张东宁，戎麒，张正良，吴彦文

(昆明电器科学研究所，云南 昆明 650221)

0 引言

微弧氧化是材料表面处理工程领域的研究热点，微弧氧化膜层性能受金属基体、电解液体系及电参数等诸多因素的综合影响，其中电源是微弧氧化工艺中最方便控制的环节，也是摸索较佳工艺和获得氧化膜层较佳性能的有效途径［1］。而在微弧氧化电源中控制单元的设计及所采取的控制技术又是成功设计、制造该电源的核心。其主要功能是在微弧氧化过程中，产生脉冲电场以及实现对工作过程中参数的自动检测和控制。本文就是响应MAO(微弧氧化)工艺要求，基于DSP自主设计集成制造了一套变频恒流稳压正负不对称微弧氧化电源。

1 工艺要求及系统组成设计

该电源工艺要求可以输出单向方波脉冲、双向方波不对称脉冲波形，双向波头数可任意调节的不对称脉冲波形，输出正向电压幅值0～600 V，反向电压幅值0～300 V，输出电流为0－50 A，脉冲频率为0～1 kHz，占空比为0～100%.正向稳流范围为0～30 A，反向稳流范围为0～20 A，稳流精度为2%。预期输出理想电压波形如图1、图2和图3所示。

为满足上述工艺需求，系统总体设计方案如下图4所示。市电经变压器工频隔离后［2］，分别进入两个三相全控整流桥，经多频段滤波后形成平滑的600 V和300 V直流电压，最后提供给由IGBT组成的逆变单元。控制系统提供可控硅触发调节信号，IGBT逆变单元驱动放大信号，正反向恒流稳压PID调节，以及其他多种人机交互信息。调节可控硅的导通角或IGBT的占空比就调节了正反向输出电压的幅值、有效值及负载电流的大小，调节TMS320LF2407A两路输出的脉冲周期或波头数就调节了电源输出的频率。……