专利名称：一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电镀电源的电路以及推挽逆变器技术领域，具体涉及一种可实现多种
输出电压波形的电镀电源电路。
背景技术：
目前广泛采用的电镀电源电路大多是直流电路、矩形波电路等电路，而目前这些 已有的电路存在单一性，即其中每一种类型的输出波形只适用于一种特定的电镀。但是由 于电镀的差异性，针对一些特殊的电镀，其需要特殊的电压波形，如正负幅值不对称、阶梯 波等要求。为了满足这种特殊电压波形的要求，现有的电镀电源由多种电路组合而成，每种 电路产生单一的电压波形，然后将每种电压波形交错并联而得所需的电压波形。显然，这种 电镀电源需要多个电路，其结构复杂、体积大、成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可实现多种输出电压波形 的电镀电源电路。 本发明的一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路是将Buck-Boost电路环 节与常规单相推挽逆变电路环节整合而得，本发明适用多种输出电压波形的电镀电源电 路，可以通过Buck-Boost电路环节的调制，使电路输出的电压波形包含正高电平、正低电 平和负电平三种电平，这三种电平的脉冲宽度与幅值均可调。 上述一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路，其具体电路主要包括以电 感L、开关管Q工和储能电容C作为Buck-Boost电路环节；以开关管Q工和92、储能电容C和 变压器1\作为推挽逆变电路环节。所述Buck-Boost电路环节和推挽逆变电路环节共用开 关管Qp构成单相升降压推挽逆变电路，整个电路只使用了两个开关管，降低了成本，降低 控制电路的复杂性，提高电路的可靠性。 本发明通过Buck-Boost电路环节的调制，提高逆变电路的输出电压调节范围，适 用于宽输出交流电压范围的应用场合。本发明的输出电压波形由正高电平、正低电平和负 电平三种电平组成，这三种电平的脉冲宽度与幅值均可调，可以满足部分特殊电镀工艺所 需要的多种电压波形。 上述的一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路，直流电源、的正极与第一 开关管Qi的漏极连接；第一开关管Qi的源极与电感L的一端连接，然后与变压器1\原边绕 组Wn的同名端连接；Wn的异名端与电容C的正极相连接，然后与变压器1\原边绕组W12的 同名端连接；W12的异名端与第二开关管Q2的漏极连接；电感L的另一端、电容C的负极、第 二开关管Q2的源极与直流电源Vs的负极连接。 与现有技术相比本发明具有如下优点本发明是将Buck-Boost电路环节与常规 单相推挽逆变电路环节整合而得，整个电路只使用了两个开关管，降低了成本，降低控制电 路的复杂性，提高电路的可靠性。广泛采用的电镀电源电路大多是直流电路、矩形波电路等电路，而目前这些已有的电路存在单一性，即其中每一种类型的输出波形只适用于一种特 定的电镀。而本发明的输出电压波形由正高电平、正低电平和负电平三种电平组成，这三种 电平的脉冲宽度与幅值均可调，可以满足部分特殊电镀工艺所需要的多种电压波形。
图1是本发明具体实施方式
中一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路的 实例图。 图2a 图2c分别是图1所示一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路在 t。 V ^ t2和t2 T时间段的工作过程图。 图3是图1所示一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路在两个开关周期2T 内的主要电压波形。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的具体实施作进一步描述，但本发明的实施不限于此。
参考图l，本发明所述的一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路以电感L、 开关管Q工和储能电容C作为Buck-Boost电路环节；以开关管Q工和92、储能电容C和变压 器1\作为推挽逆变电路环节。直流电源Vs的正极与第一开关管的漏极连接；第一开关 管Qi的源极与电感L的一端连接，然后与变压器1\原边绕组Wn的同名端连接；Wn的异名 端与电容C的正极相连接，然后与变压器1\原边绕组W12的同名端连接；W12的异名端与第 二开关管Q2的漏极连接；电感L的另一端、电容C的负极、第二开关管Q2的源极与直流电源 Vs的负极连接。 图2给出了本发明的电路工作过程，图3给出了以下各个时间段的电压波形。在 一个开关周期T内，本发明的工作过程如下 阶段1 (t。 t》，如图2a :第一开关管Q工和第二开关管Q2同时导通。直流电源Vs 一方面通过给电感L充电，另一方面通过Q工和变压器1\的原边绕组Wn对储能电容C充 电；Q2导通，电容C给变压器1\的原边绕组W12供电，W12的端电压与电容C的端电压Vc相 同，Wn被钳位为电容端电压V"变压器1\副边绕组W2的端电压等于电容端电压Vc。
