[发明专利]一种基于三路电容交错放电的可调型RC微细脉冲电源

说明书

本发明公开了一种基于三路电容交错放电的可调型RC微细脉冲电源，包括主功率回路、驱动电路、辅助电源、直流电压源、FPGA控制器，所述主功率回路用于给间隙提供击穿电压和击穿后的放电能量；直流电压源为主功率回路提供电压；辅助电源为驱动电路提供电压；FPGA控制器用于输出PWM控制信号给驱动电路；驱动电路对PWM控制信号进行数字隔离和放大，产生驱动信号驱动主功率回路中开关管的导通和关断；所述主功率回路采用输入电阻可调、三路电容交错并联的RC型电路为拓扑。本发明提高了电源工作效率和电源的灵活性，缩短了充电时间。

技术领域

本发明涉及高频微细电火花加工技术，特别是涉及一种基于三路电容交错放电的可调型RC微细脉冲电源。

背景技术

脉冲电源作为电火花加工机床的一个核心部分，对加工表面的粗糙度、工具电极的损害程度、加工精度、加工效率以及电能利用率有重要影响。因此，加工质量对脉冲电源的能量级、加工效率提出了很高的要求。目前，在微细电火花加工领域，脉冲电源主要采用张弛式或独立式拓扑结构，张弛式脉冲电源结构简单、单次放电能量小，但放电频率低，加工效率低下，此外，张弛式脉冲电源需要配备一定高压的直流电压源。独立式脉冲电源放电频率较高，放电脉宽可控，但其功率较大，且有阻尼损耗，不适合微细加工。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种基于三路电容交错放电的可调型RC微细脉冲电源，实现其能量可控和持续高频放电。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于三路电容交错放电的可调型RC微细脉冲电源，包括主功率回路、驱动电路、辅助电源、直流电压源、FPGA控制器，所述主功率回路用于给间隙提供击穿电压和击穿后的放电能量；直流电压源为主功率回路提供电压；辅助电源为驱动电路提供电压；FPGA控制器用于输出PWM控制信号给驱动电路；驱动电路对PWM控制信号进行数字隔离和放大，产生驱动信号驱动主功率回路中开关管的导通和关断；所述主功率回路采用输入电阻可调、三路电容交错并联的RC型电路为拓扑，包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第一电感、输入电容、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管、第一电阻，第二电阻，其中，第七开关管、第八开关管与输入电容相接，另一端分别与第一电阻、第二电阻相接，第一电阻、第二电阻另一端和第四开关管连接，第四开关管另一端接于第一电感，第一电感另一端与第一二极管的阳极相接，第一开关管、第二开关管、第三开关管分别与第一电容、第二电容、第三电容相接，另一端连接第一二极管的阴极，第五开关管与第一二极管的阴极和第一开关管的连接点相接，另一端连接第二二极管的阳极，第六开关管与第二二极管的阴极相接，另一端与输入电容和第一电容、第二电容、第三电容的连接点相接，即与间隙接地点相接。

所述第一开关管、第二开关管、第三开关管选用ON Semiconductor公司的型号为FCP165N65S3的N沟道MOSFET，所述第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管选用infineon公司的型号为IPP60R74C6的N沟道型MOSFET。

所述第一电感选用Sunlord公司的型号为MPH201206S1R0MT。

所述FPGA控制器选用型号为EP4CE15F23C8。

所述驱动电路选用驱动芯片UCC21521。

一种基于上述基于三路电容交错放电的可调型RC微细脉冲电源的间隙加工方法，包括如下步骤：