CN111790974B - 焊接设备的焊接变压器用的整流器和用于制造这种整流器的方法 - Google Patents

Abstract

提供用于焊接至少一个构件（5、6）的焊接设备（2；3）的焊接变压器（30）用的整流器（40；40A、400）和制造这种整流器（40；40A、400）的方法。整流器（40；40A、400）包括第一侧面部件（47）、第二侧面部件（48）、布置在第一和第二侧面部件（47、48）之间的中间部件（49）和至少两个半导体模块（401），其布置在侧面部件（47、48）与中间部件（49）之间并且连接到焊接设备（2；3）的焊接工具（10）与焊接变压器（30）的输出端之间，其中至少两个半导体模块（401）设计为通用件，通用件的直接插接器（4013）布置在半导体模块（401）的侧面，从而在背靠背将两个半导体模块（401）并排布置成列时，直接插接器（4013）沿横向于该列的方向并排布置。

Description

焊接设备的焊接变压器用的整流器和用于制造这种整流器的 方法

技术领域

本发明涉及一种焊接设备的焊接变压器用的整流器和用于制造这种整流器的方法。

背景技术

焊接设备例如使用在生产设施中、尤其是用于车辆等的生产线中，以便借助焊接设备的焊接工具、通过焊接来连接金属部件。焊接工具例如是焊接钳，其由焊接变压器被供应焊接电流。焊接工具尤其是电阻焊接工具。此外，焊接设备可以使用在单件生产中。在需要时可能的是，至少部分手动控制焊接设备。

焊接变压器优选可以实施为中频直流变压器（MF-DC变压器）。为此，整流器安装到焊接变压器上。这种焊接变压器也被称为变压器-整流器单元。

由于焊接时的直流电流，可能发生被焊接的部件的磁化。因此，使对被焊接的金属部件的进一步处理变得困难。通过设施部件的可能的磁化，可以导致焊接设施中的污染和故障。

此外，通过针对被焊接的板材的不同的合金、不同的板材厚度组合和在铝中的珀尔帖效应，可以根据焊接电流方向导致焊接电极上的不期望的燃耗或材料迁移。

所述效应此外尤其是在链节的电阻焊接中并且在加热体的焊接中出现。

为了避免所述效应而可能的是，在焊接变压器中执行极性切换。因此，与常规的二极管整流器不同地，可以非常有效地、简单地和廉价地避免形成的干扰性的磁化效应。

这种变压器-整流器单元具有与二极管整流器相比更好的运行特性，因为具有四个晶闸管（Thyristor）的整流器具有更高的损耗和更小的功率。鉴于经济地使用资源，较差的运行特性是不期望的。此外，较差的运行特性对于电阻焊接设备的使用者来说导致更高的成本。

然而，根据需求需要具有或没有极性切换的变压器-整流器单元。现在，两个变型方案在结构类型方面是非常不同的。这导致在为变压器-整流器单元提供不同的构件方面的更高的耗费。此外，用于安装变压器-整流器单元的员工和/或机器必须为了安装不同的变压器-整流器单元而耗费地学习和准备。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种焊接设备的焊接变压器用的整流器，和一种用于制造这种整流器的方法，利用该整流器和方法可以解决之前提到的问题。尤其应该提供焊接设备的焊接变压器用的整流器和用于制造这种整流器的方法，其中整流器和因此变压器-整流器单元的制造被简化，变压器-整流器单元根据需求构建为具有或没有极性切换。

该任务通过根据权利要求1的、焊接设备的焊接变压器用的整流器解决。整流器具有第一侧面部件、第二侧面部件、布置在第一和第二侧面部件之间的中间部件和至少两个半导体模块，半导体模块布置在侧面部件与中间部件之间，并且连接到焊接设备的焊接工具与焊接变压器的输出端之间，其中至少两个半导体模块设计为通用件，通用件的直接插接器布置在半导体模块的侧面，从而在背靠背将两个半导体模块并排布置成列时，直接插接器沿横向于该列的方向并排布置。

在权利要求中要求保护的整流器构建为，使得整流器的不同的变型方案可以非常不耗费地并且以几乎最小的故障可能性安装。整流器的构件设计为，使得在最小数量的部件的情况下还是可以实现整流器的两个不同的结构变型方案。

此外，整流器具有用于半导体结构组、尤其是MOSFET的通用件。半导体结构组相对于常规的焊接变压器具有明显的能量节约。利用极切换或极性切换的变型方案，变压器-整流器单元的用户实现大的过程优点。

侧面部件的设计方案和在整流器中的通用件使用优化了具有和没有极切换的两个变压器变型方案的成本，从而整流器的安装没有以前那么复杂。由此，不仅构件的提供是没那么耗费的，而且对员工的培训和/或用于制造的机器的设定是没那么复杂的。因此，关于整流器的制造的错误率也出现下降。因此，整流器的质量得到提高，并且减少了在制造时的次品。总体上，由此可以减小资源需求。

此外，具有或没有极性切换的整流器在其外部形状和大小中相同地构建。这导致的是，用于在空间中运动焊接设备的设备（例如机器人）不必针对不同类型的变压器-整流器单元进行不同的学习，并且不必在运行期间进行转换。这也有助于简化焊接设施的调试、运行和维护。

