja tão constante quanto possível. No último caso, é essencial que a direção de corrente seja invertida tão rapidamente quanto possível, isto é, que a corrente, como uma função de tempo, tenha um formato sendo tão próximo quanto possível de uma ondulação quadrada. Inversores para fontes de corrente de solda normalmente representam implementações onde uma corrente conformada em ondulação quadrada é desejável. Isto é, além de prover dissipação de potência relativamente constante na carga, isto reduz o risco de interrupção de arco elétrico em conexão com inversão da corrente.

[0003] O Documento de Patente EP 1 422 011 descreve uma unidade de suprimento de potência do tipo-solda, que inclui um chamado circuito do dispositivo de segurança. O circuito do dispositivo de segurança recupera energia que de outro modo não seria usada e, assim, economiza o uso de energia. O circuito do dispositivo de segurança também protege vários componentes nos circuitos de pontas de voltagem prejudiciais. Adicionalmente, comutadores girando livres aqui proveem um trajeto de corrente girando livre para qualquer energia tendo sido armazenada temporariamente no indutor do dispositivo de segurança.

[0004] O conhecido projeto de circuito do dispositivo de segurança pode ser vantajoso de um ponto de vista de eficiência de energia. Entretanto, os comutadores girando livres tornam o projeto complexo. Cada comutador também requer um sinal de controle específico, que requer estas tarefas de processamento sendo executadas por uma unidade de controle.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] O objetivo da presente invenção é, portanto, aliviar os problemas acima e prover um inversor eficiente, descomplicado e de custo eficaz para implementações de solda.

[0006] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, o objetivo é alcançado pelo inversor inicialmente descrito, em que o pelo menos um circuito de comutação é um pólo duplo tendo um primeiro pólo conectado a um primeiro nó e um segundo pólo conectado a um segundo nó. O pelo menos um circuito de comutação é disposto para receber energia da carga e realimentar energia para a carga, via os primeiro e segundo nós, diretamente ou via o circuito em ponte.

[0007] Este inversor é vantajoso, porque ele torna o projeto de inversor muito simples, enquanto minimizando as tarefas de processamento a serem manipuladas pela unidade de controle para o inversor.

[0008] De acordo com uma forma de realização preferida deste aspecto da invenção, os meios de controle de fluxo de energia são dispostos em um módulo de comutação. Este módulo, por sua vez, inclui primeiro e segundo meios de controle de fluxo. O primeiro meio de controle de fluxo é configurado para permitir que energia seja armazenada no capacitor de recuperação, e o segundo meio de controle de fluxo é configurado para fazer com que a energia armazenada no capacitor de recuperação seja alimentada para dentro da carga. Assim, manipulando-se o meio de controle de fluxo, é possível controlar a quantidade de energia armazenada no capacitor de recuperação. Por exemplo, o meio de controle de fluxo pode ser controlado de modo que uma quantidade maior de energia seja armazenada no capacitor de recuperação em uma fase subsequente do procedimento cilíndrico se, em uma dada fase do procedimento cíclico, uma voltagem através do capacitor de recuperação for constatada ser relativamente baixa e vice-versa.

[0009] De acordo com outra forma de realização preferida deste aspecto da invenção, o módulo de comutação é conectado em série com o capacitor de recuperação. Tal projeto é desejável, uma vez que nenhum indutor é necessário para realizar a função de inversor pretendida. Isto, por sua vez, é benéfico, porque desse modo a potência média relativamente alta pode ser alimentada dentro da carga. O risco de interrupção de arco elétrico em conexão com inversão da corrente de saída é igualmente reduzido. Isto é, a fraca indutância do circuito possibilita a rápida inversão da corrente de saída (isto é, permite que a corrente de carga tenha elevado derivativo de tempo durante a comutação), também quando o nível de corrente é relativamente alto e/ou quando a carga tem comparativamente elevada indutância.

[00010] De acordo com ainda outra forma de realização preferida deste aspecto da invenção, o primeiro meio de controle de fluxo é conectado em paralelo com o segundo meio de controle de fluxo. Portanto, os meios de controle de fluxo são eficazmente operáveis bidirecionalmente, isto é, capaz tanto de encher de energia o capacitor de recuperação como de retirar energia dali de uma maneira muito constante.

[00011] De acordo com uma outra forma de realização preferida deste aspecto da invenção, o segundo meio de controle de fluxo é controlável em resposta a um sinal de controle. Desse modo, a energia pode ser convenientemente emitida pelo capacitor de recuperação. É igualmente tornado possível fazer com que uma dada quantidade de energia seja armazenada no capacitor de recuperação. Preferivelmente, o primeiro meio de controle de fluxo inclui um diodo e o segundo meio de controle de fluxo inclui um transistor.

[00012] De acordo com já outra forma de realização preferida deste aspecto da invenção, o circuito em ponte inclui quatro módulos de comutação principais, que são dispostos em uma completa configuração em ponte (ou H) entre os primeiro e segundo nós. Os módulos de comutação principais são configurados para serem controlados de uma maneira alternada de um modo par, de modo que um primeiro par faça com que a corrente de saída flua em uma primeira direção através da carga, e um segundo par faça com que a corrente de saída flua em uma segunda direção (oposta à primeira direção) através da carga. Assim, as características da corrente de saída são convenientemente controláveis, via uma unidade de controle associada com o inversor. Além disso, nenhuma linha de ponto central é requerida, o que simplifica um pouco o projeto.

[00013] De acordo com ainda outra forma de realização preferida deste aspecto da invenção, o barramento inclui uma linha de ponto central, tendo um nível de voltagem entre um primeiro nível de voltagem da primeira linha e um segundo nível de voltagem da segunda linha. O inversor ainda inclui primeiro e segundo circuitos de comutação. O primeiro circuito de comutação tem seu primeiro pólo conectado ao primeiro nó, e seu segundo pólo conectado à linha de ponto central. O segundo circuito de comutação tem seu primeiro pólo conectado à linha de ponto central, e o segundo pólo conectado ao segundo nó. O circuito em ponte aqui tem dois módulos de comutação principais, que são dispostos em uma meia configuração em ponte entre os primeiro e segundo nós. Os módulos de comutação principais são configurados para ser controlados de uma maneira alternada, de modo que um primeiro módulo faça com que a corrente de saída flua em uma primeira direção através da carga, e um segundo módulo faça com que a corrente de saída flua em uma segunda direção através da carga, onde novamente, a segunda direção é oposta à primeira direção. Esta meia configuração em ponte é vantajosa porque a energia para ser armazenada é alimentada em dois capacitores de recuperação (em vez de um único capacitor). Consequentemente, a voltagem através de cada módulo de comutação do circuito de comutação é reduzida e, como resultado, as necessidades sobre os componentes ali podem ser relaxadas. Naturalmente, isto é benéfico de um ponto de vista de custo/confiabilidade total. Além disso, uma vez que a corrente de carga somente passa em um módulo de comutação na ocasião, as perdas no circuito em ponte são significativamente reduzidas.

