CN2353476Y - 新型同步脉冲电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种实现超声电火花同步复合加工导电性超硬、脆材料的同步脉冲电源，它包括控制微机、可编程定时器芯片、时钟电路、功能控制芯片、电流监测功能块、光电隔离器、推挽驱动器、VMOS开关管、状态设置电路以及直流电源；本实用新型产生与超声波加工同步的放电脉冲，而且脉间、脉宽可以在线设定、调整，对超声波发生器功率不做特别要求，适用于超声电火花同步复合加工，同时又能完成电火花单独加工过程。

Description

新型同步脉冲电源

本实用新型属于电火花特种加工领域，特别是涉及一种实现超声电火花同步复合加工导电性超硬、脆材料的同步脉冲电源。

实现超声电火花同步复合加工的现有同步脉冲电源，例如对RC脉冲电源改进得到的同步脉冲电源，通过调整电阻、电容参数，使电容的充、放电周期与超声波加工周期一致，这种电源结构简单，但是，加工效率较低，参数严格匹配困难；还有一种利用超声波发生器中振荡电信号调制独立式脉冲电源实现同步放电的同步脉冲电源，这种电源具有方波脉冲电源加工特性，但是，需要较为复杂的调制电路；专利号为ZL95233469.0的中国专利，公布了利用工具头超声振动引起的间隙变化直接调制直流电源产生同步脉冲放电的方法，即：当变幅杆伸长、间隙变小到一定值时，电源电压击穿间隙产生同步放电；当变幅杆回缩、间隙变大到一定值时，“拉断”放电电流，形成放电脉冲；这种电源唯一组件是简单可靠的直流电源，因此，具有同步方式简单、成本低等优点。但是，这种电源的不足之处是，它不能准确地调整、控制脉冲参数；另外，它必须使用大功率超声波发生器，其原因是：间隙击穿以后，立即变为阻值接近为零的离子交换“柱”，由于电磁场等作用力的共同影响，“柱子”体现出较大的“粘性”，一般功率的超声波发生器引起的间隙变化，对这个“柱子”基本没有什么影响，也就是切断放电电流较为勉强。

本实用新型的目的在于克服当前同步脉冲电源的不足，提供一种脉间、脉宽可以编程设置、在线调整，对超声波发生器功率不做特别要求，就能实现超声电火花同步复合加工导电性超硬、脆材料的新型同步脉冲电源；而这种脉冲电源不做任何改变还能完成电火花单独加工。

本实用新型是通过以下方式实现的：

新型同步脉冲电源，它包括光电隔离器、推挽驱动器、VMOS开关管以及直流电源；光电隔离器的输出作为推挽驱动器的输入，而推挽驱动器的输出对VMOS开关管进行控制，直流电源通过VMOS开关管向放电通道提供放电能量；本实用新型的特征在于：它还包括控制微机、可编程定时器芯片、时钟电路、电流监测功能块、状态设置电路和功能控制芯片；可编程定时器芯片由总线与控制微机相连；可编程定时器芯片中定时器T1和T2的输出连向功能控制芯片，定时器T1的门极由电流监测功能块的输出控制，定时器T2的门极由功能控制芯片的一路输出控制；时钟电路由时钟信号线与控制微机相连，它的输出连至可编程定时器芯片中定时器T1、T2的时钟输入端；状态设置电路由脉冲电源工作控制信号线与控制微机相连，它的输出连向功能控制芯片；功能控制芯片的输出与光电隔离器的输入相连。

本实用新型由于采用VMOS开关管切断变化间隙调制直流电源引发的同步放电电流，放电脉冲产生可靠，因此对超声波发生器的功率不做特别要求；其次，由于利用可编程定时芯片对放电电流时间和VMOS开关管关断时间进行定时控制，达到了脉冲参数准确控制的目的；控制微机的利用使脉冲参数在线调整成为可能；另外，时间控制条件的满足，即放电时间与VMOS开关管关断时间之和小于超声振动周期，使电火花加工和超声波加工能够严格地保持同步。当可编程定时器芯片中定时器T2定时常数设定为脉冲间歇时间时，本实用新型可以实现电火花单独放电加工。

附图说明：

图1为本实用新型的原理示意图。图中1为状态设置电路，2为时钟电路，3为电流监测功能块，5为可编程定时器芯片，6为功能控制芯片，7为光电隔离器，4为推挽驱动器，8为VMOS开关管。

下面结合附图对本实用新型做详细说明：

控制微机对可编程定时器芯片的工作方式和时间常数进行编程设定，并对脉冲电源的工作状态进行控制；可编程定时器芯片中的定时器T1对放电时间，即脉冲宽度(t1)计时，定时器T2对VMOS开关管的关断时间(t2)计时，时钟电路为定时器T1、T2提供计时时钟信号。同步脉冲产生的具体过程为：在控制微机允许脉冲电源工作的条件下，状态设置电路通过功能控制芯片打开VMOS开关管，然后使功能控制芯片受控于定时器T1和T2的输出；若VMOS开关管开通时，间隙较大且没有击穿；当变幅杆伸长、间隙变小时，直流电源电压击穿间隙而放电，电流监测功能块启动定时器T1，使其对放电时间开始计时；当放电时间达到脉宽时间t1时，定时器T1的输出通过功能控制芯片关断VMOS开关管，同时启动定时器T2，开始对VMOS开关管关断时间计时；当VMOS开关管关断时间长度达到t2时，定时器T2的输出通过功能控制芯片使VMOS开关管开通，然后等待间隙变小、再击穿放电，……此过程周而复始，形成连续放电脉冲。由于满足时间控制条件：t1＋t2＜T(T为超声加工周期)，尽管开始时刻放电过程和超声加工有可能不完全同步，但是经过时间量；T—t1－t2的自然调整，几个周期以后脉冲放电加工和超声波加工会自然同步。

若要进行电火花单独加工，只要把可编程定时器芯片中定时器T1的时间常数定为脉宽，而定时器T2的时间常数定为脉间即可实现电火花单独加工。

Claims (1)

1.新型同步脉冲电源，它包括光电隔离器[7]、推挽驱动器[4]、VMOS开关管[8]以及直流电源，光电隔离器[7]的输出作为推挽驱动器[4]的输入，而推挽驱动器[4]的输出对VMOS开关管[8]进行控制，直流电源通过VMOS开关管[8]向放电通道提供放电能量，本实用新型的特征在于：它还包括控制微机、可编程定时器芯片[5]、时钟电路[2]、电流监测功能块[3]、状态设置电路[1]和功能控制芯片[6]；可编程定时器芯片[5]由总线与控制微机相连；可编程定时器芯片[5]中定时器T1和T2的输出连向功能控制芯片[6]，定时器T1的门极由电流监测功能块[3]的输出控制，定时器T2的门极由功能控制芯片[6]的一路输出控制：时钟电路[2]由时钟信号线与控制微机相连，它的输出连至可编程定时器芯片[5]中定时器T1、T2的时钟输入端；状态设置电路[1]由脉冲电源工作控制信号线与控制微机相连，它的输出连向功能控制芯片[6]；功能控制芯片[6]的输出与光电隔离器[7]的输入相连。