[發(fā)明專利]一種基于Boost和RC電路的微細電火花脈沖電源

在審

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• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111431432A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊飛;邵佳鈺;汪志鵬;史順飛;吳鵬程;覃德凡;王一娉;李宏良;方斌
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: H02M9/04
• 分類號: H02M9/04;H02M3/158;H02M3/157;B23H1/02;H03K3/57
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 封睿

本發(fā)明公開了一種基于Boost和RC電路的微細電火花脈沖電源，其特征在于，包括主功率回路、驅(qū)動電路、輔助直流電壓源、FPGA控制器，所述主功率回路包括升壓充電電路和放電回路，其中升壓充電電路采用Boost電路，用于調(diào)節(jié)輔助直流電壓源提供的電壓，給放電回路中充電；所述放電回路采用RC電路用于給間隙提供擊穿電壓和擊穿后的放電能量；輔助直流電壓源用于給主功率回路以及驅(qū)動電路供電；FPGA控制器用于根據(jù)給定的目標(biāo)參數(shù)來輸出PWM控制信號給驅(qū)動電路；驅(qū)動電路對PWM控制信號進行數(shù)字隔離和放大，產(chǎn)生驅(qū)動信號驅(qū)動主功率回路中開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷。本發(fā)明提高了充電電壓的可控性和能量調(diào)節(jié)精度，提高了加工精度和加工質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高頻脈沖電源，特別是涉及一種基于Boost和RC電路的微細電火花脈沖電源。

背景技術(shù)

脈沖電源作為電火花加工機床的一個核心部分，脈沖電源的設(shè)計對加工表面的粗糙度、工具電極的損害程度、加工精度、加工效率以及電能利用率有重要影響。對加工精度的高要求意味著脈沖電源單次放電的能量要足夠小，且能量可以微調(diào)，而目前市場上的微細電火花加工脈沖電源多采用張弛式拓撲結(jié)構(gòu)，其單次放電能量小，適用于微細加工，但能量不可控，加工效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于Boost和RC電路的微細電火花脈沖電源。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于Boost和RC電路的微細電火花脈沖電源，包括主功率回路、驅(qū)動電路、輔助直流電壓源、FPGA控制器，所述主功率回路包括升壓充電電路和放電回路，其中升壓充電電路采用Boost電路，用于調(diào)節(jié)輔助直流電壓源提供的電壓，給放電回路中充電；所述放電回路采用RC電路用于給間隙提供擊穿電壓和擊穿后的放電能量；輔助直流電壓源用于給主功率回路以及驅(qū)動電路供電；FPGA控制器用于根據(jù)給定的目標(biāo)參數(shù)來輸出PWM控制信號給驅(qū)動電路；驅(qū)動電路對PWM控制信號進行數(shù)字隔離和放大，產(chǎn)生驅(qū)動信號驅(qū)動主功率回路中開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷。

所述升壓充電電路包括第一開關(guān)管Q₁、第二開關(guān)管Q₂、第一電感L₁、輸入電容C_in、第一二極管D₁，輸出電容C_out，輸入電容C_in并聯(lián)于輔助直流電壓源的正負兩端，輔助直流電壓源一段接地，另一端與第一電感L₁相接，第一電感L₁另一端與第一開關(guān)管Q₁相連，第一防逆流二極管D₁的陽極與第一電感L₁和第一開關(guān)管Q₁的連接點相接，陰極與第二開關(guān)管Q₂相接，第二開關(guān)管Q₂的另一端與輸出電容C_out連接，電容C_out另一端接地。

所述放電回路包括第三開關(guān)管Q₃、第四開關(guān)管Q₄、消電離開關(guān)管Q₅、充電電阻R_ch、充電電容C_ch、第二二極管D₂，充電電阻R_ch與Boost電路輸出端相接，另一端與第三開關(guān)管Q₃連接，第三開關(guān)管Q₃的另一端與充電電容C_ch相接，充電電容C_ch的另一端接地，第四開關(guān)管Q₄和第三開關(guān)管Q₃與充電電容C_ch的連接點相連，另一端連接第二防逆流二極管D₂的陽極，二極管的陰極連接間隙，消電離開關(guān)管Q₅并聯(lián)于間隙兩端。

所述第一開關(guān)管Q₁、第二開關(guān)管Q₂選用infineon公司的型號為IPP60R74C6的N溝道型MOSFET。