[00014] De acordo com já outra forma de realização preferida deste aspecto da invenção, o inversor inclui primeiro e segundo circuitos de comutação, que são dispostos antiparalelos através da carga. Um primeiro circuito de comutação tem o primeiro pólo conectado ao primeiro nó, e o segundo pólo conectado ao segundo nó. O primeiro circuito de comutação é configurado para armazenar energia da carga, quando a corrente de saída tem uma primeira direção de fluxo através da carga, e realimentar energia para a carga, quando a corrente de saída tem uma segunda direção de fluxo através da carga. Um segundo circuito de comutação tem o primeiro pólo conectado ao segundo nó e o segundo pólo conectado ao primeiro nó. O segundo circuito de comutação é configurado para armazenar energia da carga, quando a corrente de saída tem a segunda direção de fluxo através da carga e realimenta energia para a carga, quando a corrente de saída tem a primeira direção de fluxo através da carga. A segunda direção de fluxo é oposta à primeira direção de fluxo. Este arranjo é vantajoso porque é compatível com um circuito em ponte do tipo-H, bem como do semi-tipo.

[00015] De acordo com uma outra forma de realização preferida deste aspecto da invenção, o barramento inclui pelo menos um indutor de suavização configurado para suprimir ondulações de voltagem sobre o barramento. Desse modo, a carga pode ser provida com uma corrente de saída relativamente livre de espúrio.

[00016] De acordo com ainda uma outra forma de realização preferida deste aspecto da invenção, o inversor inclui pelo menos dois circuitos de comutação, que são acoplados em paralelo entre si através dos primeiro e segundo nós. Aqui, cada circuito de comutação é adaptado para uma faixa de energia respectiva para ser manipulado (isto é, pelo circuito de comutação em questão). Por exemplo, um primeiro circuito de comutação é usado para níveis de energia acima até um primeiro limiar; um segundo circuito de comutação é usado para níveis de energia entre o primeiro limiar e um segundo limiar e assim por diante. Consequentemente, um inversor pode ser usado por uma ampla variedade de condições de carga e corrente.

[00017] De acordo com outro aspecto da invenção, o objetivo é obtido pelo método inicialmente descrito, em que o método envolve medir uma voltagem de capacitor através do capacitor de recuperação em uma fase do procedimento cíclico. O método ainda envolve checar a voltagem de capacitor contra um determinado nível de limite representando uma voltagem abaixo de uma máxima voltagem permitida através do capacitor de recuperação. Se a voltagem do capacitor for menor do que o determinado nível de limite, o método envolve controlar o meio de controle de fluxo de energia para fazer com que uma quantidade de energia seja retirada do capacitor de recuperação em uma subsequente fase do procedimento cíclico, cuja quantidade de energia é estimada ser menor do que a quantidade de energia retirada em uma fase prévia à fase durante a qual dita voltagem de capacitor foi medida. Se, por outro lado, a voltagem de capacitor for maior do que o determinado nível de limite, o método envolve controlar o meio de controle de fluxo de energia para fazer com que uma quantidade de energia seja retirada do capacitor de recuperação na subsequente fase do procedimento cíclico, cuja quantidade de energia é estimada ser maior do que a quantidade de energia retirada na fase anterior à fase durante a qual dita voltagem de capacitor foi medida. Este método é vantajoso, porque possibilita a adaptação da voltagem de capacitor, de modo que o capacitor de recuperação sempre armazene uma ótima quantidade de energia.

[00018] De acordo com uma forma de realização preferida deste aspecto da invenção, se a voltagem de capacitor for igual ao determinado nível de limite, o método envolve controlar o meio de controle de fluxo de energia para fazer com que uma quantidade de energia seja tomada do capacitor de recuperação na fase subsequente do procedimento cíclico, cuja quantidade de energia é estimada ser igual à quantidade de energia retirada na fase prévia à fase durante a qual dita voltagem de capacitor foi medida. Portanto, a quantidade de energia armazenada no capacitor de recuperação pode ser mantida em um ótimo nível.

[00019] De acordo com um outro aspecto da invenção, o objetivo é obtido por um programa de computador, que é carregável na memória interna de um computador, e inclui software para controlar o método acima proposto, quando o programa é executado em um computador.

[00020] De acordo com outro aspecto da invenção, o objetivo é alcançado por um meio legível por computador, tendo um programa gravado nele, onde o programa é para controlar um computador para realizar o método acima proposto.

[00021] Outras vantagens, aspectos vantajosos e aplicações da presente invenção serão evidentes da seguinte descrição e das reivindicações dependentes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00022] A invenção agora será explicada mais rigorosamente por meio das formas de realização preferidas, que são descritas como exemplos, e com referência aos desenhos anexos: a Figura 1 mostra um diagrama de circuito através de um inversor da arte anterior; as Figuras 2a-b mostram gráficos ilustrando como a corrente de saída varia em resposta a variações na voltagem de barramento da ponte inversora para uma solução da arte anterior e as formas de realização da invenção, respectivamente; as Figuras 3a-b mostram um diagrama em blocos e um diagrama de circuito, respectivamente, através de um inversor de acordo com uma primeira forma de realização da invenção; as Figuras 4a-b mostram um diagrama em blocos e um diagrama de circuito, respectivamente, através de um inversor de acordo com uma segunda forma de realização da invenção; as Figuras 5a-b mostram um diagrama em blocos e um diagrama de circuito, respectivamente, através de um inversor de acordo com uma terceira forma de realização da invenção; as Figuras 6a-b mostram gráficos ilustrando uma relação entre a voltagem do capacitor de recuperação e a corrente de saída, de acordo com as formas de realização da invenção; e, a Figura 7 ilustra, por meio de um fluxograma, o método geral de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR

[00023] Referimos-nos inicialmente à Figura 1, que mostra um diagrama de circuito através do inversor da arte anterior, como conhecido pelo documento acima mencionado EP 1 422 011. O inversor provê um suprimento de potência do tipo-solda comutada e inclui uma fonte de alimentação CC 100, um circuito do dispositivo de segurança SNB, e um circuito em ponte, que proveem corrente alternada iout para uma carga 130 na forma de uma tocha de solda e peça de trabalho.

[00024] Especificamente, o circuito em ponte no inversor conhecido inclui um conjunto de comutadores S1, S2, S3 e S4 que são dispostos entre uma primeira linha + e uma segunda linha - da fonte de alimentação CC 100. Os comutadores são controlados de uma maneira alternada em um modo-par, de modo que um primeiro par de comutadores S1 e S2 oriente a corrente de saída iout através da carga 130 em uma direção para frente, e um segundo par de comutadores S3 e S4 oriente a corrente de saída iout através da carga 130 na direção oposta.

