[發(fā)明專利]基于雪崩三極管的微細(xì)電火花加工用納秒脈沖電源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910559212.6
• 申請(qǐng)日: 2019-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110247644B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佟浩;權(quán)冉;孔全存;李勇;李俊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H03K3/335
• 分類號(hào): H03K3/335;B23H1/02;H02M9/04
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤(rùn)

1.一種基于雪崩三極管的微細(xì)電火花加工用納秒脈沖電源，其特征在于，包括：直流電源、充電電路、放電電路、驅(qū)動(dòng)脈沖輸入電路和陡化波形電路；

所述充電電路包括：第一限流電阻R1和二極管D1；

所述放電電路包括：儲(chǔ)能電容C1、第一雪崩三極管T1和控制電阻R2；

所述驅(qū)動(dòng)脈沖電路包括：第二限流電阻R3和第三限流電阻R4；

所述陡化波形電路包括：第二雪崩三極管T2；

其中，所述第一限流電阻R1一端與所述直流電源相連，另一端分別與所述儲(chǔ)能電容C1和所述第一雪崩三極管T1的集電極相連；

所述二極管D1的正極分別與所述儲(chǔ)能電容C1、所述第二雪崩二極管T2的發(fā)射極和所述控制電阻R2相連，負(fù)極分別與所述直流電源、所述第三限流電阻R4、所述第二限流電阻R3、所述第一雪崩三極管T1的發(fā)射極和所述第二雪崩二極管T2的集電極相連；

所述儲(chǔ)能電容C1一端分別與所述第一限流電阻R1和所述第一雪崩三極管T1的集電極相連，另一端分別與所述二極管D1的正極、所述第二雪崩二極管T2的發(fā)射極和所述控制電阻R2相連；

所述第一雪崩三極管T1的基極分別與所述第二限流電阻R3和所述第三限流電阻R4相連，集電極分別與所述第一限流電阻R1和所述儲(chǔ)能電容C1相連，發(fā)射極分別與所述直流電源、所述第三限流電阻R4、所述第二限流電阻R3、所述二極管D1的負(fù)極和所述第二雪崩二極管T2的集電極相連；

所述控制電阻R2一端分別與所述儲(chǔ)能電容C1、所述二極管D1的正極和所述第二雪崩二極管T2的發(fā)射極相連，另一端與所述第二雪崩二極管T2的基極相連；

所述第二限流電阻R3一端分別與所述第三限流電阻R4和所述第一雪崩三極管T1的基極相連，另一端分別與所述直流電源、所述第三限流電阻R4、所述第一雪崩三極管T1的發(fā)射極、所述二極管D1的負(fù)極和所述第二雪崩二極管T2的集電極相連；

所述第三限流電阻R4一端分別與所述第二限流電阻R3和所述第一雪崩三極管T1的基極相連，另一端分別與所述直流電源、所述第二限流電阻R3、所述第一雪崩三極管T1的發(fā)射極、所述二極管D1的負(fù)極和所述第二雪崩二極管T2的集電極相連；

所述第二雪崩三極管T2的基極與所述控制電阻R2相連，發(fā)射極分別與所述儲(chǔ)能電容C1、所述二極管D1的正極和所述控制電阻R2相連，集電極分別與所述直流電源、所述第三限流電阻R4、所述第二限流電阻R3、所述第一雪崩三極管T1的發(fā)射極、所述二極管D1的負(fù)極相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雪崩三極管的微細(xì)電火花加工用納秒脈沖電源，其特征在于，所述充電電路通過(guò)所述直流電源為所述儲(chǔ)能電容C1充電。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雪崩三極管的微細(xì)電火花加工用納秒脈沖電源，其特征在于，通過(guò)控制所述驅(qū)動(dòng)脈沖輸入電路輸入的脈沖信號(hào)來(lái)控制所述放電電路中所述第一雪崩三極管T1的通斷。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雪崩三極管的微細(xì)電火花加工用納秒脈沖電源，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)脈沖輸入電路輸入正脈沖信號(hào)時(shí)，所述放電電路中的所述第一雪崩三極管T1打開(kāi)，所述放電電路輸出端之間產(chǎn)生電壓并具有脈沖上升沿，當(dāng)所述放電電路中放電并有電流流過(guò)時(shí)，所述控制電阻R2產(chǎn)生電壓差從而使所述陡化波形電路中的所述第二雪崩二極管T2打開(kāi)，所述放電電路輸出端短路，獲得脈沖下降沿和窄脈寬。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雪崩三極管的微細(xì)電火花加工用納秒脈沖電源，其特征在于，根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)脈沖輸入電路輸入脈沖的類型產(chǎn)生單個(gè)或者連續(xù)多個(gè)納秒級(jí)放電脈沖。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于雪崩三極管的微細(xì)電火花加工用納秒脈沖電源，其特征在于，通過(guò)調(diào)節(jié)所述直流電源來(lái)調(diào)節(jié)所述納秒級(jí)放電脈沖的峰值電壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雪崩三極管的微細(xì)電火花加工用納秒脈沖電源，其特征在于，所述陡化波形電路受所述放電電路反饋控制，在所述第二雪崩三極管T2的基極與集電極之間的工具電極和工件之間放電擊穿后，所述陡化波形電路將工具電極和工件短路以陡化所述納秒級(jí)放電脈沖的下降沿。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雪崩三極管的微細(xì)電火花加工用納秒脈沖電源，其特征在于，將所述直流電源接入所述充電電路輸入端，將驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)接入所述驅(qū)動(dòng)脈沖輸入電路輸入端，將工具電極和工件接入所述第二雪崩三極管T2的基極和集電極之間，輸入驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，工具電極和工件之間將產(chǎn)生單個(gè)或連續(xù)納秒級(jí)窄脈寬脈沖。