[發明專利]一種斬波式節能型電加工脈沖電源

有效

• 申請號: 201410827127.0
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104475886A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 張立材;武劍;王民;孫曉艷;王稚慧;陳羽
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B23H1/02
• 分類號: B23H1/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

1.一種斬波式節能型電加工脈沖電源，其特征在于，包括第二可調直流電源(2)、第一可調直流電源(1)、主控單片機、穩流電路(3)、第一功率開關管(Q1)、第二功率開關管(Q2)、第一高壓隔離二極管(D1)、第二高壓隔離二極管(D2)、脈沖變換及起弧驅動電路(4)、脈沖變換及斬波驅動電路(5)及電源調節控制電路(7)；

所述第二可調直流電源(2)的負極與第一可調直流電源(1)的正極相連接，第一可調直流電源(1)的負極與待加工工件相連接，第二可調直流電源(2)的正極經第一功率開關管(Q1)與第一高壓隔離二極管(D1)的正極相連接，第一可調直流電源(1)的正極依次經穩流電路(3)及第二功率開關管(Q2)與第二高壓隔離二極管(D2)的正極相連接，第一高壓隔離二極管(D1)的負極與第二高壓隔離二極管(D2)的負極相連接后與電極相連接；

主控單片機經通信接口(8)與直流電源調節控制電路(7)的輸入端、脈沖變換及起弧驅動電路(4)的輸入端、脈沖變換及斬波驅動電路(5)的輸入端及穩流電路(3)的輸入端相連接，脈沖變換及起弧驅動電路(4)的輸出端與第一功率開關管(Q1)的控制端相連接，脈沖變換及斬波驅動電路(5)的輸出端與第二功率開關管(Q2)的控制端相連接，電源調節控制電路(7)的輸出端分別與第一可調直流電源(1)的控制端及第二可調直流電源(2)的控制端相連接。

2.根據權利要求1所述的調壓式節能型電加工脈沖電源，其特征在于，所述第一可調直流電源(1)的電流大小及電壓大小分別為0-50A及0-60V。

3.根據權利要求1所述的斬波式節能型電加工脈沖電源，其特征在于，所述第二可調直流電源(2)的電流大小及電壓大小分別為200-300V及0-5A。

4.根據權利要求1所述的斬波式節能型電加工脈沖電源，其特征在于，

通過脈沖變換及起弧驅動電路(4)輸出的PWM脈沖信號控制第一功率開關管(Q1)輸出的起弧電流脈沖，并在起弧電流產生后關斷第一功率開關管(Q1)；

通過脈沖變換及斬波驅動電路(5)輸出的PWM脈沖信號控制第二功率開關管(Q2)輸出的電流脈沖寬度，其中，第二功率開關管(Q2)輸出的電流脈沖寬度最小為1μs。

5.根據權利要求1所述的斬波式節能型電加工脈沖電源，其特征在于，所述穩流電路(3)包括第三功率開關管(Q3)，第三功率開關管(Q3)與第二可調直流電源(2)的正極及第二功率開關管(Q2)相連接，第三功率開關管(Q3)的控制端與主控單片機的輸出端相連接。

6.根據權利要求4所述的斬波式節能型電加工脈沖電源，其特征在于，還包括用于檢測第二功率開關管(Q2)輸出電流的檢測器，檢測器由第一脈沖電流傳感器及第二脈沖電流傳感器組成，其中，第一脈沖電流傳感器與第二功率開關管(Q2)串聯連接，第二脈沖電流傳感器與第三功率開關管(Q3)串聯連接。

7.根據權利要求5所述的斬波式節能型電加工脈沖電源，其特征在于，電極與待加工工件之間的脈沖電流間隙電壓Vo≥V_Q2+V_Q4+V_D2+V_間隙，其中，V_Q2為第二功率開關管(Q2)的飽和電壓降，V_Q4為第三功率開關管(Q3)的穩壓電壓降，V_D2為第二高壓隔離二極管(D2)的導通電壓降，V_間隙為放電間隙電弧電壓降。

8.根據權利要求1所述的斬波式節能型電加工脈沖電源，其特征在于，所述第二可調直流電源(2)在每個脈沖周期的工作時間小于0.2μs。

9.根據權利要求1所述的斬波式節能型電加工脈沖電源，其特征在于，

所述第一功率開關管(Q1)的電流容量及第一高壓隔離二極管(D1)的電流容量均小于10A，耐壓范圍均大于等于600V；

所述第二功率開關管(Q2)及第二高壓隔離二極管(D2)的電流容量均大于100A，第二功率開關管(Q2)的耐壓范圍大于等于150V，第二高壓隔離二極管(D2)的耐壓范圍大于等于600V。

10.根據權利要求1所述的斬波式節能型電加工脈沖電源，其特征在于，還包括用于檢測電極與待加工工件之間的脈沖電流間隙電壓Vo的檢測電路(7)。