总体上，在权利要求中要求保护的整流器构建为，使得根据需求可以以小的结构尺寸和低的损耗实现焊接变压器的简单的极性切换。然而，整流器根据需求也可以随后非常不耗费地改装为相应的其他的变型方案。

整流器的有利的另外的设计方案在从属权利要求中说明。

可能的是，要么至少两个半导体模块中的两个半导体模块一起布置在其中一个侧面部件与中间部件之间，并且作为由两个晶体管构成的串联电路连接到焊接工具与焊接变压器的输出端之间，并且两个另外的半导体模块一起布置在其中另一侧面部件与中间部件之间，并且作为由两个晶体管构成的串联电路连接到焊接工具与焊接变压器的另一输出端之间，要么至少两个半导体模块分别单独布置在其中一个侧面部件与中间部件之间，并且连接到焊接工具与焊接变压器的输出端之间。

在此可想到的是，至少两个半导体模块分别具有至少一个半导体结构元件，其具有至少一个晶体管，其中串联电路的一个晶体管的极性相对于串联电路的另一个晶体管的极性发生旋转，以便在串联电路的情况下、在焊接变压器上实现极性可切换的焊接电压和极性可切换的焊接电流。在此，具有旋转的极性的晶体管可以设置用于与焊接工具连接。在一个设计变型方案中，晶体管是金属-氧化物-半导体场效应晶体管。

至少两个半导体模块的每个半导体模块都可能具有以电子和机械方式相互连接的基板和盖板。附加地或备选地，每个半导体模块可以具有直接插接器，其从半导体模块的侧面凸出。

在整流器中，第一侧面部件和第二侧面部件可以非对称地设计，从而侧面部件相对于中间部件的布置结构的交换使半导体模块的数量发生改变，所述半导体模块可以在其中一个侧面部件与中间部件之间夹紧。

为此，整流器还可以具有用于将侧面部件紧固在焊接变压器上的紧固元件，其中紧固元件设置在侧面部件上，从而可以与侧面部件相对于中间部件如何布置无关地，在焊接变压器上使用相同的紧固部位，从而能够或不能实现极性可切换的焊接电流。

至少一个之前描述的整流器可以是焊接设备的一部分，焊接设备此外具有带有至少一个焊接电极的焊接工具，焊接电极为了焊接与至少一个构件接触，并且焊接设备还具有至少一个焊接变压器，用于在焊接至少一个构件时将电流输送至焊接工具。在此，至少一个整流器可以与至少一个焊接变压器连接。

可能的是，焊接变压器具有两个输出端，在输出端上，由两个晶体管构成的串联电路分别连接到焊接工具之前。

焊接设备此外可能具有控制装置，用于在电流中的同步运行时以负导通的方式接通其中至少一个串联连接的晶体管。

可想到的是，焊接工具是具有两个焊接电极的焊接钳，在焊接时，在焊接电极之间布置至少一个构件。

之前描述的焊接设备可以是设施的一部分，该设施设置用于利用焊接设备对物体进行处理。在此，焊接设备可以设置用于焊接至少一个构件，该构件设置用于处理其中至少一个物体。在此，设施可以设计用于制造作为物体的车辆白车身或加热体或链。

该任务此外通过根据权利要求15的、用于制造焊接设备的焊接变压器用的整流器的方法解决。该方法具有如下步骤：将中间部件布置在第一和第二侧面部件之间，并且将至少各一个半导体模块布置在中间部件与第一和第二侧面部件之间，其中至少两个半导体模块设计为通用件，通用件的直接插接器布置在半导体模块的侧面，从而在背靠背将两个半导体模块并排布置成列时，直接插接器沿横向于该列的方向并排布置，并且将至少两个半导体模块电连接到焊接工具与焊接变压器的输出端之间。

该方法得到和之前关于整流器提到的优点相同的优点。

本发明的另外的可能的实施方案也包括之前或随后关于实施例描述的特征或实施方式的未详细提到的组合。在此，本领域技术人员也添加单个方面作为对本发明的相应的基本形式的改进或补充。

附图说明

随后参考附图并且借助实施例详细描述本发明。其中：

图1示出了具有根据第一实施例的焊接设备的设施的方框图；

图2示出了根据第一实施例的用于具有极性切换的焊接变压器的整流器的三维视图；

图3示出了用于根据第一实施例的整流器的半导体模块的三维视图；

图4示出了用于根据第一实施例的整流器的半导体模块组的三维视图，半导体模块组由多个图3的半导体模块形成；

图5示出了用于根据第一实施例的整流器的半导体模块组在电路板上的布置的三维视图；

图6示出了用于根据第二实施例的电阻焊接设备的没有极性切换的焊接变压器的三维视图；

图7示出了用于根据第二实施例的整流器的半导体模块组在电路板上的布置的三维视图；和

图8示出了具有根据第三实施例的电阻焊接设备的设施的方框图。

具体实施方式

在附图中，只要没有其他的说明，相同的或功能相同的元件设有相同的附图标记。

图1非常示意性地示出了具有焊接设备2的设施1，焊接设备尤其是电阻焊接设备。设施1例如是用于物体4、例如车辆、家具、加热体等的制造设施。

在设施1中，金属构件5、6可以通过焊接、尤其是电阻焊接来连接，从而建立焊接连接7。为此，焊接设备2具有形式为具有两个焊接电极11、12的焊接钳的焊接工具10、控制装置20、具有三个输出端31、32、33的焊接变压器30和整流器40，整流器由第一晶体管41、第二晶体管42、第三晶体管43和第四晶体管44构成。在图1的示例中，焊接设备2此外具有用于引导焊接工具10的设备50。

