CN105880821B - 适用于脉冲电子束焊接的偏压电源装置及脉冲电子束焊机 - Google Patents

Abstract

适用于脉冲电子束焊接的偏压电源装置及脉冲电子束焊机，其中，该偏压电源装置包括：基值生成电路，其用于产生第一直流电压，其输出端正极形成偏压电源装置的电源正极；脉冲生成电路，其输出端正极与基值生成电路的输出端负极连接，输出端负极形成偏压电源装置的电源负极，用于产生脉冲电压，以使得第一直流电压与脉冲电压叠加形成所需要的偏置电压。该偏压电源装置的基值生成电路与脉冲生成电路彼此相互独立、互不干扰，这样有利于实现对脉冲偏压基值和峰值的精确调节。

Description

适用于脉冲电子束焊接的偏压电源装置及脉冲电子束焊机

技术领域

本发明涉及电子束加工设备领域，具体地说，涉及一种适用于脉冲电子束焊接的偏压电源装置及脉冲电子束焊机。

背景技术

脉冲电子束焊是指将电子束流调制成脉冲方波形式进行焊接的一种焊接新技术，与传统连续束流电子束焊相比，脉冲电子束焊能够最大程度发挥高能束焊接过程中的“匙孔”效应，增大焊缝熔深，增加深宽比，并且能够加快焊接热循环，提高熔池冷却速度，细化组织晶粒，减小焊接变形。

如图1所示，目前电子束焊机一般采用三级电子枪，三级电子枪100包括阳极101、灯丝阴极102和控制栅极103。其中，灯丝阴极102连接在灯丝加热电源104的两端，同时，灯丝加热电源的输出端负极还通过电阻R_b与偏压电源105的输出端正极连接，控制栅极103与偏压电源105的输出端负极连接。偏压电源105可以通过调节控制栅极103的偏压来控制电子束流大小。根据偏压与束流的关系，使偏压电源调制成以脉冲的形式输出电压即可实现脉冲电子束焊接。

由于偏压电源串联在高压电源上，其对地电压高达几十千伏甚至上百千伏，因此要实现偏压电源的脉冲输出和对输出电压波形的控制非常困难。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种适用于脉冲电子束焊接的偏压电源装置，其包括：

基值生成电路，其用于产生第一直流电压，其输出端正极形成偏压电源装置的电源正极；

脉冲生成电路，其输出端正极与所述基值生成电路的输出端负极连接，输出端负极形成所述偏压电源装置的电源负极，用于产生脉冲电压，以使得第一直流电压与所述脉冲电压叠加形成所需要的偏置电压。

根据本发明的一个实施例，所述基值生成电路包括：

第一稳压电源，其用于产生第一直流基准电压；

第一逆变电路，其与所述第一稳压电源连接；

第一变压器，其原边与所述第一逆变电路连接；

第一整流滤波电路，其与所述第一变压器的副边连接；

第一负载电阻，其一端与所述第一整流滤波电路的输出端正极连接并形成所述基值生成电路的输出端正极，另一端与所述第一整流滤波电路的输出端负极连接并形成所述基值生成电路的输出端负极。

根据本发明的一个实施例，所述脉冲生成电路包括：

峰值生成电路，其用于产生第二直流电压，其输出端负极形成所述脉冲生成电路的输出端负极；

脉冲切换电路，其第一外接端形成所述脉冲生成电路的输出端正极，第二外接端与所述峰值生成电路的输出端正极连接，第三外接端与所述峰值生成电路的输出端负极相连；

脉冲控制电路，其与所述脉冲切换电路的控制端连接，用于产生脉冲控制信号以控制所述脉冲切换电路的工作状态，从而控制所述脉冲生成电路产生相应的脉冲电压。

根据本发明的一个实施例，所述峰值生成电路与所述基值生成电路的电路结构相同。

根据本发明的一个实施例，所述脉冲切换电路包括：

开关单元，其第一外接端形成所述脉冲切换电路的第一外接端，与所述基值生成电路的输出端负极连接，第二外接端形成所述脉冲切换电路的第二外接端，与所述峰值生成电路的输出端正极连接，控制端形成所述脉冲切换电路的控制端，与所述脉冲控制电路连接，其用于在所述控制信号的作用下通过开通或关断来控制所述第二直流电压的输出状态；

