基于dsp高频高能脉冲电解电源设计

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1、设计·研究《电加工与模具)2013年第5期基于DSP的高频高能脉冲电解电源设计曾令燎，刘伟，郭钟宁，贾雪奎(广东工业大学机电工程学院，广东广州510006)摘要：电源控制器(PCU)在电解加工系统控制精度及其保护中越来越重要。已从模拟IC走向数字控制。以TMS320F28027为核心设计出一种高频高能脉冲电源，采用新颖简单的电流和脉冲电压检测方法，实现了电压、电流模式切换控制和频率、占空比的可调，在高频大电流脉冲电源中具有较好的精度和稳定度。关键词：电解加工；电源控制器；数字信号处理；脉冲电源中图分类号：TG

2、662文献标识码：A文章编号：1009—279X(2013)05—0033—04DesignofHighFrequencyHighEnergyPulsePowerBasedonDSPZengLingliao，LiuWei，GuoZhongning，JiaXuekui(GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：ThepowercontrolleriSmoreandmoreimportantinelectrochemicalmac

3、hiningsystem'sforcontrolofprecision‘anditsprotection．ItswayofcontrolturnanalogICintodigitalcontro1．Inthispaper，TMS320F28027，asthecore，akindofhighfrequency，highenergypulsepowersupplyisdesigned．Adoptingsimplecurrentandpulsevoltagedetectionmethods，voltage，curr

4、entmodeswitchcontrol，frequencyanddutyratioadjustingalerealizedinpulsepower，andithavehighfrequency，highcurentpulse．Thegeneratorhasgoodaccuracyandstability．Keywords：ECM；powercontroller；digitalsignalprocessor(DSP)；pulsepower电解加工具有加工速度快、表面质量好、不受1系统组成及工作原理材料强度、硬

5、度、韧性限制的优良性能，在许多硬质材料和形状复杂的零件加工中取得了很好的应用。脉冲电源分两级，经三相整流滤波，前级主电研究表明。高频窄脉冲电流的电解加工电源较低频路DC—DC变换器采用ZVS移相全桥拓扑结构．控脉冲电流或直流电解加工电源。在精度、表面质量、制器采用TI高性能DSP芯片TMS320F28O27为核效率及稳定性方面都有明显提高。近年来，通过缩心，利用该芯片强大的ePWM模块实现移相，切换小加工间隙、热去除、加入超声波等提高了电解加控制输出电流和电压：后级脉冲电路采用并联斩工精度，同时对电源的要求也

6、越来越高，要求能与波，利用MSP430G2553实现输出频率、占空比可调进给系统通信、交替进行、在小间隙条件下长期稳及显示。脉冲电源整体原理结构见图1。定的工作。采用微控制器的脉冲电源，使电解加工的系统可靠性得到提高。在扩展性及通信方面更好地满足加工要求。以DSP为电源控制核心，实现了输出频率2050kHz，占空比0．30．9连续可调，峰值电流5OA可调，电压640V可调的脉冲电源。收稿日期：2013—04—27基金项目：国家自然科学基金资助项目(51105080)图1脉冲电源原理图第一作者简介：曾令燎，男，

7、1987年生，硕士研究生。一33—《电加工与模具)2o13年第5期设计·研究信号同时为高电平的现象。通过加入简单的逻辑电2硬件设计路，对驱动信号做了保护，防止同臂管同时导通的2．1ZVS移相全桥与并联斩波电路设计可能。驱动电路保护电路见图4。对于大功率开关电源，常采用移相全桥DC—DC变换，在UCC3875、UCC3879等直流开关电源中有过不少成功的案例。移相全桥在效率、性能上已是非常成熟的电路。对于本文的中大功率脉冲电源，PMW33采用ZVS移相全桥结构。能实现软开关。减少后级尖峰。主电路与脉冲斩波电路结

8、构见图2。图4驱动保护电路图N57962L的每个模块都需两路电源供电，正电压可达18V，负电压最低至一15V，且不能与其他共地。全桥电路需四路两输出电源供电，如用变压器单独供电，需多路变压器输出，显得系统复杂。通过UC3842设计一个四输出的开头电源．加入7812三端稳压管，7812的输出端作为驱动电路的地，解决图2主电路结构图了驱动电路供电复杂的问题。图5是电路中一组电本电源分两级，前级采用移相全