焊接变压器30优选实施为中频直流变压器（MF-DC变压器）。在此，整流器40安装在焊接变压器30上。因此存在变压器-整流器单元。

焊接设备2可以在控制装置20的控制的情况下利用焊接工具10建立焊接连接7。

在此可能的是，例如唯一的构件5的两个棱边或边缘或拐角通过电阻焊接利用一个或多个焊接连接7来相互连接。与有多少构件5、6利用焊接连接7来相互连接无关地，焊接连接7可以实施为点焊或焊缝或其组合。

在焊接变压器30的次级侧上，在焊接变压器30的第一与第二输出端31、32之间存在第一次级电压U21。此外，第二次级电压U22存在于焊接变压器30的第二与第三输出端32、33之间。第一次级电压U21和第二次级电压U22在整流器单元40之后形成焊接电压U23，其导致焊接电流I2。

在焊接变压器30的第一输出端31上连接有第一晶体管41。第二晶体管42与第一晶体管41串联连接。由此，由第一和第二晶体管41、42构成的串联电路连接到焊接变压器30与焊接工具10之间。更准确的说，由第一和第二晶体管41、42构成的串联电路连接到焊接变压器30与第一焊接电极11之间。

第二焊接电极12与焊接变压器30的第二输出端32直接连接。

在焊接变压器30的第三输出端32上连接有第三晶体管43。第四晶体管44与第三晶体管43串联连接。由此，由第三和第四晶体管43、44构成的串联电路连接到焊接变压器30与焊接工具10之间。更准确的说，由第三和第四晶体管43、44构成的串联电路连接到焊接变压器30与第一焊接电极11之间。

控制装置20也可以通过相应控制晶体管41、42、43、44根据期望在焊接电极11和12上切换焊接电压U23的极性。控制装置20设计用于分别根据输出电压和极性预选来接通晶体管41、42、43、44中的晶体管。晶体管41、42、43、44的串联连接的晶体管然后在同步运行中在电流方面以负导通的方式接通。

例如，控制装置20分别根据输出电压和极性预选来接通第一晶体管41。串联连接的第二晶体管42在同步运行中在电流方面以负导通的方式接通。在该情况下，焊接电流I2是从电极11正流出的电流。电极11于是被正极化。电极12则被负极化。

如果焊接电流I2相反地极化，那么利用分别其他的晶体管42、44进行极性预选，并且将相关的晶体管切换为负导通。

那么由此，在整流器40中，在每个整流器分支中，两个晶体管、即在该示例中晶体管41、42串联连接。相同的情况以相同的方式适用于由第三和第四晶体管43、44构成的串联电路（其作为整流器40的另外的整流器分支）。

以该方式，在焊接变压器30上可以实现焊接电极11、12之间的极性可切换的焊接电压U23和极性可切换的焊接电流I2。

在用于利用焊接设备2焊接、尤其电阻焊接至少一个构件5、6的焊接方法中，至少一个焊接电极11、12接触至少一个构件5、6，并且使用至少一个焊接变压器30以便在焊接至少一个构件5、6时将电流输送至焊接工具30。在此，针对极切换设置了由两个晶体管41、42；43、44构成的串联电路，晶体管连接到焊接工具10与焊接变压器30的输出端31、33之间，如图1所示的那样。在焊接方法中执行如下步骤，即选择两个晶体管41、42；43、44的极性，其方法是，根据焊接变压器30的输出电压和极性预选接通来自配对件41、42的晶体管或来自配对件43、44的晶体管。此外，在同步运行中在电流方面执行以负导通的方式接通与接通的晶体管41或42；43或44串联连接的晶体管41或42；43或44的步骤。由此，串联电路的一个晶体管42；44的极性相对于该串联电路的另一个晶体管41；43的极性旋转，以便在焊接变压器30上实现极性可切换的焊接电压U23和极性可切换的焊接电流I2。

具有旋转的极性的晶体管可以设置用于与焊接工具10连接。更准确的说，在整流器40中，两个串联电路分支结合在一起，并且然后被引导至焊接工具10。

焊接设备2可以特别有利地使用在板材组合中，其中在焊接钳中导致焊接电极的不期望的燃耗或材料迁移。此外，电阻焊接设备3可以特别有利地使用在焊接链节中并且使用在焊接加热体中。

