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：
本实用新型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。
实用新型内容本实用新型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。本实用新型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，本实用新型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Q1和储能电容C作为Buck-Boost电路环节；以开关管Q1和Q2、储能电容C和 变压器T1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Q1,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。本实用新型通过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。本实用新型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Vs的正极与第一 开关管Q1的漏极连接；第一开关管Q1的源极与电感L的一端连接，然后与变压器T1原边绕 组W11的同名端连接；W11的异名端与电容C的正极相连接，然后与变压器T1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\的负极连接。与现有技术相比本实用新型具有如下优点本实用新型是将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。而本实用新型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是本实用新型具体实施方式
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 t0 t”、 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。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述，但本实用新型的实施不限 于此。参考图1，本实用新型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Q1和储能电容C作为Buck-Boost电路环节；以开关管Q1和Q2、储能电容C和 变压器T1作为推挽逆变电路环节。直流电源Vs的正极与第一开关管Q1的漏极连接；第一 开关管Q1的源极与电感L的一端连接，然后与变压器T1原边绕组W11的同名端连接；W11的 异名端与电容C的正极相连接，然后与变压器T1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给出了本实用新型的电路工作过程，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，本实用新型的工作过程如下阶段1 (t0 t1)，如图2a 第一开关管Q1和第二开关管Q2同时导通。直流电源Vs 一方面通过Q1给电感L充电，另一方面通过Q1和变压器T1的原边绕组W11对储能电容C充 电；Q2导通，电容C给变压器T1的原边绕组W12供电，W12的端电压与电容C的端电压Vc相 同，W11被钳位为电容端电压V。，变压器T1副边绕组W2的端电压等于电容端电压\。阶段2 U1 t2)，如图2b 第一开关管Q1导通，第二开关管Q2关断，直流电源Vs通 过开关管Q1 —方面给电感L充电，另一方面通过电容C给变压器T1的原边绕组W11传递能 量，变压器的副边电压Vq等于(Vs-Vc)。阶段3 (t2 Τ)，如图2c 第一开关管Q1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W11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V0 = -(V+Vc)。本实用新型通过电感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。本实用新型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Q1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拟)、第二开关管(Q2)、电感(L)、储能电容(C)和 变压器(T1)构成；所述Buck-Boost电路环节由电感(L)、第一开关管(Q1)、储能电容(C)和 变压器(T1)的原边绕组(W11)构成，推挽逆变电路环节和Buck-Boost电路环节共用第一开 关管(Q1)。
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(Q1)的漏极与直流电源(Vs)正极连接；第一开关管(Q1)的源极同时与电感(L) 的一端和变压器(T1)原边绕组(W11)的同名端连接；原边绕组(W11)的异名端与储能电容 (C)的正极和变压器(T1)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(T1)的原边绕组(W11)。
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(T1)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。
专利摘要本实用新型提供一种可实现多种输出电压波形的电镀电源电路。本实用新型以电感、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。本实用新型通过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。本实用新型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H02M7/48GK201570992SQ20092027248
公开日2010年9月1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