续流二极管，其正极形成所述脉冲切换电路的第三外接端，与所述峰值生成电路的输出端负极连接，负极与所述开关单元的第一外接端连接，其用于在所述开关单元关断时为所述偏压电源装置提供内部电流通道。

第三负载电阻，其与所述续流二极管并联。

根据本发明的一个实施例，所述脉冲控制电路包括：

载波信号生成电路，其用于生成两个反相的载波信号；

信号调制电路，其与所述载波信号生成电路连接，用于利用基带信号分别对所述第一载波信号和第二载波信号进行调制，分别得到第一调制信号和第二调制信号；

功率放大电路，其两个输入端分别与所述信号调制电路的两个输出端对应连接；

电压隔离电路，其输入端与所述功率放大电路的输出端连接；

信号解调电路，其输入端与所述电压隔离电路的输出端连接，输出端形成所述脉冲控制电路的输出端来与所述脉冲切换电路的控制端连接。

根据本发明的一个实施例，所述脉冲控制电路还包括：

基带信号生成电路，其与所述信号调制电路连接，用于将所生成的基带信号传输给所述信号调制电路。

根据本发明的一个实施例，所述载波信号生成电路包括：

方波振荡器，其用于产生预设频率的基准方波信号；

二分频电路，其与所述方波振荡器连接，用于对所述基准方波信号进行处理，得到频率减半的第一载波信号和第二载波信号。

根据本发明的一个实施例，所述信号调制电路配置为利用基带信号采用二进制幅移键控的方式进行信号调制。

根据本发明的一个实施例，所述脉冲控制电路能够通过改变所述基带信号的频率和/或占空比来调节所述偏压电源装置输出脉冲电压的频率和/或占空比。

根据本发明的一个实施例，所述基带信号的频率范围包括[0，100kHz]。

本发明还提供了一种脉冲电子束焊机，其包括如上任一项所述的偏压电源装置。

在本发明所提供的偏压电源装置中，基值生成电路与脉冲生成电路彼此相互独立、互不干扰，这样有利于实现对脉冲偏压基值和峰值的精确调节，进而实现对束流幅值的精确调节。

同时，该偏压电源装置利用由开关单元组成的脉冲切换电路来控制脉冲电压的输出，能够克服前级电容、电感等级器件对所形成脉冲电压波形的影响，从而实现上升沿以及下降沿均较陡的脉冲电压波形，进而使得产生的脉冲束流波形得以改善。

此外，该偏压电源装置采用载波技术来传递PWM控制信号，其能够传递0-100kHz、占空比为0-100％的开关驱动信号，这样也就能够实现0-100kHz的脉冲电压，从而产生对应频率的脉冲束流。

并且，通过调节基值生成电路以及峰值生成电路所输出的直流电压以及脉冲控制电路所输出的控制信号，该偏压电源装置既能够产生直流电压，又能够产生脉冲电压，即能够在同一台焊机上既实现连续束流电子束焊接又实现脉冲电子束焊接，从而满足不同焊接工艺的需求。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图示出了本发明的各方面的各种实施例，并且它们与说明书一起用于解释本发明的原理。本技术领域内的技术人员明白，附图所示的特定实施例仅是实例性的，并且它们无意限制本发明的范围。应该认识到，在某些示例中，被示出的一个元件也可以被设计为多个元件，或者多个元件也可以被设计为一个元件。在某些示例中，被示出为另一元件的内部部件的元件也可以被实现为该另一元件的外部部件，反之亦然。为了更加清楚、详细地说明本发明的示例性实施例以使本领域技术人员能够对本发明的各方面及其特征的优点理解得更加透彻，现对附图进行介绍，在附图中：

