专利名称：大功率电塑性加工用脉冲电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源装置，具体地说是一种用于电塑性加工用的 低阻抗、大电流、窄脉宽、矩形波形好的脉冲电源装置。
背景技术：
在电塑性加工过程中，需要对处在变形状态下的金属(如丝材、板材 等)通入适当的脉冲电流，其脉冲电流要求为峰值电流大、脉宽窄、且 脉宽、频率可调。目前，应用于电塑性加工的脉冲电源装置多采用可控硅 构成，如专利号为01204748.1，发明名称为"电塑加工脉冲电源"的中国 专利所记载的脉冲电源电路包括三向整流电路、可控硅、电感器、电容器 和脉冲变压器。这样的脉冲电路输出电流量虽然较大，但输'出的脉冲波形 多为不规则的矩形波，脉冲上升时间和下降时间较长。这个弊端导致了流 经电塑性加工件的峰值电流持续时间过短，极大地降低了金属的电塑性效 应，对电塑性效应中电参数(电流密度和脉宽)对金属塑性影响的理论研 究也造成了很大的麻烦。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种大功率的电 塑性加工用脉冲电源装置，这种脉冲电源装置利用性能好、功率大的GTR 模块，是一种电流峰值大、脉冲矩形波形好，满足电塑性加工及理论研究 要求的电塑性加工用脉冲电源装置
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是所述脉冲电源装置 包括电源电路(la)、脉冲振荡电路(2a)、脉冲频率和脉冲宽度调节电路(3a)、 驱动电路(4a)、脉冲功率发生电路(5a)、脉冲功率控制电路(6a)。其特 征是所述电源电路(la)由功率电源(la》、驱动电源(la2)和低压电 源(la3)组成，功率电源(la,)为脉冲功率发生电路(5a)供电(V1)，驱 动电源(la2)为驱动电路(4a)提供50伏直流电(V2);低压电源(la3) 为脉冲振荡电路(2a)、脉冲频率和脉冲宽度调节电路(3a)和脉冲功率控 制电路(6a)中的NE555集成电路提供电源。所述的脉冲振荡电路(2a)
由NE555时基集成电路组成，连接脉冲功率控制电路(6a);所述的脉冲频 率和脉冲宽度调节电路(3a)由NE555时基集成电路组成，连接脉冲振荡 电路(2a);所述的驱动电路(4a)由达林顿管和功率电阻组成，连接脉冲 功率发生电路(5a);所述的脉冲功率发生电路(5a)由大功率GTR模块和 功率电阻组成；所述的脉冲功率控制电路(6a)由可控单稳态触发器组成， 连接驱动电路(4a)。在电路中，直流电源与负载没有直通回路，安全性好。
本实用新型的有益效果是采用了性能好、功率大的GTR模块，利用 达林顿管提供的驱动电流触发大功率GTR模块的开启，利用11刀11位波 段开关(sl sl1)控制并联的11路电路的开启。具有脉冲电流大、波形好， 电路简单、运行可靠、安全性好等优点。更好地满足了电塑性加工和理论 研究对电源装置的要求。
图1是大功率的电塑性加工用脉冲电源装置的电气原理方框图； 图2是大功率的电塑性加工用脉冲电源装置的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
参照图l和图2，电源电路(la)可分为三部份，分别为功率电源(la》、
驱动电源(la2)和低压电源(la3)。功率电源(la。为脉冲功率发生电路 (5a)供电(VI )，驱动电源(la2)为驱动电路(4a)提供50伏直流电(V2);
低压电源(la3)为脉冲振荡电路(2a)、脉冲频率和脉冲宽度调节电路(3a)
和脉冲功率控制电路(6a)中的NE555集成电路提供14伏和5伏的直流电源。
由NE555集成电路(Id、 IC2)组成多谐振荡器构成的脉冲振荡电路 (2a)和脉冲频率和脉冲宽度调节电路(3a)。利用单刀11位波段开关(s) 调节电容量，可实现对脉冲频率在lHz lKHz之间的分段调节。调节电位 器Wi可使得脉冲占空比在0.05% 99.5%之间的调节，实现1 u s lms的 脉宽调节。
