超短脉冲微细电解加工电源及工艺试验

脉冲电源是实现高精度电解加工的关键技术之一.文中研制了一种用于微细电解加工的超短脉冲--纳秒级脉冲电源,其最小稳定输出脉宽为100 ns,额定电流为1 A,占空比和频率均独立可调.该电源采用直流加斩波输出方案,直流部分采用稳压集成块调压.设计的高频信号发生器工作频率范围宽;驱动信号具有陡峭的上升和下降沿,为斩波器提供了良好的驱动保证.斩波主器件采用快速互补功率场效应管,解决了波形失真问题.文中还针对微细电解加工工艺的特点设计了快速保护电路,实现了高精度的微细电解加工.最后,利用该电源样机加工出典型微细零件,验证了电源的有效性.     

微细电解加工超窄脉冲电源的研发

超窄脉冲电源是实现微细电解加工的关键技术.本文设计了一种新型双路微细电解电源,包括超窄脉冲的产生和功放、加工过程中检测电路以及对脉冲电源保护的电路等,并能减小脉间期间的极化.通过基于超窄脉冲微细电解铣削加工试验,证实了该电源在微细电解加工的可行性.     

三电极微细电解加工脉冲电源

脉冲电源是实现微细电解加工的技术关键之一。该文基于钝化膜增厚过程分析,探讨抑气促溶机理,并设计一种具有脉间输出的三电极微细电解加工脉冲电源,利用辅助电极导入电解池的加工脉间完全去极化电流,完成界面加酸过程。微细阵列孔及微细槽的电解加工实验显示:采用三电极脉冲电源在中性NaNO3电解液中的微细电解加工,蚀除速率从两电极脉冲电源的3.21×10-4 mm3/s提高至6.62×10-4 mm3/s,有效地提高了加工效率;该电源在维持钝性电解液中加工定域性好和中性电解液的环保优势的同时,又具有偏酸性电解液中加工后表面质量高的优点,加工表面粗糙度Ra从0.52μm降至0.28μm。初步实验验证了具有脉间输出的三电极微细电解加工脉冲电源的可行性。     

基于开关串联和延时驱动的高压方波脉冲源研究

在全固态Marx发生器的基础上进行电路拓扑的改进:充电方式采用高压直流充电;多级电容储能合并为一级高压电容储能,减少电路的寄生参数;通过一级半导体串联开关对高压电容输出的直流电压进行斩波形成高压脉冲;增加一组截尾开关,快速释放负载的残存电荷,在脉冲末尾形成快速的下降沿。详细分析了串联半导体开关驱动电路的特点后,设计了串芯磁环隔离驱动电路和共原边延时驱动电路来满足驱动要求。最后在20 kΩ阻性负载上实现10 kV的高压方波脉冲输出。     

基于FAIMS的高场非对称方波电源系统设计

设计了一种用于FAIMS(高场非对称波形离子迁移谱)系统的高场高频非对称方波电源。电源由驱动电路、脉冲成型电路、高通滤波器和补偿电压电路四部分组成。选用半桥结构产生脉冲电压,利用高通滤波器滤除高频方波中的直流分量,把正脉冲变成正负面积相等的非对称脉冲。建立了电路模型,通过实验验证了高场非对称脉冲电源模型建立的正确性。该电路能够输出峰峰值电压为1000 V,方波频率为500 kHz。     

APCP-150镀银智能监控脉冲电镀电源的研制与应用

国产脉冲电镀电源采用手动调节参数,因此在设定好上述参数之后,只能实现单一参数的脉冲波形进行电镀;某些国外电镀电源虽然实现了程控,但也存在一定的缺陷,如脉宽调节范围较窄,脉冲频率不可调,不能实现监控等。针对上述缺陷,新研制成功的APCP-150智能监控脉冲电镀电源针对如何解决电镀恶劣环境对脉冲电源本身的腐蚀而造成质量隐患,以程控技术和斩波技术为主要手段,以大功率半导体器件为主开关器件,通过PLC输出各种频率脉冲信号进行智能控制,并能进行电流监控和脉宽监控,且针对恶劣的电镀环境,创新设计脉冲电源的防腐蚀装置,在镀银生产实际中提高了镀件的质量,减轻了劳动强度和节省了耗材,创造了良好的经济效益。     

微细电火花加工脉冲电源及其脉冲控制技术

为了提高微细电火花加工效率,通过分析微细电火花加工特点,改进了主放电回路,设计了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的微细电火花加工脉冲电源.该电源集成了放电状态检测功能,能够判断每一个脉冲的放电状态,并及时切断有害脉冲.设计了应用于微细电火花加工的清扫脉冲回路,可在极间加载高能量窄脉宽的清扫脉冲,以清除积聚在极间的加工屑.利用该电源在桌面式微细电火花加工机床上进行了微细深孔加工实验和微细孔极限加工实验,取得了较好的加工效果.     

一种微弧氧化逆变电源控制系统

为满足微弧氧化工艺要求,设计出一种两级逆变式微弧氧化电源,介绍了该电源的控制系统.它以高性能DSP作为控制核心,通过调节输出两组4路PWM (脉宽调制)信号分别驱动前级功率逆变电路和后级斩波逆变电路.功率逆变电路采用有限双极性的控制方式以实现电压的调节,通过控制斩波逆变电路可以得到所需的各种电压波形.同时,该电源控制系统还具有过流、过欠压、过热、参数超限等故障诊断与保护功能.试验结果表明,该控制系统可以实现精密、稳定的电源控制,提高电源的适应能力.     

