电解加工精度是影响电解加工技术进一步发展和扩大应用的重要因素,而电解加工电源的性能又直接影响到电解加工精度。因此如何提高电解加工电源品质一直是国内外近年来研究的重要目标。高频窄脉冲电流电解加工电源获得了发明专利,其采用高频窄脉冲电流源代替传统的直流电流源,变电解加工的连续电化学阳极溶解过程为高频间歇加工和断续溶解过程,较大程度地提高了电解加工精度。此项技术已经在工厂开始了工程化的应用试验和试生产。 实验研究表明,加工精度会随着输出脉冲频率提高、输出脉冲宽度变窄有明显改善,而目前国内普遍采用的电解加工电源脉冲频率仅为几十kHz。为此本文研究输出频率为500kHz-1MHz,脉宽小于1us的电解加工电源,以期实现更高精度的电解加工。 本文研究的电解加工电源样机采用两级结构,前级为带钳位二极管的移相全桥零电压ZVS变换器,它选取UC3875作为控制芯片,采用移相控制调压方式,利用电压闭环反馈控制变换器的输出,以获得后级所需的恒定输出电压。后级采用高频斩波电路,利用斩波器将前级恒定电压变换为所需的高频脉冲输出。 文中首先详细分析了前级全桥变换器的工作原理,建立了其小信号模型,并据此设计了单零点单极点PI调节闭环系统,获得了稳定的输出电压。然后分析了后级斩波电路拓扑,着重设计了高频驱动电路、开关管缓冲保护电路,同时强调了均衡布线,减小线路寄生参数,特别是减少寄生电感的问题,以便获得良好的高频脉冲输出波形。 最后通过仿真分析以及研制样机的试验,验证了全桥电路建模的合理性,据此设计的电压闭环系统的正确性,以及整个电解加工电源的可行性,获得了理想的输出波形,满足了电解加工的工艺要求。