一种工频非对称正负电压的电源电路的制作方法

1.本实用新型涉及热电化学氧化技术领域，具体的，本实用新型涉及一种工频非对称正负电压的电源电路。


背景技术：

2.热电化学氧化是近几年国内外发展较快的一种新的表面处理技术，它是在阳极氧化基础上发展起来的，又称为微等离子体氧化、等离子热电化学氧化、等离子体增强电化学表面陶瓷化等。热电化学氧化采用较高的工作电压，将电压的工作区域由普通的阳极氧化法的法拉第区域，引入到高压放电区域，利用弧光放电增强并激活，使阳极上发生的反应，在一定电流密度下，致使在工件表面出现电晕、辉光、微弧放电、甚至火花斑，在阀金属表面原位形成一层致密的陶瓷膜，进而达到工件表面改性强化。阀金属在金属
‑
氧化物
‑
电解液体系中具有电解阀门作用的金属，阀金属主要包括al、t i、mg、zr、nb、ta六种金属及其合金。这种陶瓷膜与基体属冶金结合，结合强度好，硬度高，具有很好的耐磨、耐腐蚀、耐高压绝缘和抗高温冲击等特性，可以数倍乃至数十倍的提高工件的使用寿命。
3.热电化学氧化由于采用高压放电，工件表面发生剧烈的火花放电反应，火花放电太剧烈不易控制，热电化学氧化工艺过程对陶瓷膜的效果及致密性有重要的影响，此外，高压放电的能耗大，这也是制约热电化学氧化实际应用推广的一个重要的因素。现有的热电化学氧化的直流电源设备，能耗大，生产效率较低，并且影响陶瓷膜厚度及电泳封孔层的厚度。
4.有鉴于此，本实用新型提供一种工频非对称正负电压的电源电路，热电化学氧化的能耗低、生产效率高，且陶瓷膜厚度增加。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，提供一种工频非对称正负电压的电源电路，采用控制功率半导体的通断方式和时间，来控制工频非对称正负电压的波形，热电化学氧化的能耗低、生产效率高，且陶瓷膜厚度增加。
6.一种工频非对称正负电压的电源电路，包括回路a、回路b和回路c，回路a、回路b与回路c串联，回路a、回路b和回路c均包括一个开关s0、可控硅scr1、可控硅scr2、电镀槽e和电镀槽f，通过控制可控硅scr1和可控硅scr2的通断方式及时间，来控制工频非对称正负电压的波形，开关s0保持闭合，0
‑
t1时间段内，可控硅scr1和可控硅scr2都断开，t1
‑
t2时间段内，可控硅scr1闭合、可控硅scr2保持断开，t2
‑
t3时间段内，可控硅scr1和可控硅scr2都断开，t3
‑
t4时间段内，可控硅scr1断开、可控硅scr2，完成一个波形周期，依此循环。
7.在一些实施方式中，当电镀槽下方为正，上方为负时，输入电压为正半周时，由于可控硅scr2上的电压始终处于反向，不可能导通，可控硅scr2相当于断路(等效电路如图3所示)。
8.进一步的，在0
‑
t1时间段内，可控硅scr1处于截止状态，电流从电镀槽f的负端流
向电镀槽e的正端，再流向电网，此时电镀槽f得到的是反向电压，电镀槽e得到的是正向电压。
9.进一步的，在t1时刻，控制电路向可控硅scr1发出触发脉冲，使可控硅scr1导通，此时电网电压全部由电镀槽f的负端流向电网，使电镀槽f得到最大的反向电压，电镀槽e没有电压，直到t2时刻，电网正半周结束。
10.在一些实施方式中，当电镀槽下方为正，上方为负时，输入电压为负半周时，由于可控硅scr1上的电压始终处于反向，不可能导通，可控硅scr1相当于断路(等效电路如图4所示)。
11.进一步的，在t2
‑
t3时间段内，可控硅scr2处于截止状态，电流从电镀槽e的负端流向电镀槽f的正端，再流向电网，此时电镀槽e得到的是反向电压，电镀槽f得到的是正向电压。
12.进一步的，在t3时刻，控制电路向可控硅scr2发出触发脉冲，使可控硅scr2导通，此时电网电压全部由电镀槽e的负端流向电网，使电镀槽e得到最大的反向电压，电镀槽f没有电压，直到t4时刻，电网负半周结束。
13.进一步的，可控硅scr1和可控硅scr2都包含一个十圈电位器，0
‑
t1时间段、t1
‑
t2时间段、t2
‑
t3时间段和t3
‑
t4时间段的时间长短的调节，利用十圈电位器来调节，每一圈的时间大致为1毫秒，因此可以实现时间从0
‑
10毫秒之间的连续调节。
14.进一步的，0
‑
t1时间段、t1
‑
t2时间段、t2
‑
t3时间段和t3
‑
t4时间段的时间长短的调节，由用户在机器面板上调节，或者由用户的上位机调节。
15.进一步优选的，0
‑
t1时间段、t1
‑
t2时间段、t2
‑
t3时间段和t3
‑
t4时间段的时间长短的调节，由用户在机器面板上调节。
16.进一步的，所述工频非对称正负电压的电源的阴阳极脉冲持续时间范围、脉冲暂停时间最高可达1000000us，按单极性计算，电源的占空比能够超过95％，电源能够直流输出，生产效率提高3倍，能耗降低为原来的六分之一。
17.技术效果：
