固态高压脉冲电源(特高压脉冲电源)

1. 特高压脉冲电源

　　1、原理：脉冲点火器是由电子元器件组成的一个脉冲高频振荡器，由振荡器所产生的高频电压经升压变压器升成15KV的高电压，进行尖端放电，由放电的火花引燃燃烧器上的燃气。这种点火器点火率高，可连续放电。按下旋钮，脉冲点火器开始点火；松开旋钮，脉冲停止点火。

　　2、脉冲点火器，简称脉冲器，就是利用脉冲原理产生连续性瞬间电火花，从而点燃燃气具火焰的电子产品。早期的脉冲器多以干电池作电源，但近年来的大部分产品已改用交流电作为电源。

2. 高低压复合脉冲电源

电解加工是基于电解过程中阳极溶解原理,借助成型阴极,将工件按一定形状和尺寸成型的一种加工工艺,具有机械加工更优越的加工性能。

随高精度,高效率,硬质材料的加工需要,高频、窄脉冲、大电流的脉冲电源有更优越的加工性能,从精度,并且效率比直流有更好的加工能力,因此脉冲电解电源在特种加工设备中越来越显得重要,在硬质合金、软复合材料、异形材料加工中等被广泛应用。

本课题通过采用改进的检测电路与主电路,研制出20K-70K高频、窄脉冲、峰值电流100A大电流,15-50V,且电流、电压切换可调,操作灵活的脉冲电源,以满足工业的需求,促进电解加工技术的发展。 本文介绍常用脉冲电源结构及电压型脉冲电源的原理。

脉冲电压精度比恒压直流源精度低,并分析了其开关电源与脉冲电源的特点及相似性,由于电解加工中控制电流的稳定度优于稳压型脉冲电源的加工效果。

根据电解加工的特性,采用合适的主电路与脉冲电路结构,将脉冲电源分两级,前级直流与后级可调脉冲电源,前级采用由TI控制芯片TMS320F28027控制移相全桥ZVS电路,为常用开关电源结构；后级采用TL494与MSP430G2553实现频率、脉宽可调的脉冲发生器并联斩波。本文介绍脉冲电源在电解加工过程中脉冲电压的常用检测方法,分析其原理及特点,采用由5个与非门组成的电平触发D触发器,并结合高速光耦,精密电压基准源组成,利用延时,设计出一种简单稳定可靠,新型的脉冲电压检测电路,并适用于高频可调脉冲电源电压隔离检测电路,实现更高的负载调整率,电流、电压模式可切换脉冲电源,并能实现输出波形的稳定性。

电源控制器是带串口通信功能,能与进给系统实现通信,通过间隙电压实现间隙控制。

后级采用与负载并联结构,因输出为低压,大电流,采用4个MOSFET管IRFP2907并联斩波,通过布线,实现并联均流,驱动采用集成M57962L驱动模块,保证电路稳定与可靠性。

应用此电源在电解加工中进行试验,测试波形得到预期效果,并取得较好的加工效果,验证了电源电路结构的可行性,满足电解加工条件的要求。

3. 高频高压脉冲电源

脉冲加热是利用脉冲电流流过钼、钛等高电阻材料时产生的焦耳热去加热焊接的方式。一般要在加热咀的前端连接有热点偶、由此而产生的起电力实时反馈回控制电源来保正设定温度的正确性。

高频加热，即感应加热是一种利用电磁感应来加热电导体（一般是金属）的方式，会在金属中产生涡电流，因电阻而造成金属的焦耳加热。

感应加热器包括一个电磁铁，其中会通过高频的交流电，若物体有较大的磁导率，也可能会因为磁迟滞现象的损失而产生热。

使用的交流频率依欲加热物品的尺寸金属种类，加热线圈和欲加热物品的耦合程度以及渗透深度来决定。

4. 高功率脉冲电源

与直流等离子体氮化相比，脉冲电源使离子氮化工艺得到了进一步的发展，并在直流等离子体氮化技术基础上拓宽了应用范围。脉冲电源等离子体氮化技术具有如下一些特点：

1、工艺参数独立可调 脉冲电源的优点之一是工艺参数与物理参数独立可调。这是因为在直流电源条件下，既要满足零件表面的电流密度要求，又要满足零件保温电流密度的要求，两者相互影响。而在脉冲电源条件下，电流密度由峰值电流满足，保温电流由平均电流满足，可由两个独立参数分别调节。因此，工艺参数可在较大范围内变动。

2、打弧速度快 脉冲电源的输出特性，自身就有抑制电弧迅速发展的特点，由于IGBT开关响应速度极快，这更利于我们一旦发现弧光放电就立即关断电源，然后重新点燃电源，这些工作均在几十微秒内完成。