[00025] O circuito do dispositivo de segurança SNB é um chamado pólo-quádruplo, tendo um primeiro pólo p1 conectado à primeira linha +, e um segundo pólo p2 conectado com a segunda linha -. Os terceiro e quarto pólos p3 e p4 são conectados com um respectivo lado da carga 130, para prover corrente girando livre através deles. O circuito do dispositivo de segurança SNB inclui um capacitor de recuperação CR, um capacitor do dispositivo de segurança Csnub, primeiro e segundo diodos DIN e DFW, respectivamente, um comutador transistor Sout, um indutor de dispositivo de segurança Lsnub e um par de comutadores girando livres SFW1 e SFW2, respectivamente. O circuito do dispositivo de segurança SNB recupera energia do capacitor do dispositivo de segurança Csnub, quando a voltagem do capacitor do dispositivo de segurança excede uma predeterminada voltagem, dita de 300 volts. A energia é recuperada usando-se o indutor de dispositivo de segurança Lsnub em série com o comutador Sout. Quando o comutador Sout está ligado, ele completa um circuito incluindo o indutor de dispositivo de segurança Lsnub, o comutador Sout, o capacitor do dispositivo de segurança Csnub, a perna de “ligar” da ponte inversora (por exemplo, S1 e S2) e a carga 130. O comutador Sout é ligado quando a voltagem do capacitor do dispositivo de segurança excede o limiar, e desligado quando a voltagem cai abaixo do limiar ou de outro limiar (de modo que histerese seja consumada). Enquanto o comutador Sout está ligado, a corrente flui através do indutor de dispositivo de segurança Lsnub recuperando energia do capacitor do dispositivo de segurança Csnub. Quando o comutador está desligado, a energia armazenada no indutor de dispositivo de segurança Lsnub é retornada para a carga 130 através de um trajeto girando livre, incluindo o segundo diodo DFW e um dos comutadores girando livres SFW1 ou SFW2 (dependendo da direção da corrente de saída iout) até a energia ser recuperada.

[00026] Além da complexidade de circuito resultante dos comutadores girando livres SFW1 e SFW2, o projeto da arte anterior tem uma influência negativa sobre a rapidez com que a direção da corrente de saída iout pode ser alterada. Isto é, uma vez que o indutor de dispositivo de segurança Lsnub opera como armazenamento de energia temporária, isto impede quaisquer mudanças da corrente através do comutador Sout. Em outras palavras, o indutor de dispositivo de segurança Lsnub limita o derivativo de tempo da corrente de saída iout durante o ciclo de comutação. Este efeito torna-se especialmente pronunciado em elevadas correntes de saída iout e/ou para cargas 130 tendo elevada indutância.

DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS DA INVENÇÃO

[00027] Como será evidente pelo o abaixo, nenhuma das formas de realização da invenção, discutidas com referência às Figuras 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b ou 7, sofrem deste efeito indesejado.

[00028] A Figura 2a mostra dois gráficos separados através de voltagens de barramento uAB(T), através das linhas de barramento, como funções de tempo t. Um primeiro gráfico (linhas pontilhadas) representa a voltagem de barramento uAB(t) para um projeto de inversor hipotético, entretanto essencialmente, como descrito acima com referência à Figura 1; e um segundo gráfico (linhas cheias) representa uma voltagem de barramento uAB(t) que pode ser aplicada de acordo com as formas de realização da invenção descritas neste pedido. A Figura 2b mostra gráficos representando correntes de saída iout(t) como funções de tempo t correspondendo às voltagens de barramento uAB(t) da Figura 2a.

[00029] Em um primeiro ponto do tempo t1, a voltagem de barramento uAB(t) é aumentada de um nível inicial UAB-nom, e em um segundo ponto do tempo t2, a voltagem de barramento uAB(t) alcança um valor máximo UAB-máx. Durante este intervalo, presumimos que a voltagem de barramento uAB(t) do projeto da arte anterior e das formas de realização da invenção têm essencialmente o mesmo formato.

[00030] Acima, até o primeiro ponto do tempo t1, a corrente de saída iout(t) tem um valor negativo máximo -1máx (isto é, tem uma magnitude máxima e uma direção de fluxo oposta à seta da Figura 1). Em resposta à etapa na voltagem de barramento uAB(t) em t1, a corrente de saída iout(t) começa a inclinar-se para baixo (a fim de ser invertida). No segundo ponto do tempo t2, a corrente de saída iout(t) é zero para o projeto da arte anterior, bem como para as formas de realização da invenção.

[00031] No projeto da arte anterior, a voltagem de barramento uAB(t) é escalonada até um nível intermediário do segundo ponto do tempo t2. Tal voltagem precoce diminui em combinação com o indutor do dispositivo de segurança Lsnub e sua energia armazenada no trajeto de corrente diminui de velocidade, o contrário da corrente de saída iout(t), significativamente.

[00032] Entretanto, de acordo com as formas de realização da invenção, a voltagem de barramento uAB(t) é diminuída para o nível inicial UAB-nom em torno de um terceiro ponto do tempo t3, após o segundo ponto do tempo t2. Em seguida, a voltagem de barramento uAB(t) preferivelmente permanece no nível inicial UAB-nom até um ciclo subsequente do procedimento.

[00033] No projeto da arte anterior, a voltagem de barramento uAB(t) permanece no nível intermediário até um quarto ponto do tempo t4, após o terceiro ponto do tempo t3. Isto é necessário para acionar a corrente de saída iout(t) para um nível comparativamente elevado. Contudo, como pode ser visto na Figura 2b, no quarto ponto do tempo t4, a corrente de saída iout(t) ainda não alcançou um nível adequado. Portanto, entre o quarto ponto do tempo t4 e um ainda posterior ponto do tempo t5, a fonte de alimentação CC 100 deve completar com energia adicional, de modo que a corrente de saída iout(t) alcance um valor positivo máximo Imáx.

[00034] Tanto no projeto da arte anterior como de acordo com as formas de realização da invenção, a corrente de saída iout(t) inclina-se para cima e começa a fluir na direção oposta através da carga 130 do segundo ponto do tempo t2. De acordo com as formas de realização da invenção, esta inclinação para cima é essencialmente tão rápida quanto a inclinação para baixo entre os primeiro e segundos pontos do tempo t1 e t2. Isto é, a duração entre os primeiro e segundo pontos do tempo t1 e t2 é aproximadamente a mesma que a duração entre os segundo e terceiro pontos do tempo t2 e t3. No projeto da arte anterior, entretanto, no terceiro ponto do tempo t3, a corrente de saída iout(t) somente alcançou cerca de metade do valor positivo máximo Imáx. Em outras palavras, para uma dada etapa de voltagem UAB-máx sobre o barramento, a inclinação para cima da corrente de saída iout(t), de zero para um valor positivo máximo Imáx, à primeira vista, ocorreria cerca de duas vezes ao longo do tempo para o projeto da arte anterior. Esta suposição é verdadeira contanto que o indutor de dispositivo de segurança Lsnub tenha uma indutância aproximadamente igual à indutância da carga 130.

[00035] De acordo com as formas de realização da invenção, a inclinação para cima da corrente de saída iout(t), de zero para o valor positivo máximo Imáx, leva menos tempo, uma vez que a voltagem de barramento uAB(t) pode ser mantida por mais tempo em níveis mais elevados. Naturalmente, isto é vantajoso com respeito à velocidade de comutação. Além disso, o nível de potência mostrará menor variação.

[00036] Se, no projeto da arte anterior, um tempo de inclinação para cima da corrente de saída iout(t) de zero para Imáx for desejado, em que o tempo de inclinação para cima corresponde àquele das formas de realização da invenção, a voltagem de barramento máxima UAB-máx deve ser substancialmente elevada. Isto, por sua vez, resultaria em um considerável aumento de custo, devido à necessidade de mais elevada voltagem sobre os componentes incluídos.