图2更准确地示出了在设备50的安装容纳单元51上的根据当前的实施例的整流器40的机械结构。安装容纳单元51是用于焊接电极11的输出端。

整流器40具有第一压力板45、第二压力板46、A侧面部件47、B侧面部件48和中间部件49。在A侧面部件47与中间部件49之间布置有两个半导体模块401。在B侧面部件48与中间部件49之间同样布置有两个半导体模块401。在图2中仅分别可看到半导体模块401的直接插接器4013。在图3和图4中示出并且随后还更精确地描述所述直接插接器。利用整流器40可以实现具有极切换或极性切换的功能，如之前根据图1描述的那样。在没有极切换的情况下，仅存在两个模块401，随后还参考图6和7对这一点进行详细描述。

根据图2，整流器40具有三明治结构方式，其中中间部件49布置在A侧面部件47与B侧面部件48之间。此外，由部件47、49、48构成的组合布置在A侧面部件47与B侧面部件48之间。因此，第一压力板45、A侧面部件47、中间部件49、B侧面部件48和第二压力板46以提到的顺序依次或并排布置。提到的组合45、47、49、48、46利用紧固元件451相互紧固。紧固元件451穿插通过组合45、47、49、48、46。在此尤其地，其中至少一个紧固元件451可以是拧入压力板46的不可见的螺纹中的螺钉。备选地，其中至少一个紧固元件451可以是拧入被容纳在压力板46中的螺母中的螺钉。

侧面部件47、48实施为能导电的板，尤其是铜板等。显然地，其他的能导电的材料、尤其是金属可以用于侧面部件47、48。侧面部件47、48也可以被称为变压器-交流电压-铜板。

中间部件49由能导电的材料制成。中间部件49能导电地紧固、尤其拧接在安装容纳单元51上，并且因此是朝焊接电极11的方向的电流输出端的一部分。侧面部件47、48（其如之前描述的那样由能导电的材料构成）绝缘地紧固、尤其拧接在安装板51上，如在图2中示出的那样。压力板45、46在本示例中由能导电的材料制成。压力板45、46通过绝缘盘450与相邻的侧面部件47、48绝缘。备选地可能的是，压力板45、46由不能导电的材料制成，从而可以取消绝缘盘450。换言之，在中间部件47与压力板45之间布置有绝缘盘450。即使当绝缘盘450在图2中是不可见的时，也同样在侧面部件48与压力板46之间设置了用于非接触的安装的绝缘盘450。

侧面部件47、48和中间部件49借助紧固元件511至513紧固在安装容纳单元51上。在此，侧面部件47、48（无论其相对于中间部件49放置在左边或右边或相反）借助尤其实施为至少一个绝缘盘的绝缘件紧固在安装容纳单元51上。紧固元件511至513在图2的示例中是螺钉，其紧固在侧面部件47、48、中间部件49和安装容纳单元51的开口中。基于侧面部件47、48与安装容纳单元51之间的需要的绝缘，紧固元件511和513需要附加的绝缘盘450，用于各个部件47、48、49的非接触的但是固定的安装。

开口514用于紧固另外的能导电的板、尤其铜板等，那么其形成已完成的变压器30的接口的成型。开口514可以具有在安装容纳单元51中的内螺纹。

此外，安装容纳单元51具有开口515，其可以用于冷却整流器40。为了冷却，液态的或气态的介质、尤其是水、油或空气等可以用作冷却介质。

侧面部件47、48具有非对称的厚度，以便分别夹紧至少一个或多个半导体模块401。因此，在根据图2的整流器40中，侧面部件47、48分别非对称地设计。在图2中，侧面部件47、48被布置为，使得两个半导体模块401可以被侧面部件47、48夹紧，如之前提到的那样。为此，A侧面部件47在图2中布置在中间部件49的左侧。此外，B侧面部件48在图2中布置在中间部件49的右侧。

在A侧面部件47上设置了至少一个紧固元件471，利用该紧固元件可以使变压器30能导电地紧固在整流器40上，尤其可以借助螺钉旋拧在整流器上。在B侧面部件48上设置了至少一个紧固元件481，利用该紧固元件可以使变压器30能导电地紧固在整流器40上，尤其可以借助螺钉旋拧在整流器上。在下面，在图6中的整流器40A上，例如可以在侧面部件47上设置紧固元件471，并且在侧面部件48上设置紧固元件481，这些紧固元件在图6中是不可见的。

在整流器40中，紧固元件511至514（形式为螺钉和/或铆钉）设置在安装板51上，从而侧面部件47、48和中间部件49针对侧面部件47、48的两个安装变型方案可以紧固在其中一个安装容纳单元51、52上。其他的安装变型方案随后参考图5和图6描述。

备选地可能的是，作为紧固元件471、481和/或511至513使用长孔解决方案，以便实现侧面部件47、48针对两个不同的位置的安装。其他的位置参考图5更详细地描述。根据另外的备选方案，在变压器30中可以使用两个或更多个螺钉孔。此外，即使当紧固元件511、513和侧面部件47、48具有长孔作为紧固开口时，针对图3至图5的变压器变型方案（具有极切换）并且针对图6至图8的变压器变型方案（没有极切换），在变压器30上仍然可以使用相同的紧固开口。