图1是电子束焊机的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的偏压电源装置的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的基值生成电路的电路结构图；

图4是根据本发明一个实施例的峰值生成电路的电路结构图；

图5是根据本发明一个实施例的脉冲切换电路的电路结构图；

图6是根据本发明一个实施例的脉冲控制电路的电路结构图；

图7是根据本发明一个实施例的脉冲控制电路工作波形示意图；

图8是根据本发明一个实施例的功率放大电路与电压隔离电路的连接关系图；

图9是根据本发明一个实施例的偏压电源装置的工作原理示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

目前存在的脉冲偏压电源主要有两种结构，一种是逆变控制式，通过控制升压变压器前级的低压逆变电路实现脉冲偏压；另一种是斩波控制式，通过控制升压变压器后级高压侧的斩波电路实现脉冲偏压。

然而，在逆变控制式中，由于元器件寄生参数的存在，随着脉冲频率的增加，脉冲波形在经过变压器升压、整流等处理后，脉冲波形会产生严重的畸变现象，较难实现波形良好的高频脉冲偏压输出。

而在斩波控制式中，脉冲波形不受前级电容、电感等元器件的影响，脉冲偏压畸变较小，波形良好，但是由于斩波电路的控制电路既需要传递开关管的驱动信号，又需要实现几十千伏的高压隔离，使得控制电路的设计比较困难，一旦出现高压放电，容易损害驱动电路元器件。

为了克服现有技术所存在的上述缺陷并发展高频脉冲电子束焊接，本发明提供了一种新的用于脉冲电子束焊接的偏压电源装置，该装置尤其适用于0-100kHz的脉冲电子束焊接。

图2示出了本实施例所提供的偏压电源装置的结构示意图。

如图2所示，本实施例中，该偏压电源装置优选地包括：基值生成电路200、脉冲生成电路201。其中，基值生成电路200用于产生第一直流电压U₁₀₄，其输出端正极作为整个偏压电源装置的电源正极，脉冲生成电路201用于产生脉冲电压U₂₀₅，其输出端正极接基值生成电路200的负极，输出端负极作为整个偏压电源装置的电源负极。该偏压电源装置实际上等同于基值生成电路200与脉冲生成电路201的串联，因此偏压电源装置的输出电压U_b应为第一直流电压U₁₀₄和脉冲电压U₂₀₅之和，即U_b＝U₁₀₄+U₂₀₅。

需要指出的是，根据实际需要，基值生成电路200和脉冲生成电路201的位置可以互换，即脉冲生成电路201与基值生成电路200串联，脉冲生成电路201的输出端正极作为整个偏压电源装置的电源正极，而基值生成电路200的输出端负极作为整个偏压电源装置的电源负极。

具体地，本实施例中，脉冲生成电路201优选地包括峰值生成电路202、脉冲切换电路203及脉冲控制电路204。峰值生成电路202用于产生第二直流电压U₂₀₄，其输出端负极形成脉冲生成电路的输出端负极。脉冲切换电路203的第一外接端形成脉冲生成电路201的输出端正极，第二外接端和第三外接端分别与峰值生成电路202的输出端正极和负极连接。脉冲切换电路203的控制端与脉冲控制电路204连接，其能够通过控制端接收脉冲控制电路204传输来的脉冲控制信号，并在该脉冲控制信号的作用下控制第二直流电压U₂₀₄的输出状态，从而可以使脉冲生成电路产生脉冲的输出电压(即脉冲电压)U₂₀₅。

假设基值生成电路200所产生的第一直流电压U₁₀₄的取值为V_a，峰值生成电路202所产生的第二直流电压U₂₀₄的取值为V_b，当脉冲切换电路203中的开关单元在控制信号的作用下导通时，脉冲生成电路201的输出电压U₂₀₅等于第二直流电压U₂₀₄的取值V_b，此时该偏压电源装置的输出电压U_b＝U₁₀₄+U₂₀₅＝V_a+V_b；而当脉冲切换电路203中的开关单元在控制信号的作用下断开时，脉冲生成电路201的输出电压为0V，此时该偏压电源装置的输出电压U_b＝U₁₀₄+U₂₀₅＝V_a。

