[发明专利]一种主动震荡脉冲型微弧氧化电源系统及放电控制方法

说明书

本发明公开了一种主动震荡脉冲型微弧氧化电源系统，包括，人机界面模块、主控制板、双向脉冲输出模块、IGBT驱动模块、滤波模块、脉冲检测模块和高频振荡模块；其中，由人机界面模块实现参数的输入与电源工作过程监控，人机界面模块与主控制板进行通信，主控制板接收人机界面模块输入的参数并产生振荡脉冲；双向脉冲输出模块、滤波模块、IGBT驱动模块和高频振荡模块分别与主控制板模块连接，高频振荡模块产生的高频脉冲与双向脉冲输出模块产生的微弧氧化脉冲在输出端耦合，实现微弧氧化过程中脉冲的主动震荡；脉冲检测模块用于检测振荡脉冲的电流、电压，实现闭环控制。通过本发明可以获得致密、均匀的微弧氧化膜层，从而提高膜层的性能。

技术领域

本发明涉及材料表面防腐的技术领域，尤其涉及一种主动震荡脉冲型微弧氧化电源系统及放电控制方法。

背景技术

金属轻量化是关键部件发展的瓶颈，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。然而，服役于海洋性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，致使材料平均寿命降低40％以上。因此，亟需开展高性能防腐涂层的研究，对延长服役于腐蚀性环境的舰船构件具有重要意义。

随着微弧氧化技术及其工业应用的发展，作为关键设备的电源对微弧氧化的影响得到了广泛的关注，微弧氧化技术凭借其节能、环保等优势成为新兴的表面改性技术，电源作为其核心，成为决定制备膜层性能的关键部件。然而，基于目前微弧氧化电源制备的膜层表面“火山口”形貌直径较大，致使膜层的抗腐蚀性难以大幅度提高。

电源特性和参数的影响本质上是电源脉冲能量的影响,能精确控制脉冲能量的电源是目前主要的研究方向。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供，该发明能够

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明提供了一种主动震荡脉冲型微弧氧化电源系统，包括，人机界面模块、主控制板、双向脉冲输出模块、IGBT驱动模块、滤波模块、脉冲检测模块和高频振荡模块；

其中，由人机界面模块实现参数的输入与电源工作过程监控，人机界面模块能够与主控制板的ARM进行通信，主控制板接收人机界面模块输入的参数并产生振荡脉冲；双向脉冲输出模块、滤波模块、IGBT驱动模块和高频振荡模块分别与主控制板模块连接，高频振荡模块产生的高频脉冲与双向脉冲输出模块产生的微弧氧化脉冲在输出端耦合，生成振荡脉冲，进而实现微弧氧化过程中脉冲的主动震荡；脉冲检测模块用于检测振荡脉冲的电流、电压，实现闭环控制。

进一步的，在本发明中：所述主控制板包括芯片TC275、I/O接口、RS232接口、电流采集ADC、电压采集ADC、信号调理电路、高频脉冲生成电路和双向微弧脉冲生成电路；

其中，I/O接口用于外部按键如启动、停止和冷却泵的控制；RS232接口用于主控制板与人机界面的参数交互；双向微弧脉冲生成电路能够产生微弧脉冲；主控制板输出的高频脉冲信号分别经IGBT驱动模块传输至双向脉冲输出模块和高频振荡模块的IGBT门极；经双向脉冲输出模块和IGBT驱动模块分别产生用于微弧处理的高频脉冲和微弧氧化脉冲，耦合后输出到输出端，电压和电流经信号调理电路处理后分别传输至电流采集ADC和电压采集ADC通道，形成闭环控制。

进一步的，在本发明中：所述双向脉冲输出模块包括第一IGBT开关管Q1、第二GBT开关管Q2、旁路电容、第一反向截止二极管D1和第二反向截止二极管D2，旁路电容还包括第一去耦电容C1、第二去耦电容C2、第三去耦电容C3、第四去耦电容C4、第五去耦电容C5、第六去耦电容C6、第七去耦电容C7和第八去耦电容C8，旁路电容能够对电源两端提供滤波，防止输入端产生大的瞬时电压。