图3简化地示出了半导体模块401的机械结构，该半导体模块具有多个半导体构件4015、尤其是晶体管的并联电路。并联电路形成用于图1的整流器40的其中一个晶体管41至44。半导体模块401具有基板4011和盖板4012。此外，直接插接器4013设置在基板4011上。不仅基板4011而且盖板4012都由高传导性的材料制成，该材料是高导热性和高导电性的。在基板4011上施加了附加的金属层4014、尤其是铜层等，该金属层通过绝缘材料与基板4011绝缘。附加的金属层4014、尤其是铜层等通过在导体板制造中常见的方法施加。为了进行施加，显然也可想到其他的方法。

半导体结构元件4015则借助焊接方法以三明治结构引入在基板4011与盖板4012之间，并且与相应的板4011、4012和线路和/或用于信号的接口接触。为了清楚起见，在图3中，不是所有半导体结构元件4015设有附图标记。

模块401因此在基板4011与盖板4012之间容纳晶体管或半导体元件4015的并联电路。在基板4011与盖板4012之间的中间空间中，多个、例如30和50个之间的半导体结构元件4015并联连接。半导体结构元件4015例如具有金属-绝缘体-场效应晶体管（MISFET）、尤其是金属-氧化物-场效应晶体管（MOSFET），其类型可以根据应用来选择。

模块401至少部分地，尤其是整个地被镀金，以便提高在利用直接插接器4013实现的接口处和/或在基板4011和盖板4012上的半导体结构元件4015的并联电路的接口处的导电性。

如在图4中示出的那样，其中两个半导体模块401可以作为半导体模块组背靠背布置。在该情况下，两个半导体模块401的基板4011相靠地布置。

如在图5中示出的那样，每个直接插接器4013可以***插接器402中，以便连接半导体模块401与驱动电路板403。在图4中，为了清楚起见，不是所有插接器402都设有附图标记。

根据图3至图5，半导体模块401具有十字形状，其拐角分别是留空的，从而紧固元件451分别可以在半导体模块401的由此形成的留空部中被引导通过整流器40。由此，半导体模块401和因此还有其基板4011近似具有十字形状。此外，盖板4012在图3至图5的示例中近似具有十字形状。尤其地，基板4011和盖板4012成形为对称的十字，如在图4中可最好地看到的那样。在十字的侧面或棱边上，直接插接器4013在侧面向外凸出。尤其地，直接插接器4013从基板4011凸出。在制造方面，盖板4012可选地在一侧被缩短。由此，可以在制造模块401时排除盖板4012的扭转。

在半导体模块401中，在通过在导体板制造中常见的方法施加和结构化附加的金属层4014之后，半导体结构元件4015、尤其30和50个之间的半导体结构元件（包括可能需要的无源的结构元件）通过在导体板装备中常见的方法来装备。在基板4011（其具有基本底板和附加地施加的金属层4014、尤其是铜层）与之前提到的结构元件4015之间的电连接例如通过焊接方法建立。备选地或附加地，为此可想到如下方法、如超声波焊接或任意的其他的方法来建立电连接。同样，盖板4012与半导体结构元件4015通过焊接方法和/或其他的方法连接。

因此，在基板4011与盖板4012之间的缝隙中存在半导体结构元件4015、如晶体管、尤其是特定的结构形式的MOS-FET和可能需要的无源的和有源的结构元件。半导体结构元件4015在电气上不仅通过基板4011（晶体管的源极接口（Source-Anschluss）和栅极接口、经由附加地施加的金属层4014的栅极接口），而且也通过盖板4012调整。操控和监控通过直接插接器4013发生。直接插接器4013调整基板4011的上侧（附加地施加的金属层4014）和下侧（底板）。

如从图5可看到的那样，分别其中一个半导体模块401利用插接器402与驱动电路板403连接。为此，在图5中的半导体模块401背靠背地相靠地放置，从而直接插接器4013和因此插接器402可以并排布置。在此，半导体模块401在一列中并排布置。直接插接器4013因此沿横向于该列的方向并排布置。换言之，直接插接器4013以对角线错开的方式布置在驱动电路板403上。

在图5的驱动电路板403上也可以布置控制装置20。此外，驱动电路板403与电源电路板404连接，电源电路板提供驱动电路板403和进而半导体模块401的电力供应。电源电路板404也可以借助直接插接器4013和插接器402与驱动电路板403电连接。当设置在电源电路板上的电源单元布置在驱动电路板403上时，可以取消电源电路板404。在该情况下，也可以取消用于电源电路板404的附属的直接插接器402。

因此，半导体模块401分别相同地、尤其一致地设计。因此，半导体模块401也可以被称为通用件。

半导体模块401分别具有至少一个场效应晶体管，其尤其是一个场效应晶体管、尤其是NMOS-FET。因此，模块401也可以被称为IGFET模块。IGFET模块尤其可以具有至少一个金属-氧化物-半导体-场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effecttransistor=MOSFET）。

用于连接至驱动电路板403的插接器402（其可以设计为直接插头）偏心地布置在半导体模块401上。由此，两个半导体模块401可以利用其基板4011通过驱动电路板403的导体板相互接触。具有驱动器4031的驱动电路板403和控制装置20以如下方式构建，即根据装备变型方案可以实现整流器40的具有或没有极切换或极性切换的两个功能。

