CN215517697U - 一种金刚石线锯用双向脉冲电源 - Google Patents

Abstract

公开了一种金刚石线锯用双向脉冲电源，包括电源电路、电流调节电路、振荡电路、信号输入电路和脉冲电源输出电路，第一电源电路包括第一开关电源模块、第一稳压芯片和第一负压产生芯片，220V交流电经第一开关电源模块输出24V并连接在第一稳压芯片的输入端，第一稳压芯片的输出端连接第一正12V输出端和第一负压产生电路；第二电源电路与第一电源电路结构相同；电流调节电路连接在两个电源电路上并通过显示电路与脉冲电源输出电路相连，连接两个电源电路的振荡电路将脉冲信号传递至信号输入电路，信号输入电路通过脉冲驱动电路与脉冲电源输出电路相连。采用本装置线材表面镀层更加均匀致密，电镀效果极佳，且装置造价低廉，更加经济实用。

Description

一种金刚石线锯用双向脉冲电源

技术领域

本实用新型属于金刚石线锯制造领域，具体涉及一种金刚石线锯用双向脉冲电源。

背景技术

在电镀线锯设备一般都采用直流恒流电源来作为电镀能源的供给，由于在电镀的过程中，线材表面电镀的表面均匀度收到很多条件影响，比如电源电流的稳定性、尖端放电效应，以及电镀液中的各种不稳定的成分，很难保证线材表面镀层的均匀稳定性，有时还会出现镀层针眼等情况的发生。电镀液中的有害成分在电镀的过程中就会顺着针眼等镀层空隙与线材基体相接触。由于线材基体的电位较低，很容易与其相接触的有害成分形成化学电池效应，对线材基体进行腐蚀，线材内部就可能产生锈点，一旦锈点产生，将对线锯产品质量产生巨大的影响。

为了防止金刚石线锯的耐腐蚀性，就必须提高镀层的致密度，致密镀层形成后，就会在基体与镀液之间形成一个保护屏障，现有技术中提高致密度的方法一般有两种，一种是使用光亮剂，但对镀层的很多参数很难控制，比如光亮镀层的厚度调节、镀层的硬度、脆性控制等，使用时弊端较多。而另外一种就是使用双向脉冲电源对线材进行光亮度，通过调节脉冲电源参数得到不同的电镀效果。但采用此方法使用的脉冲电源价格昂贵，推广难，经济负担很重，而且适合电镀线锯使用小电流脉冲电源很少。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种金刚石线锯用双向脉冲电源，采用本装置线材表面镀层更加均匀致密，电镀效果极佳，且装置造价低廉，更加经济实用。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种金刚石线锯用双向脉冲电源，包括电源电路、电流调节电路、显示电路、振荡电路、信号输入电路、脉冲驱动电路和脉冲电源输出电路，所述电源电路包括第一电源电路和第二电源电路，第一电源电路包括第一开关电源模块、第一稳压芯片和第一负压产生芯片，220V交流电经第一开关电源模块输出第一正24V并连接在第一稳压芯片的输入端，第一稳压芯片的输出端连接第一正12V输出端和第一负压产生电路；第二电源电路与第一电源电路结构相同；电流调节电路连接在两个电源电路上并通过显示电路与脉冲电源输出电路相连，连接两个电源电路的振荡电路将脉冲信号传递至信号输入电路，信号输入电路通过脉冲驱动电路与脉冲电源输出电路相连。

优选地，所述第一负压生成电路包括第一负压产生芯片，第一负压产生芯片的输入端连接第一稳压芯片的输出端，第一负压产生芯片的输出端连接第一二极管的负极，第一二极管的正极连接第一负12V输出端和第五电容的正极，第五电容的负极接地，第一负压产生芯片的C+和C-端口之间连接有第六电容。

