從日常生活到最尖端的科技,都離不開電源技術(shù)的參與和支持,我國金屬表面處理用電力半導(dǎo)體電源行業(yè),電源技術(shù)正是在這種環(huán)境中一步步發(fā)展起來,隨著電力半導(dǎo)體器件品種和技術(shù)水平的不斷提高,應(yīng)用行業(yè)包括電鍍、鋁合金型材表面氧化、電子鋁箔腐蝕等,金屬表面處理用電力半導(dǎo)體整流電源的品種越來越多[1,2]。近幾年來,微弧氧化技術(shù)由于廣泛的用途和良好的金屬表面加工效果,其中微弧氧化脈沖電源應(yīng)用最為廣泛,對應(yīng)用于微弧氧化技術(shù)的大功率微弧氧化電源的研究取得了很大的進步,因其效果和廣泛的用途而受到很大的關(guān)注。
1 微弧氧化脈沖電源原理
微弧氧化脈沖電源因為可以輸出不對稱的正負兩路電壓脈沖,又被稱為正負脈沖電源。微弧氧化電源在電源工作時,正負脈沖交替工作,但正脈沖峰值大于負脈沖峰值。在較低電壓下,工件首先在水溶液中被氧化,表面生成一層薄薄的氧化膜,在這之后讓工件處于正脈沖的高電壓放電區(qū),當(dāng)達到一定程度的電場強度時,就在氧化膜與內(nèi)層金屬發(fā)生微弧放電,使工件表面的氧化膜在高溫下被燒結(jié)而變得致密。
2 硬件主電路圖
包括三相主變壓器、三相全控整流電路、斬波電路,所設(shè)計的微弧氧化脈沖電源主電路如圖2所示,整個電源主電路包括正、負兩個電源,負電源經(jīng)整流濾波后可向后級提供300V/300A直流,正電源經(jīng)整流濾波后可向斬波電路提供600V/500A直流。
3 控制電路
本電源選擇DSP為核心芯片,通過編程產(chǎn)生驅(qū)動信號去控制開關(guān)模塊,并且對傳感器采集的信號進行處理。DSP產(chǎn)生的斬波脈沖同時控制IGBT1和IGBT4的開通與關(guān)斷,從而得到了微弧氧化的正向脈沖電源。
同樣,當(dāng)負電流經(jīng)過IGBT2需要進行微弧氧化的工件和IGBT3時,DSP產(chǎn)生的另一路斬波脈沖也同時控制IGBT2和IGBT3的開通與關(guān)斷,得到微弧氧化的反向脈沖電源。
4 軟件
單片機系統(tǒng)上電后,主程序首先要對系統(tǒng)進行初始化,初始化程序包括內(nèi)存空間的分配、初始變量的設(shè)置。
5 結(jié)論
本文對微弧氧化脈沖電源的主電路及控制電路的設(shè)計進行了詳細的闡述,同時對微弧氧化脈沖電源的原理進行了詳細的介紹。微弧氧化脈沖電源實際上也可以稱作正負脈沖電源。本設(shè)計立足于實用的基礎(chǔ)上對雙向不對稱脈沖式微弧氧化電源的主電路、控制電路及控制程序做了系統(tǒng)的研究。