[00037] A Figura 3a mostra um diagrama em blocos através de um inversor, de acordo com uma primeira forma de realização da invenção. O inversor é adaptado para prover corrente alternada iout para uma carga 130. De acordo com a invenção, presume-se que a carga 130 inclui um circuito de soldagem. Assim, a carga 130 pode conter uma variedade de componentes e elementos, tais como condutores de corrente, tocha, arco, e fixadores (e as resistências, indutâncias e capacitâncias associadas com estes componentes e elementos).

[00038] O inversor proposto inclui pelo menos um circuito de comutação 110 e um circuito em ponte 120. O pelo menos um circuito de comutação 110 é configurado para receber potência por uma fonte de alimentação CC 100, receber energia de elementos indutivos na carga 130 durante uma fase de armazenamento de um procedimento cíclico, e controlar realimentação de energia para a carga 130 durante uma fase de realimentação do procedimento cíclico. Tipicamente, isto envolve a variação de uma voltagem através de um barramento 105 da fonte de alimentação CC 100.

[00039] Os circuitos de comutação e ponte 110 e 120, respectivamente, e a operação do inversor proposto serão descritos em detalhes abaixo com referência às Figuras 3b a 7. Entretanto, geralmente, o circuito de comutação 110 contém um capacitor de recuperação e meio de controle de fluxo de energia configurados para controlar a armazenamento de energia dentro de e retirar energia do capacitor de recuperação. O circuito em ponte 120 é conectado ao pelo menos um circuito de comutação 110. O circuito em ponte 120 é configurado para fornecer a corrente alternada iout para a carga 130, que é assim galvanicamente conectada ao barramento 105 via o circuito em ponte 120. O circuito de comutação 110 é um pólo duplo, tendo um respectivo pólo conectado a cada um de um primeiro nó A e de um segundo nó B. O circuito de comutação 110 é disposto para receber energia da carga 130 e realimentar energia para a carga 130, via os primeiro e segundo nós, diretamente ou via o circuito em ponte 120. Aqui, naturalmente, o termo “pólo-duplo” refere-se ao circuito de potência, isto é, o circuito de comutação 110 pode também incluir um número de interfaces adicionais para medir e controlar sinais.

[00040] O inversor pode incluir, ou ser associado com, uma unidade de controle 140. Esta unidade, por sua vez, recebe pelo menos um sinal de medição m1, mi e mm da fonte de alimentação CC 100, do circuito de comutação 110 e do circuito em ponte 120. Os sinais de medição m1, mi e mm refletem o status da corrente do inversor. Em resposta aos sinais de medição m1, mi e mm, a unidade de controle 140 gera um conjunto de sinais de controle c1, cj e cn para a fonte de alimentação CC 100, o circuito de comutação 110 e o circuito em ponte 120, para controlar o comportamento do inversor. Preferivelmente, a unidade de controle 140 inclui, ou é associada com, um módulo de memória M armazenando software para controlar o inversor de acordo com os princípios a serem descritos abaixo (isto é, essencialmente para receber os sinais de medição m1, mi e mm e gerar os sinais de controle c1, cj e cn).

[00041] Referindo-se agora à Figura 3b, vemos um diagrama de circuito através do inversor, de acordo com a primeira forma de realização da invenção. O inversor provê corrente alternada iout para a carga 130, que contém um circuito de soldagem. A corrente iout varia de acordo com um procedimento cíclico.

[00042] Nesta forma de realização da invenção, o circuito de comutação 110 e o circuito em ponte 120 são ambos conectados ao barramento 105 da fonte de alimentação CC 100. Aqui, o barramento 105 é representado por uma primeira linha + e uma segunda linha -. O barramento 105 é ainda galvanicamente conectado à carga 130 via o circuito em ponte 120. Assim, por exemplo, não há meio transformador entre a fonte de alimentação CC 100 e a carga 130. Entretanto, a conexão galvânica pode incluir um diodo, um transistor e/ou qualquer outro tipo de meio de comutação.

[00043] O circuito em ponte 120 é conectado ao circuito de comutação 110 via o barramento 105, e o circuito em ponte 120 é configurado para fornecer a corrente alternada iout à carga 130 em resposta aos sinais de controle, por exemplo, originados da unidade de controle 140. O circuito em ponte 120 inclui quatro módulos de comutação principais S1, S2, S3 e S4, respectivamente, que são dispostos em uma configuração de ponte inteira (ou H-) entre os primeiro e segundo nós A e B. Os módulos de comutação principais são configurados para serem controlados de uma maneira alternada de modo-par. Isto significa que um primeiro par S1e S2 dos módulos de comutação principais é configurado para fazer com que a corrente de saída iout flua em uma primeira direção através da carga 130 (como indicado pela seta na Figura 3b), e um segundo par S3 e S4 dos módulos de comutação principais seja configurado para fazer com que a corrente de saída iout flua na direção oposta através da carga 130 (isto é, contra a seta da Figura 3b).

[00044] O circuito de comunicação 110 é configurado para receber potência da fonte de alimentação CC 100, receber energia de elementos indutivos da carga 130 durante uma fase de armazenamento de um procedimento cíclico, e controlar a realimentação de energia para a carga 130 durante uma fase de realimentação do procedimento cíclico. O circuito de comutação 110 é um pólo duplo, tendo um primeiro pólo p1 conectado ao primeiro nó A e um segundo pólo p2 conectado a um segundo nó B. O primeiro nó A é ainda conectado a uma primeira linha + do barramento 105, e o segundo nó B é ainda conectado a uma segunda linha - do barramento 105. Como mencionado acima, além dos primeiro e segundo pólos p1 e p2 do circuito de potência, o circuito de comutação 110 pode preferivelmente incluir um conjunto de medição e interfaces de controle para controlar a operação de pelo menos um comutador ali. O circuito de comutação 110 inclui um capacitor de recuperação CR e meio de controle de fluxo de energia, configurados para controlar armazenamento de energia dentro do e retirar energia do capacitor de recuperação CR. Nesta forma de realização da invenção, os meios de controle de fluxo de energia são representados por um primeiro meio de controle de fluxo na forma de um diodo DIN e um segundo meio de controle de fluxo na forma de uma chave de transistor SOUT.

[00045] O diodo DIN é configurado para permitir que energia seja armazenada no capacitor de recuperação CR. Este papel pode ser ilustrado com referência às Figuras 6a e 6b mostrando uma voltagem uCR(t) através do capacitor de recuperação CR como uma função de tempo t e a corrente de saída iout(t) como uma função de tempo t, respectivamente. Vamos admitir que a corrente de saída iout(t) tenha um valor positivo máximo de I1. Esta corrente de saída iout(t) dá origem a uma voltagem U1 através do capacitor de recuperação CR. Em primeiro, a corrente de saída iout(t) é mantida constante em I1 e, portanto, a voltagem uCR(t) tem um valor constante. Entretanto, em um ponto do tempo tb, a inversão da corrente de saída iout(t) é iniciada. Consequentemente, a corrente de saída iout(t) cai, o diodo DIN permite que energia seja alimentada para dentro do capacitor de recuperação CR e a voltagem uCR(t) lá começa a aumentar. A voltagem uCR(t) alcança um valor de pico e, em seguida, começa a diminuir novamente. Este é um efeito de que a corrente de saída iout(t) começa a fluir na direção oposta através da carga 130 e da chave de transistor Sout, que é fechado.