优选地，所述电流调节电路包括两个电源调节模块，显示电路包括两个显示表头；电流调节电路的第一电源调节模块输入端连接第一正24V输出端，第一电源调节模块的输出端连接显示电路的第一显示表头输入端，第一电源调节模块上还连接有第二电流调节旋钮和第一电压调节旋钮，第一显示表头的电源供电端连接第一正12V输出端，第一显示表头的输出端连接第二电源调节模块输出端和脉冲电源输出电路的第二输出端子；电流调节电路的第二电源调节模块连接方式与第一电源调节模块相同；显示电路的第二显示表头输出端连接脉冲驱动电路。

优选地，所述振荡电路包括时基芯片，时基芯片和与其相连的第十电容、第九电容、第四二极管、第三二极管、第二电阻、第一电阻、第五可调电阻组成振荡器。

优选地，所述信号输入电路包括两个逻辑芯片和两个光耦器件，第一逻辑芯片的输入端接在时基芯片的第三脚上，第一逻辑芯片的输出端分别连接第二逻辑芯片的输入端和第一光耦器件的第三脚，第二逻辑芯片的输出端连接第二光耦器件的第三脚，第一光耦器件的第二脚通过第三电阻连接第一正12V输出端，第五脚和第八脚相连后接在第一正12V输出端，第七脚连接第一负12V输出端，第七脚和第八脚之间通过串联的第十一电容和第十四电容相连；第二光耦器件的第二脚通过第四电阻连接第二负压生成电路的第二正12V输出端，第五脚和第八脚相连后接在第二负压生成电路的第二正12V输出端，第七脚连接第二负压生成电路的第二负12V输出端，第七脚和第八脚之间通过串联的第十二电容和第十三电容相连。

优选地，所述脉冲驱动电路包括两个IGBT芯片和四个稳压二极管，第一光耦器件的第六脚通过第五电阻分别连接第二稳压二极管的负极、第六电阻的一端和第一IGBT芯片的G端，第二稳压二极管的正极连接第一稳压二极管的正极，第一稳压二极管的负极接在第十一电容和第十四电容之间，第六电阻的另一端分别连接第一稳压二极管的负极和第一IGBT芯片的E端，第一IGBT芯片的C端连接第一电源调节模块的输出端，第一IGBT芯片的E端连接脉冲电源输出电路的第一输出端子；

第二光耦器件的第六脚通过第七电阻分别连接第四稳压二极管的负极、第八电阻的一端和第二IGBT芯片的G端，第四稳压二极管的正极连接第三稳压二极管的正极，第三稳压二极管的负极接在第十三电容和第十二电容之间，第八电阻的另一端分别连接第三稳压二极管的负极和第二IGBT芯片的E端，第二IGBT芯片的C端连接脉冲电源输出电路的第一输出端子，第一IGBT芯片的E端连接第二显示表头的输出端。

本实用新型具有的有益效果为：

1.本实用新型可以产生正向脉冲和反向脉冲，在一个脉冲周期内，正反向脉冲的占空比及电流幅度可以根据工艺要求进行调整，正向脉冲用于对线材表面进行电镀镍层，而反向脉冲可以对镀层上的毛刺及不平整处进行溶解处理，线材在双向脉冲的作用下可以得到很光亮的镀层。本装置整体成本不高，很适合推广使用。

2.脉冲驱动电路分为正向和反向驱动两部分。光耦器件的第七脚和第八脚分别连接的是正负12V输出端，第六脚为信号输出端经限流电阻连接到了IGBT芯片的门极G端，第五脚与正12V输出端相连。稳压二极管反向串联是为了限制信号控制电压的幅度，防止IGBT芯片击穿损坏。

3.时基芯片的输出的正向脉冲信号经第一逻辑芯片与非门反向处理后变为低电平连接到了第一光耦器件上，第一光耦器件输入端导通，第二光耦器件截止；而时基芯片输出的反向脉冲经过逻辑芯片的两次反向，反向后还是低电平信号，该信号连接到第二光耦器件，第二光耦器件输入端导通，第一光耦器件截止。因此，当时基芯片输出高电平时，第一光耦器件的输入电路导通；而时基芯片输出反向信号时，第二光耦器件的输入电路导通；因此，振荡器的脉冲输出信号可以使光耦器件周期性的轮流导通截止。

