一种主功率电路及谐振式交流镀膜电源的制作方法

本技术涉及镀膜电源，特别涉及一种主功率电路及谐振式交流镀膜电源。

背景技术：

1、真空镀膜领域，对交流镀膜电源的动态性能提出了极高的要求。目前的镀膜电源多采用直流镀膜电源和方波镀膜电源，直流镀膜电源的特性为电压源，输出端并联有较多电容，当等离子体负载发生电弧时，电容内存储的能量会倾泻到负载端，若不能有效抑制电弧能量，就容易造成工件表面破坏甚至烧毁；方波镀膜电源仍然类似于电压源，也无法有效抑制电弧能量。因此，当等离子体负载发生电弧时，当前采用的电压型镀膜电源存在无法有效抑制电弧能量，容易造成工件损伤的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的在于：提供一种主功率电路及谐振式交流镀膜电源，旨在解决现有技术中镀膜电源无法有效抑制电弧能量的技术问题。

2、为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、第一方面，本实用新型提出一种主功率电路，包括依次连接的整流模块、转换模块、谐振滤波模块和变压模块，以及与谐振滤波模块连接的控制模块；

4、谐振滤波模块包括电流源电路和谐振电路，电流源电路的输入端与转换模块连接，电流源电路的输出端分别与变压模块和谐振电路连接，谐振电路分别与变压模块和控制模块连接；

5、谐振电路包括开关管q1、开关管q2和谐振电容，开关管q1的源极和开关管q2的源极均与电流源电路的输出端连接，开关管q1的漏极与谐振电容的一端连接，开关管q2的漏极与谐振电容的另一端连接，开关管q1的栅极和开关管q2的栅极均与控制模块连接。

6、可选地，上述主功率电路中，电流源电路包括电容c1、电感l1和电感l2；

7、电容c1的一端和电感l1的一端均与转换模块的正输出端连接，电容c1的另一端和电感l2的一端均与转换模块的负输出端连接，电感l1的另一端与变压模块连接，电感l2的另一端与开关管q1的源极和开关管q2的源极连接。

8、可选地，上述主功率电路中，谐振电容包括电容c2，谐振电路还包括电感l3、电感l4和电感l5；

9、电容c2的一端分别与开关管q1的漏极、电感l5的一端和变压模块连接，电容c2的另一端分别与开关管q2的漏极和电感l3的一端连接，电感l3的另一端分别与电感l4的一端和变压模块连接，电感l4的另一端分别与电感l5的另一端和变压模块连接。

10、可选地，上述主功率电路中，谐振滤波模块还包括泄放电路；

11、泄放电路并联在谐振电容两端，泄放电路还与电流源电路的输出端和控制模块连接；

12、控制模块还控制泄放电路对谐振电容进行能量泄放。

13、可选地，上述主功率电路中，泄放电路包括开关管q3、电阻r1、二极管d1和二极管d2；

14、开关管q3的源极与电流源电路的输出端连接，开关管q3的漏极通过电阻r1分别与二极管d1的负极和二极管d2的负极连接，二极管d1的正极与二极管d2的正极分别与谐振电容的两端对应连接，开关管q3的栅极与控制模块连接。

15、可选地，上述主功率电路中，变压模块与控制模块连接，变压模块包括变压器t1，变压器t1的副边绕组包括多个中心抽头，每一中心抽头分别通过一开关元件并联，开关元件与控制模块连接。

16、可选地，上述主功率电路中，变压器t1原边绕组的一端和变压器t1原边绕组的另一端均与谐振电路连接，变压器t1原边绕组的一中心抽头分别与电流源电路和谐振电路连接。

17、可选地，上述主功率电路中，变压器t1副边绕组的一端和多个中心抽头分别通过一开关元件并联，作为变压模块的正输出端，变压模块的正输出端与负载的正极连接，变压器t1副边绕组的另一端作为变压模块的负输出端，变压模块的负输出端与负载的负极连接。

