[發(fā)明專(zhuān)利]兩級(jí)逆變式微弧氧化電源及其輸出調(diào)節(jié)控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810026440.9
• 申請(qǐng)日: 2008-02-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101311325A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾敏;曹彪;陳和平;黃增好
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C25D11/02
• 分類(lèi)號(hào): C25D11/02;H02M7/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李衛(wèi)東;羅觀祥

1、兩級(jí)逆變式微弧氧化電源，其特征在于：包括主電路、控制系統(tǒng)、人機(jī)交互設(shè)備，其中主電路包括電源開(kāi)關(guān)、輸入整流濾波電路、功率逆變電路、高頻變壓器、輸出整流濾波電路、斬波逆變電路；控制系統(tǒng)包括控制變壓器、控制電路；所述人機(jī)交互設(shè)備包括鍵盤(pán)、顯示設(shè)備；所述控制變壓器、輸入整流濾波電路分別通過(guò)電源開(kāi)關(guān)與工頻交流電網(wǎng)連接，斬波逆變電路與負(fù)載連接，控制電路與功率逆變電路、斬波逆變電路、鍵盤(pán)、顯示設(shè)備分別連接，且與輸出整流濾波電路的輸出端連接。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述兩級(jí)逆變式微弧氧化電源，其特征在于：所述控制電路包括處理器及其連接的電壓/電流采樣電路、過(guò)載保護(hù)電路、功率逆變驅(qū)動(dòng)電路、斬波逆變驅(qū)動(dòng)電路；所述功率逆變驅(qū)動(dòng)電路、斬波逆變驅(qū)動(dòng)電路相應(yīng)與功率逆變電路、斬波逆變電路連接，所述電壓/電流采樣電路分別與輸出整流濾波電路的輸出端連接；處理器還與所述控制變壓器、鍵盤(pán)、顯示設(shè)備連接。

3、根據(jù)權(quán)利要求2所述兩級(jí)逆變式微弧氧化電源，其特征在于：所述處理器包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、比較模塊、PWM輸出模塊、顯示驅(qū)動(dòng)模塊和鍵盤(pán)接口，A/D轉(zhuǎn)換模塊與電壓/電流采樣電路連接，PWM輸出模塊與所述功率逆變驅(qū)動(dòng)電路、斬波逆變驅(qū)動(dòng)電路分別連接，顯示驅(qū)動(dòng)模塊與顯示設(shè)備連接，鍵盤(pán)接口與鍵盤(pán)連接。

4、根據(jù)權(quán)利要求3所述兩級(jí)逆變式微弧氧化電源，其特征在于：所述處理器采用8通道PWM輸出的DSP實(shí)現(xiàn)；所述電壓/電流采樣電路包括有霍爾傳感器，電壓、電流變換電路。

5、根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述兩級(jí)逆變式微弧氧化電源，其特征在于：所述功率逆變電路采用全橋式逆變轉(zhuǎn)換電路，其由四個(gè)IGBT管以及反并聯(lián)二極管、電容和電阻組成，四個(gè)IGBT管組成橋的四臂，所述高頻變壓器與四個(gè)IGBT管分別連接；所述斬波逆變電路采用全橋式逆變轉(zhuǎn)換電路，其由四個(gè)IGBT管以及反并聯(lián)二極管、電容和電阻組成，四只IGBT管組成橋的四臂，所述負(fù)載與四個(gè)IGBT管分別連接。

6、采用權(quán)利要求5所述兩級(jí)逆變式微弧氧化電源的輸出調(diào)節(jié)控制方法，其特征在于包括以下工作步驟：

工頻交流電經(jīng)輸入整流濾波電路變成低紋波的直流電，然后由功率逆變電路將直流電變成交流電；然后通過(guò)高頻變壓器變壓，再由輸出整流濾波電路將交變的電壓變成直流電，供給斬波逆變電路；

電壓/電流采樣電路對(duì)所述輸出整流濾波電路輸出的電壓/電流信號(hào)進(jìn)行采樣后，提供給控制電路進(jìn)行比較、放大處理并輸出控制信號(hào)控制功率逆變電路、斬波逆變電路，從而根據(jù)微弧氧化的工藝需要為負(fù)載提供所需的輸出電壓/電流波形；所述輸出電壓/電流波形包括直流、直流脈沖、交流對(duì)稱(chēng)、交流不對(duì)稱(chēng)波形。

7、根據(jù)權(quán)利要求6所述兩級(jí)逆變式微弧氧化電源的輸出調(diào)節(jié)控制方法，其特征在于：

若需要提供直流波形或者直流脈沖波形，則通過(guò)控制電路控制斬波逆變電路中的一對(duì)IGBT管始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，而將控制斬波逆變電路中的另一對(duì)IGBT管始終保持關(guān)斷狀態(tài)，由控制電路保證功率逆變電路輸出為直流或者脈沖；

若需要提供交流對(duì)稱(chēng)波形或者不對(duì)稱(chēng)波形，則通過(guò)控制電路控制斬波逆變電路中的兩對(duì)IGBT管交替導(dǎo)通和關(guān)斷，其導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間由控制電路控制，當(dāng)輸出為正向波形時(shí)，其中一對(duì)IGBT管一直導(dǎo)通，另一對(duì)IGBT管關(guān)斷；反之，則輸出為負(fù)向波形，其輸出電壓/電流的大小由控制電路控制功率逆變電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)正、負(fù)向輸出相同時(shí)，為交流對(duì)稱(chēng)模式，當(dāng)正、負(fù)向輸出不同時(shí)，為交流不對(duì)稱(chēng)模式。

8、根據(jù)權(quán)利要求7所述兩級(jí)逆變式微弧氧化電源的輸出調(diào)節(jié)控制方法，其特征在于：通過(guò)控制電路來(lái)控制輸出模式為電壓輸出或者電流輸出，即：

當(dāng)輸出模式為電壓輸出時(shí)，通過(guò)霍爾電壓傳感器采樣輸出電壓與控制電路中的給定電壓比較，控制功率逆變電路IGBT管的導(dǎo)通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)輸出電壓大小的調(diào)節(jié)，當(dāng)給定電壓為直流電壓時(shí)，電源輸出電壓為直流波形，當(dāng)給定電壓為脈沖電壓時(shí)，電源輸出電壓為脈沖波形；

當(dāng)輸出模式為電流輸出時(shí)，通過(guò)霍爾電流傳感器采樣輸出電流與控制電路中的給定電流值比較，控制功率逆變電路IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)輸出電流大小的調(diào)節(jié)，當(dāng)給定電流為直流電時(shí)，電源輸出電流為直流波形，當(dāng)給定電流為脈沖波形時(shí)，電源輸出電流為脈沖波形；

電壓/電流輸出的穩(wěn)定性相應(yīng)通過(guò)電壓/電流負(fù)反饋控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，控制方法采用變結(jié)構(gòu)的PID控制方法。

9、根據(jù)權(quán)利要求8所述兩級(jí)逆變式微弧氧化電源的輸出調(diào)節(jié)控制方法，其特征在于：所述電壓/電流負(fù)反饋控制是指：電壓/電流采樣電路對(duì)輸出整流濾波電路的輸出電壓/電流進(jìn)行采樣，再輸入到控制電路，與控制電路中的給定值比較，從而進(jìn)行電壓/電流負(fù)反饋控制。