新型超窄脈寬脈沖電源設計與實現(xiàn)

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1、設計·研究《電加工與模具}2011年增刊新型超窄脈寬脈沖電源的設計與實現(xiàn)林偉，張春林(武漢理工大學自動化學院，湖北武漢430070)摘要：脈沖電源的脈寬及占空比對電化學加工的精度有著重要的影響。傳統(tǒng)的脈沖電源一般采用開關斬波形式，對開關器件的開關速度要求很嚴格，且對開關器件的驅動也有很高的要求。對于電化學微細精加工，常用的開關器件很難達到超窄脈寬的要求。利用DDS信號電路產生基本信號，結合脈沖調理電路，設計一種新型超窄脈寬脈沖電源。實踐表明：該超窄脈寬脈沖電源的脈寬最低可達10ns，占空比可調，輸出信號穩(wěn)定性強，被成

2、功應用于光學碼板的加工。關鍵詞：脈沖電源；電化學加工；超窄脈寬中圖分類號：TG662文獻標識碼：A文章編號：1009—279X(2011)SO一0039—03TheDesignandImplementationofaNewUltra——NarrowPulsePowerSupplyLinWei，ZhangChunlin(WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：ThePulsewidthandpulsedutycycleofthepulsepowerh

3、aveasignificantimpactfortheprecisionoftheelectrochemicalmachining．Theformofswitchingchopperisusedbythetradition—alPulsepowergenerally，SOtheswitchingspeedoftheswitchingdeviceisveryimportant，andthedriveforswitchingdevicesalsohavehighdemandsfor．Thecommonswitchingd

4、evicesaredifficulttoachieveultranarrowpulsewidth．Anewtypeofpulsepowersupplywiththeminimumpulsewidthof10nsisdesignedbasedonDDSchip，pulseshapingcircuitinthispaper．TheOutputsignalisstability，andsuccesslyusedintheprocessingofopticalcodesboard。Keywords：pulsepowersup

5、ply；electrochemicalmaching；narrowpulsewidth隨著對加工精度要求的提高，微細加工的研究當電解加工電源輸出納秒級的超窄脈沖時，可大大越來越受到人們的重視。而在微細加工領域，電化減小加工雜散腐蝕，加工間隙可縮小到微米級。將學加工由于是以離子形式對材料進行蝕除，具有刀超窄(ns或ps)脈沖電流與低濃度電解液、加工間隙具無損耗，加工后工件無殘余應力、無變形，加工表的實時檢測及調整等技術結合，可實現(xiàn)納米、亞微米面質量好等優(yōu)點。因此，在工業(yè)生產中，尤其是在航級精度的加工，完全能滿足微細加工

6、的要求。所以空航天、精密儀器、生物醫(yī)學等精密機械加工領域具在電化學加工中，脈沖電源的性能是影響加工精度有重要的意義。然而，電解加工存在雜散腐蝕問題。的至關重要的原因。對微細電解來說，雜散腐蝕對微細加工的精度有極本文設計的脈沖電源以單片機控制DDS芯片大影響。根據(jù)德國FritzHaber研究所的RSchuster產生基本正弦波信號為基礎，加上外部脈沖調理電等人提出了超窄脈沖電微細電解加工技術理論，要路，實現(xiàn)超窄脈沖寬度，最小可達10ns，且脈寬和占求脈沖電源輸出的脈寬越小越好。最新研究表明：空比可調，電壓在3～5V，m

7、A級電流，主要是用來在5m或者10／,m的鎳片上進行光學小孔碼板的收稿日期：2011—0110加工，要求孔徑不大于30肚m?；痦椖浚簢易匀豢茖W基金資助項目(60672058)第一作者簡介：林偉，男，1969年生，副教授。設計·研究《電加工與模具}2011年增刊藎本號輸出圖4調理電路原理圖在一定范圍內調節(jié)光耦的集電極開路輸出的上拉電壓“，可調節(jié)輸出脈沖電壓信號的脈寬及占空比。圖5、圖6為脈沖電源輸出脈寬20ns和10ns的信號波形圖，占空比均為1：10。圖7單孔效果圖(10ns，10MHz)圖5脈沖電源輸出信號20

8、ns圖8連續(xù)孔效果圖(10ns，10MHz)形電路，設計電化學加工超窄脈沖電源，輸出信號穩(wěn)定，且對于電化學加工所要求的窄脈寬、占空比均能滿足需要。通過加工試驗，證明了該電源效果良好，圖6脈沖電源輸出信號10ns提高了電化學加工精度，減小了電化學加工的雜散2加工試驗結果腐蝕，具有一定的實用價值。利用上述超窄脈沖電源，在5m厚的鎳片上參考文獻：利用