[发明专利]一种四开关Buck-Boost成形加工脉冲电源及其控制方法

说明书

本发明公开了一种四开关Buck‑Boost成形加工脉冲电源及其控制方法，是基于四开关Buck‑Boost变换器，提出的一种全新的成形加工脉冲电源结构。电路结合电火花加工的间隙负载特性，通过对间隙电压检测和判断，实现升压模式和放电加工模式的切换。升压模式下可以提供间隙击穿所需要的高压，可通过两种方式实现，第一种方式是通过传统Boost模式实现升压；第二种方式是通过零电压开关实现升压。放电加工模式下脉冲电源处于Buck模式，持续给间隙提供放电电流。消电离模式下间隙间的能量快速释放，同时电感中的电流通过开关管体二极管实现续流，在下一加工周期开始时电感电流将不为0，可使电路快速到达稳定状态。

技术领域

本发明属于成形电火花加工的高频脉冲电源控制领域，特别是涉及一种四开关Buck-Boost成形加工脉冲电源及其控制方法。

背景技术

随着工业现代化以及时代的发展，传统的机械加工方式不能满足现代工业发展的需求。与此同时，成形电火花加工以其高精度、高效率、高质量加工等特点迅速发展，在工业精加工的领域有着极大的潜力。

成形电火花加工机床主要包括脉冲电源、加工工件、工具电极、电介质和工作台。电火花加工技术是一种非接触式特种加工技术，其通过受控电能在工具电极和工件之间形成火花放电，去除被加工材料。与传统加工相比，电火花加工可以加工高硬度、高强度、高熔点的特殊金属材料，以及一些结构特殊、形状复杂的精密零件。

脉冲电源是电火花加工系统重要组成部分之一。加工过程中，系统对于放电电流和放电能量的控制好坏，将会影响加工质量和加工效率。因此，通过提出全新的拓扑简化和改善电路的整体结构，提高能量利用率，进一步提高加工效率和质量，具有重要的应用价值以及发展前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，本发明通过一种四开关Buck-Boost成形加工脉冲电源及其控制方法，能够简化了电路结构，使得电源体积变小。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种四开关Buck-Boost成形加工脉冲电源，包括直流输入电源、四开关Buck-Boost脉冲电源主电路、驱动电路、电流检测电路、电压检测电路、FPGA控制器，直流输入电源供给四开关Buck-Boost脉冲电源主电路；所述四开关Buck-Boost脉冲电源主电路输出直接接到间隙负载的两端，所述电压检测电路对间隙两端电压进行检测，所述电流检测电路对四开关Buck-Boost脉冲电源主电路中的电感电流进行检测，FPGA控制器将反馈的检测值通过运算后，输出多路PWM信号，经过驱动电路放大后驱动四开关Buck-Boost脉冲电源主电路的开关管。