[发明专利]两级逆变式微弧氧化电源及其输出调节控制方法

权利要求书

1、两级逆变式微弧氧化电源，其特征在于：包括主电路、控制系统、人机交互设备，其中主电路包括电源开关、输入整流滤波电路、功率逆变电路、高频变压器、输出整流滤波电路、斩波逆变电路；控制系统包括控制变压器、控制电路；所述人机交互设备包括键盘、显示设备；所述控制变压器、输入整流滤波电路分别通过电源开关与工频交流电网连接，斩波逆变电路与负载连接，控制电路与功率逆变电路、斩波逆变电路、键盘、显示设备分别连接，且与输出整流滤波电路的输出端连接。

2、根据权利要求1所述两级逆变式微弧氧化电源，其特征在于：所述控制电路包括处理器及其连接的电压/电流采样电路、过载保护电路、功率逆变驱动电路、斩波逆变驱动电路；所述功率逆变驱动电路、斩波逆变驱动电路相应与功率逆变电路、斩波逆变电路连接，所述电压/电流采样电路分别与输出整流滤波电路的输出端连接；处理器还与所述控制变压器、键盘、显示设备连接。

3、根据权利要求2所述两级逆变式微弧氧化电源，其特征在于：所述处理器包括A/D转换模块、比较模块、PWM输出模块、显示驱动模块和键盘接口，A/D转换模块与电压/电流采样电路连接，PWM输出模块与所述功率逆变驱动电路、斩波逆变驱动电路分别连接，显示驱动模块与显示设备连接，键盘接口与键盘连接。

4、根据权利要求3所述两级逆变式微弧氧化电源，其特征在于：所述处理器采用8通道PWM输出的DSP实现；所述电压/电流采样电路包括有霍尔传感器，电压、电流变换电路。

5、根据权利要求1～4任一项所述两级逆变式微弧氧化电源，其特征在于：所述功率逆变电路采用全桥式逆变转换电路，其由四个IGBT管以及反并联二极管、电容和电阻组成，四个IGBT管组成桥的四臂，所述高频变压器与四个IGBT管分别连接；所述斩波逆变电路采用全桥式逆变转换电路，其由四个IGBT管以及反并联二极管、电容和电阻组成，四只IGBT管组成桥的四臂，所述负载与四个IGBT管分别连接。

6、采用权利要求5所述两级逆变式微弧氧化电源的输出调节控制方法，其特征在于包括以下工作步骤：

工频交流电经输入整流滤波电路变成低纹波的直流电，然后由功率逆变电路将直流电变成交流电；然后通过高频变压器变压，再由输出整流滤波电路将交变的电压变成直流电，供给斩波逆变电路；

电压/电流采样电路对所述输出整流滤波电路输出的电压/电流信号进行采样后，提供给控制电路进行比较、放大处理并输出控制信号控制功率逆变电路、斩波逆变电路，从而根据微弧氧化的工艺需要为负载提供所需的输出电压/电流波形；所述输出电压/电流波形包括直流、直流脉冲、交流对称、交流不对称波形。

7、根据权利要求6所述两级逆变式微弧氧化电源的输出调节控制方法，其特征在于：

若需要提供直流波形或者直流脉冲波形，则通过控制电路控制斩波逆变电路中的一对IGBT管始终处于导通状态，而将控制斩波逆变电路中的另一对IGBT管始终保持关断状态，由控制电路保证功率逆变电路输出为直流或者脉冲；

若需要提供交流对称波形或者不对称波形，则通过控制电路控制斩波逆变电路中的两对IGBT管交替导通和关断，其导通和关断时间由控制电路控制，当输出为正向波形时，其中一对IGBT管一直导通，另一对IGBT管关断；反之，则输出为负向波形，其输出电压/电流的大小由控制电路控制功率逆变电路来实现，当正、负向输出相同时，为交流对称模式，当正、负向输出不同时，为交流不对称模式。

8、根据权利要求7所述两级逆变式微弧氧化电源的输出调节控制方法，其特征在于：通过控制电路来控制输出模式为电压输出或者电流输出，即：

当输出模式为电压输出时，通过霍尔电压传感器采样输出电压与控制电路中的给定电压比较，控制功率逆变电路IGBT管的导通和关断，实现输出电压大小的调节，当给定电压为直流电压时，电源输出电压为直流波形，当给定电压为脉冲电压时，电源输出电压为脉冲波形；

当输出模式为电流输出时，通过霍尔电流传感器采样输出电流与控制电路中的给定电流值比较，控制功率逆变电路IGBT的导通和关断，实现输出电流大小的调节，当给定电流为直流电时，电源输出电流为直流波形，当给定电流为脉冲波形时，电源输出电流为脉冲波形；

电压/电流输出的稳定性相应通过电压/电流负反馈控制来实现，控制方法采用变结构的PID控制方法。

9、根据权利要求8所述两级逆变式微弧氧化电源的输出调节控制方法，其特征在于：所述电压/电流负反馈控制是指：电压/电流采样电路对输出整流滤波电路的输出电压/电流进行采样，再输入到控制电路，与控制电路中的给定值比较，从而进行电压/电流负反馈控制。