号的方法。
[0074]再次参考图7中的等效电路图138，电路图138中可以看到有两个串联的电感器144和146。来自电压源142的电感器144的输入波形为利用占空比的斩波母线电压54，所述占空比由数字PWM控制器32设置。因此，电感器144和146形成AC电压分频电路，根据它们的相对电感值所述AC电压分频电路分离斩波DC母线电压54的高频AC成分，从而产生以下表达式(10):
[0075](10)电感 I44/ 电感 146= V 144/V146，
[0076]其中，电感144是电感器144的电感，电感146是电感器146的电感，V144是电感器144的电压，以及V146是电感器146的电压。
[0077]如果已知电感器144的感应系数，也已知或估计出母线电压54的电压值，数字控制器的实施例可使用呈现在输出终端上的高频(例如，切换频率)AC电压的峰间值的测量值，以计算或估计等效电缆电感、电感146。现在意识到在某些或全部的焊接操作过程中，电感144和146在切换频率处的等效阻抗可高于电缆阻抗148阻抗和电弧阻抗154。因此，本发明实施例可提供通过比较呈现在根据表达式(9)的每个电感上的AC电压的相对峰间值而测量或计算的电缆阻抗或电感。也就是说，电感器144的输入近似等于斩波DC母线电压。电压峰间值可直接测量，或基于所测量、所计算或所估计DC母线电压来估计峰间电压值。可以获取焊接电源的输出终端的AC电压信号的峰间值的测量。数字控制器可利用所述测量以便计算内部电感144的斩波DC母线电压的下降部分以及计算等效焊接引线电感146下降了多少AC电压峰间值。控制器可利用该种AC电压峰间值关系与已知的电感144的电感值来计算电感146的电感。因此，本公开的数字PWM控制器的实施例能够在焊接操作过程间使输出电压的高频AC成分(例如，峰间值)被测量以及进一步使测量值能被用于确定等效电缆电感。
[0078]图10示出了在电流脉冲(例如，图9所示的电流脉冲)期间产生的电压图。电压图包括示例性滤波电压反馈波形182，表示实际弧电压的示例性的经标度的电压波形184，以及相对地未滤波快速电压反馈波形186。也就是说，滤波电压反馈波形182表示示例性信号，所述信号具有焊接电缆电感的感应电压引起的正脉冲和负脉冲。相对地未滤波快速电压波形186表示未经过滤波的信号，该经未滤波的信号可在电路的第一放大级期间产生，该信号可用于测量输出终端电压并提供PWM数字控制器使用的经标度反馈信号。
[0079]如图10所示，未滤波电压波形186包括第一区域188、第二区域190、第三区域192、以及第四区域194。第二区域190和第四区域194表示存在近似稳定的高频AC成分峰间值的时间间隔，该高频AC成分峰间值可被配置的数字PffM控制器读取并用于计算或估计电缆电感。应当注意的是，所述区域190和194还可以是平均电压和电流约恒定的区域的代表，从而由变化电流引起的感应电压效应会处于下限。还需要注意的是，所述区域190和194还可以是PffM占空比位于近似中距值的区域，所述中距值不接近上限值也不接近于下限值。因此，所述第二区域190和第四区域194分别会在图11和图12中更详细地示出。如图所示，尽管高值和低值不同，但是第二区域190的电压峰间值196和第四区域194的电压峰间值198近似相等。也就是说，第二区域190偏移至较高的总电平因为它是具有较高输出电流并且因此较高平均弧电压的区域。但是，电压峰间值196和198仍然近似相等。
[0080]另一方面，第一区域188和第三区域192表示不存在可被数字PffM控制器所利用的有效的高频AC成分峰间值的区域。也就是说，第一区域188和第三区域192可在系统的输出操作点上发生的动态改变期间(例如，当PWM占空比在接近上限或下限值操作时或当占空比变为零并且在斩波电路中电源半导体的切换没有发生时)发生。
[0081]本公开的数字控制器的实施例可被配置为测量在第二区域190和第四区域194示出的高频AC成分峰间值，以便基于所测量的峰间值成分对输出焊接电缆电路输出计算电感值。正如以上相对于图6所详细描述的，数字控制器被配置来在电流反馈信号和电压反馈信号以及其它信号的“关闭”部分的中点处采样并执行数字转换。数字PWM控制器的实施例进一步被配置来在“关闭”部分近似中点处执行未滤波电压波形186的附加采样和转换以及在波形的“开启”部分近似中点处执行波形186的附加采样。