因此当控制信号以周期T变化时，偏压电源装置的输出偏压U_b将为一个基值为V_a，峰值为V_a+V_b，周期为T的脉冲电压，此时该偏压电源装置工作于脉冲偏压模式。而当峰值生成电路202所产生的第二直流电压U₂₀₄的取值V_b给定为0或脉冲切换电路203中的开关单元始终断开时，偏压电源装置的输出偏压U_b将始终等于第一直流电压U₁₀₄的输出电压V_a，此时该偏压装置工作于直流偏压模式。

图3示出了本实施例中基值生成电路200的电路结构图。

如图3所示，本实施例中，基值生成电路200优选地包括：第一稳压电源301、第一逆变电路302、第一变压器303、第一整流滤波电路304以及第一负载电阻305。其中，第一稳压电源301用于产生第一直流基准电压U₁₀₁，本实施例中，第一直流基准电压优选地为0-500V范围内可调的直流电压。当然，在本发明的其他实施例中，根据实际需要，第一稳压电源301所输出的第一直流基准电源的取值范围还可以为其他合理值，本发明不限于此。

第一逆变电路302与第一稳压电源301连接，其能够对第一稳压电源301传输来的第一直流基准电压U₁₀₁进行逆变处理，从而得到交流电压U₁₀₂。第一逆变电路302在转换得到交流电压U₁₀₂后，会将交流电压U₁₀₂传输给与之相连的第一变压器303。

本实施例中，第一逆变电路302优选地采用半桥逆变电路来实现，第一变压器303优选地采用高频升压变压器来实现。高频升压变压器能够对第一逆变电路302传输来的交流方波进行升压，并将升压后的高压交流方波电压U₁₀₃传输给第一整流滤波电路304。

需要指出的是，在本发明的其他实施例中，第一逆变电路302和/或第一变压器303还可以采用其他合理的电路形式来实现，本发明不限于此。

本实施例中，第一整流滤波电路304能够对第一变压器303传输来的电压U₁₀₃进行整流滤波，从而转换得到第一直流电压U₁₀₄，并将第一直流电压U₁₀₄输出至第一负载电阻R₁的两端。其中，当第一稳压电源301输出的第一直流基准电压在0-500V之间变动时，第一整流滤波电路104输出的第一直流电压U₁₀₄则会优选地在0-2500V之间变动。当然，在本发明的其他实施例中，通过调整第一变压器303的参数，第一整流滤波电路304最终输出的第一直流电压U₁₀₄还可以取值为其他合理值，本发明不限于此。

图4示出了本实施例中峰值生成电路202的电路结构图。从图4中可以看出，本实施例所提供的峰值生成电路202与基值生成电路200的电路结构相同，故在此不再对峰值生成电路202的电路结构及其工作原理和过程进行赘述。

如图5所示，本实施例中，脉冲切换电路203优选地包括：开关单元Q₁、续流二极管D₁以及第三负载电路R₃。其中，开关单元Q₁的第一外接端形成脉冲切换电路203的第一外接端，与基值生成电路200的输出端负极连接；开关单元Q₁的第二外接端形成脉冲切换电路203的第二外接端，与峰值生成电路202的输出端正极连接；开关单元Q₁的控制端与脉冲控制电路204连接。开关单元Q₁能够在脉冲控制电路204所输出的控制信号S₁₁的作用下导通或断开其第一外接端与第二外接端之间的连接，从而控制第二直流电压U₂₀₄的的输出状态。

续流二极管D₁的正极作为脉冲切换电路203的第三外接端与峰值生成电路202的输出端负极连接，负极与开关管的第一外接端连接。第三负载电路R₃并联在续流二极管D₁的两端。