3、无需堵孔 由于脉冲电源对弧光放电的抑制作用，因此对于很多零件无需堵孔，这样给生产操作带来很大的方便。例如处理曲轴时就不需堵孔，而当曲轴上存在有一些为提高零件性能的工艺孔时，这种优点就显得更为突出。

4、处理质量好、变形小，利于提高层深 由于脉冲电源对弧光发电的抑制作用，弧光在零件表面作用的时间极短，可获得高质量的表面，绝无灼伤。并且提高了工件温度的均匀性，零件变形小。由于其改善了工艺条件，在相同的时间内或者不利于渗氮的条件下，能提高层深。

5、能提高设备的利用率 在直流电源的条件下，由于工艺参数和物理参数的相互影响，在保温时电压的调节范围通常在650V左右，而采用脉冲电源，电压调节范围将提高，例如在处理狭缝时可将电压提高到900V，增加了电源的有效输出。

6、有利于深孔、窄缝、微孔的渗氮 由于脉冲电源对空心阴极效应的抑制作用，可在深孔、窄缝、微孔内实现氮化。例如可在型腔≥0.6mm的铝型材挤压模和Ф4×80（Ф32×1030）的深孔内实现氮化。

7、节能 由于脉冲电源可有效地抑制空心阴极效应的产生，避免小孔、窄缝处打死弧，取消了堵孔等工序，省去了不必要的辅助工时，缩短了工艺周期，节省了大量的人力物力，提高了设备的综合使用效率。此外脉冲电源中限流电阻的减小，也可节省部分能量，因此脉冲电源较直流电源更加节能。 (end)

5. 直流高压高频脉冲电源

脉冲充电原理：脉冲电源在脉冲电镀过程中，当电流导通时，脉冲(峰值)电流相当于普通直流电流的几倍甚至几十倍，正是这个瞬时高电流密度使金属离子在极高的过电位下还原，从而使沉积层晶粒变细；当电流关断时，阴极区附近放电离子又恢复到初始浓度，浓差极化消除，这利于下一个脉冲同期继续使用高的脉冲(峰值)电流密度，同时关断期内还伴有对沉积层有利的重结晶、吸脱附等现象。这样的过程同期性地贯穿整个电镀过程的始末，其中所包含的机理构成了脉冲电镀的最基本原理。

脉冲充电优点：

一：由于间歇的充电能使铅酸蓄电池充分的发生化学反应，故能大大的减少充电过程铅酸蓄电池的析气量，提高了蓄电池的接受能力。

二：脉冲充电间断的充电，这样的循环，就会使铅酸电池在充电时生成足够量的氢气与氧气，这两种气体在充电的作用下又被还原成电解液，这个过程不仅能够减少电池的副反应，而且对铅酸电池因极化而引起失效的现象也具有恢复作用。

三：脉冲充电器能够缩短充电的时间，而且具有降温的作用，故当你打电池充满电时不会感觉到电池;脉冲充电器还可以延长电池的使用寿命，更安全。

四：脉冲充电还能防止电池被充股：其用有独特的科技脉冲充电技术和温度补偿的高科技术，可以防止的你电池被充股。

五：脉冲充电器还具有智能的关断的功能，当你得电池充满电时就会自动停，不用你守候它充电。

6. 高压脉冲电源模块

红色线连接：+12V电源

黑色线连接：-12V电源

黄色线：转速信号输出线（每转2个脉冲）

绿色线：转速控制线（PWM方式控制） 白色线：正反转控制（需反转时与电源负极并接

7. 脉冲高压电路

就是直流电震荡后升压,比如说1个小功率电棍,利用6V-12V直流电源可产生一种高压脉冲。

电路中三极管Q1、Q2构成了一振荡器，产生频率为3Hz的直流脉冲电压，并输入变压器比为6V：240V升压器的初级线圈，在每个脉冲结束时，相应地在变压器的次级线圈产生一高电压。脉冲的重复频率可通过选择C2、R1值进行调整。本电路在警棍中使用时，可采用铅酸电池。

8. 高压脉冲直流电源

原理就是直流电震荡后升压,比如说1个小功率电棍,利用6V-12V直流电源可产生一种高压脉冲。

电路中三极管Q1、Q2构成了一振荡器，产生频率为3Hz的直流脉冲电压，并输入变压器比为6V：240V升压器的初级线圈，在每个脉冲结束时，相应地在变压器的次级线圈产生一高电压。脉冲的重复频率可通过选择C2、R1值进行调整。

9. 特高压直流电源

特高压充电桩是新型基础设施建设。在我国，电压等级一共分为安全电压、低压、高压、超高压、特高压五种，特高压是指±800千伏及以上的直流电和1000千伏及以上的交流电，是目前全世界最先进的输电技术。

根据国家电网数据，一回路特高压直流电网可以输送600万千瓦电量，相当于现有500千伏直流电网的5倍左右，同时输送距离也是后者的2到3倍，还要节省60%的土地资源。

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