[发明专利]基于分组脉冲的电泳-微弧氧化同步处理电源

说明书

本发明提出基于分组脉冲的电泳‑微弧氧化同步处理电源，包括人机界面、主控制板、IGBT脉冲驱动电路、电流检测电路、电压检测电路、三相可控硅驱动电路、主电路。人机界面实现参数的输入；电流检测电路、电压检测电路分别用于检测负载两端的电压和电流值；主控制板根据接收到的检测数据和设置的参数生成三相可控硅驱动电路和IGBT脉冲驱动电路的控制信号；三相可控硅驱动电路驱动主电路的调压部分，调节电泳‑微弧氧化过程中的电压值；IGBT脉冲驱动电路驱动主电路的IGBT开关电路，实现负载波形任意输出和矩形波输出时脉宽和脉间分别输出。本发明通过电泳脉冲和微弧氧化脉冲的复合，实现了电泳和微弧氧化同步，获得具备电泳和微弧氧化性能的膜层。

技术领域

本发明涉及铝合金制品的表面防腐领域，尤其是一种基于分组脉冲的电泳-微弧氧化同步处理电源。

背景技术

铝及其合金凭借其比重小、比强度高及易成型等诸多优点，在航空、航天、舰船、化工等领域得到广泛应用。服役于海洋环境的舰船用铝合金构件因海水为典型的强电解质溶液，遭受较为严重的腐蚀，严重的腐蚀可使材料平均寿命降低40％以上。传统喷漆处理无法满足舰船在海洋性环境下长期服役，迫切要求开发新的表面改性技术以提高铝合金制品的耐腐蚀性能。电泳-微弧氧化技术因节能、环保且能够复合强耐腐蚀性的纳米颗粒至膜层内部，在舰船关键部件防腐领域得到广泛应用。电源提供的能量场在微弧氧化“火花”放电过程中进行微弧氧化膜层的生长并夹杂颗粒的沉积，仅微量纳米颗粒在微弧氧化脉宽期间参与火花放电，大部分纳米颗粒“粘附”在膜层表面，未充分进入膜层，制备膜层性能提高有限且效率低。

为了解决上述技术问题，本发明旨在从电源进行改进，设计一种电源，以在常规微弧氧化电源中增加一组低压高频脉冲，促进电泳沉积，实现电泳和微弧氧化在一次处理过程中同步实现。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种基于分组脉冲的电泳-微弧氧化同步处理电源，用于在微弧氧化过程中提供两组脉冲，其中一组为微弧氧化脉冲，另一组为电泳脉冲；微弧氧化脉冲的脉宽阶段进行微弧放电生成膜层，电泳脉冲发生在微弧氧化脉冲的脉间阶段，用于促使纳米颗粒电泳沉积，沉积的纳米颗粒在下次微弧氧化脉冲的脉宽来临时，进行烧结和熔融，进入膜层之中。也就是使整个微弧氧化作用过程变为“沉积-沉积与微弧氧化同步-沉积”。在此过程中，纳米颗粒充分进入膜层，并利用电泳沉积抑制微弧氧化“火山口”形貌，从而提高膜层的性能。

技术方案：为实现上述目的，本发明提出的技术方案为：

基于分组脉冲的电泳-微弧氧化同步处理电源，包括：人机界面、主控制板、IGBT脉冲驱动电路、电流检测电路、电压检测电路、三相可控硅驱动电路、主电路；其中，

主电路包括级联的三相电压源、三相可控硅调压电路、IGBT开关电路，三相可控硅调压电路、IGBT开关电路组成三路分组脉冲发生电路，分别为微弧氧化正脉冲输出电路、微弧氧化负脉冲输出电路和电泳脉冲输出电路；

人机界面与主控制板交互数据，实现工作模式的选取和各个工作模式参数的输入，所述工作模式包括：电泳复合微弧氧化恒压模式、电泳复合微弧氧化恒流模式、微弧氧化模式；

电流检测电路、电压检测电路分别用于检测负载两端的电压和电流值并上传给主控制板；

主控制板根据接收到的检测数据和设置的参数生成三相可控硅驱动电路和IGBT脉冲驱动电路的控制信号，使三相可控硅驱动电路驱动三相可控硅调压电路将三相电压源电压转化为相应工作模式所需的电压，使IGBT脉冲驱动电路驱动IGBT开关电路将经过三相可控硅调压电路调压后的信号进行时序调整，最后在所述电源的输出端输出各工作模式相应的脉冲信号：

电泳复合微弧氧化恒压模式：所述电源输出电压恒定的复合脉冲，所述复合脉冲由微弧氧化正脉冲工作在恒压模式复合电泳脉冲得到，复合脉冲中，电泳脉冲发生在微弧氧化正脉冲的脉间阶段；