本实施例中，开关单元Q₁优选地采用开关管来实现。其中，当开关管的控制端(即栅极)接收到高电平信号时，开关管的第一外接端(即源极)与第二外接端(即漏极)之间被导通，此时脉冲生成电路201的输出电压等同于峰值生成电路202的输出电压，偏压电源装置可以等效为基值生成电路200与峰值生成电路202相串联，输出偏压U_b即为第一直流电压U₁₀₄与第二直流电压U₂₀₄之和；当开关管的栅极接收到低电平信号时，开关管的源极与漏极之间的电连接被断开，此时峰值生成电路202不再参与偏置电压的输出，脉冲生成电路的输出电压U₂₀₅为0V，整个偏压电源装置所输出的电压U_b即为第一直流电压U₁₀₄。

本实施例所提供的偏压电源装置利用由开关单元组成的脉冲切换电路来控制最终所生成的脉冲电压，相较于现有方法，本实施例所采用的这种方式能够有效减小所生成的脉冲电压的畸变，从而使得所生成的脉冲电压具有更好的波形。

本实施例中，控制信号S₁₁是由脉冲控制电路204生成的方波信号，图6示出了脉冲控制电路204的结构示意图。

如图6所示，本实施例中，脉冲控制电路优选地包括：载波信号生成电路600、信号调制电路603、功率放大电路604、电压隔离电路605、信号解调电路606以及基带信号生成电路607。

为了更加清楚地阐述本实施例所提供的脉冲控制电路的电路原理以及工作过程，以下结合图7所示的脉冲控制电路工作波形示意图来对脉冲控制电路作进一步的说明。

载波信号生成电路600用于生成第一载波信号和第二载波信号，这两个载波信号相互反相。具体地，如图6所示，载波信号生成电路600优选地包括方波振荡器601和二分频电路602。其中，方波振荡器601能够生成高频方波信号(即基准方波信号)S₁。本实施例中，方波振荡器601所生成的方波信号S₁的频率优选地大于2MHz，方波信号S₁的振幅为5V。

二分频电路602与方波振荡器601连接，其能够对方波振荡器601所传输来的高频方波信号S₁进行分频，从而得到第一载波信号S₂和第二载波信号S₃。如图7所示，第一载波信号S₂和第二载波信号S₃的相位相反，且频率均为高频方波信号S₁的频率的一半，同时，这两个载波信号的最大电压值同为5V。

需要指出的是，在本发明的其他实施例中，载波信号生成电路600还可以采用其他合理的电路或器件来实现，本发明不限于此。

本实施例中，基带信号生成电路607所生成的基带信号优选地为PWM脉冲信号，根据实际需要，基带信号生成电路607能够调节所生成的基带信号的频率以及占空比。具体地，基带信号生成电路607可以生成频率在0-100kHz、占空比在0-100％范围内可调的基带信号。

需要指出的是，在本发明的其他实施例中，根据实际需要，基带信号生成电路607所产生的基带信号的频率可以处于其他合理区间，本发明不限于此。

信号调制电路603与载波信号生成电路600连接，其能够将基带信号S₄分别加载到第一载波信号S₂和第二载波信号S₃上，从而分别得到第一调制信号S₅和第二调制信号S₆。

具体地，本实施例中，信号调制电路603优选地采用二进制幅移键控(2ASK)的方式来利用基带信号S₄分别将第一载波信号S₂和第二载波信号S₃调制成第一调制信号S₅和第二调制信号S₆。如图7所示，本实施例中，第一调制信号S₅和第二调制信号S₆为间断的方波信号。

第一调制信号S₅和第二调制信号S₆均为弱信号，其最大电压为5V。为了提高信号的驱动能力，本实施例所提供的脉冲控制电路204采用功率放大电路604来分别对信号调制电路603传输来的第一调制信号S₅和第二调制信号S₆进行功率放大并分别得到相互反相的电压信号S₇和电压信号S₈。本实施例中，经过功率放大得到的电压信号S₇和电压信号S₈的最大电压值达到12V。

