[发明专利]无阻式电火花脉冲电源及其加工和间隙放电状态识别方法

权利要求书

1.无阻式中走丝脉冲电源，其特征在于，包括功率回路、驱动电路、FPGA控制器、电压检测电路和电流检测电路，其中功率回路用于给间隙提供击穿电压和击穿后的放电能量；所述电压检测电路和电流检测电路用于实时检测间隙的电压和电流信号，进行滤波和调理后得到模拟信号，再进行模数转换得到数字信号给FPGA控制器；所述FPGA控制器用于根据电流、电压以及给定的目标参数输出PWM控制信号给驱动电路，同时对电流和电压信号进行分析，识别每个加工周期的间隙放电状态，为伺服系统的进给方向和速度提供依据；所述驱动电路对PWM控制信号进行数字隔离和放大，产生驱动信号驱动功率回路中MOS管的通断；

所述功率回路采用无输出电容的降压型同步整流Buck型电路为主拓扑，包括输入稳压电解电容(C_in)，第一开关管(Q₁)、第二开关管(Q₂)，电感(L₁)和二极管(D_out)，其中第一开关管(Q₁)和第二开关管(Q₂)一端连接，第一开关管(Q₁)和第二开关管(Q₂)另一端分别与输入稳压电解电容(C_in)的两端连接，第一开关管(Q₁)和第二开关管(Q₂)的连接点和电感(L₁)连接，电感(L₁)的另一端连接二极管(D_out)的阳极，二极管(D_out)的阴极和第二开关管(Q₂)与输入稳压电解电容(C_in)的连接点分别连接间隙两端。

2.根据权利要求1所述的无阻式中走丝脉冲电源，其特征在于，所述第一开关管(Q₁)和第二开关管(Q₂)选用infineon公司的型号为IPP200N25NFD的N沟道MOSFET，所述电感(L₁)采用功率扁平导线电感，所述二极管选用型号为SBR60A300CT。

3.根据权利要求1所述的无阻式中走丝脉冲电源，其特征在于，所述FPGA控制器选取型号为EP4CE15F23C8。

4.根据权利要求1所述的无阻式中走丝脉冲电源，其特征在于，所述驱动电路采用数字隔离器加不隔离的半桥驱动芯片结构，数字隔离器选用型号为ADUM1100的芯片，半桥驱动芯片选用型号为UCC27714的驱动芯片，ADUM1100接受FPGA的PWM输出信号，然后输出隔离的信号给UCC27714的原边，经驱动芯片放大，再去驱动功率回路中的MOS管。

5.根据权利要求1所述的无阻式中走丝脉冲电源，其特征在于，所述电压检测电路采用仪用运放电路。

6.根据权利要求1所述的无阻式中走丝脉冲电源，其特征在于，所述电流检测电路包括霍尔电流传感器以及运算放大器构成后级的调理电路。