附图说明

图1为本实用新型电源电路的电路图；

图2为本实用新型电流调节电路的电路图；

图3为本实用新型脉冲驱动电路的电路图。

具体实施方式

如图1-3所示，本实用新型提出了一种金刚石线锯用双向脉冲电源，可以产生正向脉冲和反向脉冲，在一个脉冲周期内，正反向脉冲的占空比及电流幅度可以根据工艺要求进行调整，正向脉冲用于对线材表面进行电镀镍层，而反向脉冲可以对镀层上的毛刺及不平整处进行溶解处理，线材在双向脉冲的作用下可以得到很光亮的镀层。本装置整体成本不高，很适合推广使用。

此脉冲电源包括电源电路、电流调节电路、显示电路、振荡电路、信号输入电路、脉冲驱动电路和脉冲电源输出电路，所述电源电路包括两个开关电源模块（PS1/PS2型号均采用AC220V/DC24V4A）、两个稳压芯片（U1/U2型号均采用7812）和两个负压产生芯片（U3/U4型号均为TC7662），220V交流电接在第一开关电源模块PS1和第二开关电源模块PS2的输入端，第一开关电源模块PS1的正极输出端分别连接第一正24V输出端、第一电容C1（47000U/35V）的正极、第一稳压芯片U1的输入端，第一开关电源模块PS1的负极输出端分别连接第一电容C1的负极、第一稳压芯片U1的接地端和第三电容C3（100U/25V）的负极后接地，第一稳压芯片U1的输出端连接第一正12V输出端和第一负压产生电路，第一稳压芯片U1将第一开关电源模块PS1输出的24V直流电压转变为12V电压。

第一负压生成电路包括第一负压产生芯片U3，第一负压产生芯片U3的输入端连接第一稳压芯片U1的输出端，第一负压产生芯片U3的输出端连接第一二极管D1（1N4148）的负极，第一二极管D1的正极连接第一负12V输出端和第五电容C5（100U/25V）的正极，第五电容C5的负极接地，第一负压产生芯片U3的C+和C-端口之间连接有第六电容C6（100U/25V）。

第二开关电源模块PS2的正极输出端分别连接第二正24V输出端、第二电容C2（47000U/35V）的正极、第二稳压芯片U2的输入端，第二开关电源模块PS2的负极输出端分别连接第二电容C2的负极、第二稳压芯片U2的接地端和第四电容C4（100U/25V）的负极后接地，第二稳压芯片U2的输出端连接第二正12V输出端和第二负压产生电路，第二负压生成电路包括第二负压产生芯片U4，第二负压产生芯片U4的输入端连接第二稳压芯片U2的输出端，第二负压产生芯片U4的输出端连接第二二极管D2的负极，第二二极管D2（1N4148）的正极连接第二负12V输出端和第七电容C7的正极，第七电容C7（100U/25V）的负极接地，第二负压产生芯片U4的C+和C-端口之间连接有第八电容C8（100U/25V）。这两组正负12V电压供输出IGBT芯片使用。第一电容C1和第二电容C2采用大容量的目的是为了避免后级脉冲电压对开关电源模块的影响。第三电容C3和第四电容C4为滤波电容，为后级控制电路提供稳定的直流电压。

电流调节电路负责正向和反向脉冲输出的电流和电压幅度调节控制使用。电流调节电路包括两个电源调节模块（DC-DC模块），显示电路包括两个显示表头，可以同时显示电压电流的双数字显示表头（电源供电：DC5-24V、输入最大直流电流：20A、输入直流电压：0-100V），分别对正向脉冲和反向脉冲的电压和电流进行显示。第一电源调节模块U9A的输入端连接第一正24V输出端，第一电源调节模块U9A的输出端连接第一显示表头U10A的输入端，第一电源调节模块U9A上还连接有第二电流调节旋钮RW2（10K）和第一电压调节旋钮RW1（10K），第一显示表头U10A的电源供电端连接第一正12V输出端，第一显示表头U10A的输出端连接第二电源调节模块U9B的输出端和脉冲电源输出电路的第二输出端子Uout2.