[00046] Em um último ponto do tempo tc, a chave do transistor Sout é controlada para um estado aberto, por exemplo, via um sinal de controle cj da unidade de controle 140. Como resultado, a voltagem uCR(t) através do capacitor de recuperação CR é conservada no nível que ela tinha em tc (que tipicamente é aproximadamente igual ao valor constante inicial U1). Em tc, a corrente de saída iout(t) também atinge um valor negativo máximo de -I1, que é mantido até a inversão da corrente de saída iout(t) novamente ser iniciada. Portanto, a chave do transistor Sout faz com que a energia, tendo sido temporariamente armazenada no capacitor de recuperação CR, seja alimentada dentro da carga 130 durante certas fases do procedimento cíclico, que podem ser referidas como fases de realimentação. Assim, o projeto do inversor possibilita elevada eficiência de potência e rápida inversão da corrente de saída iout(t).

[00047] Se, em vez disso, a corrente de saída iout(t) tiver um valor positivo máximo de I2, que é maior do que I1, então a voltagem uCR(t) teria inicio em um valor constante U2 abaixo de U1. Isto é, em tal caso (para uma dada frequência do procedimento cíclico), a inversão da corrente de saída iout(t) deve começar em um ponto mais precoce do tempo ta (isto é, antes de tb); e ao mesmo tempo, o diodo DIN iniciará a entrada de energia dentro do capacitor de recuperação CR. Consequentemente, o capacitor de recuperação CR receberá mais energia antes da voltagem uCR(t) sobre o capacitor de recuperação CR alcançar o valor de pico. Após ter alcançado a voltagem de pico, a chave do transistor Sout permite que energia parta do capacitor de recuperação CR e seja alimentada para dentro da carga 130. Em um ponto do tempo td (após tc), a chave do transistor Sout é controlada para um estado aberto, e a voltagem uCR(t), através do capacitor de recuperação CR, é conservada aproximadamente em U2.

[00048] Retornando agora à Figura 3b, os meios de controle de fluxo de energia DIN e Sout são preferivelmente dispostos em um módulo de comutação 111, onde o primeiro meio de controle de fluxo DIN é conectado em paralelo com o segundo meio de controle de fluxo Sout. Este projeto torna muito simples controlar o fluxo de energia para dentro e para fora do capacitor de recuperação CR. Além disso, preferivelmente, o módulo de comutação 111 é conectado em série com o capacitor de recuperação CR.

[00049] É também vantajoso se o barramento 105 incluir um indutor de suavização Ls em pelo menos uma das primeira e segunda linhas + ou - (como ilustrado na Figura 3b). O indutor de suavização Ls é configurado para suprimir ondulações de voltagem sobre o barramento 105 e assim melhorar a qualidade da potência suprida do inversor.

[00050] Adicionalmente, é preferível empregar um procedimento de partida particular a fim de estabelecer uma voltagem adequada uCR(t) através do capacitor de recuperação CR. Isto pode envolver a execução de um primeiro número de inversões da corrente de saída iout(t) sem alimentar energia de volta para a carga 130, ou curtocircuitar o barramento 105 brevemente no começo da operação de solda.

[00051] A Figura 4a mostra um diagrama em blocos através de um inversor, de acordo com uma segunda forma de realização da invenção, e a Figura 4b mostra um diagrama de circuito correspondente.

[00052] Nesta forma de realização, uma fonte de alimentação CC 100 tem um barramento 105 contendo uma primeira linha +, uma segunda linha - e uma linha de ponto central 0. A primeira linha + tem um primeiro nível de voltagem, a segunda linha - tem um segundo nível de voltagem, e a linha de ponto central 0 tem um nível de voltagem (digamos voltagem zero ou terra) entre os primeiro e segundo níveis.

[00053] Análogo ao acima, um circuito em ponte 120 é incluído. Aqui, entretanto, o inversor tem dois circuitos de comutação 110a e 110b, respectivamente. Tanto a última função, como descrito acima com referência à Figura 3b, como cada circuito 110a e 110b, podem ter a mesma configuração que o circuito 110. O primeiro circuito de comutação 110a tem seu primeiro pólo p1a conectado a um primeiro nó A, e seu segundo pólo p2a conectado à linha de ponto central 0. O segundo circuito de comutação 110b tem seu primeiro pólo p1b conectado à linha de ponto central 0, e seu segundo pólo p2b conectado a um segundo nó B. O primeiro nó A é ainda conectado à primeira linha +, e o segundo nó B é ainda conectado à segunda linha -.

[00054] Na segunda forma de realização da invenção, o circuito em ponte 120 inclui dois módulos de comutação principais S1 e S2, respectivamente, que são dispostos em uma configuração de meia-ponte entre os primeiro e segundo nós A e B, respectivamente. Os módulos de comutação principais S1 e S2 são configurados para serem controlados de uma maneira alternada, de modo que um primeiro módulo de comutação principal S1 faça a corrente de saída iout(t) fluir em uma primeira direção através da carga 130 (contra a seta na Figura 4b), e um segundo módulo de comutação principal S2 faça a corrente de saída iout(t) fluir em uma segunda direção através da carga 130 (como indicado pela seta na Figura 4b).

[00055] A Figura 5a mostra um diagrama em blocos através de um inversor, de acordo com a terceira forma de realização da invenção, e a Figura 5b mostra um diagrama de circuito correspondente. Aqui, em similaridade com o acima, uma fonte de alimentação CC 100 tem um barramento 105 que é disposto para enviar potência da fonte de alimentação CC 100 para uma carga 130 sendo galvanicamente conectada a ele. Um circuito em ponte 120 é conectado ao barramento 105, e o circuito em ponte 120, por sua vez, é conectado com os primeiro e segundo circuitos de comutação 110a e 110b, respectivamente.

[00056] O circuito em ponte 120 pode incluir uma ponte (H-) inteira (cf. a primeira forma de realização descrita acima com referência às Figuras 3a e 3b), ou incluir uma meia ponte (cf. a segunda forma de realização descrita acima com referência às Figuras 4a e b). Portanto, o circuito em ponte 120 é representado em forma de bloco também na Figura 5b. As configurações alternativas do circuito são evidentes das primeira e segunda formas de realização da invenção ilustradas nas Figuras 3b e 4b, respectivamente. Se o circuito em ponte 120 incluir uma ponte (H-) inteira, o barramento 105 somente inclui primeira e segunda linhas + e -. Entretanto, se o circuito em ponte 120 incluir uma meia ponte, o barramento 105 também inclui uma linha de ponto central 0, como ilustrado nas linhas tracejadas das Figuras 5a e 5b.