18、可选地，上述主功率电路中，转换模块与控制模块连接，转换模块包括电容c4、开关管q4、开关管q5、电容c5和电感l6；

19、电容c4的一端和开关管q4的漏极均与整流模块的正输出端连接，开关管q4的源极分别与开关管q5的漏极和电感l6的一端连接，电感l6的一端分别与电容c5的一端和电流源电路的正输入端连接，电容c4的另一端、开关管q5的源极和电容c5的另一端均与整流模块的负输出端连接，并与电流源电路的负输入端连接，开关管q4的栅极和开关管q5的栅极均与控制模块连接。

20、第二方面，本实用新型还提出一种谐振式交流镀膜电源，包括如上述的主功率电路。

21、本实用新型提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：

22、本实用新型提出的一种主功率电路及谐振式交流镀膜电源，通过采用依次连接的整流模块、转换模块、谐振滤波模块和变压模块，以及与谐振滤波模块连接的控制模块；谐振滤波模块包括电流源电路和谐振电路，谐振电路包括开关管q1、开关管q2和谐振电容；电流源电路将转换模块输出的直流电转换为电流源，输出恒流信号，控制模块根据谐振电路中谐振电容两端的电压控制开关管q1和开关管q2切换导通，对接收到的恒流信号进行谐振滤波，得到正弦波信号；本实用新型对主功率电路拓扑进行改进，采用电流源谐振方式使电源对外输出表现为一个电流源来抑制电弧发生，通过两个开关管根据过零点的谐振电容进行开通或关断，实现电容换方向谐振，避免在谐振电容、开关管等器件上面产生冲击电流，减少了工件表面损伤。

技术特征：

1.一种主功率电路，其特征在于，包括依次连接的整流模块、转换模块、谐振滤波模块和变压模块，以及与所述谐振滤波模块连接的控制模块；

2.如权利要求1所述的主功率电路，其特征在于，所述电流源电路包括电容c1、电感l1和电感l2；

3.如权利要求2所述的主功率电路，其特征在于，所述谐振电容包括电容c2，所述谐振电路还包括电感l3、电感l4和电感l5；

4.如权利要求1所述的主功率电路，其特征在于，所述谐振滤波模块还包括泄放电路；

5.如权利要求4所述的主功率电路，其特征在于，所述泄放电路包括开关管q3、电阻r1、二极管d1和二极管d2；

6.如权利要求1所述的主功率电路，其特征在于，所述变压模块与所述控制模块连接，所述变压模块包括变压器t1，所述变压器t1的副边绕组包括多个中心抽头，每一所述中心抽头分别通过一开关元件并联，所述开关元件与所述控制模块连接。

7.如权利要求6所述的主功率电路，其特征在于，所述变压器t1原边绕组的一端和所述变压器t1原边绕组的另一端均与所述谐振电路连接，所述变压器t1原边绕组的一中心抽头分别与所述电流源电路和所述谐振电路连接。

8.如权利要求6所述的主功率电路，其特征在于，所述变压器t1副边绕组的一端和所述多个中心抽头分别通过一开关元件并联，作为所述变压模块的正输出端，所述变压模块的正输出端与负载的正极连接；所述变压器t1副边绕组的另一端作为所述变压模块的负输出端，所述变压模块的负输出端与负载的负极连接。

9.如权利要求1所述的主功率电路，其特征在于，所述转换模块与所述控制模块连接，所述转换模块包括电容c4、开关管q4、开关管q5、电容c5和电感l6；

10.一种谐振式交流镀膜电源，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的主功率电路。

技术总结
本技术公开一种主功率电路及谐振式交流镀膜电源，属于镀膜电源技术领域，主功率电路包括依次连接的整流模块、转换模块、谐振滤波模块和变压模块，以及与谐振滤波模块连接的控制模块；谐振滤波模块包括电流源电路和谐振电路，电流源电路的输入端与转换模块连接，电流源电路的输出端分别与变压模块和谐振电路连接，谐振电路分别与变压模块和控制模块连接，谐振电路包括开关管Q1、开关管Q2和谐振电容。本技术解决了镀膜电源在等离子体负载发生电弧时，无法有效抑制电弧能量的问题，达到有效抑制电弧能量，减少工件表面损伤的效果。

技术研发人员：刘芝越
受保护的技术使用者：苏州汇川控制技术有限公司
技术研发日：20230609
技术公布日：2024/1/15