MOSFET高频窄脉冲电解加工工程化电源研制.pdf

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1、工艺·装备《电加工与模具》2005年第2期MOSFET高频窄脉冲电解加工工程化电源研制余艳青王建业韩冠军（华南理工大学电子与信息学院，广东广州510640）摘要：气门模具的试生产表明，高频窄脉冲电解加工工艺是提高电解加工精度的有效技术途径。介绍了MOSFET高频窄脉冲电解加工工程化电源的性能指标及样机研制方案，解决了矩形波畸变、反向电流影响、瞬时过压击穿、功率管过热烧损、快速短路保护等研制中的主要技术难题。关键词：电解加工；高频窄脉冲电源；工程化；MOSFETResearchontheindust

2、rializationPowerSupplyforMOSFEThighFreIuencyShortPulseElectrochemicalMachiningYuyanCing，Wangjianye，Hanguanjun（SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China）Abstract：IthasbeenprovedbytrialproductionofthemodeofenginevalvethathighfreCuencyshortp

3、ulseelectrochemicalmachining（HSPECM）istheavailabletechnicalapproachtoenhancetheac-curacyofECM.ThispaperintroducedthespecificationofthepowersupplyofHSPECM，alsotheba-sicdiagramandthetechnicalcriticalproblem：thedeformationofwaveform，thetendencyofreversec

4、urrent，thebreakdownofthetransientovervoltage，theoverheatdamageofthepowerMOSFET，therapidshortcircuitprotection，etc.Keywords：ECM；highfreCuencyshortpulsepowersupply；industrialization；MOSFET工业生产的发展及新型军工设备的研制，对电为0.56!0.66，单件加工时间为车削的1／5，生"m解加工提出了更高的要求，其中最重要

5、的是加工精产周期为1／6，模具总寿命提高了5倍。度。因而提高加工精度就成为电解加工技术进一步此项新工艺的关键技术是HSPECM工程化电发展的核心问题［1］。源的研制，迄今在国内外均未见商品化的适合电20世纪90年代新型功率半导体器件的出现以解加工特性的HSPECM电源。本项目已研制出及功率电子技术的发展，给开发电解加工高频、窄脉1000、2000A的工程化样机。冲、大电流新型电源提供了现实可能性。近年来的1HSPECM电源的技术要求及工程化样机基础研究及工艺试验表明，高频、窄脉冲电源的强脉的性能指

6、标冲效应能显著提高加工精度、表面质量和蚀除速度。高频、窄脉冲电解加工（HSPECM）技术已经在模具1.1hSPECM电源的主要技术要求制造、叶片等零件的电解成形加工中获得应用。气1.1.1参数频率"、脉宽#、占空比$是影响脉冲电流电门模具的锻造试生产证实，用此法加工出的模具可p解加工效果的最重要的参数。试验研究表明，在一靠性和稳定性好，并具有较高的技术、经济效果。电定的范围内，随着频率的提高、脉宽的变窄，加工精解加工的成形精度可达0.05mm，表面粗糙度!a度、表面质量及加工效率均有所提高。当频率

7、达到收稿日期：2004-11-161kHz，脉宽小到"s级，占空比$!0.5时，能较好地满足中小型零件精密电解加工的要求［2］。基金项目：国家自然科学基金资助项目（50475046）第一作者简介：余艳青，女，1973年生，硕士、助教。脉冲电源导通期间输出的电压范围与直流加工—59—《电加工与模具》2005年第2期工艺·装备无明显差异。电流密度则比直流加工高，一般为30!200A／cm2。快速短路保护时间以级为最佳。"S1.1.2波形试验研究表明，矩形波脉冲电流无论是在加工精度还是加工效率上均明显优

8、于正弦半波电流。脉冲上升沿最好能达到级，关断时有适量的短时反"S向电流为好，有利于快速去极化、提高加工精度，并可缩短脉冲周期，提高加工效率［1］。!."工程化样机的性能指标根据上述要求及用户的需要制定了下述性能指标：1.波形发生器2.光电隔离器3.功率放大（1）最大输出电流：1型为脉冲输出1000A（峰4.门极驱动器及快速过流保护5.MOSFET斩波主回路值），直流输出1000A；2型为脉冲输出2000A，直6.整流器7.欠电压短路保护8.逻辑回路9.程序回路!—间隙电流；"—间隙