[发明专利]一种适用于脉冲电子束焊接的偏压电源装置

摘要

本发明公开了一种适用于脉冲电子束焊接的偏压电源装置，该偏压电源装置包括偏压基值产生模块、偏压脉冲产生模块、电压闭环电路、PWM电路和驱动电路。偏压基值产生模块的输出正极串联到60kV～150kV高压电源的输出负极，偏压基值产生模块输出负极和偏压脉冲产生电路输出正极串联，偏压脉冲产生电路输出负极串联到电子枪的栅极，该装置与高压电源和阴极加热电源共同作用产生幅值、占空比和频率均可调节的脉冲束流。

主权项

一种适用于脉冲电子束焊接的偏压电源装置，其特征在于：该偏压电源装置包括偏压基值产生模块、偏压脉冲产生模块、电压闭环电路、PWM电路和驱动电路；所述的偏压基值产生模块包括有第一整流滤波电路(101)、第一斩波降压电路(102)、第一半桥逆变电路(103)、第一高频升压变压器(104)和第二整流滤波电路(105)；所述的偏压脉冲产生模块包括有第三整流滤波电路(201)、第二斩波降压电路(202)、第二半桥逆变电路(203)、第二高频升压变压器(204)和第四整流滤波电路(205)；所述的电压闭环电路包括有第一电压闭环电路(111)和第二电压闭环电路(211)；所述的PWM电路包括有第一PWM电路(112)、第二PWM电路(107)、第三PWM电路(212)、第四PWM电路(207)；所述的驱动电路包括有第一驱动电路(113)、第二驱动电路(213)、第三驱动电路(109)、第四驱动电路(108)、第五驱动电路(209)和第六驱动电路(208)；第一整流滤波电路(101)用于对交流三相380V电压进行整流滤波处理后，输出540V直流电压信号U101，并输出给第一斩波降压电路(102)；第一斩波降压电路(102)用于对接收的540V直流电压信号U101进行直流电压调节至工作电压信号U102，并输出给第一半桥逆变电路(103)；第一半桥逆变电路(103)对接收的工作电压信号U102转换成第一交流方波电压U103输出给第一高频升压变压器(104)的原边；第一高频升压变压器(104)用于对第一交流方波电压U103进行升压处理，并将升压后的第二交流方波电压U104输出给第二整流滤波电路(105)；第二整流滤波电路(105)依据60kV～150kV高压电源输出的‑60kV～‑150kV电压对第二交流方波电压U104进行整流滤波处理，输出0～2000V的直流电压信号U105；第一电压传感器(110)用于采集第一斩波降压电路(102)的输出工作电压信号U102，并将该工作电压信号U102作为电压闭环反馈作用到第一电压闭环电路(111)；第一电压闭环电路(111)对给定电压信号Ug1和工作电压信号U102进行PI闭环调节输出恒定电压信号U111给第一PWM电路(112)；第一PWM电路(112)把恒定电压信号U111转换成PWM方波P1作用到第一驱动电路(113)的输入端；第一驱动电路(113)将PWM方波P1弱信号功率放大，放大后的PWM方波用来驱动第一斩波降压电路(102)开关管Tr1的栅极；第一电流传感器(106)用于采集第一高频升压变压器(104)的原边回路电流If1，并将该回路电流If1作为过流保护信号作用到第二PWM电路(107)；第二PWM电路(107)第一方面用于产生PWM方波P3和PWM方波P4；第二方面将PWM方波P3作用在第三驱动电路(109)的输入端；第三方面将PWM方波P4作用在第四驱动电路(108)的输入端；第三驱动电路(109)将PWM方波P3弱信号功率放大，放大后的PWM方波用来驱动第一半桥逆变电路(103)上开关管Tr3的栅极；第四驱动电路(108)将PWM方波P4弱信号功率放大，放大后的PWM方波用来驱动第一半桥逆变电路(103)下开关管Tr4的栅极；第三整流滤波电路(201)用于对交流三相380V电压进行整流滤波处理后，输出540V直流电压信号U201，输出给第二斩波降压电路(202)；第二斩波降压电路(202)用于对接收的540V直流电压信号U201进行直流电压调节至工作电压信号U202，并输出给第二半桥逆变电路(203)；第二半桥逆变电路(203)对接收的工作电压信号U202转换成第三交流方波电压U203输出给第二高频升压变压器(204)的原边；第二高频升压变压器(204)用于对第三交流方波电压U203进行升压处理，并将升压后的第四交流方波电压U204输出给第二整流滤波电路(205)；第四整流滤波电路(205)依据0～2000V的直流电压信号U105对第四交流方波电压U204进行整流滤波处理，输出幅值为0～2000V、频率为0～3kHz和占空比为0～100％的直流方波电压信号U205，该直流方波电压信号U205作用到电子枪栅极上；第二电压传感器(210)用于采集第二斩波降压电路(202)的输出工作电压信号U202，并将该工作电压信号U202作为电压闭环反馈作用到第二电压闭环电路(211)；第二电压闭环电路(211)对给定电压信号Ug2和工作电压信号U202进行PI闭环调节输出恒定电压信号U211给第三PWM电路(212)；第三PWM电路(212)把恒定电压信号U211转换成PWM方波P2作用到第二驱动电路(213)的输入端；第二驱动电路(213)把PWM方波P2弱信号功率放大，放大后的PWM方波用来驱动第二斩波降压电路(202)开关管Tr2的栅极；第二电流传感器(206)用于采集第二高频升压变压器(204)的原边的回路电流If2，并将该回路电流If2作为过流保护信号作用到第四PWM电路(207)；第四PWM电路(207)第一方面用于产生PWM方波P5和PWM方波P6；第二方面将PWM方波P5作用在第五驱动电路(209)的输入端；第三方面将PWM方波P6作用在第六驱动电路(208)的输入端；第五驱动电路(209)将PWM方波P5弱信号功率放大，放大后的PWM方波用来驱动第二半桥逆变电路(203)上开关管Tr5的栅极；第六驱动电路(208)将PWM方波P6弱信号功率放大，放大后的PWM方波用来驱动第二半桥逆变电路(203)下开关管Tr6的栅极。