本文针对脉冲电源需要实现的主要技术性能指标,设计和制作了一套以PSoC(Programmable System on Chip,可编程片上系统)为控制核心、脉冲频率和占空比都独立连续可调的微秒级脉冲电源。通过对该脉冲电源硬件电路工作原理的分析,研制了低压直流产生电路、脉冲信号控制电路和斩波电路,并利用Protel DXP软件绘制了电路原理图和制作了PCB板。斩波单元是脉冲电源最重要的部分,该部分中的核心技术如驱动电路快速性、斩波器件均流、短路保护电路快速性等在本电源中都得到了很好的解决
以PSoC芯片的集成开发环境PSoC Designer为平台,利用器件编辑器构建了产生脉冲信号所需的功能模块,然后在应用程序编辑器中编写了相关的C语言应用程序,并通过调试器验证了程序在算法和逻辑上的正确性。
通过软件MATLAB的工具包Simulink对所设计的脉冲电源系统进行建模仿真分析,证明了脉冲电源系统整体设计的合理性。最后,实际制造了整个脉冲电源系统,并通过加工试验证明了该电源系统在用于电解加工时的有效性、可靠性及操控简便性。
关键词:电解加工;PSoC;微秒级脉冲电源;快速短路保护:MOSFET
1.1电解加工的机理
电解加工是基于电化学作用中的阳极溶解原理,使作为阳极的金属在外加电场的作用下发生氧化反应而去除材料,实现工件按要求的形状和尺寸加工成形的工艺过程"。假定阳极金属材料为铁,以铁在氯化钠电解液中进行电解加工为例,分析阳极和阴极发生的电化学反应
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