專利名稱：大功率脈沖電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種脈沖電源技術(shù)。
現(xiàn)有的大功率脈沖電源，主要用于脈沖鍍和脈沖焊，如中國專利87213765號(hào)所提及的用多個(gè)達(dá)林頓集成管組成功率放大單元，取代了可控硅功率管和晶體管復(fù)合放大電路，但用達(dá)林頓集成管作的功率放大單元，每只管的發(fā)射極都要接大功率均流電阻或網(wǎng)絡(luò)，用其作的脈沖電源輸出脈沖最大峰值500A時(shí)，需要一個(gè)龐大的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如需將脈沖最大峰值電流增加到1000A，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)則將更龐大，而且達(dá)林頓集成管作開關(guān)應(yīng)用時(shí)，開啟、關(guān)斷以及存貯時(shí)間都較長，使得輸出脈沖的上升和下降時(shí)間較長，即脈沖波形較差，脈沖展寬現(xiàn)象嚴(yán)重、大量的資料和實(shí)踐證明，脈沖電源用作電鍍時(shí)，鍍銀最佳脈寬100－140μS，鍍金剛砂、鍍金、鍍鎳等最佳脈寬100μS，用達(dá)林頓管做成的500A脈沖電源作脈沖電鍍電源用時(shí)，脈沖波形上升為100μS，下降沿為50－100μS，顯然波形較差，難于在最佳狀態(tài)下進(jìn)行脈沖電鍍。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種輸出脈沖電流大，波形好的大功率脈沖電源。


圖1為本大功率脈沖電源作電鍍電源用時(shí)的電原理方框圖。
圖2為大功率脈沖電源的調(diào)制器的電原理圖。
本大功率脈沖電源的實(shí)現(xiàn)方法是，用多個(gè)功率場效應(yīng)管并聯(lián)組成的調(diào)制器取代多個(gè)相同的達(dá)林頓管并聯(lián)組成的功率放大單元。以作電鍍電源用為例，圖1為本大功率脈沖電源作電鍍電源用時(shí)的電原理方框圖，圖2為本大功率脈沖電源的調(diào)制器的電原理圖。如圖2所示，調(diào)制器由多個(gè)功率場效應(yīng)管并聯(lián)組成，場效應(yīng)管的漏極(D)并聯(lián)后(B點(diǎn))連接到可調(diào)直流電源輸出直流電壓的正端，源極(S)并聯(lián)后(C點(diǎn))接地作為調(diào)制器的輸出端，也即作為電鍍中鍍槽中的正極連接到鍍槽中，柵極(G)并聯(lián)后(A點(diǎn))連接功率放大電路的輸出端，并聯(lián)使用的功率場效應(yīng)管的數(shù)目視輸出電流的大小而定，輸出電流小，并聯(lián)的功率場效應(yīng)管少，輸出電流大，并聯(lián)的功率場效應(yīng)管多?？烧{(diào)直流電源輸出直流電壓的負(fù)端作為電鍍中的負(fù)極連接到鍍槽中。用本實(shí)用新型提出的方案作出的大功率脈沖電源是系列化的，改變并聯(lián)的功率場效應(yīng)管的數(shù)目就可使得輸出脈沖電流在30A－1000A之間變化，甚至超過1000A。其工作原理是，由調(diào)頻脈沖發(fā)生器產(chǎn)生頻率可調(diào)的矩形波脈沖去觸發(fā)調(diào)寬脈沖發(fā)生器，再由調(diào)寬脈沖發(fā)生器輸出頻率和寬度都可調(diào)的脈沖送入功率放大器進(jìn)行功率放大，功率放大器放大后的脈沖信號(hào)送到由多個(gè)功率場效應(yīng)管并聯(lián)組成的調(diào)制器的控制極(A點(diǎn))，作為調(diào)制信號(hào)去調(diào)制由可調(diào)直流電源來的直壓，可調(diào)直流電源輸出直流電壓的正端連接到多個(gè)功率場效應(yīng)管并聯(lián)的漏極(B點(diǎn))，作為被調(diào)制的直流電壓輸入到調(diào)制器，功率場效應(yīng)管并聯(lián)的源極(C點(diǎn))接地，同時(shí)接到鍍槽中作為電鍍中的正極，可調(diào)直流電源輸出直流電壓的負(fù)端連接到鍍槽中作為電鍍中的負(fù)極，這樣在鍍槽中產(chǎn)生了被調(diào)制了的脈沖電流。