图6示出了没有极切换或极性切换的整流器40A的机械结构。整流器40A在多个部件中以和先前关于前面的实施例所描述的相同的方式构建，即具有针对整流器40的极切换的实施例。

与前面的实施例不同地，在图6的整流器40A中，侧面部件47、48相对于中间部件49互换地布置。由此，图6中的A侧面部件47现在布置在中间部件49的右侧。此外，图6中的B侧面部件48现在布置在中间部件49的左侧。由此，在图6的实施方案中，可以总共设置仅两个半导体模块401。在此，在A侧面部件47与中间部件49之间布置仅一个半导体模块401。在B侧面部件48与中间部件49之间同样布置仅一个半导体模块401。因此，在图6中仅可看到用于插接器402的半导体模块401的两个直接插接器4013。

作为结果，在整流器40A中，仅通过互换侧面部件47、48来强制取消两个半导体模块401。由此，可以实现没有极切换或极性切换的功能，如已经在之前关于前面的实施例提到的那样。

因此，仅两个半导体模块401***驱动电路板403中，如在图7中示出的那样。由此，与根据图5的完全的装备不同地，驱动电路板403在没有极切换的功能中没有被完全装备，因为在没有极切换的功能中仅必须***两个半导体模块401，并且因此也仅必须操控两个模块。在图6的没有极切换的变型方案中，仅需要图1的晶体管42、44。备选地仅可以使用图1的晶体管41、43。

通过侧面部件47、48的非对称的设计，可以借助互换侧面部件47、48使用两个或四个半导体模块401（极切换或极性切换），并且仍然可以在变压器30上使用相同的旋拧点。

与图2的整流器40的安装容纳单元51不同地，在图6的整流器40A中利用安装容纳单元52形成通向焊接电极11的输出端。图6的整流器40A的安装容纳单元52是与图2的整流器40不同的唯一的部件。

在整流器40中，紧固元件521至524也以螺钉和/或铆钉的形式设置在安装容纳单元52上。此外，安装容纳单元52具有开口525，开口可以用于冷却整流器40A。为了冷却，作为冷却介质可以使用液态的或气态的介质、尤其是水、油或空气等。

因此根据图6，在整流器40A中，侧面部件47、48和中间部件49借助紧固元件521至523紧固在安装容纳单元52上。在此，侧面部件47、48（无论其相对于中间部件49放置在左边或右边或相反）借助尤其实施为至少一个绝缘盘450的绝缘件紧固在安装容纳单元52上。紧固元件521至523在图2的示例中是螺钉，其紧固在侧面部件47、48、中间部件49和安装容纳单元52的开口中。基于侧面部件47、48与安装容纳单元52之间的需要的绝缘，紧固元件521和523需要附加的绝缘盘450，用于各个部件47、48、49的非接触的但固定的安装。由此，可以针对分别要求的应用非常灵活地并且不耗费地实现整流器40、40A的结构。在此在输出端上，针对具有或没有极切换或极性切换的焊接变压器30，可以使用半导体模块401的通用件。

因此，在整流器40、40A中，通过在驱动器403上放置插接部或连接插接器402可以针对所有晶体管41至44使用相同的晶体管或半导体模块401、尤其是MOSFET模块。

此外，具有极切换的变压器30和没有极切换的变压器30可以利用具有相同的侧面部件47、48的整流器40、40A实现。换言之，与具有极切换的变压器30和没有极切换的变压器30是否与整流器40、40A组合无关地，针对整流器40、40A使用相同的部件。

为此，具有极切换的变压器30和没有极切换的变压器30可以以相同的驱动电路板403（具有装备变型方案）控制，如之前提到的那样。

图8示出了根据第三实施例的具有整流器400的焊接设备3。焊接设备3尤其是电阻焊接设备。焊接设备3在多个部件中以和针对根据前面的实施例的焊接设备2所描述的相同的方式构建。构件41、42、43、44（其实施为模块401并且因此实施为通用件）在此具有至少一个晶体管、然而尤其具有直至大约50个晶体管。然而，数量根据相应的焊接应用的需求可以任意选择。在所有构件41、42、43、44中画入BODY二极管。

与根据前面的实施例的焊接设备2不同地，在根据当前的实施例的焊接设备3中，晶体管41、42、43、44分别特殊地设计为金属-氧化物-半导体-场效应晶体管（MOS-FET）。金属-氧化物-半导体-场效应晶体管在焊接设备3中反向并联连接。

图8示出了具有极切换的变型方案。如果要实现没有极切换的变型方案，那么仅需要晶体管42、44，其中源极接口S连接至变压器30，并且漏极接口（Drain-Anschluss）连接至相应的电极11、12。

如在图8中示出的那样，在焊接变压器30的初级侧的初级电压U1由半导体开关61、62、63、64的桥电路60产生。半导体开关61、62、63、64尤其可以分别是逆变器的绝缘栅双极型晶体管（IGBT=Insulated-Gate Bipolar Transistor）。

在电路60中，第一半导体开关61和第二半导体开关62串联连接。此外，第三半导体开关63和第四半导体开关64串联连接。在第一连接节点71（其布置在第一和第二半导体开关61、62之间）和第二连接节点72（其布置在第三和第四半导体开关63、64之间）之间形成焊接变压器30的初级侧上的初级电压U1。

