一种微弧氧化脉冲电源的制作方法

本发明涉及一种微弧氧化脉冲电源，适用于微弧氧化脉冲电源领域。

背景技术：

镁的储量非常丰富，而且其合金相对密度较小，比强度和比刚度高，具有能量衰减系数答，电磁屏蔽性能优越等特点，因而已经成为现代汽车、电子和通信等行业的首选材料之一。但是镁的标准电极电位比较低，镁及其合金的化学和电化学活性较高，耐蚀性差，严重制约了镁合金的应用。微弧氧化技术是目前最有前途的镁合金表面处理工艺，主要采用直流或工频正弦波进行，设备和操作比较简单。国内目前有关镁合金微弧氧化技术的研究主要集中在陶瓷层的组织结构和性能分析等方面，关于微弧氧化过程中陶瓷层的形成和生长机理的探讨较少，因此脉冲电源的设计比较困难。镁合金陶瓷层的生长机理和微弧氧化反应时间负载特性的研究对研制大功率微弧氧化电源具有非常关键的意义。因此设计一种高效、可靠性高的微弧氧化电源具有较强的社会应用意义。

技术实现要素：

本发明提供一种微弧氧化脉冲电源，电路工作稳定、适应性好、精度较高，克服了传统的微弧氧化脉冲电源，提高了工作效率，解决了电源工作不稳定，效率较低的问题。

本发明所采用的技术方案是：微弧氧化脉冲电源的主电路采用两级式结构：前级为晶闸管整流部分，包括三相晶闸管整流和触发电路设计，实现负载电压幅值0--500 V连续可调；后级为IGBT并联的斩波电路和脉冲间隙放电回路，包括IGBT驱动电路及脉冲波形发生器，输出频率、占空比、冷却时间可调的脉冲波形。放电回路工作原理为：在脉冲放电间隙期，微弧氧化容性系统的电通过IGBT4闭合放电而消耗在电感两端。由于微弧氧化电源的输出电流决定电源的输出功率，而电源的输出功率决定微弧氧化一次性处理工件的总表面积。因此，本电源采用三块IGBT并联的方式来提高整个电源的输出电流，实现电源大功率的要求。

所述微弧氧化电源的输出电流决定电源的输出功率，而电源的输出功率决定微弧氧化一次性处理工件的总表面积。因此，本电源采用三块IGBT并联的方式来提高整个电源的输出电流，实现电源大功率的要求。

所述峰值过电压保护电路中，当尖峰脉冲电压加载到IGBT上时，由于交流分量很大，电流通过快速恢复二极管将能量存储在无感电容上，也就是将IGBT上的脉冲电压旁路，从而保护IGBT不会因峰值电压过高被击穿；之后，无感电容上的能量将通过电阻消耗，由于采用快速恢复二极管和无感电容，因此保证了RCD吸收电路的快速性和灵敏性。

所述峰值过电流保护电路采用瑞士SCALE 2SD315A模块，此模块自带峰值电流过电流保护，电源的控制系统对保护输出信号进行采集，当模块输出保护信号时，控制系统输出保护信号，切断主电路输人，实现瞬时过电流保护。

所述均值过电压保护电路中，在每个IGBT上并联压敏电阻，进行IGBT的均值过电压保护，当压敏电阻的两端电压约高于标称额定电压时，压敏电阻器将迅速被击穿导通，并由高阻状态变为低阻状态，从而达到保护元器件目的。

本发明的有益效果是：电路工作稳定、适应性好、精度较高，克服了传统的微弧氧化脉冲电源，提高了工作效率，解决了电源工作不稳定，效率较低的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的微弧氧化电源主电路。

图2是本发明的峰值过电压保护电路。

图3是本发明的整体保护电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，微弧氧化脉冲电源的主电路采用两级式结构：前级为晶闸管整流部分，包括三相晶闸管整流和触发电路设计，实现负载电压幅值0--500 V连续可调；后级为IGBT并联的斩波电路和脉冲间隙放电回路，包括IGBT驱动电路及脉冲波形发生器，输出频率、占空比、冷却时间可调的脉冲波形。放电回路工作原理为：在脉冲放电间隙期，微弧氧化容性系统的电通过IGBT4闭合放电而消耗在电感两端。由于微弧氧化电源的输出电流决定电源的输出功率，而电源的输出功率决定微弧氧化一次性处理工件的总表面积。因此，本电源采用三块IGBT并联的方式来提高整个电源的输出电流，实现电源大功率的要求。

如图2，峰值过电压保护电路中，当尖峰脉冲电压加载到IGBT上时，由于交流分量很大，电流通过快速恢复二极管将能量存储在无感电容上，也就是将IGBT上的脉冲电压旁路，从而保护IGBT不会因峰值电压过高被击穿；之后，无感电容上的能量将通过电阻消耗，由于采用快速恢复二极管和无感电容，因此保证了RCD吸收电路的快速性和灵敏性。

如图3，峰值过电流保护电路采用瑞士SCALE 2SD315A模块，此模块自带峰值电流过电流保护，电源的控制系统对保护输出信号进行采集，当模块输出保护信号时，控制系统输出保护信号，切断主电路输人，实现瞬时过电流保护。

均值过电压保护电路中，在每个IGBT上并联压敏电阻，进行IGBT的均值过电压保护，原理为：当压敏电阻的两端电压约高于标称额定电压时，压敏电阻器将迅速被击穿导通，并由高阻状态变为低阻状态，从而达到保护元器件目的。