[00057] Em qualquer caso, os circuitos de comutação 110a e 110b são ambos dispostos entre um primeiro nó A e um segundo nó B do circuito em ponte 120. Os primeiro e segundo circuitos de comutação 110a e 110b são também dispostos antiparalelos através da carga 130. Isto significa que o primeiro circuito de comutação 110b tem o primeiro pólo p1b conectado ao primeiro nó A, e o segundo pólo p2b conectado ao segundo nó B. O primeiro circuito de comutação 110b é configurado para armazenar energia da carga 130, quando a corrente de saída iout(t) tem uma primeira direção de fluxo através da carga 130 (contra a seta da Figura 5b), e realimentar energia para a carga 130, quando a corrente de saída iout(t) tem uma segunda direção de fluxo através da carga 130 (como indicado pela seta na Figura 5b). O segundo circuito de comutação 110a, por outro lado, tem o primeiro pólo p1a conectado com o segundo nó B, e o segundo pólo p2a conectado com o primeiro nó A. Assim, o segundo circuito de comutação 110a é configurado para armazenar energia da carga 130, quando a corrente de saída iout(t) tem a segunda direção de fluxo através da carga 130, e realimentar energia para a carga 130, quando a corrente de saída iout(t) tem a primeira direção de fluxo através da carga 130.

[00058] O primeiro circuito de comutação 110b é configurado para armazenar energia da carga 130 em um primeiro capacitor de recuperação CRb durante uma fase de armazenamento, e realimentar energia deste capacitor para a carga 130 durante uma fase de realimentação. A energia alimentada e retirada do primeiro capacitor de recuperação CRb é controlada via um primeiro módulo de comutação 111b. Preferivelmente, o primeiro módulo de comutação 111b inclui um primeiro meio de controle de fluxo DINb, configurado para permitir que energia seja armazenada no primeiro capacitor de recuperação CRb, e um segundo meio de controle de fluxo Soutb, configurado para fazer com que a energia armazenada no primeiro capacitor de recuperação CRb seja alimentada dentro da carga 130. O segundo circuito de comutação 110a é configurado para armazenar energia da carga 130 em um segundo capacitor de recuperação CRa durante uma fase de armazenamento, e alimentar energia deste capacitor para a carga 130 durante uma fase de realimentação. A energia alimentada e retirada do capacitor de recuperação CRa é controlada via um segundo módulo de comutação 111a. Preferivelmente, o segundo módulo de comutação 111a inclui um terceiro meio de controle de fluxo DINa configurado para permitir que energia seja armazenada no segundo capacitor de recuperação CRa e um quarto meio de controle de fluxo Sout configurado para fazer com que energia armazenada no segundo capacitor de recuperação CRa seja alimentada dentro da carga 130.

[00059] Deve ser observado que a terceira forma de realização da invenção é um tanto desvantajosa em comparação com as primeira e segunda formas de realização. Isto é, de acordo com o projeto da terceira forma de realização, a energia armazenada em qualquer indutância suavizante LSA e/ou LSB não pode ser realimentada para a carga 130, em vez disso, esta energia será perdida na forma de calor.

[00060] Análogo à primeira forma de realização da invenção, descrita na Figura 3a, o inversor, de acordo com as segunda e terceira formas de realização, pode incluir, ou ser associado com, uma unidade de controle 140, como mostrado nas Figuras 4a e 5a, respectivamente. A unidade de controle 140 é configurada para receber pelo menos um sinal de medição m1, mia, mib e mm da fonte de alimentação CC 100, os circuitos de comutação 110a, respectivo 110b, e o circuito em ponte 120. Os sinais de medição m1, mia, mib e mm refletem o status de corrente do inversor. Em resposta aos sinais de medição m1, mia, mib e mm, a unidade de controle 140 gera um conjunto de sinais de controle c1, cja, cjb e cn para a fonte de alimentação CC 100, os circuitos de comutação 110a, respectivo 110b, e o circuito em ponte 120 para controlar o comportamento do inversor. Preferivelmente, a unidade de controle 140 inclui, ou é associada com, um módulo de memória M armazenando software para controlar o inversor de acordo com os princípios a serem descritos abaixo (isto é, essencialmente para receber os sinais de medição m1, mia, mib e mm e gerar os sinais de controle c1, cja, cjbe cn).

[00061] Preferivelmente, nas formas de realização acima descritas da invenção, um indutor de suavização LSA e/ou LSB é incluído em uma ou ambas das primeira e segunda linhas + e -, como ilustrado nas Figuras 4b e 5b, e/ou na linha de ponto central 0 (não mostrada). Os indutores de suavidade LSA e/ou LSB são configurados para suprimir ondulação de voltagem sobre o barramento 105 e, assim, prover menos energia ruidosa para o inversor.

[00062] De acordo com uma outra forma de realização da invenção (não ilustrada), o inversor inclui pelo menos dois circuitos de comunicação 110, que são acoplados em paralelo entre si através do barramento 105, isto é, entre os primeiro e segundo nós A e B, ou entre o primeiro nó A e a respectiva linha de ponto central 0, entre a linha de ponto central 0 e o segundo nó B, dependendo do projeto do inversor. Cada circuito de comutação 110 é aqui adaptado para uma respectiva faixa de energia a ser manipulada. Desse modo, um primeiro circuito de comutação pode ser usado para níveis de energia até um primeiro limiar; um segundo circuito de comutação é usado para níveis de energia entre o primeiro limiar e um segundo limiar, e assim por diante. Isto é, um dado tamanho de capacitor de recuperação CR pode somente ser otimizado por uma certa faixa de indutâncias de correntes/cargas. Entretanto, tendo-se um banco de circuitos de comutação paralelos 110 (cada circuito tendo diferentes características) para selecionar de, é possível empregar um inversor para uma ampla variedade de carga e condições de corrente.

[00063] A fim de resumir, agora descreveremos o método de acordo com a invenção com referência ao fluxograma da Figura 7. Especificamente, o método diz respeito à sintonização da voltagem do capacitor de recuperação uCR(t), de modo que o capacitor de recuperação CR armazene uma quantidade máxima de energia sem arriscar que os componentes sejam avariados devido à sobrecarga. Isto é, isto resulta em uma maior realimentação de energia possível para a carga 130.

[00064] Uma primeira etapa 710 mede a voltagem através do capacitor de recuperação CR durante uma fase do procedimento cíclico. Preferivelmente, a voltagem é medida continuamente (ou pelo menos repetidamente) e um valor de pico é registrado. Uma etapa 720 então verifica se a voltagem medida na etapa 710 é menor do que um determinado nível limite representando uma voltagem permitida máxima através do capacitor de recuperação CR. A etapa 720 pode ser executada após aquela dada fase do procedimento cíclico ter terminado, ou ser executada repetidamente durante esta fase.

[00065] Se a etapa 720 constatar que a voltagem através do capacitor de recuperação CR é menor do que o determinado nível limite, segue-se para a etapa 730. A etapa 730 controla o meio de controle de fluxo de energia para fazer com que mais energia seja armazenada no capacitor de recuperação CR do que a que foi armazenada na fase prévia do procedimento cíclico. Na Figura 6a, isto é equivalente a abortar a alimentação de energia para fora do capacitor de recuperação CR, via o segundo meio de controle de fluxo Sout, em um ponto um tanto posterior do tempo (do que tc ou td, respectivamente), de modo que o nível de voltagem constante de uCR-1(t) ou uCR-2(t) no lado direito do pico sinuoso torne-se mais elevado do que no seu lado esquerdo.