第二电源调节模块U9B的输入端连接第二正24V输出端，第二电源调节模块U9B的输出端连接第二显示表头U10B的输入端，第二电源调节模块U9B上还连接有第四电流调节旋钮RW4（10K）和第三电压调节旋钮RW3（10K），第二显示表头U10B的电源供电端连接第二正12V输出端，第二显示表头U10B的输出端连接脉冲驱动电路。第一电源调节模块U9A和第二电源调节模块U9B是两块相同的直流转直流的电源调节模块。在每个模块上面都连接有电流调节旋钮RW2/RW4，输出电压调节旋钮RW1/RW3，用于调节电流或电压，可以输出的电流或电压达到想要的数值。其中这两组模块输出电压是隔离的。

振荡电路包括时基芯片U5（NE555），时基芯片U5的第四脚和第八脚相连并接在第一正12V输出端上，第二脚分别连接第六脚和第十电容C10（1U）的一端，第十电容C10的另一端接地，第五脚通过第九电容C9（104）与第一脚相连，且第一脚接地，第六脚分别连接第四二极管D4（1N4148）的正极和第三二极管D3（1N4148）的负极，第四二极管D4的负极通过第二电阻R2（470）连接第五可调电阻RW5（20K）的一端，第三二极管D3（1N4148）的正极分别连接时基芯片U5的第七脚和第五可调电阻RW5的调节端，第五可调电阻RW5的另一端通过第一电阻R1（470）连接时基芯片U5的第八脚。通过调节第五可调电阻RW5可以调节正反向脉冲的占空比，震荡频率在1千赫左右，脉冲由时基芯片U5的第三脚输出。

信号输入电路包括两个逻辑芯片（型号均为4001）和两个光耦器件（型号均为PC923L），第一逻辑芯片U6A的输入端接在时基芯片U5的第三脚上，第一逻辑芯片U6A的输出端分别连接第二逻辑芯片U6B的输入端和第一光耦器件U7的第三脚，第二逻辑芯片U6B的输出端连接第二光耦器件U8的第三脚，第一光耦器件U7的第二脚通过第三电阻R3（2K）连接第一正12V输出端，第五脚和第八脚相连后接在第一正12V输出端，第七脚连接第一负12V输出端，第七脚和第八脚之间通过串联的第十一电容C11（104）和第十四电容C14（104）相连；第二光耦器件U8的第二脚通过第四电阻R4（2K）连接第二正12V输出端，第五脚和第八脚相连后接在第二正12V输出端，第七脚连接第二负12V输出端，第七脚和第八脚之间通过串联的第十二电容C12（104）和第十三电容C13（104）相连。

时基芯片U5的第三脚输出的正向脉冲信号经第一逻辑芯片U6A(CD4001)与非门反向处理后变为低电平连接到了第一光耦器件U7(PC923L)的第三脚上，第一光耦器件U7输入端导通，第二光耦器件U8截止；而时基芯片U5的第三脚输出的反向脉冲经过逻辑芯片U6A/B的两次反向，反向后还是低电平信号，该信号连接到第二光耦器件U8的第三脚上，第二光耦器件U8输入端导通，第一光耦器件U7截止。因此，当时基芯片U5的第三脚输出高电平时，第一光耦器件U7的输入电路导通；而时基芯片U5的第三脚输出反向信号时，第二光耦器件U8的输入电路导通；因此，振荡器的脉冲输出信号可以使光耦器件U7/U8周期性的轮流导通截止。

