一種節能型電火花加工脈沖電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電源，尤其涉及一種節能型電火花加工脈沖電源。
【背景技術】
[0002]傳統脈沖電源一般利用電阻限流，這類電源簡單耐用，但由于電阻的功耗為Pltjss=I2R,電能損耗隨電流的平方增大因此在輸出大電流時電阻電能損耗難以承受，且當極間短路時，加工脈沖電流幅值將顯著提高，惡化加工狀態而且容易造成拉弧現象以至于燒傷工件，因此大功率脈沖電源一般不采用電阻限流，在大功率電火花加工領域中節能型脈沖電源得到了廣泛的應用。
[0003]近幾十年來，伴隨著電力電子技術的進步與日趨成熟，國內外的企業及科研機構研發了一系列節能型脈沖電源，其中最近研發的節能型脈沖電源有2010年瑞士蘇黎世聯邦理工學院設計的半橋脈沖電源及西班牙塔布里亞大學2013年設計的LCC同步整流節能型脈沖電源，其電路結構框圖分別如圖1及圖2所示。
[0004]圖1為瑞士蘇黎聯邦理工學院2010年研發的半橋脈沖電源，其為電壓型脈沖電源，包括全橋整流電路101、EDM電路102和擊穿電路103，電源利用電感L完全代替了電阻限流，在極間開路或者短路時電感電流可以通過二極管05與二極管06回饋到電源端降低了損耗，但是由于MOSFET采用硬開通方式，在開關頻率較高及電流較大時電能損耗較大。
[0005]圖2為西班牙坎塔布里亞大學2013年研發的LCC串并聯諧振同步整流節能型脈沖電源，其為電流型脈沖電源，包括全橋整流電路201、全橋開關電路202、LCC諧振網絡203、同步整流電路204，利用LCC諧振為電流源，通過控制開關頻率點在輸出端產生高電壓將工件擊穿之后脈沖電流通過工件，其沒有續流回路，在極間開路時變壓器二次側的能量完全由發熱消耗，因此脈沖頻率不能很高，導致該電源不能應用于精加工；由于需要輸出大于80V的擊穿電壓，限于目前MOSFET的發展水平其采用同步整流技術的效果不是很不明顯，因此電源能效水平不高；并且輸出電流不能連續可調且波動較大。通過以上分析，目前節能型脈沖電源主要存在三方面缺陷:(I)放電脈沖頻率大多在1KHz以下不能應用于精加工；(2)電流控制精度較差，輸出電流波動較大；(3)能效水平大多在80%以下，需要進一步提尚。
【發明內容】
[0006]為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種能效較高、可適用于精粗加工、并且輸出電流連續可調且波動較小的節能型電火花加工脈沖電源。
[0007]本發明提供了一種節能型電火花加工脈沖電源，包括全橋整流電路、半橋開關電路、LCL-T型諧振網絡電路、同步整流電路和軟開關脈沖放電電路，其中，所述全橋整流電路與所述半橋開關電路連接，所述半橋開關電路與所述LCL-T型諧振網絡電路連接，所述LCL-T型諧振網絡電路與所述同步整流電路連接，所述同步整流電路與所述軟開關脈沖放電電路連接。
[0008]作為本發明的進一步改進，所述軟開關脈沖放電電路采用非對稱占空比方法調節脈沖頻率、占空比及輸出電路。
[0009]作為本發明的進一步改進，所述軟開關脈沖放電電路包括續流MOSFET管Q5、輔助MOSFET管Q6和脈沖放電MOSFET管Q 7，所述續流MOSFET管Q5、輔助MOSFET管Q6并聯，所述脈沖放電MOSFET管07分別與所述續流MOSFET管Q 5、輔助MOSFET管Q6串聯。
[0010]作為本發明的進一步改進，所述脈沖放電MOSFET管Q7并聯有電容C 5。
[0011]作為本發明的進一步改進，所述軟開關脈沖放電電路還包括電容C4，所述續流MOSFET管Q5、電容C4、輔助MOSFET管Q6并聯。
