占空比可调的超高频电火花加工脉冲电源的研制曾伟梁，朱保国，王振龙（哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨!"###!）摘要：从$%&’具有完全硬件逻辑的特点出发，提出了用$%&’发生占空比可调的超高频电火花加工脉冲信号的设想。通过利用多路（复用）器和计数器的连接与反馈，设计$%&’的数字逻辑算法，并在(%)*#+,中实现了占空比可调的超高频脉冲。在外部晶振频率为,#)-.下，通过模拟仿真和实际输出，得到了/)-.的超高频脉冲，其占空比可调。关键词：电火花加工；脉冲电源；占空比可调；超高频中图分类号：01++!!"#"$%&’()*$+,-.’)./,"01"(2341$5"6!78"(",-+%,%9:;<15+-=$"!1+3>-+’%234563787945，2:;<9=5;=，69452:348=45（-9>?74@4AB7B;B3=C03D:4=8=5E，-9>?74!"###!，$:749）:=5+,-2+：0:7AF9F3>F>3A34BAB:9BG3H38=F745;8B>9:75:C>3I;34DEF;8A3(’)5343>9B=>=C9GJK;AB9?83G;BE>9B7=?E$%&’?9A3G=4B:3D:9>9DB3>7AB7D=C$%&’，D=LF83B3:9>GM9>38=57AB7DN0:>=;5:D=443DB74594GC33G745?9DOL;8B7F83P3>94GD=;4B3>，G757B988=57D985=>7B:L=C$%&’7AG3A7543G，;8JB>9:75:C>3I;34DEF;8A3A75498=C9GK;AB9?83G;BE>9B7=7A>3987.3G74(%)*#+,N6:34B:3C>3I;34DE=C=;BA7G3D>EAB98=AD7889B=>7A,#)-.，;8B>9:75:C>3I;34DEF;8A3=C/)-.7A5=B，7BAG;BE>9B7=7A9GJK;AB9?83N?"3@%,;5：(’)；F;8A35343>9B=>；9GK;AB9?83G;BE>9B7=；;8B>9:75:C>3I;34DE微细加工技术是现代制造技术的一个重要发展方向，而微细电加工技术，包括微细电火花加工和微细电化学加工，是实现微细加工的有效手段。微细电加工技术的关键是如何控制脉冲电源单脉冲放电的能量，因为小的单脉冲放电能量不仅能使工件获得高质量的表面和几何精度，而且，还能提高微细电加工的极限加工能力。加工精度的提高需要减小脉冲宽度；而加工效率的提高需要减小脉冲周期，包括脉宽和脉冲间隔的减小。由于脉间必须保证消电离和排屑的需要，而微细电加工中加工介质和加工材料的不同导致了不同的加工条件，需要的脉间时间也各不相同［!］。收稿日期：Q##+年R#QRQ*第一作者简介：曾伟梁，男，!S**年生，博士研究生。所以电源发出脉冲信号的占空比必须可调，以满足高精度和高速的微细电加工要求。!单片机产生脉冲的特点用单片机产生高频脉冲，由于单片机是依靠执行汇编程序来运行的，所以脉冲频率必定受到指令周期的影响。虽然也可以产生占空比可调的脉冲，但其最大频率受到了限制。以%@$!+T/*U为例，其最高的工作时钟频率为Q#)-.，一个指令周期需要,个时钟周期来完成，按照最短两个指令产生一个脉冲来计算，其最大的频率为QN")-.，脉宽和脉间的最小值为Q##4A。而且每增加一条指令，就必须增加Q##4A的时间［Q］。所以，单片机不适合用作高频占空比可调电源的发生器。—/!—《电加工与模具》Q##+年第,期设计·研究!"#$%产生脉冲的特点"#$%是复杂的（&’()*+,）#$%，专指那些集成规模大于-...门以上的可编程逻辑器件。可编程逻辑器件是一种数字集成电路的半成品，在其芯片上按一定排列方式集中了大量的门和触发器等基本逻辑元件，使用者可利用某种开发工具对其进行加工，即按设计要求将这些片内的元件连接起来（编程），使之完成某个逻辑电路或系统的功能，成为一个可以在实际电子系统中使用的专用集成电路［/］。与单片机相比较，它不依赖于指令周期，完全是硬件逻辑，运行速度快，其速度取决于外加晶振的周期，而且"#$%编程简便，能够实现系统的仿真，不用实际连接电路就可以知道运行的过程与结果，所以特别适合于高频脉冲电源的开发。/"#$%编程实现与仿真0$123公司的2#45.67具有功能强大，引脚多，易于扩展的特点，且编程十分方便。利用2#45.67开发的占空比可调高频脉冲电源的"#$%图形数字逻辑算法如图-所示。图-"#$%图形连线示意图图-所示"#$%图形由一个多路（复用）器，一个计数器和一个%触发器和一个1触发器组成。整个图形的输入为脉宽、脉间的二进制数字信号，每个数字信号都有7位，所以其调节范围为-!-8（.无意义）。多路（复用）器用于选择不同的输入信号，当92$为低电平时，选择输出为脉宽信号，当92$为高电平时，选择输出为脉间信号。...
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