[发明专利]一种超音频快变换直流脉冲等离子喷涂电源

权利要求书

1.一种超音频快变换直流脉冲等离子喷涂电源，其特征在于：该电源包括有超音频快变换脉冲大电流产生电路（101）、基值电流产生电路（102）、高频引弧装置（103）；

所述超音频快变换脉冲大电流产生电路（101）的输入端与AC380V/50Hz的动力电源连接，所述超音频快变换脉冲大电流产生电路（101）的正极输出端与等离子喷枪（3）的喷嘴连接，所述超音频快变换脉冲大电流产生电路（101）的负极输出端经高频引弧装置（103）后连接在等离子喷枪（3）的电极上；

所述基值电流产生电路（102）的输入端与AC380V/50Hz的动力电源连接，所述基值电流产生电路（102）的正极输出端与等离子喷枪（3）的喷嘴连接，所述基值电流产生电路（102）的负极输出端经高频引弧装置（103）后连接在等离子喷枪（3）的电极上；所述基值电流产生电路（102）由四组结构相同的20kW直流电源（401）并联构成；

所述超－快变换产生电路（101）由峰值电流产生电路（201）和超音频脉冲切换电路（202）串联而成；峰值电流产生电路（201）包括有三相全桥整流滤波电路（2011）、IGBT全桥逆变主电路（2012）、隔离变压器（T1）、二次整流滤波电路和输出电感（L_p）；基于PWM控制模式，直流电源采用电流闭环负反馈控制和PI调节电路，输出恒定的直流电流I_p至超音频脉冲切换电路（202）；超音频脉冲切换电路（202）由功率开关管（T_P）与功率二极管（D_P）组成，超音频切换电路（202）的控制电路产生一列驱动脉冲控制功率开关管T_P的导通与关断，从而输出≥20kHz的超音频脉冲电流I_pp，脉冲电流频率与占空比大小均可独立调节；

尖峰电压吸收电路（2023）包括有辅助直流电源、无极性电容C1、电解电容C2、功率电阻R1和功率二极管D1组成；尖峰电压吸收电路（2023）用于实现对超音频脉冲切换电路（202）的过电压尖峰保护，保证功率开关管T_p的可靠和安全工作；当超音频脉冲切换电路（202）两端的尖峰电压超过辅助直流电源的设定电压时，该尖峰电压吸收电路（2023）会被电容C1和C2吸收，多余的能量通过功率电阻R1释放；

基值电流产生电路（102）由第一直流电源（401）、第二直流电源（402）、第三直流电源（403）和第四直流电源（404）并联构成，基值电流产生电路（102）能够输出50～1000A直流电流，最大输出功率可达80Kw；第一直流电源（401）为主控直流电源，第二直流电源（402）、第三直流电源（403）和第四直流电源（404）与第一直流电源（401）具有相同的主电路结构。

2.根据权利要求1所述的超音频快变换直流脉冲等离子喷涂电源，其特征在于：峰值电流产生电路（201）包括三相全桥整流滤波电路（2011）、IGBT全桥逆变主电路（2012）、隔离变压器（T1）、二次整流电路和输出电感Lp；AC380V/50Hz动力电源经三相全桥整流滤波电路（2011）整流滤波后变成约540V直流电，然后输入IGBT全桥逆变主电路（2012），再次变换成约20kHz的交流方波；该交流方波经高频变压器T1耦合到变压器的副边，并经二次整流电路、滤波电感Lp变换成稳定的恒流源输出；电流传感器（2016）采集峰值电流反馈I_pf，通过电流设定（2020）可以设定峰值电流给定I_pg，将I_pf与I_pg传输至控制电路（2018）进行误差运算，获得PWM控制波形的脉冲宽度，然后再经驱动电路（2017）改变逆变主电路中开关管的导通时间，从而实现了峰值电流I_p的输出；而保护电路（2019）用于实现过流、欠压和过热等保护。