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脉冲电解电源目前需要解决的问题

如今脉冲电解电源对电解加工的发展起着相当重要的作用,而现代功率半导体器件的快速发展又给脉冲电源的发展创造了新的技术条件,为实现新型脉冲电源的工程化、 产业化,在生产中得到广泛的应用,应解决电源的稳定性、可靠性问题以及提髙电源效率,同时还应进一步加大脉冲电流容最,提高脉冲频率。为此应进一步研究解决下述问题。

防止功率半导体器件的过压击穿在大电流快速关断时t/DS会出现瞬间过电压,必须控制过电压小于器件的击穿电压值。主要措施是减少回路的寄生电感及控制电流上升率。同时采用必要的缓冲电路以限制其过压值,从而防止过压击穿。&DS过电压随频 率提高而加大,因而解决此问题也有利于电源频率的提高。

  防止功率半导体器件的过流、过热烧损采用新型高效的冷却系统以及微秒级的快速限流装置以扩大功率半导体器件的安全工作电流区,从而防止此故障的发生。

 提髙电源的抗干扰能力大电流半导体器件结间电容较大,易于引进干扰信号,应采取合适的去耦电路。多路并联时必须精确布局,严格接地,防止地电位浮动引进干扰。

 减小波形失真试验研究表明当脉冲电流值较大、频率较高时,脉冲波形传输失真较严重。回路的寄生电感是影响传输失真的重要因素,应从线路布局上以及线路结构上采取措施,使回路寄生电感减到最小,从而使波形失真减到最小,这也有利于提髙电源的工作频率。

 抑制高频自激振荡当脉冲电源频率达数十千赫兹的等级后,易出现自激振荡,这是限制频率进一步提髙的重要因素,在线路设计和布局上应重点解决这一问题。

 提髙电源效率采用电阻限流的方案热损较大,使电源效率下降。应尽量缩短快速保护的动作时间即缩短短路时的瞬时过流时间以减小限流电阻数值,减小热损,提高效率。国外先进电源采用电感限流可减小热损、提高效率,值得借鉴。采取高效 的冷却系统,减少辅助消耗也有利于电源总效率的提高。MOSFET的开通和关断时间 最短,因而在开通和关断时电流和电压的交叉面积最小管子自身的发热最小又因其 导通阻值最小,开通后管子压降小,因而此时的管子自身的热损也小。此两因素导致 MOSFET的工作效率最髙,因此,为实现电源的髙效率在器件容量许可的条件下,也 应尽最采用MOSFET换流的方案。

  

当前在中小容量范围,电解加工用的高频、窄脉冲电源技术已较为成熟有望在近期用于生产;而大容量的电源则还要进行较为系统、深人的应用性基础研究工作在功率电子学及热力学领域探求、掌握大电流快速关断及开通的规律从而进一步解决其工程技术问题。

加大电流容量加大电流容量可采取多路并联或用IGBT换流,此两方案并不复杂,但关键是要解决电流加大后带来的一系列技术难题,例如上述的f/DS过大,热损过大,干扰、自激振荡及波形传输失真等,这些问题的解决均有利于电流容量的加大。 

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