[0082]当占空比落在预设范围和/或当输出电流或电压落在预设范围之内时，未过滤电压波形186的这些样本可被数字控制器获取和利用以计算电缆电感。在某些实施例中，数字控制器可将未过滤波形的采样限制在近似恒定平均电流或电压的区域。因此，数字控制器可被配置为仅在如图10所示的第二区域190和第四区域194而不在第一区域188和第三区域192采样和计算电缆的电感。此外，数字控制器可被配置为在合适的对中获取此类测量。也就是说，如果在“开启”部分，数字PWM控制器检测到占空比落在需要测量AC成分峰值的预设范围之内，随后将在“关闭”部分(例如大约在“关闭”部分的中点)获取相应的值。这些获取值随后可被数字控制器利用以根据以下公式计算差或峰间值:
[0083](11) N_mm= {未滤波V (样本1:波峰值)-未滤波V (样本2:波谷值或最小值)}，
[0084]其中V—为所计算的峰间值，其等于第一采样值减去第二采样值。
[0085]数字控制器还可被配置为获取附加峰间样本值或计算峰间值，以便获取合适时间周期的运行均值或平滑值，从而减小或消除噪音、错误样本等的潜在影响。随后，通过利用所测量的电压母线反馈值或其他适当的等效信号，数字控制器可计算或估计等效电缆电感(即，感应器146的电感，L电缆)，所述等效信号能够提供关于在输入处电感的斩波DC电压的信息和已知的内部电源平滑电感器144的电感值:
[0086](12) L电缆=L144* {(V峰间值)/ (V母线 _ _反馈—V峰间值)}。
[0087]需要注意的是，可选择其他的方法来测定焊接电源输出终端的峰间值AC电压并且利用该测量值计算或估计焊接电缆。例如，峰间值AC电压可结合测量的或估计的母线电压或峰间值AC电压至电感144的输入以计算或估计电缆电感。在一个实施例中，模拟包络或峰间检测电路可被用于提供直接的代表电压峰间值的模拟值。这样的值可被数字PWM控制器或被焊接控制器或被其他合适的电路用于计算或估计焊接电缆电感146。这些方法可包括在某些周期(例如，当平均输出电流或电压落在一范围中和/或在一近似固定值时)选择性利用模拟峰间值的步骤
[0088]需要注意的是，在一些实施例中，电压峰间值和所估计的或所计算的电缆电感值可被焊接控制器专用，被数字PWM控制器专用，可被焊接控制器和数字PWM控制器两者利用，或被其他合适的电路利用。也就是说，在某些实施例中，PWM控制器可通过钳位电压反馈信号来提供足够的占空比控制。然而，在其他实施例中，期望的是，通过利用所计算的电感值校正反馈电压信号，该信号可被数字PWM控制器利用。在另外的实施例中，所估算或所计算的焊接电缆电感可通过考虑焊接电缆电路的电阻和/或焊弧的阻抗而进一步精确或调整。
[0089]在焊接过程中，数字控制器可被配置为利用所计算等效电缆电感(L wi)来校正或补偿反馈电压。也就是说，参照表达式(9)，\—随后可被数字控制器计算，通过将与输出电流变化的时间变化率相乘。例如，数字控制器可利用每个切换周期测定一次的离散的输出电流值结合切换波形的周期计算
[0090]在另外的实施例中，数字控制器可采用任何其他适当的计算_的方法。例如，在另一个实施例中，控制器可采用查表，该表基于所测定的峰间电压反馈值估算电缆电感。此外，在一些实施例中，一旦电缆电感值被数字控制器计算，该值可在特定的焊接序列结束和弧熄灭之后保留。该所保留的值随后可用作下个焊接序列的初始值，由此提供电缆电感的初始启动值。后续的电缆电感可被数字控制器再计算，以便新的数值在焊接过程中可用。
[0091]在另外的实施例中，查表可被用于提供反馈电压的校正因子而非提供电感值。更进一步，反馈电压值(Vgilt —giE)可按照以下表达式计算:
[0092](13) V反馈—校正=V反馈+K*L电缆* (I反馈-1前一反馈)/ A t
[0093]因此，反馈电压的校正可经由增加电流反馈的一阶导数来取得，利用基于测量的电缆电感的合适的增益值。通过任何公开的方法确定的电感值或电压反馈校正值可经由代表数值或数值范围的模拟或数字信号传递至其他回路和控制。在某些实施例中，焊接控制器可以各种方式利用所测量的或所计算的电感值以改进焊接过程的控制，如利用经校正的电压反馈信号改进短路检测，修改各种焊接过程控制参数或波形以补偿和校正焊接电缆电感，当电感在可接受范围之外时经由用户界面或任何其他合适的方式警告操作人员。更进一步讲，在其他的实施例中，所述数字控制器还可被配置用于校正或补偿焊接电缆电阻。如上文相对于图7所述的，焊接电缆电阻呈现为与输出电流成比例的DC或补偿电压降156。需要注意的是，因为电阻值随焊接电缆的定向或卷绕而保持相对恒定，因此阻抗值可被测定、计算、估计或输入焊接系统。电阻值和任何给定时间的输出电流值随后可被数字控制器利用以校正电缆电阻。例如，相关数据(诸如总电缆回路长度和电缆尺寸)可被操作人员经由用户界面输入并且用于估计或计算电缆阻抗。
[0094]需要注意的是，数字PffM控制器还可被配置为提供各种优于传统模拟控制器的附加特征和优点。例如，一些焊接过程(例如，GTAW)，利用较其他焊接过程低的输出电流。如上