阶段2 t2)，如图2b :第一开关管Q工导通，第二开关管Q2关断，直流电源Vs通 过开关管Q工 一方面给电感L充电，另一方面通过电容C给变压器1\的原边绕组Wn传递能 量，变压器的副边电压V。等于(Vs-Vc)。 阶段3 (t2 T)，如图2c :第一开关管Q工和第二开关管Q2同时关断，电感L和电容 C同时给Tl的原边绕组Wtl传递能量，变压器的副边电压幅值等于电感L的反电动势、加 上电容端电压Vc，即V。 = _(VL+VC)。 本发明通过电感L使得输出的交流电压峰值得到控制，克服了常规推挽逆变电路 输出电压峰值较低的缺点，并且整个电路只使用了两个开关管，降低了成本，降低控制电路 的复杂性，提高电路的可靠性。本发明通过对开关管的控制，输出电压波形有正高电平、正 低电平和负电平三种电平组成。当两个开关管同时导通的时候，输出电压波形为正高电平； 当开关管导通、Q2关断的时候，输出电压波形为正低电平，当两个开关管同时关断的时 候，输出电压波形为负电平。通过对电路中两个开关管各自导通时间的调节，这三种电平的脉冲宽度与幅值均可调，可以满足部分特殊电镀工艺所需要的多种电压波形。
权利要求
一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路，其特征在于包括Buck-Boost电路环节与推挽逆变电路环节，所述推挽逆变电路环节包括有第一开关管(Q1)和第二开关管(Q2)；所述推挽逆变电路环节和Buck-Boost电路环节共用第一开关管(Q1)，构成单相升降压推挽逆变电路。
2. 根据权利要求1所述的一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路，其特征在于，所述推挽逆变电路环节由第一开关管(Q》、第二开关管(Q》、电感(U、储能电容(C)和变压器0\)构成；所述Buck-Boost电路环节由电感(L)、第一开关管(Q》、储能电容(C)和变压器0\)的原边绕组(Wu)构成，推挽逆变电路环节和Buck-Boost电路环节共用第一开关管(Q》。
3. 根据权利要求2所述的一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路，其特征在于第一开关管(Q》的漏极与直流电源(Vs)正极连接；第一开关管(Q》的源极同时与电感(L)的一端和变压器0\)原边绕组(Wu)的同名端连接；原边绕组(Wu)的异名端与储能电容(C)的正极和变压器(T》原边绕组(W12)的同名端连接；原边绕组(W12)的异名端与第二开关管(Q2)的漏极连接；电感(L)的另一端、储能电容(C)的负极、第二开关管(Q2)的源极均与直流电源(Vs)的负极连接。
4. 根据权利要求3所述的一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路，其特征在于推挽逆变电路环节和Buck-Boost电路环节共用变压器(T》的原边绕组(Wn)。
5. 根据权利要求1 4任一项所述的一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路，其特征在于，变压器0\)副边绕组(W2)的端电压即输出电压波形由正高电平、正低电平和负电平三种电平组成。
全文摘要
本发明提供一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路。本发明以电感、第一开关管和储能电容作为Buck-Boost电路环节；以第一开关管和第二开关管、储能电容和变压器作为推挽逆变电路环节。Buck-Boost电路环节和推挽逆变电路环节共用第一开关管，构成单相升降压推挽逆变电路，降低了成本，降低控制电路的复杂性，提高电路的可靠性。本发明通过Buck-Boost电路环节的调制，提高逆变电路的输出电压调节范围，适用于宽输出交流电压范围的应用场合。本发明的输出电压波形由正高电平、正低电平和负电平三种电平组成，这三种电平的脉冲宽度与幅值均可调，可以满足部分特殊电镀工艺所需要的多种电压波形。
文档编号C25D17/00GK101702590SQ20091024607
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者丘东元, 张桂东, 张波, 肖文勋 申请人:华南理工大学