斩波驱动电路的三角波形参数

脉冲宽度调制（ＰＷＭ）信号产生电路是步进电机斩波驱动电路的重要组成部分，其中的三角波产生电路是关系到斩波驱动电路能否正常斩波的关键．为确保电路正常工作，三角波的波形参数必须满足一定条件．１ＰＷＭ信号的产生图１（ａ）为斩波驱动电路的原理图，虚线框内是Ｐ...     

超窄脉冲微细电解铣削加工机理和成型预测建模

采用超窄脉冲电源,利用简单圆柱工具电极在数控系统控制下,实现三维微细电解铣削加工.本文探索了低浓度Na Cl O3溶液、超窄脉冲的微细电解铣削加工机理,进行微细电解铣削加工成型预测建模,并进行基于超窄脉冲微细电解铣削加工试验.     

FAIMS系统用高频高压非对称脉冲电源设计

据高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)系统对非对称脉冲电源的要求,提出了一种FAIMS系统用高频高压非对称脉冲电源的设计方案。该方案依托于通用的半桥电路,辅之以Atmega16为核心的PWM生成电路、可靠的栅极驱动及高压功率MOSFET动态静态保护电路。该电源输出非对称方波幅值达2kV,当频率为200kHz,功耗仅为90W。测试结果表明该设计方案实际可行,能满足FAIMS检测系统的工作需求,且具有电路结构简单、频率占空比可调、功耗低等特点。     

双端脉冲式变压变频电镀电源研制

概括了传统电镀电源应用时存在的主要问题,研制了双端脉冲式变压变频电镀电源.该装置主回路由可控硅调压和IGBT斩波变换器组成,控制回路采用了性能优良的专门应用于实时控制领域的数字信号处理器TMS320F240.实验结果表明,在金属及其合金表面生成陶瓷层的阳极氧化方法中,该系统能很好的实现电压波形变换和宽范围的脉冲参数调节.     

微弧氧化逆变电源控制系统的研究

为满足微弧氧化工艺要求,设计出一种两级逆变式微弧氧化电源.介绍了两级逆变式微弧氧化电源的控制系统.它以高性能DSP作为其控制核心,通过调节输出两组4路PWM信号分别驱动前级功率逆变电路和后级斩波逆变电路.功率逆变电路采用有限双极性的控制方式以实现电压大小的调节,通过控制斩波逆变电路可以得到所需的各种电压波形.同时,该控制系统还具有过流、过欠压、过热、参数超限等故障诊断与保护功能.试验和应用证明,该控制系统可以实现精密、稳定的控制,提高了电源的适应能力,拓宽了实用范围.     

中频离子氮化脉冲电源的控制电路设计

介绍了自行研制的中频离子氮化脉冲电源的结构.利用UC 3825B设计了中频离子氮化脉冲电源的逆变控制电路,同时设计了一种新的灭弧保护电路.该控制电路已成功用于离子氮化脉冲电源,解决了高频变压器的偏磁问题,保护电路能快速可靠地灭弧,灭弧时间约为2.5μs.     

基于倍压整流电路的高压交流电源设计

传统高压交流电源通常由高频交流(HF)变压器、整流滤波电路和逆变桥正弦脉宽调制(SPWM)主电路组成。设计高频高压变压器是传统高压交流电源设计中的难点。提出一种新型小功率高压交流开关电源设计方案,采用倍压整流技术和升压斩波(BOOST)电路实现升压,避免了设计高频高压变压器时的绝缘距离受限制、空载电流过大,高频振荡回路可靠性低等问题,简化小功率高压交流电源拓扑结构,具有设计简洁,稳定可靠的优点。     

基于频响分析法的脉冲电源与容性负载间匹配电路设计

为克服传统的基于负载匹配法设计的匹配电路存在导致容性负载上脉冲电压上升率明显降低的不足,提高脉冲电源在容性负载下的应用效果,提出了将频响分析用于设计脉冲电源与容性负载问匹配电路的方法．基于此法设计了一种由电感（Lm）支路和与其并联的阻-容（Rm-Cm）串联支路构成的匹配电路,当Lm、Rm和Cm满足使容性负载上的脉冲电压（u2）与脉冲电源输出的脉冲电压（u1）之比（u2/u1）的频响特性,在脉冲电源输出的脉冲电压的有效频谱范围内接近不失真系统频响特性的条件时,可在容性负载上得到既无振荡,且上升率高的脉冲电压．实验验证该匹配电路是有效的．     

模拟微弱PD UHF信号纳秒级陡脉冲源的研制

针对电气设备超高频法检测局部放电的定位和定量校正需要,设计了一种纳秒级陡脉冲源,构建了相应的电路模型,用Pspice仿真分析了储能电容和电源电压对产生陡脉冲波形的影响。该纳秒级陡脉冲源在储能电容为10、20pF时,脉冲上升陡度分别达到0.68、0.90ns,脉宽分别为0.98、1.18ns,脉冲峰值分别为8.72、12.2V,产生的局部放电量分别为320、600pC,用研制的套筒单极子天线接收的多路陡脉冲信号稳定,误差小于70ps,可以用于超高频法检测局部放电的定位和定量校正试验研究。     

用于KTP晶体极化反转的高压脉冲电源的研究

分析了KTP晶体的外电场周期极化反转的机理,设计并研制出一种采用高压开关管的高压脉冲电源,可以将任意信号发生器输出的2V方波脉冲波形放大,输出最高电压为5000V、上升沿小于50μs、最大输出电流超过30mA、脉宽为任意的方波脉冲。用此高压脉冲电源在KTP晶体上进行多次极化反转实验,得到良好的实验结果。     

步进电机高性能驱动装置的研究

本文论述了采用N沟道VDMOS开关管构成的功率步进电动机驱动电源的设计，说明了驱动系统的工作原理，给出了装置中的调频调压电路、PWM串联型开关电源和斩波限流电路．