[发明专利]基于FPGA的纳秒级微能脉冲电源

权利要求书

1.一种基于FPGA的纳秒级微能脉冲电源，其特征在于：包括脉宽调制与检测部分，以及主放电回路部分，所述脉宽调制与检测部分包括FPGA、光耦、比较器、A/D转换模块、显示与报警模块、脉冲宽度输入模块，所述主放电回路部分包括功率管驱动模块、充放电回路模块、放电能量调节模块，其中：FPGA产生的脉冲信号通过光耦隔离后，输出到功率管驱动模块的输入端，功率管驱动模块将输入的脉冲信号放大，产生供驱动充放电回路模块用的驱动信号；充放电回路模块的输出电压加载到电火花加工机床的电极与工件，并且，充放电回路模块的输出经衰减后连接到比较器和A/D转换模块，比较器和A/D转换模块的输出端连接到FPGA，由FPGA处理得出放电状态信息；FPGA通过串行电缆将这些放电状态信息输出到上位机，FPGA的输出端连接到显示与报警模块，显示当前的脉冲宽度和脉冲间隔，脉冲宽度输入模块连接到FPGA供脉宽调制时作输入；放电能量调节模块连接到主放电回路部分中的充放电回路模块，调节加工脉冲的开路电压和储能电容的容值。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的纳秒级微能脉冲电源，其特征是，所述充放电回路模块的构成为：第二电阻(R2)的一端与肖特基二极管(D)的负端连接，另一端与第一场效应管(M2)的漏极连接；储能电容(C)的一端与肖特基二极管(D)的负端连接，第二场效应管(M1)的栅极连接到功率管驱动模块的正相脉冲输出端，第一场效应管(M2)的栅极连接到功率管驱动模块的负相脉冲输出端，肖特基二极管(D)的正端与场效应管的第二场效应管(M1)的漏极连接；

所述放电能量调节模块的构成为：第一电阻(R1)的一端与直流电源(V)的正极连接，储能电容(C)的另一端与直流电源(V)的负极连接；

充放电回路模块的第一场效应管(M2)和第二场效应管(M1)的源极均与直流电源(V)的负极连接，第二场效应管(M1)的漏极与第一电阻(R1)的另一端连接。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的纳秒级微能脉冲电源，其特征是，所述FPGA接入频率50MHz以上的晶振，保证其能产生最高频率25MHz，脉冲宽度和脉冲间隔最小达到20ns。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA的纳秒级微能脉冲电源，其特征是，所述脉冲宽度输入模块，其脉冲宽度和脉冲间隔从20ns～60μs可调。