纳秒脉宽电化学加工电源研究

发布时间：2017-11-13 02:14

  本文关键词：纳秒脉宽电化学加工电源研究

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【摘要】：微细电化学加工是在离子层次进行材料去除加工的特种加工方法,具有工具电极无损耗、加工精度高、无机械外应力以及加工工艺多样化等显著优点。从理论上说,微细电化学加工和现代数字技术相结合,可以实现微结构的高精度加工。本文在分析了影响微细电化学加工中各种因素的基础上,从影响微细电化学加工的关键因素—加工电源去考虑,研制适用于微细电化学加工的纳秒脉宽脉冲电源。该电源的整体设计采用直流斩波方案,输出加工电压峰值为10v,脉冲频率在100KHz~200KHz之间,占空比最小可达0.10,最小脉宽约为500ns。该电源的研制基于FPGA芯片进行,由FPGA编程产生高频控制信号,该脉冲信号经放大电路放大后,驱动斩波电路中MOSFET的开通和关断,对加工电路中直流电压进行斩波,最终输出纳秒脉宽加工脉冲电压。硬件电路设计包括主回路电压转换、调节的设计、预驱放大电路放大控制信号的设计、斩波电路的设计和反馈回路的设计几部分,绘制电路图并制作出PCB。在应用FPGA芯片开发时选用Verilog HDL进行编程,该语言程序结构灵活,简单易懂,代码效率更高。编程部分设计包括高频信号产生模块的设计、按键调节程序的设计和反馈信号处理程序设计。最终输出信号处理后用来控制斩波电路中MOSFET的开关状态,其频率和占空比的调节由开发板上的物理按键完成。应用FPGA的设计软件QuartusⅡ进行设计,对程序应用Modelsim软件进行仿真。
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG662

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本文编号：1178643