基于Boost和Buck并联的高低压复合型脉冲电源制造技术

本发明专利技术公开了一种基于Boost和Buck并联的高低压复合型脉冲电源，包括直流输入电源、高压击穿回路、低压放电回路、间隙电流检测电路、间隙电压检测电路、驱动电路、FPGA控制器，其中高压击穿回路、低压放电回路构成脉冲电源主电路，采用Boost电路与多路交错并联的同步整流Buck电路并联的复合型电路拓扑，低压放电回路采用电流闭环控制；高压击穿回路采用电压闭环控制；通过间隙电压判断完成高压击穿电路和低压放电电路之间的灵活切换。本发明专利技术提高了脉冲电源的能量利用率，减小了输出电流纹波，实现了击穿高压可调和放电电流波形可控。

High and low voltage composite pulse power supply based on boost and buck parallel connection

【技术实现步骤摘要】
基于Boost和Buck并联的高低压复合型脉冲电源
本专利技术涉及电火花成形加工脉冲电源，特别是涉及一种基于Boost和Buck并联的高低压复合型脉冲电源。
技术介绍
电火花成形加工常用于模具生产中的型腔加工，电解液采用的火花油，绝缘性很高，需要施加高压进行间隙击穿。随着加工深度的增加，电火花成形机床排屑不好，很容易造成放电条件恶化，不正常放电现象变多。受制于目前伺服跟踪的平均电压法，工具电极与工件电极的距离大小是通过间隙两端的电压来调节的。目前电火花成形加工用脉冲电源主要采用电阻式脉冲电源，间隙击穿的高压是通过变压器提供的，不可以灵活调节；放电能量的控制只能通过调节放电电阻大小和开关频率，存在着电能利用率低，电流波形可控性差等缺点。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种基于Boost和Buck并联的高低压复合型脉冲电源。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于Boost和Buck并联的高低压复合型脉冲电源，包括直流输入电源、高压击穿回路、低压放电回路、间隙电流检测电路、间隙电压检测电路、驱动电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Boost和Buck并联的高低压复合型脉冲电源，其特征在于，包括直流输入电源、高压击穿回路、低压放电回路、间隙电流检测电路、间隙电压检测电路、驱动电路、FPGA控制器，其中高压击穿回路、低压放电回路构成脉冲电源主电路，采用Boost电路与多路交错并联的同步整流Buck电路并联的复合型电路拓扑；直流电源用于给高压击穿回路和低压放电回路供电；高压击穿回路用于提供间隙击穿所需要的高压；低压放电回路用于提供放电能量；电压检测电路和电流检测电路用于对间隙电压和间隙放电电流进行采样；FPGA控制器根据电压和电流采样信号产生多路PWM信号；驱动电路用于对PWM信号进行滤波、放大，控制高压击穿回路...

【技术特征摘要】
1.一种基于Boost和Buck并联的高低压复合型脉冲电源，其特征在于，包括直流输入电源、高压击穿回路、低压放电回路、间隙电流检测电路、间隙电压检测电路、驱动电路、FPGA控制器，其中高压击穿回路、低压放电回路构成脉冲电源主电路，采用Boost电路与多路交错并联的同步整流Buck电路并联的复合型电路拓扑；直流电源用于给高压击穿回路和低压放电回路供电；高压击穿回路用于提供间隙击穿所需要的高压；低压放电回路用于提供放电能量；电压检测电路和电流检测电路用于对间隙电压和间隙放电电流进行采样；FPGA控制器根据电压和电流采样信号产生多路PWM信号；驱动电路用于对PWM信号进行滤波、放大，控制高压击穿回路和低压放电回路中开关管的导通和关断。


2.根据权利要求1所述的基于Boost和Buck并联的高低压复合型脉冲电源，其特征在于，所述脉冲电源主电路包括第一开关管(Q1)、第二开关管(Q2)、第三开关管(Q3)、第四开关管(Q4)、第五开关管(Q5)、第六开关管(Q6)、第七开关管(Q7)、第八开关管(Q8)、第九开关管(Q9)、消电离开关管(Qoff)、低压放电电路切换管(QL)、高压击穿电路切换管(QH)、第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)、第四电感(L4)、第五电感(L5)、第一电容(Cin)、第二电容(Co)、第一输出二极管(D1)、第二输出二极管(D2)、第三输出二极管(D3)、第四输出二极管(D4)、第五二极管(D5)和反馈二极管(Dback)，其中第一开关管(Q1)、第二开关管(Q2)、第一输出二极管(D1)、第一电感(L1)组成第一路同步整流Buck电路；第三开关管(Q3)、第四开关管(Q4)、第二输出二极管(D2)、第二电感(L2)组成第二路同步整流Buck电路；第五开关管(Q5)、第六开关管(Q6)、第三输出二极管(D3)、第三电感(L3)组成第三路同步整流Buck电路；第七开关管(Q7)、第八开关管(Q8)、第四输出二极管(D4)、第四电感(L4)组成第四路同步整流Buck电路；第九开关管(Q9)、第五二极管(D5)、第五电感(L5)和第二电容(Co)组成Boost电路；四路同步整流Buck电路的上管的一端连接到输入直流电源的正极，另一端分别与第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)、第四电感(L4)串联；四路同步整流Buck电路的下管的一端分别连接到第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)、第四电感(L4)与上管之间的串联点，另一端连接输入直流电源的负极，即为接地；四路同步整流Buck电路中第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)、第四电感(L4)的一端连接到上管和下管的公共点，另一端连接输出二极管的正极；四路同步整流Buck电路中输出二极管的负极连接在一起接到低压放电电路切换管(QL)的一端，低压放电电路切换管(QL)的另一端接到间隙的正极；Boost电路和四路同步整流Buck电路并联，即第五电感(L5)的一端连接输入直流电源的正极，另一端连接第五二极管(D5)的正极；第五二极管(D5)的负极连接高压击穿电路切换管(QH)；第九开关管(Q9)的一端连接第五电感(L5)与第五二极管(D5)之间的公共点，另一端连接输入直流电源的负极，即为接地；第二电容(Co)的一端连接到第五二极管(D5)与高压击穿电路切换管(QH)之间的公共点，另一端连接输入直流电源的负极，即为接地；第一电容(Cin)与直流输入电源并联连接；反馈二极管(Dback)的负极与直流电源的正极连接在一起，其正极与第一输出二极管(D1)的负极连接在一起；在间隙的两端还并联着消电离开关管(Qoff)；间隙另一端连接到输入直流电源的负极。


3.根据权利要求2所述的基于Boost和Buck并联的高低压复合型脉冲电源，其特征在于，所述第一开关管(Q1)、第二开关管(Q2)、第三开关管(Q3)、第四开关管(Q4)、第五开关管(Q5)、第六开关管(Q6)、第七开关管(Q7)、第八开关管(Q8)、第九开关管...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞，覃徳凡，吴鹏程，史顺飞，汪志鹏，邵佳钰，李宏良，王一娉，李磊，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32