[0012]作為本發明的進一步改進，所述脈沖放電MOSFET管Q7的源極、輔助MOSFET管Q 6的漏極之間串聯有電感L2，所述電感L2與所述續流MOSFET管Q 5并聯
[0013]作為本發明的進一步改進，所述同步整流電路、脈沖放電MOSFET管Q7的源極之間串聯有電感L1，所述續流MOSFET管05的漏極連接在所述電感L 1、脈沖放電MOSFET管07的源極之間。
[0014]本發明的有益效果是:通過上述方案，將LCL-T拓撲結構應用于脈沖電源并設計軟開關脈沖放電電路，實現了脈沖頻率、占空比及輸出電流連續可調且波動較小，滿足了精加工的需求，提高了電源的平均能效，降低了電能損耗，因此具有重要的理論意義和工程應用價值。
【附圖說明】
[0015]圖1是現有技術中瑞士蘇黎聯邦理工學院2010年研發的半橋脈沖電源的電路圖；
[0016]圖2是現有技術中西班牙坎塔布里亞大學2013年研發的LCC串并聯諧振同步整流節能型脈沖電源的電路圖；
[0017]圖3是本發明一種節能型電火花加工脈沖電源的電路示意圖；
[0018]圖4是本發明一種節能型電火花加工脈沖電源的工作模態一的電路示意圖；
[0019]圖5是本發明一種節能型電火花加工脈沖電源的工作模態二的電路示意圖；
[0020]圖6是本發明一種節能型電火花加工脈沖電源的工作模態三的電路示意圖；
[0021]圖7是本發明一種節能型電火花加工脈沖電源的工作模態四的電路示意圖；
[0022]圖8是本發明一種節能型電火花加工脈沖電源的工作模態五的電路示意圖；
[0023]圖9是本發明一種節能型電火花加工脈沖電源的工作模態六的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合【附圖說明】及【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0025]圖3至圖9中的附圖標號為:全橋整流電路I ;半橋開關電路2 ；LCL-T型諧振網絡電路3 ;同步整流電路4 ;軟開關脈沖放電電路5。
[0026]如圖3所示，一種節能型電火花加工脈沖電源，包括全橋整流電路1、半橋開關電路2、LCL-T型諧振網絡電路3、同步整流電路4和軟開關脈沖放電電路5，其中，所述LCL-T型諧振網絡電路3又稱為LCL-T型半橋諧振變換器，所述全橋整流電路I與所述半橋開關電路2連接，所述半橋開關電路2與所述LCL-T型諧振網絡電路3連接，所述LCL-T型諧振網絡電路3與所述同步整流電路4連接，所述同步整流電路4與所述軟開關脈沖放電電路5連接。
[0027]如圖3所示，所述軟開關脈沖放電電路5采用非對稱占空比方法調節脈沖頻率、占空比及輸出電路。
[0028]如圖3所示，所述軟開關脈沖放電電路5包括續流MOSFET管Q5、輔助MOSFET管Q6和脈沖放電MOSFET管Q 7，所述續流MOSFET管Q5、輔助MOSFET管Q6并聯，所述脈沖放電MOSFET管07分別與所述續流MOSFET管Q 5、輔助MOSFET管Q6串聯。
[0029]如圖3所示，所述脈沖放電MOSFET管Q7并聯有電容C 5。
[0030]如圖3所示，所述軟開關脈沖放電電路5還包括電容C4，所述續流MOSFET管Q5、電容C4、輔助MOSFET管Q6并聯。
[0031]如圖3所示，所述脈沖放電MOSFET管Q7的源極、輔助MOSFET管Q 6的漏極之間串聯有電感L2，所述電感L2與所述續流MOSFET管Q 5并聯
[0032]如圖3所示，所述同步整流電路4、脈沖放電MOSFET管Q7的源