[00066] Se a etapa 720 constatar que a voltagem através do capacitor de recuperação CR não é menor do que o determinado nível limite (isto é, não há margem adequada para a voltagem máxima aceitável), segue-se para a etapa 740. A etapa 740 controla o meio de controle de fluxo de energia para fazer com que menos energia seja armazenada no capacitor de recuperação CR do que a que foi armazenada na fase prévia do procedimento cíclico. Na Figura 6a, isto é equivalente a continuar a alimentação de energia para fora do capacitor de recuperação CR, via o segundo meio de controle de fluxo Sout, até um ponto um tanto posterior do tempo (do que tc ou td, respectivamente), de modo que o nível de voltagem constante de uCR-1(t) ou uCR-2(t) no lado direito do pico sinuoso torne-se mais baixo do que no seu lado esquerdo.

[00067] Após a etapa 730 ou 740, o procedimento volta para a etapa 710.

[00068] Preferivelmente, se a etapa 720 constatar que a voltagem através do capacitor de recuperação CR é igual à determinada voltagem limite, o método envolve controlar o meio de controle de fluxo de energia para fazer com que uma quantidade de energia seja retirada do capacitor de recuperação CR na fase subsequente do procedimento cíclico, cuja quantidade de energia é estimada ser igual à quantidade de energia retirada do capacitor de recuperação CR na fase prévia do procedimento cíclico. Na Figura 6a, isto é equivalente a abortar a alimentação de energia para fora do capacitor de recuperação CR, via o segundo meio de controle de fluxo Sout em tc ou td, respectivamente, de modo que o nível de voltagem constante de uCR(t) ou uCR(t) no lado direito do pico sinuoso torne-se igual ao nível de voltagem constante no seu lado esquerdo. Isto é válido para uma indutância Ls, LSA e LSB de indutor de suavização sendo de aproximadamente zero, ou insignificante, em comparação com a indutância da carga 130.

[00069] Todas as etapas do processo, bem como qualquer subsequência de etapas descritas aqui com referência à Figura 7 acima, podem ser controladas por meio de um aparelho de computador programado. Além disso, embora as formas de realização da invenção, descritas acima com referência aos desenhos, compreendam aparelho de computador e processos realizados no aparelho de computador, a invenção assim também estende-se aos programas de computador, particularmente, programas de computador em ou dentro de um veículo, adaptado para colocar a invenção em prática. O programa pode ser na forma de código de fonte, código de objeto, uma fonte intermediária de código e código de objeto, tal como na forma parcialmente compilada, ou em qualquer outra forma adequada para uso na implementação do processo de acordo com a invenção. O programa pode ser uma parte de um sistema de operação, ou ser uma aplicação separada. O veículo pode ser qualquer entidade ou dispositivo capaz de realizar o programa. Por exemplo, o veículo pode compreender um meio de armazenamento, tal como uma memória Flash, um ROM (Memória somente de Leitura), por exemplo, um DVD (Vídeo Digital / Disco Versátil), um CD (Disco Compacto) ou uma ROM semicondutora, uma EP-ROM (Memória Somente de Leitura Programável Apagável), um EEPROM (Memória Somente de Leitura eletricamente Apagável Programável), ou um meio de gravação magnético, por exemplo, um disco flexível ou disco rígido. Além disso, o veículo pode ser um veículo transmissível, tal como um sinal elétrico ou óptico, que pode ser transmitido via cabo elétrico, ou cabo óptico, ou por rádio, ou por outros meios. Quando o programa é realizado em um sinal que pode ser transmitido diretamente por um cabo ou outro dispositivo ou meio, o veículo pode ser constituído por tal cabo ou dispositivo ou meio. Alternativamente, o veículo pode ser um circuito integrado em que o programa é embutido, o circuito integrado sendo adaptado para executar, ou para uso na execução dos processos relevantes.

[00070] Os termos “compreender/compreendendo”, quando usados neste relatório, são tomados para especificar a presença de aspectos iniciados, números inteiros, etapas ou componentes. Entretanto, os termos não impedem a presença ou adição de um ou mais aspectos adicionais, números inteiros, etapas ou seus componentes ou grupos.

[00071] A referência a qualquer arte anterior neste relatório não é e não deve ser tomada como um reconhecimento ou qualquer sugestão de que a arte anterior referenciada forma parte do conhecimento geral comum na Austrália, ou qualquer outro país.

[00072] A invenção não é restrita às formas de realização descritas nas Figuras, porém pode ser variada livremente dentro do escopo das reivindicações.

Claims

1. Inversor para prover corrente alternada (iout) a uma carga (130) incluindo um circuito de soldagem, o inversor compreendendo:pelo menos um circuito de comutação (110; 110a, 110b) configurado para: receber potência por uma fonte de alimentação CC (100) durante uma fase de armazenamento de uma energia de recepção de procedimento ciclico de elementos indutivos dentro da carga (130) e, durante uma fase de realimentação da realimentação da energia de controle do procedimento ciclico para a carga (130); cada um do pelo menos um circuito de comutação (110; 110a, 110b) compreendendo um capacitor de recuperação (CR; CRa, CRb) e meios de controle de fluxo de energia (DIN, SOUT; DINa, SOUTa, DINb, SOUTb) configurados para controlar armazenamento de energia para dentro e retirada de energia do capacitor de recuperação (CR; CRa, CRb); eum circuito em ponte (120) conectado ao circuito de comutação (110), o circuito em ponte (120) sendo configurado para fornecer a corrente alternada (iout) para a carga 130,o circuito em ponte (120) sendo conectado a um barramento (105) remetendo potência da fonte de alimentação CC (100), e o barramento (105) sendo galvanicamente conectado à carga (130),caracterizadopelo fato de o pelo menos um circuito de comutação (110; 110a, 110b) ser um polo duplo, tendo um primeiro polo (p1; p1a; p2a; p1b) conectado a um primeiro nó (A) e um segundo polo (p2; p1a, p2b) conectado a um segundo nó (B); e o pelo menos um circuito de comutação (110; 110a, 110b) ser disposto para receber energia da carga (130) e realimentar energia para a carga (130), via os primeiro e segundo nós (A; B), diretamente ou via o circuito em ponte (120), em que os meios de controle de fluxo de energia (DIN, SOUT; DINa, SOUTa, DINb, SOUTb) estão dispostos emum módulo de comutação (111; 111a, 111b) que compreende: um primeiro meio de controle de fluxo (DIN; DINa, DINb) configurado para permitir que energia seja armazenada no capacitor de recuperação (CR; CRa, CRb), eum segundo meio de controle de fluxo (SOUT; SOUTa, SOUTb) configurado para fazer com que a energia armazenada no capacitor de recuperação (CR; CRa, CRb) seja alimentada para dentro da carga (130),o módulo de comutação (110; 110a, 110b) conectado em série com o capacitor de recuperação (CR; CRa, CRb), o primeiro meio de controle de fluxo (DIN; DINa, DINb) conectado em paralelo com o segundo meio de controle de fluxo (SOUT; SOUTa, SOUTb), o segundo meio de controle de fluxo (SOUT; SOUTa, SOUTb) controlável em resposta a um sinal de controle (cj; cja, cjb) designando uma quantidade de energia a ser armazenada no capacitor de recuperação (CR; CRa, CRb) em uma fase subsequente do procedimento cíclico.