在脉冲功率控制电路(6a)中，由NE555集成电路(IQh ICou)组成 可控单稳态触发器，由11刀11位波段开关(sl sl1)控制，可以实现对脉
冲电流强度的调节。
在驱动电路(4a)和脉冲功率发生电路(5a)中，由达林顿管提供的驱 动电流触发大功率GTR模块(300A， 1000V)的开启，最多可提供11路 并联电流，每路最大可达300A。
本实用新型的具体工作过程为在脉冲频率和脉冲宽度调节电路(3a) 中，利用单刀11位波段开关(s)控制电容C1 C11的导通或截止，实现 对脉冲振荡电路(2a)产生脉冲信号的频率控制；通过调节电位器W,实现 对脉冲振荡电路(2a)产生脉冲信号的宽度控制，脉冲振荡电路(2a)共输 出11路脉冲信号(al al1)。这11路脉冲信号(al al1)分别与脉冲功 率控制电路(6a)中11路可控单稳态触发器(IQn IC川)相连接，利用 11刀11位波段开关(sl sl1)控制11路可控单稳态触发器(IC01 IC011) 的导通或截止，实现对整个回路中电流量大小的控制。11路可控单稳态触 发器(IQn IQm)的输出信号(bl bl1)分别与驱动电路(4a)中的11 个达林顿管相连接，控制这11个达林顿管提供驱动电流触发11个大功率 GTR模块(300A， 1000V)的开启，最多可为负载(即电塑性加工件)提 供并联的ll路电流，每路最大可达300A。当GTR模块开启后，功率电源
(la》、负载(即电塑性加工件)、功率电阻(k)和GTR模块构成回路， 此时在功率电源(la》中的大容量电容(C)放电，产生脉冲电流。
权利要求1. 一种大功率电塑性加工用脉冲电源装置，包括电源电路(1a)、脉冲振荡电路(2a)、脉冲频率和脉冲宽度调节电路(3a)、驱动电路(4a)、脉冲功率发生电路(5a)、脉冲功率控制电路(6a)，其特征是所述电源电路(1a)由功率电源(1a1)、驱动电源(1a2)和低压电源(1a3)组成，功率电源(1a1)为脉冲功率发生电路(5a)供电(V1)，驱动电源(1a2)为驱动电路(4a)提供50伏直流电(V2)；低压电源(1a3)为脉冲振荡电路(2a)、脉冲频率和脉冲宽度调节电路(3a)和脉冲功率控制电路(6a)中的NE555集成电路提供工作电源。
2. 根据权利要求1所述的大功率电塑性加工用脉冲电源装置，其特征 是由NE555时基集成电路构成的脉冲振荡电路(2a)和脉冲频率和脉冲 宽度调节电路(3a)，用单刀ll位波段开关控制，实现脉冲频率分段调节， 用电位器Wi实现对脉冲宽度的连续调节。
3. 根据权利要求1所述的大功率电塑性加工用脉冲电源装置，其特征 是驱动电路(4a)由达林顿管和功率电阻组成，达林顿管提供的驱动电 流触发大功率GTR模块的开启。
4. 根据权利要求1所述的大功率电塑性加工用脉冲电源装置，其特征 是脉冲功率发生电路(5a)由大功率GTR模块和功率电阻组成。
5. 根据权利要求1所述的大功率电塑性加工用脉冲电源装置，其特征 是由11路可控单稳态触发器构成的脉冲功率控制电路(6a)，用11刀11 位波段开关控制电路的开启，调节流经负载的电流量大小。
专利摘要本实用新型公开了一种大功率电塑性加工用脉冲电源装置，其特征是所述电源电路(1a)由功率电源(1a<sub>1</sub>)、驱动电源(1a<sub>2</sub>)和低压电源(1a<sub>3</sub>)组成，功率电源(1a<sub>1</sub>)为脉冲功率发生电路(5a)供电(V1)，驱动电源(1a<sub>2</sub>)为驱动电路(4a)提供50伏直流电(V2)；低压电源(1a<sub>3</sub>)为脉冲振荡电路(2a)、脉冲频率和脉冲宽度调节电路(3a)和脉冲功率控制电路(6a)中的NE555集成电路提供工作电源。本实用新型采用了性能好、功率大的GTR模块，更好地满足了电塑性加工及理论研究的要求。具有脉冲电流大、矩形波形好、电路简单、运行可靠和安全性好等优点。
文档编号H02M9/02GK201204555SQ20082007717
公开日2009年3月4日 申请日期2008年4月30日 优先权日2008年4月30日
发明者于恩林, 李大龙 申请人:燕山大学