脉冲驱动电路包括两个IGBT芯片（均为KDG20N120H）和四个稳压二极管（均为6V），第一光耦器件U7的第六脚通过第五电阻R5（150）分别连接第二稳压二极管DW2的负极、第六电阻R6（100K）的一端和第一IGBT芯片的G端，第二稳压二极管DW2的正极连接第一稳压二极管DW1的正极，第一稳压二极管DW1的负极接在第十一电容C11和第十四电容C14之间，第六电阻R6的另一端分别连接第一稳压二极管DW1的负极和第一IGBT芯片的E端，第一IGBT芯片的C端连接第一电源调节模块U9A的输出端，第一IGBT芯片的E端连接脉冲电源输出电路的第一输出端子Uout1。

脉冲驱动电路分为正向和反向驱动两部分。光耦器件U7/U8的第七脚和第八脚分别连接的是正负12V输出端，第六脚为信号输出端经限流电阻R5/R7连接到了IGBT芯片的门极G端，第五脚与正12V输出端相连。稳压二极管DW1/DW2反向串联是为了限制信号控制电压的幅度，防止IGBT芯片击穿损坏；电容C11/C14的串联中心点为虚拟接地点，连接到了IGBT芯片的发射极E端；当第一光耦器件U7的输入部分导通后，第六脚就会输出正电压，第一IGBT芯片导通。当第一光耦器件U7的输入部分不导通，第六脚就会输出负电压，第一IGBT芯片就会截止；反向驱动控制原理与正向控制原理是一样的。

第二光耦器件U8的第六脚通过第七电阻R7（150）分别连接第四稳压二极管DW4的负极、第八电阻R8（100K）的一端和第二IGBT芯片的G端，第四稳压二极管DW4的正极连接第三稳压二极管DW3的正极，第三稳压二极管DW3的负极接在第十三电容C13和第十二电容C12之间，第八电阻R8的另一端分别连接第三稳压二极管DW3的负极和第二IGBT芯片的E端，第二IGBT芯片的C端连接脉冲电源输出电路的第一输出端子Uout1，第一IGBT芯片的E端连接第二显示表头U10B的输出端。

在电路工作时，第一IGBT芯片和第二IGBT芯片是轮流导通截止的。当时基芯片U5的第三脚输出高电平时，第一IGBT芯片导通，第二IGBT芯片截止，电压（VCC7）通过第一IGBT芯片连接到第一输出端子Uout1上，而第一输出端子Uout1和第二输出端子Uout2之间连接负载电阻，该电压通过负载电阻连接到Vout-(1)的上面，而Vout-(1)端是第一电源调节模块U9A的负电压信号输出端与第二电源调节模块U9B的正电压信号输出端的连接点，因此，此时第一电源调节模块U9A的输出电压为负载供电，形成正向脉冲电压。输出电压电流由第一显示表头U10A进行显示。

当时基芯片U5的3脚输出低电平时，第二IGBT芯片导通，第一IGBT芯片截止，Vout-(1)电压通过负载电阻加到第二IGBT芯片的集电极上面，通过第二IGBT芯片连接到Vout-(2)（该端也为第二电源调节模块U9B的负电压信号端；）上。因此，此时第二电源调节模块U9B的输出电压为负载供电，形成反向脉冲电压。输出电压电流由第二显示表头U10B进行显示。

Claims (6)

1.一种金刚石线锯用双向脉冲电源，其特征在于：包括电源电路、电流调节电路、显示电路、振荡电路、信号输入电路、脉冲驱动电路和脉冲电源输出电路，所述电源电路包括第一电源电路和第二电源电路，第一电源电路包括第一开关电源模块、第一稳压芯片和第一负压产生芯片，220V交流电经第一开关电源模块输出第一正24V并连接在第一稳压芯片的输入端，第一稳压芯片的输出端连接第一正12V输出端和第一负压产生电路；第二电源电路与第一电源电路结构相同；电流调节电路连接在两个电源电路上并通过显示电路与脉冲电源输出电路相连，连接两个电源电路的振荡电路将脉冲信号传递至信号输入电路，信号输入电路通过脉冲驱动电路与脉冲电源输出电路相连。

