变极性微弧氧化电流脉冲电源拓扑研究.Stamped

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1、第43巷第9期电力电子技术Vo1．43，No．92009年9月PowerElectronicsSeptember2009变极性微弧氧化电流脉冲电源拓扑研究杨威，杨世彦，赵玉峰(哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001)摘要：提出了一种基于双管反激拓扑的微弧氧化电流脉冲单元，它具有脉冲能量可控的优点。分析厂将两单元直接反并联构成变极性电流脉冲电源时，在两单元次级电感中产生环流的原因，以及环流对负载和开关管造成的危害。利用晶闸管作为阻断环流的开关，构成种变极性电流脉冲电源拓扑，详细分析了其工作过程，并进行了实验验证。关键词：脉冲电源

2、：环流／微弧氧化；反激中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—10OX(20O9)09—0O3O一03ResearchOilVariablePolarityCurrentPulsePowerSupplyforMicro·areOxidationYANGWei，YANGShi—yan，ZHAOYu—feng(HarbinInstituteo，Technology，Harbin150001，China)Abstract：Themicro—arcoxidationcurentpulseunitbasedondualswi

3、tchflybackCouverterispresented，whichcouldaccu—ratelyregulatedischargingenergyofasinglecurrentpulse．Thecurrentcirculationinthesecondarywindingsoftwounitsisanalyzed，whichiscausedbyanti—parallelconnectionoftwounitsforconstructingavariablepolaritycurentpulsepowersupply．T

4、heinfluenceofcurrentcirculationontheloadandtheswitchesisalsoanalyzed．Thevariablepolaritycurrentpulsepowersupply，inwhichthethyristorsareusedtostopthecurrentcirculation，isproposed．Itsworkingprincipleisanalyzedinparticular．Theexperimentalresultsverif~thefeasibilityofthe

5、improvedpowersupply．Keywords：pulsepowersupply；currentcirculation／micro—arcoxidation；flybaek1引言2MAo电流脉冲单元微弧氧化(Micro—arcOxidation，简称MAO)是一MAO电流脉冲单元的基本拓扑为双管反激变种在铝、镁、钛等轻金属及其合金表面原位生成氧化换器拓扑，利用耦合电感储存和传递能量，如图1所陶瓷膜的新技术f，它利用膜层被电击穿时形成微弧示图中虚线框部分为MAO电源负载的简化特性放电所产生的高温高压条件，使膜层发生熔融随

6、后模型，电解槽和工件基体表现为定的电阻特性，用又迅速冷却、沉积而生成出新的膜层MAO陶瓷膜电阻。表示：1件表面氧化而形成陶瓷膜和放电孔与基体结合紧密，具有耐腐蚀、耐磨损、耐高温等优道。相当于可变电容C，与可变电阻。并联，C的值良的表面性能，因此受到了广泛关注。随陶瓷膜的增厚而改变，的变化主要由放电孔道作为工艺关键设备的MAO电源，其特性和参决定在氧化过程中有一个负载阻抗从容性较强到数，尤其是电源的脉冲能量，对膜层的生长及性能有阻性较强的变化过程．负载特性变化剧烈。如果是着显著影响l2_31。如果脉冲能量过小，则无法击穿原在电压脉

7、冲的作用F，负载』-得到的电流波形很难有膜层，不会产生微弧放电，氧化过程也就无法进控制特别是对膜层击穿起主要作用的电流脉冲前行；如果脉冲能量过大，极易产生膜层的烧蚀现象，沿MAO电流脉冲单元工作于断续模式．由于无输导致膜层破坏。目前，MAO工艺多采用双向电乐脉出滤波电容。因此在负载上可得剑前沿陡峭的电流冲电源．一般通过调节电压脉冲幅值或占空比，使脉冲无论MAO膜层的负载阻抗为容性还是阻性，负载上的平均电流保持恒定。然而平均电流只是脉电流脉冲都能保证击穿膜层，且通过控制初级电感冲能量在宏观上的表征，无法反映单个脉冲能趋的峰值电流可

8、精确调整脉冲能量，以适应负载的需要。情况。因而仅保持电流恒定不能保证脉冲能量与MAO过程中剧烈变化的负载特性相匹配提出了一种基于双管反激拓扑的MAO电流脉冲单元，用以实现脉冲能量的精确控制，进而采用两电流脉冲单元单元反并联方式，拓展为变极性电流脉冲MAO电源，并