[發明專利]基于FPGA的納秒級微能脈沖電源

有效

• 申請號: 200910045051.5
• 申請日: 2009-01-08
• 公開（公告）號: CN101474698A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 趙萬生;蔣毅;顧琳;康小明
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B23H1/02
• 分類號: B23H1/02
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種基于FPGA的納秒級微能脈沖電源，其特征在于：包括脈寬調制與檢測部分，以及主放電回路部分，所述脈寬調制與檢測部分包括FPGA、光耦、比較器、A/D轉換模塊、顯示與報警模塊、脈沖寬度輸入模塊，所述主放電回路部分包括功率管驅動模塊、充放電回路模塊、放電能量調節模塊，其中：FPGA產生的脈沖信號通過光耦隔離后，輸出到功率管驅動模塊的輸入端，功率管驅動模塊將輸入的脈沖信號放大，產生供驅動充放電回路模塊用的驅動信號；充放電回路模塊的輸出電壓加載到電火花加工機床的電極與工件，并且，充放電回路模塊的輸出經衰減后連接到比較器和A/D轉換模塊，比較器和A/D轉換模塊的輸出端連接到FPGA，由FPGA處理得出放電狀態信息；FPGA通過串行電纜將這些放電狀態信息輸出到上位機，FPGA的輸出端連接到顯示與報警模塊，顯示當前的脈沖寬度和脈沖間隔，脈沖寬度輸入模塊連接到FPGA供脈寬調制時作輸入；放電能量調節模塊連接到主放電回路部分中的充放電回路模塊，調節加工脈沖的開路電壓和儲能電容的容值。

2.根據權利要求1所述的基于FPGA的納秒級微能脈沖電源，其特征是，所述充放電回路模塊的構成為：第二電阻(R2)的一端與肖特基二極管(D)的負端連接，另一端與第一場效應管(M2)的漏極連接；儲能電容(C)的一端與肖特基二極管(D)的負端連接，第二場效應管(M1)的柵極連接到功率管驅動模塊的正相脈沖輸出端，第一場效應管(M2)的柵極連接到功率管驅動模塊的負相脈沖輸出端，肖特基二極管(D)的正端與場效應管的第二場效應管(M1)的漏極連接；

所述放電能量調節模塊的構成為：第一電阻(R1)的一端與直流電源(V)的正極連接，儲能電容(C)的另一端與直流電源(V)的負極連接；

充放電回路模塊的第一場效應管(M2)和第二場效應管(M1)的源極均與直流電源(V)的負極連接，第二場效應管(M1)的漏極與第一電阻(R1)的另一端連接。

3.根據權利要求1所述的基于FPGA的納秒級微能脈沖電源，其特征是，所述FPGA接入頻率50MHz以上的晶振，保證其能產生最高頻率25MHz，脈沖寬度和脈沖間隔最小達到20ns。

4.根據權利要求1所述的基于FPGA的納秒級微能脈沖電源，其特征是，所述脈沖寬度輸入模塊，其脈沖寬度和脈沖間隔從20ns～60μs可調。