2.根据权利要求1所述的金刚石线锯用双向脉冲电源，其特征在于：所述第一负压生成电路包括第一负压产生芯片，第一负压产生芯片的输入端连接第一稳压芯片的输出端，第一负压产生芯片的输出端连接第一二极管的负极，第一二极管的正极连接第一负12V输出端和第五电容的正极，第五电容的负极接地，第一负压产生芯片的C⁺和C^-端口之间连接有第六电容。

3.根据权利要求2所述的金刚石线锯用双向脉冲电源，其特征在于：所述电流调节电路包括两个电源调节模块，显示电路包括两个显示表头；电流调节电路的第一电源调节模块输入端连接第一正24V输出端，第一电源调节模块的输出端连接显示电路的第一显示表头输入端，第一电源调节模块上还连接有第二电流调节旋钮和第一电压调节旋钮，第一显示表头的电源供电端连接第一正12V输出端，第一显示表头的输出端连接第二电源调节模块输出端和脉冲电源输出电路的第二输出端子；电流调节电路的第二电源调节模块连接方式与第一电源调节模块相同；显示电路的第二显示表头输出端连接脉冲驱动电路。

4.根据权利要求3所述的金刚石线锯用双向脉冲电源，其特征在于：所述振荡电路包括时基芯片，时基芯片和与其相连的第十电容、第九电容、第四二极管、第三二极管、第二电阻、第一电阻、第五可调电阻组成振荡器。

5.根据权利要求4所述的金刚石线锯用双向脉冲电源，其特征在于：所述信号输入电路包括两个逻辑芯片和两个光耦器件，第一逻辑芯片的输入端接在时基芯片的第三脚上，第一逻辑芯片的输出端分别连接第二逻辑芯片的输入端和第一光耦器件的第三脚，第二逻辑芯片的输出端连接第二光耦器件的第三脚，第一光耦器件的第二脚通过第三电阻连接第一正12V输出端，第五脚和第八脚相连后接在第一正12V输出端，第七脚连接第一负12V输出端，第七脚和第八脚之间通过串联的第十一电容和第十四电容相连；第二光耦器件的第二脚通过第四电阻连接第二负压生成电路的第二正12V输出端，第五脚和第八脚相连后接在第二负压生成电路的第二正12V输出端，第七脚连接第二负压生成电路的第二负12V输出端，第七脚和第八脚之间通过串联的第十二电容和第十三电容相连。

6.根据权利要求5所述的金刚石线锯用双向脉冲电源，其特征在于：所述脉冲驱动电路包括两个IGBT芯片和四个稳压二极管，第一光耦器件的第六脚通过第五电阻分别连接第二稳压二极管的负极、第六电阻的一端和第一IGBT芯片的G端，第二稳压二极管的正极连接第一稳压二极管的正极，第一稳压二极管的负极接在第十一电容和第十四电容之间，第六电阻的另一端分别连接第一稳压二极管的负极和第一IGBT芯片的E端，第一IGBT芯片的C端连接第一电源调节模块的输出端，第一IGBT芯片的E端连接脉冲电源输出电路的第一输出端子；

第二光耦器件的第六脚通过第七电阻分别连接第四稳压二极管的负极、第八电阻的一端和第二IGBT芯片的G端，第四稳压二极管的正极连接第三稳压二极管的正极，第三稳压二极管的负极接在第十三电容和第十二电容之间，第八电阻的另一端分别连接第三稳压二极管的负极和第二IGBT芯片的E端，第二IGBT芯片的C端连接脉冲电源输出电路的第一输出端子，第一IGBT芯片的E端连接第二显示表头的输出端。

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