一种微精纳秒级脉冲电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种微精纳秒级脉冲电源装置。所述装置中脉冲发生器的第一输出端与低压隔离驱动模块的输入端连接，低压隔离驱动模块的输出端与放大模块的第一输入端连接，恒压电源与放大模块的电源端连接；脉冲发生器输出脉冲信号通过低压隔离驱动模块进行第一级低压驱动加速放大后，经过放大模块进行第二级高压能量放大，为放电加工区域提供能量；脉冲发生器的第二输出端与功率调节输出模块的控制端连接，功率调节输出模块的输出端与放大模块的第二输入端连接；脉冲发生器的第二输出端输出控制信号通过功率调节输出模块进行光电耦合后，对放大模块的输出进行调节。本发明专利技术可以提高脉冲电源的稳定性，进而提高线切割加工光洁度，提高零件加工质量。

A micro precision nanosecond pulse power supply device

The invention discloses a micro precision nanosecond level pulse power supply device. In the device, the first output end of the pulse generator is connected with the input end of the low-voltage isolation drive module, the output end of the low-voltage isolation drive module is connected with the first input end of the amplification module, and the constant voltage power supply is connected with the power supply end of the amplification module; the output pulse signal of the pulse generator is driven through the low-voltage isolation drive module for the first stage of acceleration amplification, and then passes through the amplification module The second stage of high-voltage energy amplification is carried out to provide energy for the EDM area; the second output end of the pulse generator is connected with the control end of the power regulation output module, and the output end of the power regulation output module is connected with the second input end of the amplification module; after the output control signal of the second output end of the pulse generator is optoelectronic coupled through the power regulation output module, the amplification module is The output of the block is adjusted. The invention can improve the stability of the pulse power supply, thereby improving the finish of the wire cutting processing and improving the processing quality of the parts.