18.1、生产效率提高3倍，能耗降低为原来的六分之一；2、在其他条件相同的情况下，使用本技术的工频非对称正负电压的电源进行热电化学氧化，镀层的厚度增加；3、在热电化学氧化后的电泳处理中，由于在不同的电压，对膜厚具有影响，al(no3)3水溶液在电厂的作用下，可以生成al(oh)3胶体，不同的工作电压导致正负极之间的场强不同，对胶体粒子的驱动力也不同，进而影响到电泳封孔层的厚度，在其他条件相同的情况下，使用本技术的工频非对称正负电压的电源进行电泳，电泳封孔层的厚度增加。
附图说明
19.结合以下附图一起阅读时，将会更加充分地描述本技术内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本技术内容的若干实施方式，因此不应认为是对本技术内容范围的限定。通过采用附图，本技术内容将会得到更加明确和详细地说明。
20.图1为本技术的工频非对称正负电压的电源电路的系统图。
21.图2为本技术的工频非对称正负电压的电源电路的主回路电路图。
22.图3为本技术的输入电压为正半周时的等效电路图。
23.图4位本技术的输入电压为负半周时的等效电路图。
具体实施方式
24.描述以下实施例以辅助对本技术的理解，实施例不是也不应当以任何方式解释为限制本技术的保护范围。
25.在以下描述中，本领域的技术人员将认识到，在本论述的全文中，组件可描述为单独的功能单元(可包括子单元)，但是本领域的技术人员将认识到，各种组件或其部分可划分成单独组件，或者可整合在一起(包括整合在单个的系统或组件内)。
26.同时，组件或系统之间的连接并不旨在限于直接连接。相反，在这些组件之间的数据可由中间组件修改、重格式化、或以其它方式改变。另外，可使用另外或更少的连接。还应注意，术语“联接”、“连接”、或“输入”“固定”应理解为包括直接连接、通过一个或多个中间媒介来进行的间接的连接或固定。
27.实施例1：
28.一种工频非对称正负电压的电源电路，如图1
‑
图4所示，包括回路a、回路b和回路c，回路a、回路b与回路c串联，回路a、回路b和回路c均包括一个开关s0、可控硅scr1、可控硅scr2、电镀槽e和电镀槽f，通过控制可控硅scr1和可控硅scr2的通断方式及时间，来控制工频非对称正负电压的波形，开关s0保持闭合，0
‑
t1时间段内，可控硅scr1和可控硅scr2都断开，t1
‑
t2时间段内，可控硅scr1闭合、可控硅scr2保持断开，t2
‑
t3时间段内，可控硅scr1和可控硅scr2都断开，t3
‑
t4时间段内，可控硅scr1断开、可控硅scr2，完成一个波形周期，依此循环。
29.当电镀槽下方为正，上方为负时，输入电压为正半周时，由于可控硅scr2上的电压始终处于反向，不可能导通，可控硅scr2相当于断路(等效电路如图3所示)。在0
‑
t1时间段内，可控硅scr1处于截止状态，电流从电镀槽f的负端流向电镀槽e的正端，再流向电网，此时电镀槽f得到的是反向电压，电镀槽e得到的是正向电压。在t1时刻，控制电路向可控硅scr1发出触发脉冲，使可控硅scr1导通，此时电网电压全部由电镀槽f的负端流向电网，使电镀槽f得到最大的反向电压，电镀槽e没有电压，直到t2时刻，电网正半周结束。
30.当电镀槽下方为正，上方为负时，输入电压为负半周时，由于可控硅scr1上的电压始终处于反向，不可能导通，可控硅scr1相当于断路(等效电路如图4所示)。在t2
‑
t3时间段内，可控硅scr2处于截止状态，电流从电镀槽e的负端流向电镀槽f的正端，再流向电网，此时电镀槽e得到的是反向电压，电镀槽f得到的是正向电压。在t3时刻，控制电路向可控硅scr2发出触发脉冲，使可控硅scr2导通，此时电网电压全部由电镀槽e的负端流向电网，使电镀槽e得到最大的反向电压，电镀槽f没有电压，直到t4时刻，电网负半周结束。可控硅scr1和可控硅scr2都包含一个十圈电位器，0
‑
t1时间段、t1
‑
t2时间段、t2
‑
t3时间段和t3
‑
t4时间段的时间长短的调节，利用十圈电位器来调节，每一圈的时间大致为1毫秒，因此可以实现时间从0
‑
10毫秒之间的连续调节。0
‑
t1时间段、t1
‑
t2时间段、t2
‑
t3时间段和t3
‑
t4时间段的时间长短的调节，由用户在机器面板上调节。所述工频非对称正负电压的电源的阴阳极脉冲持续时间范围、脉冲暂停时间最高可达1000000us，按单极性计算，电源的占空比能够超过95％，电源能够直流输出，生产效率提高3倍，能耗降低为原来的六分之一。
31.热电化学氧化时，采用本技术的工频非对称正负电压的电源(样本组)，与传统的
电源(对照组)相比，在电解液为：20％的na2sio3、25％的nac lo3、5％的koh的溶液，电解液的温度为25℃，扁铝线在镀池中热电化学氧化的时间为100秒，样本组的扁铝线表面的陶瓷层的厚度为60um，对照组的扁铝线表面的陶瓷层的厚度为25μm。
32.尽管本技术已公开了多个方面和实施方式，但是其它方面和实施方式对本领域技术人员而言将是显而易见的，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。本技术公开的多个方面和实施方式仅用于举例说明，其并非旨在限制本技术，本技术的实际保护范围以权利要求为准。