2. Inversor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro meio de controle de fluxo (DIN; DINa, DINb) compreender um diodo.

3. Inversor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o segundo meio de controle de fluxo (SOUT; SOUTa, SOUTb) compreender um transistor.

4. Inversor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a3, caracterizado pelo fato de o circuito em ponte (120) compreender quatro módulos de comutação principais (S1, S2, S3, S4) dispostos em uma configuração de ponte inteira entre os primeiro e segundo nós (A, B); os módulos de comutação principais configurados para serem controlados de uma maneira alternada de modo-par, de modo que um primeiro par (S1, S2) dos módulos de comutação principais seja configurado para fazer com que a corrente de saída (iout) flua em uma primeira direção através da carga (130), e um segundo par (S3, S4) dos módulos de comutação principais seja configurado para fazer com que a corrente de saída (iout) flua em uma segunda direção através da carga (130), a segunda direção sendo oposta à primeira direção.

5. Inversor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o barramento (105) compreende uma linha de ponto central (0) tendo um nível de tensão entre um primeiro nível de tensão da primeira linha (+) e um segundo nível de tensão da segunda linha (- ),o inversor compreendendo:um primeiro circuito de comutação (110a), tendo um primeiro polo (p1a) conectado ao primeiro nó (A), e o segundo polo (p2a) conectado à linha de ponto central (0), eum segundo circuito de comutação (110b), tendo o primeiro polo (p1b) conectado à linha de ponto central (0), e o segundo polo (p2b) conectado ao segundo nó (B), eo circuito em ponte (120) compreende dois módulos de comutação principais (S1, S2) dispostos em uma configuração de meia ponte entre os primeiro e segundo nós (A, B); os módulos de comutação principais configurados para serem controlados de uma maneira alternada, de modo que um primeiro módulo de comutação principal (S1) seja configurado para fazer com que a corrente de saída (iout) flua em uma primeira direção através da carga (130), e um segundo módulo de comutação principal (S2) seja configurado para fazer com que a corrente de saída (iout) flua em uma segunda direção através da carga (130), a segunda direção sendo oposta à primeira direção.

6. Inversor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de compreender primeiro e segundo circuitos de comutação (110a; 110b) dispostos antiparalelos através da carga (130), em que:um primeiro circuito de comutação (110b), tendo o primeiro polo (p1b) conectado ao primeiro nó (A) e o segundo polo (p2b) conectado ao segundo nó (B), o primeiro circuito de comutação (110b) sendo configurado para armazenar energia da carga (130), quando a corrente de saída (iout) tem uma primeira direção de fluxo através da carga (130), e realimentar energia para a carga (130), quando a corrente de saída (iout) tem uma segunda direção de fluxo através da carga (130); eum segundo circuito de comutação (110a), tendo o primeiro polo (p1a) conectado ao segundo nó (B) e o segundo polo (p2a) conectado ao primeiro nó (A), o segundo circuito de comutação (110b) sendo configurado para armazenar energia da carga (130), quando a corrente de saída (iout) tem a segunda direção de fluxo através da carga (130), e realimentar energia para a carga (130), quando a corrente de saída (iout) tem a primeira direção de fluxo através da carga (130), a segunda direção de fluxo sendo oposta à primeira direção de fluxo.

7. Inversor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de o barramento (105) compreender pelo menos um indutor de suavização (Ls; LSA, LSB), configurado para suprimir ondulação de voltagem sobre o barramento (105).

8. Inversor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos dois circuitos de comutação (110) acoplados em paralelo entre si através dos primeiro e segundo nós (A, B), cada um dos pelo menos dois circuitos de comutação (110) sendo adaptados para uma respectiva faixa de energia a ser manipulada.

9. Método para controlar um inversor para prover corrente alternada (iout) para uma carga (130) incluindo um circuito de soldagem, dito inversor compreendendo pelo menos um circuito de comutação (110; 110a, 110b) e um circuito em ponte (120) conectados a um barramento (105) remetendo potência de uma fonte de alimentação CC (100); o pelo menos um circuito de comutação (110; 110a, 110b) sendo configurado para receber potência da fonte de alimentação CC (100), receber energia dos elementos indutivos na carga (130) durante uma fase de armazenamento de um procedimento cíclico, e controlar a realimentação de energia para a carga (130) durante uma fase de realimentação do procedimento cíclico, cada um do pelo menos um circuito de comutação (110; 110a, 110b) compreendendo um capacitor de recuperação (CR; CRa, CRb) e meios de controle de fluxo de energia (DIN, SOUT; DINa, SOUTa, DINb, SOUTb) para controlar a armazenamento de energia dentro de e retirada de energia do capacitor de recuperação (CR; CRa, CRb), o método caracterizado pelo fato de:medir uma tensão de capacitor (uCR(t)), através do capacitor de recuperação (CR; CRa, CRb), em uma fase do procedimento cíclico,checar a tensão de capacitor (uCR(t)) em relação a umdeterminado nível limite (uCR-marg) representando uma voltagem abaixo de uma voltagem máxima permitida (uCR-máx) através do capacitor de recuperação (CR; CRa, CRb),se a voltagem de capacitor (uCR(t)) for menor do que o determinado nível limite (uCR-marg), controlar os meios de controle de fluxo de energia (DIN, SOUT; DINa, SOUTa, DINb, SOUTb) para fazer com que uma quantidade de energia seja retirada do capacitor de recuperação (CR; CRa, CRb) em uma subsequente fase do procedimento cíclico, cuja quantidade de energia é estimada ser menor do que a quantidade de energia retirada em uma fase prévia da fase durante a qual a tensão de capacitor (uCR(t)) foi medida, ese a tensão de capacitor (uCR(t)) for maior do que o determinado nível limite (uCR-marg), controlar os meios de controle de fluxo de energia (DIN, SOUT; DINa, SOUTa, DINb, SOUTb) para fazer com que uma quantidade de energia seja retirada do capacitor de recuperação (CR; CRa, CRb) na fase subsequente do procedimento cíclico, cuja quantidade de energia é estimada ser maior do que a quantidade de energia retirada na fase prévia da fase durante a qual a tensão de capacitor (uCR(t)) foi medida.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de, se a tensão de capacitor (uCR(t)) for igual ao determinado nível limite (uCR-marg), compreender controlar os meios de controle de fluxo de energia (DIN, SOUT; DINa, SOUTa, DINb, SOUTb), para fazer com que uma quantidade de energia seja retirada do capacitor de recuperação (CR; CRa, CRb) na subsequente fase do procedimento cíclico, cuja quantidade de energia é estimada ser igual à quantidade de energia retirada na fase prévia para a fase durante a qual dita tensão de capacitor (uCR(t)) foi medida.

11. Meio legível por computador (M), caracterizado pelo fato de ter instruções gravadas no mesmo, em que as instruções são para fazer um computador controlar as etapas como definida em qualquer uma das reivindicações 13 ou 14, quando as instruções são carregadas no computador.