电压隔离电路605与功率放大电路604连接，本实施例中，电压隔离电路605优选地采用高压隔离变压器来实现。图8示出了本实施例中功率放大电路604与电压隔离电路605的连接关系图。

从图8中可以看出，本实施例中，功率放大电路604分别将电压信号S₇和电压信号S₈传输到构成电压隔离电路605的高压隔离变压器的初级线圈(即原边)，电压信号S₇和电压信号S₈之间的压差可以用电压信号S₉进行表示。输入的电压信号S₉经电压隔离电路605处理后，转换为如图7所示的间断地正负交替的交流方波电压信号S₁₀。

本实施例中，电压隔离电路605不仅能够实现电能的传输，还能够隔离高压电路对脉冲控制电路的影响。

在此如图6所示，信号解调电路606与电压隔离电路605电连接，其能够对电压隔离电路605传输来的电压信号S₁₀进行解调，从而得到电压信号S₁₀中所包含的控制信号S₁₁。从图7中可以看出，本实施例中，信号解调电路606解调得到的控制信号S₁₁与基带信号S₄的波形相同，但其最大电压值由5V增大到了12V。

为了更加清楚地说明本实施例所提供的偏压电源装置的工作原理以及工作过程，以下结合图9所示的偏压电源装置的工作原理示意图来进行进一步地阐述。

如图9所示，本实施例中，基值生成电路200所生成的第一直流电压U₁₀₄的电压值为V_a，峰值生成电路202所生成的第二整流电压U₂₀₄的电压值为V_b。

当该偏压电源装置处于脉冲模式下时，脉冲控制电路204所生成的控制信号S₁₁是一周期为T、占空比为D(D＝T_d/T)的电压信号，此时脉冲生成电路的输出电压U₂₀₅为脉冲方波形式的电压，该电压的基值为0，峰值为V_b。

由于整个偏压电源装置等效于基值生成电路200与脉冲生成电路201相串联，因此此时所输出的偏压U_b将是一基值为V_a、峰值为V_c(V_c＝V_a+V_b)的脉冲方波电压。

根据偏压与束流的关系，当偏压的取值为V_a时，对应束流为I_p；当偏压的取值为V_c时，对应束流为I_b。因此，利用脉冲的电压U_b可以得到如图9所示的基值为I_b、峰值为I_p的脉冲的电子束流I_c，其中，电子束流I_c的周期为T、占空比为σ为1-D＝(T-T_d)/T。

当该偏压电源装置处于直流模式下时，需使峰值生成电路202所产生的第二直流电压U₂₀₄的取值V_b给定为0或脉冲切换电路203始终断开，此时脉冲生成电路201的输出电压始终为0V，偏压电源装置输出的偏压U_b将始终为第一直流电压U₁₀₄的电压值V_a，根据偏压与束流的关系可以得到幅值为I_p连续电子束流。

此外，本发明还提供了一种脉冲电子束焊机，该脉冲电子束焊机的偏压电源装置采用如上所述的偏压电源装置。

从上述描述中可以看出，在本实施例所提供的偏压电源装置中，基值生成电路与脉冲生成电路彼此相互独立、互不干扰，这样有利于实现对脉冲偏压基值和峰值的精确调节，进而实现对束流幅值的精确调节。

同时，该偏压电源装置利用由开关管组成的脉冲切换电路来控制脉冲生成电路最终的电压输出，这样也就能够克服前级电容、电感等级器件对脉冲偏压波形的影响，从而实现上升沿以及下降沿均较陡的脉冲偏压波形，进而使得产生的脉冲束流波形得以改善。

此外，该偏压电源装置采用载波技术来传递PWM控制信号，其能够传递0-100kHz、占空比为0-100％的开关驱动信号，这样也就能够实现0-100kHz的脉冲偏压，从而产生对应频率的脉冲束流。