在焊接变压器30的次级侧，在焊接变压器30的第一和第二输出端31、32之间存在第一次级电压U21。此外，第二次级电压U22存在于焊接变压器30的第二和第三输出端32、33之间。第一次级电压U21和第二次级电压U22在通过整流器400整流之后形成所预选的极性的焊接电压U23。

焊接变压器30将初级电压U1转换为第一和第二次级电压U21、U22。在此，次级电压U21、U22的总和小于初级电压U1的值。此外，焊接变压器30将焊接变压器30的初级侧上的初级电流I1转换为焊接变压器30的次级侧上的次级电流I2。次级电流I2（其也可以被称为焊接电流）具有比初级电流I1更高的值。

焊接设备3的在图8中所示的电路由控制装置20以和关于前面的实施例所描述的相同的方式连接。

替代根据前面的实施例的焊接设备2地，焊接设备3可以使用在根据前面的实施例的设施1中。整流器400尤其是可以以和关于第一和第二实施例所描述的相同的方式设计。

焊接设备3也可以特别有利地使用在板材组合中，其中在焊接钳中导致焊接电极的不同程度的燃耗。此外，焊接设备3可以特别有利地使用在链节的焊接中并且使用在加热体的焊接中。

因此可能的是，至少两个半导体模块401中的两个半导体模块401一起布置在其中一个侧面部件47与中间部件49之间，并且作为由两个晶体管41、42构成的串联电路连接到焊接工具10与焊接变压器30的一个输出端31之间，并且两个另外的半导体模块401一起布置在其中另一个侧面部件48与中间部件49之间，并且作为由两个晶体管43、44构成的串联电路连接到焊接工具10与焊接变压器30的另一个输出端33之间。由此，变压器30的极切换是可能的，如之前关于第一实施例描述的那样。如果不要求变压器30的极切换，那么至少两个半导体模块可以分别单个地布置在其中一个侧面部件47、48与中间部件49之间，并且连接到焊接工具10与焊接变压器30的输出端之间。

此外可能的是，焊接变压器30具有至少两个、然而优选三个输出端，其中在其中两个输出端上分别布置由两个晶体管41、42；43、44构成的串联电路，串联电路的端部相互连接，并且利用焊接变压器30的优选第三输出端连接到焊接工具10上或之前。此外可能的是，晶体管41、42；43、44的串联电路仅由一个或多个相同极性的并联连接的晶体管构成。此外可能的是，针对没有极切换的变型方案，如参考图6和图7描述的那样，在其中两个输出端31、33上分别仅由一个晶体管构成。

设施1、焊接设备2、3和由其执行的用于电阻焊接的方法的所有之前描述的设计方案可以单个地或以所有可能的组合使用。尤其地，之前描述的实施例的所有特征和/或功能可以任意组合。附加地，随后的修改尤其是可想到的。

在附图中示出的部件示意性地示出，并且可以在准确的设计方案中与在附图中示出的形式不同，只要确保其之前描述的功能。

晶体管41、42、43、44可以备选地是双极型晶体管，其中然而，作为金属-氧化物-半导体-场效应晶体管（MOS-FET）的实施方案是优选的。

焊接变压器30可以由两个变压器的并联电路构建。

可能地，直至四个半导体模块401设置在侧面部件47、48与中间部件49之间。显然地，半导体模块401的数量可以根据需求和设计方案是更大的。此外，针对特殊的应用，3个或5个或更多个半导体模块401可以布置在侧面部件47、48与中间部件49之间。

替代由设备50控制的焊接工具10地，设施1可能具有手动工具。设备50备选地可以设计为，使得焊接工具10是手持式工具。

除了针对焊接工具10的其中一个提到的实施变型方案以外，还可想到的是，设施1具有至少一个另外的工具、如螺钉、钻孔或铣削工具、或铆钉工具或切割工具或排毒工具（Toxwerkzeug）或冲压工具。

Claims (15)

1.焊接设备(2；3)的焊接变压器(30)用的整流器(40；40A、400)，所述焊接设备用于焊接至少一个构件(5、6)，所述整流器具有：

第一侧面部件(47)，其用于与所述焊接变压器(30)导电连接，

第二侧面部件(48)，其用于与所述焊接变压器(30)导电连接，

布置并且设计在该第一和第二侧面部件(47、48)之间的中间部件(49)以用于所述焊接设备(2；3)的朝焊接电极(11)的方向的电流输出端，和

至少两个半导体模块(401)，所述半导体模块布置在所述侧面部件(47、48)与所述中间部件(49)之间，并且能够连接到所述焊接设备(2；3)的焊接工具(10)与所述焊接变压器(30)的输出端之间，

其中，所述至少两个半导体模块(401)设计为通用件，所述通用件的直接插接器(4013)布置在半导体模块(401)的侧面，从而在背靠背将两个半导体模块(401)并排布置成列时，所述直接插接器(4013)沿横向于所述列的方向并排布置，以用于将所述至少两个半导体模块(401)与用于所述至少两个半导体模块(401)的电力供应部的驱动电路板(403)连接起来。