【技术实现步骤摘要】
一种微精纳秒级脉冲电源装置
本专利技术涉及脉冲电源领域，特别是涉及一种微精纳秒级脉冲电源装置。
技术介绍
随着各行各业技术水平的发展提高，用户对电加工机床加工制造出来的零件的表面质量光洁度进一步提高。在现代电力电子,新型微能可控的微精纳秒级电火花线切割加工脉冲电源，为高质量、拓展加工领域提供了技术保证。在实际应用中，影响微精电火花线切割加工工艺指标的因素很多，而脉冲电源则是关键因素，其需要满足微小能量加工时放电能量小于35J。在微精加工状态下，放电能量的不均会蚀除产物，导致产物体积出现变化，因此，加工过程要求脉冲电源必须具有很高的稳定性。能量渐变微精电火花线切割加工的工艺，虽然属于微细加工范畴，但是实际加工过程有粗加工和精加工之分。而现在脉冲电源通常只包括一种加工规准，调节范围小，且稳定性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种微精纳秒级脉冲电源装置，以提高脉冲电源的稳定性，进而提高线切割加工光洁度，提高零件加工质量。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种微精纳秒级脉冲电源装置，包括：脉冲发生器、低压隔离驱动模块、功率调节输出模块、放大模块和恒压电源；所述脉冲发生器的第一输出端与所述低压隔离驱动模块的输入端连接，所述低压隔离驱动模块的输出端与所述放大模块的第一输入端连接，所述恒压电源与所述放大模块的电源端连接；所述脉冲发生器的第一输出端输出脉冲信号，通过所述低压隔离驱动模块进行第一级低压驱动加速放大后，经过所述放大模块进行第二级高压能量放大，得到放大后的脉冲信号，所述脉冲信号为放电加工区域提供能量；所述脉冲发生器的第二输出端与所述功率调节输出模块的控制端连接，所述功率调节输出模块的输出端与所述放大模块的第二输入端连接；所述脉冲发生器的第二输出端输出控制信号通过所述功率调节输出模块进行光电耦合后，对所述放大模块的输出进行调节。可选的，所述脉冲发生器为TMS320C型号的DSP芯片和EP1C3型号的高速FPGA芯片的组合结构。可选的，还包括：反馈检测模块，所述反馈检测模块的输入端连接至所述放电加工区域，所述反馈检测模块的输出端与所述脉冲发生器的输入端连接，所述反馈检测模块用于检测所述放电加工区域的有效信号，并将所述有效信号反馈至所述脉冲发生器。可选的，所述低压隔离驱动模块具体包括：超高速隔离芯片和高速驱动器；所述超高速隔离芯片的输入端与所述脉冲发生器的第一输出端连接，所述超高速隔离芯片的输出端与所述高速驱动器的输入端连接，所述高速驱动器的输出端与所述放大模块的第一输入端连接。可选的，所述放大模块具体包括：控制芯片、谐振加速器和高压超高速功率放大管；所述控制芯片的输入端与所述高速驱动器的输出端连接，所述谐振加速器的输入端与所述控制芯片的输出端连接，所述谐振加速器的输出端与所述高压超高速功率放大管的输出端连接；所述谐振加速器用于将脉冲信号加速为100ns以下的大电流低压驱动脉冲信号，所述高压超高速功率放大管用于将所述大电流电压驱动脉冲信号放大为纳米级大电流高压脉冲信号。可选的，所述恒压电源的功率为5KW。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术通过低压隔离驱动模块中的高速隔离放大技术和放大模块中的谐振加速技术把功放输出的放电加工脉冲从最小1us脉冲，缩小到0.1us的加工脉冲,实际加工工件表面光洁度从以前的最好Ra1.0光洁度提高到Ra0.6光洁度，提高了线切割加工光洁度，同时保证了脉冲电源的稳定性，进而提高零件加工质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术微精纳秒级脉冲电源装置的结构示意图；图2为本专利技术微精纳秒级脉冲电源装置中低压隔离驱动模块和放大模块的电路连接示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术微精纳秒级脉冲电源装置的结构示意图。如图1所示，所述微精纳秒级脉冲电源装置包括以下结构：脉冲发生器1、低压隔离驱动模块2、功率调节输出模块3、放大模块4和恒压电源5。所述脉冲发生器1的第一输出端与所述低压隔离驱动模块2的输入端连接，所述低压隔离驱动模块2的输出端与所述放大模块4的第一输入端连接，所述恒压电源5与所述放大模块4的电源端连接；所述脉冲发生器1的第一输出端输出脉冲信号，通过所述低压隔离驱动模块2进行第一级低压驱动加速放大后，经过所述放大模块4进行第二级高压能量放大，得到放大后的脉冲信号，所述脉冲信号为放电加工区域提供能量。所述脉冲发生器1的第二输出端与所述功率调节输出模块3的控制端连接，所述功率调节输出模块3的输出端与所述放大模块4的第二输入端连接；所述脉冲发生器1的第二输出端输出控制信号通过所述功率调节输出模块3进行光电耦合后，对所述放大模块4的输出进行调节。作为另一实施例，所述脉冲发生器1为TMS320C型号的DSP芯片和EP1C3型号的高速FPGA芯片的组合结构，采用TI(德州仪器)公司的TMS320C高性能DSP芯片和ALTERA公司EP1C3高速FPGA芯片组合工作产生的信号源，可产生10ns到1000us可调脉冲及分组脉冲。低压隔离驱动模块2采用大电流超高速隔离驱动光藕芯片，保证脉冲信号不失真有效的传送至放大模块4。功率调节输出模块3输出控制高压功放级功率输出及功放电源的电压输出。放大模块4把低压纳秒脉冲放大成高压大电流纳秒脉冲给加工区提供能量。作为另一实施例，本专利技术的微精纳秒级脉冲电源装置还包括：反馈检测模块6，所述反馈检测模块6的输入端连接至所述放电加工区域，所述反馈检测模块6的输出端与所述脉冲发生器1的输入端连接，所述反馈检测模块6用于检测所述放电加工区域的有效信号，并将所述有效信号反馈至所述脉冲发生器1。反馈检测模块6使用线性光耦隔离电压信号，再经过精密运放放大再输入给CPU的AD转换进行信号采集，实现的检测反馈也为现有的成熟技术。本实施例中微精纳秒级脉冲电源装置的具体工作过程为：脉冲发生器1根据加工设置要求输出A路脉冲信号和B路功率调节输出控制信号，接收反馈检测模块6输出的C路检测反馈信号。第A路输出脉冲信号输出给低压隔离驱动模块2进行第一级低压驱动加速放大，再输出给放大模块4进行第二级高压能量放大给放电加工区E提供能量。第B路输出控制信号输出给功率调节输出模块3进行光电耦合隔离再输出给放大模块4，对放大模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微精纳秒级脉冲电源装置，其特征在于，包括：脉冲发生器、低压隔离驱动模块、功率调节输出模块、放大模块和恒压电源；/n所述脉冲发生器的第一输出端与所述低压隔离驱动模块的输入端连接，所述低压隔离驱动模块的输出端与所述放大模块的第一输入端连接，所述恒压电源与所述放大模块的电源端连接；所述脉冲发生器的第一输出端输出脉冲信号，通过所述低压隔离驱动模块进行第一级低压驱动加速放大后，经过所述放大模块进行第二级高压能量放大，得到放大后的脉冲信号，所述脉冲信号为放电加工区域提供能量；/n所述脉冲发生器的第二输出端与所述功率调节输出模块的控制端连接，所述功率调节输出模块的输出端与所述放大模块的第二输入端连接；所述脉冲发生器的第二输出端输出控制信号通过所述功率调节输出模块进行光电耦合后，对所述放大模块的输出进行调节。/n

【技术特征摘要】
1.一种微精纳秒级脉冲电源装置，其特征在于，包括：脉冲发生器、低压隔离驱动模块、功率调节输出模块、放大模块和恒压电源；
所述脉冲发生器的第一输出端与所述低压隔离驱动模块的输入端连接，所述低压隔离驱动模块的输出端与所述放大模块的第一输入端连接，所述恒压电源与所述放大模块的电源端连接；所述脉冲发生器的第一输出端输出脉冲信号，通过所述低压隔离驱动模块进行第一级低压驱动加速放大后，经过所述放大模块进行第二级高压能量放大，得到放大后的脉冲信号，所述脉冲信号为放电加工区域提供能量；
所述脉冲发生器的第二输出端与所述功率调节输出模块的控制端连接，所述功率调节输出模块的输出端与所述放大模块的第二输入端连接；所述脉冲发生器的第二输出端输出控制信号通过所述功率调节输出模块进行光电耦合后，对所述放大模块的输出进行调节。


2.根据权利要求1所述的微精纳秒级脉冲电源装置，其特征在于，所述脉冲发生器为TMS320C型号的DSP芯片和EP1C3型号的高速FPGA芯片的组合结构。


3.根据权利要求1所述的微精纳秒级脉冲电源装置，其特征在于，还包括：反馈检测模块，所述反馈检测模块的输入端连接至所述放电加工区...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣超敏，黄水利，姜超锋，黄海杰，张国龙，刘燕萍，杨玉芬，刘芳军，
申请(专利权)人：北京凝华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11