并且，通过调节基值生成电路以及峰值生成电路所输出的直流电压以及脉冲控制电路所输出的控制信号，该偏压电源装置既能够产生直流电压，又能够产生脉冲电压，即能够在同一台焊机上既实现连续束流电子束焊接又实现脉冲电子束焊接，从而满足不同焊接工艺的需求。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (10)

1.一种适用于脉冲电子束焊接的偏压电源装置，其特征在于，包括：

基值生成电路，其用于产生第一直流电压，其输出端正极形成偏压电源装置的电源正极；

脉冲生成电路，其输出端正极与所述基值生成电路的输出端负极连接，输出端负极形成所述偏压电源装置的电源负极，用于产生脉冲电压，以使得第一直流电压与所述脉冲电压叠加形成所需要的偏置电压；

其中，所述脉冲生成电路包括：

峰值生成电路，其用于产生第二直流电压，其输出端负极形成所述脉冲生成电路的输出端负极；

脉冲切换电路，其第一外接端形成所述脉冲生成电路的输出端正极，第二外接端与所述峰值生成电路的输出端正极连接，第三外接端与所述峰值生成电路的输出端负极相连；

脉冲控制电路，其与所述脉冲切换电路的控制端连接，用于产生脉冲控制信号以控制所述脉冲切换电路的工作状态，从而控制所述脉冲生成电路产生相应的脉冲电压；

其中，所述脉冲切换电路包括：

开关单元，其第一外接端形成所述脉冲切换电路的第一外接端，与所述基值生成电路的输出端负极连接，第二外接端形成所述脉冲切换电路的第二外接端，与所述峰值生成电路的输出端正极连接，控制端形成所述脉冲切换电路的控制端，与所述脉冲控制电路连接，其用于在所述控制信号的作用下通过开通或关断来控制所述第二直流电压的输出状态；

续流二极管，其正极形成所述脉冲切换电路的第三外接端，与所述峰值生成电路的输出端负极连接，负极与所述开关单元的第一外接端连接，其用于在所述开关单元关断时为所述偏压电源装置提供内部电流通道；

第三负载电阻，其与所述续流二极管并联。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基值生成电路包括：

第一稳压电源，其用于产生第一直流基准电压；

第一逆变电路，其与所述第一稳压电源连接；

第一变压器，其原边与所述第一逆变电路连接；

第一整流滤波电路，其与所述第一变压器的副边连接；

第一负载电阻，其一端与所述第一整流滤波电路的输出端正极连接并形成所述基值生成电路的输出端正极，另一端与所述第一整流滤波电路的输出端负极连接并形成所述基值生成电路的输出端负极。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述峰值生成电路与所述基值生成电路的电路结构相同。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脉冲控制电路包括：

载波信号生成电路，其用于生成两个反相的载波信号；

信号调制电路，其与所述载波信号生成电路连接，用于利用基带信号分别对所述第一载波信号和第二载波信号进行调制，分别得到第一调制信号和第二调制信号；

功率放大电路，其两个输入端分别与所述信号调制电路的两个输出端对应连接；

电压隔离电路，其输入端与所述功率放大电路的输出端连接；

信号解调电路，其输入端与所述电压隔离电路的输出端连接，输出端形成所述脉冲控制电路的输出端来与所述脉冲切换电路的控制端连接。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述脉冲控制电路还包括：

基带信号生成电路，其与所述信号调制电路连接，用于将所生成的基带信号传输给所述信号调制电路。

6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述载波信号生成电路包括：

方波振荡器，其用于产生预设频率的基准方波信号；

二分频电路，其与所述方波振荡器连接，用于对所述基准方波信号进行处理，得到频率减半的第一载波信号和第二载波信号。

7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述信号调制电路配置为利用基带信号采用二进制幅移键控的方式进行信号调制。

8.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述脉冲控制电路能够通过改变所述基带信号的频率和/或占空比来调节所述偏压电源装置输出脉冲电压的频率和/或占空比。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述基带信号的频率范围包括[0，100kHz]。

10.一种脉冲电子束焊机，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述的偏压电源装置。