2.根据权利要求1所述的整流器(40；40A、400)，其中，所述至少两个半导体模块(401)要么一起布置在其中一个侧面部件(47)与中间部件(49)之间，并且作为由两个晶体管(41、42；43、44)构成的串联电路连接到所述焊接工具(10)与所述焊接变压器(30)的输出端之间，要么所述至少两个半导体模块分别单个地布置在其中一个侧面部件(47)与中间部件(49)之间，并且连接到所述焊接工具(10)与所述焊接变压器(30)的输出端之间。

3.根据权利要求1或2所述的整流器(40；40A、400)，其中，所述至少两个半导体模块(401)分别具有至少一个半导体结构元件(4015)，该半导体结构元件具有至少一个晶体管，并且其中，串联电路的一个晶体管(42；44)的极性相对于串联电路的另一个晶体管(41；43)的极性发生旋转，以便在串联电路的情况下、在所述焊接变压器(30)上实现极性能切换的焊接电压(U23)和极性能切换的焊接电流(I2)。

4.根据权利要求3所述的整流器(40；40A、400)，其中，具有旋转的极性的晶体管(42；44)通过所述中间部件(49)和安装容纳单元(51)设置用于与所述焊接工具(10)连接。

5.根据权利要求3所述的整流器(40；40A、400)，其中，所述晶体管(41、42；43、44)是金属-氧化物-半导体-场效应晶体管。

6.根据权利要求1或2所述的整流器(40；40A、400)，其中，所述至少两个半导体模块(401)的每个半导体模块具有以电子和机械方式相互连接的基板(4011)和盖板(4012)，并且每个半导体模块(401)具有直接插接器(4013)，所述直接插接器从半导体模块(401)的侧面凸出。

7.根据权利要求1或2所述的整流器(40；40A、400)，其中，所述第一侧面部件(47)和所述第二侧面部件(48)非对称地设计，从而所述侧面部件(47、48)相对于所述中间部件(49)的布置结构的交换使半导体模块(401)的数量发生改变，所述半导体模块能够在其中一个侧面部件(47、48)与中间部件(49)之间夹紧。

8.根据权利要求1或2所述的整流器(40；40A、400)，此外具有用于将侧面部件(47、48)紧固在所述焊接变压器(30)上的紧固元件(471、481)，其中，所述紧固元件(471、481)设置在侧面部件(47、48)上，从而能够与侧面部件(47、48)相对于中间部件(49)如何布置无关地，在焊接变压器(30)上使用相同的紧固部位，从而能够或不能实现极性能切换的焊接电流(I2)。

9.焊接设备(2；3)，具有：

带有至少一个焊接电极(11、12)的焊接工具(10)，所述焊接电极为了焊接而与至少一个构件(5、6)接触，

至少一个焊接变压器(30)，用于在焊接所述至少一个构件(5、6)时将电流输送至所述焊接工具(10)，和

根据前述权利要求中任一项所述的至少一个整流器(40；40A、400)，

其中，所述至少一个整流器(40；40A、400)与至少一个焊接变压器(30)连接。

10.根据权利要求9所述的焊接设备(2；3)，其中，所述焊接变压器(30)具有两个输出端(31、33)，在所述输出端上，由两个晶体管(41、42；43、44)构成的串联电路分别连接到焊接工具(10)之前。

11.根据权利要求9或10所述的焊接设备(2；3)，此外具有控制装置(20)，用于在同步运行时在电流方面以负导通的方式接通至少一个串联连接的晶体管(41、42、43、44)。

12.根据权利要求9或10所述的焊接设备(2；3)，其中，所述焊接工具(10)是具有两个焊接电极(11、12)的焊接钳，在焊接时，在所述焊接电极之间布置至少一个构件(5、6)。

13.用于处理物体(4)的设施(1)，具有：

根据权利要求9至12中任一项所述的焊接设备(2；3)，

其中，所述焊接设备(2；3)设置用于焊接至少一个构件(5、6)，所述构件设置用于处理其中至少一个物体(4)。

14.根据权利要求13所述的设施(1)，其中，所述设施(1)设计用于制造作为物体(4)的车辆白车身或加热体或链。

15.用于制造焊接设备(2；3)的焊接变压器(30)用的整流器(40；40A、400)的方法，其中所述方法具有以下步骤：

将中间部件(49)布置在第一和第二侧面部件(47、48)之间，并且将至少各一个半导体模块(401)布置在侧面部件(47、48)与中间部件(49)之间，其中所述第一侧面部件和所述第二侧面部件分别用于与所述焊接变压器(30)导电连接，其中所述中间部件(49)是所述焊接设备(2；3)的朝焊接电极(11)的方向的电流输出端的一部分，并且其中至少两个半导体模块(401)设计为通用件，所述通用件的直接插接器(4013)布置在半导体模块(401)的侧面，从而在背靠背将两个半导体模块(401)并排布置成列时，所述直接插接器(4013)沿横向于所述列的方向并排布置，以用于将所述至少两个半导体模块(401)与用于所述至少两个半导体模块(401)的电力供应部的驱动电路板(403)连接起来，并且

将至少两个半导体模块(401)电连接到焊接工具(10)与焊接变压器(30)的输出端之间。