微弧氧化技术是一种在Al、Mg和Ti等阀金属表面原位生成陶瓷膜的新技术。由于原位生长陶瓷膜层具有与基体结合牢固、硬度高、耐磨性好等优点受到广泛关注,并孕育着巨大的市场前景。电源设备是微弧氧化技术制备陶瓷膜的关键设备,本论文根据微弧氧化技术的工艺要求,研制了一台适合微弧氧化技术用的特种脉冲电源。电源可以实现正负0～500V独立可调双向非对称脉冲输出,输出脉冲频率0～999Hz可调。由于所研制的电源具有较大的参数变换范围,因此可以满足微弧氧化实验研究工作的需要。 本论文首先介绍了电源拓扑结构的设计。本电源在主电路设计方面,采用斩波电路和逆变电路相结合的方式,通过斩波电路调节占空比来调节输出电压的大小,利用逆变电路实现输出波形的控制,这种结构大大简化了电源结构和控制策略,减小了电源的体积。在控制方面,采用基于Inte180C196KC微控制器的硬件设计方案,控制系统硬件主要包括键盘显示电路、A/D转化电路以及功率器件接口电路。通过微控制器向斩波电路和逆变电路发出驱动信号,控制IGBT的通断,达到控制输出波形的目的。利用霍尔传感器完成电压、电流的采集,并送LED显示器显示。 本论文对如何利用恒压和恒流数字PID控制以提高电源精度以及功能扩展等问题作了进一步的讨论,以利于试验参数的精确控制以及工艺参数的相关性分析,为下一步研究工作奠定基础。