作為實(shí)例，本實(shí)用新型提供一種用10只功率場效應(yīng)管(MTM55N10)并聯(lián)做成的大功率電源，其峰值脈沖電流為1000A，輸出脈沖上升時(shí)間≤40μS，下降時(shí)間≤20μS，可見波形很好，當(dāng)需要輸出脈沖的脈寬≤100μS時(shí)，也能保證較好的方波輸出，用這種脈沖電源作脈沖電鍍時(shí)，可保證在最佳參數(shù)下進(jìn)行操作，最佳參數(shù)下鍍出的鍍件質(zhì)量好，而且能節(jié)約原材料和電能。用多個(gè)功率場效應(yīng)管并聯(lián)使用做成的脈沖電源可做成系列化產(chǎn)品，即要求輸出脈沖電流小時(shí)，并聯(lián)的管子可以減，如輸出脈沖電流為50A時(shí)，只用兩只功率場效應(yīng)管并聯(lián)即可，輸出脈沖電源大時(shí)，并聯(lián)的管子可以增加，如輸出脈沖電流為1000A時(shí)，用10只功率場效應(yīng)管并聯(lián)使用。本大功率脈沖電源，輸出的峰值脈沖電流可作到連續(xù)無級(jí)可調(diào)，輸出脈沖的波形為方波負(fù)極性，脈沖寬度可在50μS－2500μS之間連續(xù)可調(diào)，脈沖占空比在1／20－1／2內(nèi)任意可調(diào)。用多個(gè)功率場效應(yīng)管并聯(lián)后做出的大功率電源，由于場效應(yīng)管柵極控制電流很小，所以過流保護(hù)、過功率保護(hù)都較易實(shí)現(xiàn)，場效應(yīng)管屬電壓控制器件，故不需要龐大的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，而且功率場效應(yīng)管的電流具有負(fù)的溫度系數(shù)，所以具有良好的電流自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，多個(gè)器件可直接并聯(lián)使用，不需要加均流電阻。
本實(shí)用新型提供的大功率脈沖電源與以往的大功率脈沖電源相比具有如下優(yōu)點(diǎn)輸出脈沖波形好，輸出脈沖電流大，體積小，成本低。比用達(dá)林頓管做成的脈沖電源體積縮小1／3－1／2，成本下降1／3－1／2，輸出脈沖上升時(shí)間和下降時(shí)間縮短1／2－2／3。本功率脈沖電源可廣泛用于脈沖電鍍、脈沖焊、陽極氧化、電拋光、電鑄等領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.由調(diào)頻脈沖發(fā)生器、調(diào)寬脈沖發(fā)生器、調(diào)制器、可調(diào)直流電源等組成的大功率脈沖電源，其特征在于調(diào)制器由功率場效管并聯(lián)構(gòu)成，場效應(yīng)管漏極(D)并聯(lián)后連接到可調(diào)直流電源輸出直流電壓的正端，源極(S)并聯(lián)后接地，作為調(diào)制器的輸出端，柵極(G)并聯(lián)后連接功率放大電路的輸出端，并聯(lián)使用的功率場效應(yīng)管的數(shù)目視輸出電流大小而定，輸出電流小，并聯(lián)的功率場效應(yīng)管少，輸出電流大，并聯(lián)的功率場效應(yīng)管多。
專利摘要一種大功率脈沖電源，由調(diào)頻脈沖發(fā)生器、調(diào)寬脈沖發(fā)生器、功率放大器、調(diào)制器、可調(diào)直流電源等組成，調(diào)制器中采用了多個(gè)功率場效應(yīng)管并聯(lián)，取代了現(xiàn)在的達(dá)林頓集成管組成的功率放大單元。其輸出的脈沖電流大、脈沖波形好、體積小、成本低，可廣泛用于脈沖電鍍、脈沖焊、陽極氧化、電拋光、電鑄等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H03K3/00GK2086478SQ9120038
公開日1991年10月9日 申請(qǐng)日期1991年1月4日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月4日
發(fā)明者霍世瓊, 林植賢 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院廣州電子技術(shù)研究所