一種大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構的製作方法

2023-04-29 08:00:36

專利名稱：一種大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於材料技術領域，特別涉及到一種應用於鎂合金表面處理的大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構。
背景技術：
微弧氧化又稱等離子微弧氧化，通過微弧氧化技術對鎂合金表面處理，可以使鎂合金表面形成均勻的氧化膜，從而提高鎂合金的強度、硬度、耐磨、耐熱、耐腐蝕等綜合性能，是鎂合金表面處理的重點發展方向。自微弧氧化技術誕生以來，其採用的電源也經歷了從直流或單行脈衝電源、交流電源到不對稱交流電源的轉變，現在採用最多的是脈衝交流電源，因為脈衝電壓特有的針尖作用可以使氧化膜的表面微孔互相重疊，膜層質量好，而且在微弧氧化過程中，通過正負脈衝幅度和寬度的優化調整，可以使氧化膜性能達到最佳，並有效地節約能源。傳統的微弧氧化脈衝交流電源採用前級為整流器，後級為橋式逆變器的主電路拓撲結構，必然導致逆變橋上的開關器件數量為四個，同時在電子器件的型號選擇上也必須同時選擇四個相同型號的電子器件，這樣的結果是:如果負脈衝電壓和電流相對正脈衝參數較小，也必須在負脈衝迴路中採用同正脈衝迴路中相同型號的電子開關器件，其結果就是造成設備的成本增加。
發明內容本實用新型的目的是提出一種大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構，以降低微弧氧化設備的成本。本實用新型的大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構包括用於與三相380V工頻交流電源連接的輸入端，所述輸入端分為兩路，第一路通過第一整流器與第一斬波器連接，第二路依次通過變壓器、第二整流器後，與第二斬波器連接；所述第一整流器的負極輸出端與第二整流器的正極輸出端連接，構成所述電路拓撲結構的負輸出端；所述第一斬波器、第二斬波器的輸出端相連，構成所述電路拓撲結構的正輸出端。本實用新型的大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構的原理如下:三相380V工頻交流電經過第一整流器的正半周整流後，得到最大電壓大於500V的直流電，後經第一斬波器斬波，輸出雙極性的正脈衝電壓；同時三相380V工頻交流電經過變壓器變壓得到一個較低電壓(例如90V)的三相工頻交流電，經過第二整流器的負半周整流後，得到最大電壓小於500V (例如200V)的直流電，再經第二斬波器斬波後，輸出雙極性脈衝的負脈衝電壓。上述電路拓撲結構只需兩個斬波器便實現了雙極性輸出，相對於橋式逆變拓撲結構，省去了兩個橋臂，大大降低了成本。當然，上述電路拓撲結構中的兩個斬波器不能同時開通，否則會造成電源之間的短路，而且兩個斬波器同時承受一個正電壓與負電壓的電壓絕對值之和的電壓，在選擇斬波器的型號時應予以注意。[0009]進一步地，所述變壓器為三角形-星形變壓器。進一步地，所述第一整流器、第二整流器均為三相半控橋式整流器，其分立元件數量適中，各項指標比較好，適用於大功率、高電壓的負載。進一步地，所述第一斬波器、第二斬波器均由三塊絕緣柵雙極電晶體(IGBT)並聯而成。絕緣柵雙極電晶體(IGBT)的輸入控制級為電力場效應電晶體(M0SFET)，而輸出級為電力電晶體(GTR)，具有開關速度快、損耗低的優點。另外，三塊絕緣柵雙極電晶體(IGBT)並聯，可以提高斬波器的額定電流，滿足大功率的要求，並提高性價比。本實用新型的大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構通過使用兩個互相配合的斬波器，在滿足電源性能要求的基礎上，大大降低了成本，提高了性價比，具有很好的實用性。

圖1為本實用新型的大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構的電路原理圖。
具體實施方式
下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對實用新型的具體實施方式
如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關係、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明。實施例1:如圖1所示，本實施例的大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構包括用於與三相380V工頻交流電源連接的輸入端，所述輸入端分為兩路，第一路通過第一整流器I與第一斬波器2連接，第二路依次通過380V/90V，75A的20KW的三角形-星形變壓器3、第二整流器4後，與第二斬波器5連接；所述第一整流器I的負極輸出端與第二整流器4的正極輸出端連接，構成所述電路拓撲結構的負輸出端；所述第一斬波器2、第二斬波器5的輸出端相連，構成所述電路拓撲結構的正輸出端。上述第一整流器1、第二整流器4均為三相半控橋式整流器，第一斬波器2、第二斬波器5均由三塊絕緣柵雙極電晶體(IGBT)並聯而成。上述大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構的原理如下:三相380V工頻交流電經過第一整流器I的正半周整流後，得到最大電壓大於500V的直流電，後經第一斬波器2斬波，輸出雙極性的正脈衝電壓；同時三相380V工頻交流電經過三角形-星形變壓器3變壓得到一個90V電壓的三相工頻交流電，經過第二整流器4的負半周整流後，得到最大電壓為200V的直流電，再經第二斬波器5斬波後，輸出雙極性脈衝的負脈衝電壓。
權利要求1.一種大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構，其特徵在於包括用於與三相380V工頻交流電源連接的輸入端，所述輸入端分為兩路，第一路通過第一整流器與第一斬波器連接，第二路依次通過變壓器、第二整流器後，與第二斬波器連接；所述第一整流器的負極輸出端與第二整流器的正極輸出端連接，構成所述電路拓撲結構的負輸出端；所述第一斬波器、第二斬波器的輸出端相連，構成所述電路拓撲結構的正輸出端。
2.根據權利要求1所述的大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構，其特徵在於所述變壓器為三角形-星形變壓器。
3.根據權利要求1所述的大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構，其特徵在於所述第一整流器、第二整流器均為三相半控橋式整流器。
4.根據權利要求1所述的大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構，其特徵在於所述第一斬波器、第二斬波器均由三塊絕緣柵雙極電晶體並聯而成。
專利摘要本實用新型提出了一種大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構，以降低微弧氧化設備的成本。該大功率微弧氧化雙極性脈衝電源的電路拓撲結構包括用於與三相380V工頻交流電源連接的輸入端，所述輸入端分為兩路，第一路通過第一整流器與第一斬波器連接，第二路依次通過變壓器、第二整流器後，與第二斬波器連接；所述第一整流器的負極輸出端與第二整流器的正極輸出端連接，構成所述電路拓撲結構的負輸出端；所述第一斬波器、第二斬波器的輸出端相連，構成所述電路拓撲結構的正輸出端。本實用新型通過使用兩個互相配合的斬波器，在滿足電源性能要求的基礎上，大大降低了成本，提高了性價比，具有很好的實用性。
文檔編號H02M9/06GK203027164SQ20122073266
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者秦勁松 申請人:銅陵邁思電子科技有限公司