雙極性脈沖電鍍電源的研制.pdf

1、電鍍商品在我們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用廣泛。近年來(lái)應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的要求，人們對(duì)電鍍商品的整體外觀、鍍層質(zhì)量、光澤度、均勻性等方面均有了更高的要求。電源是電鍍過(guò)程中能量的提供者，屬于低壓大電流設(shè)備，電鍍時(shí)要求電源操作簡(jiǎn)單，可以承受輸入端各種條件的突變以及輸出端過(guò)載、短路等問(wèn)題的沖擊。長(zhǎng)期以來(lái)在電鍍行業(yè)普遍使用的是直流電鍍電源，隨著人們對(duì)電鍍?cè)絹?lái)越高的要求出現(xiàn)了脈沖電鍍電源。
　　脈沖電鍍相對(duì)于直流電鍍有很多優(yōu)異性能。脈沖電鍍鍍件質(zhì)量高、鍍層薄、生

2、產(chǎn)效率高、細(xì)化了結(jié)晶，通過(guò)調(diào)整輸出電壓的頻率、占空比等參數(shù)改變了金屬離子的電沉積過(guò)程，進(jìn)而改善了鍍層的物理化學(xué)性能，同時(shí)節(jié)約了貴金屬。本論文詳細(xì)闡述了脈沖電鍍的工作原理，在此基礎(chǔ)上提出了研制雙極性脈沖電鍍電源，深入討論了電源主電路的設(shè)計(jì)以及控制部分的軟、硬件設(shè)計(jì)方案。
　　本文設(shè)計(jì)的主電路包括三相整流電路部分、DC/DC變換器部分以及脈沖輸出部分。三相整流采用不可控整流的方式；為了輸出正負(fù)雙極性脈沖，設(shè)計(jì)了兩個(gè)輸出分別為正負(fù)低電壓

3、大電流的DC/DC變換器，其中采用以IGBT為大功率電子器件的改進(jìn)型移相全橋ZVS PWM DC/DC斬波器，實(shí)現(xiàn)了IGBT的軟關(guān)斷，降低了電路損耗。選擇了EE130磁芯并按照參數(shù)計(jì)算的結(jié)果繞制了變壓器。對(duì)變壓器輸出的低壓大電流信號(hào)采用全波整流，選擇肖特基二極管作為整流器件可以達(dá)到整流的目的，為了進(jìn)一步降低電路損耗、提高效率，提出了采用同步整流的方式；脈沖輸出部分利用兩組通態(tài)電阻很低可以允許大電流流過(guò)的MOSFET管作為開(kāi)關(guān)器件，控制其

4、分別通斷產(chǎn)生正負(fù)脈沖。
　　對(duì)DC/DC斬波器的控制采用以UC3875為核心的移相控制，同時(shí)設(shè)計(jì)了IGBT的驅(qū)動(dòng)電路。單片機(jī)控制系統(tǒng)以C8051F020為控制核心，主要負(fù)責(zé)電路輸出電壓電流的顯示、輸出脈沖的參數(shù)設(shè)置和顯示以及控制大功率電子開(kāi)關(guān)形成雙極性脈沖。
　　針對(duì)電鍍電源工作環(huán)境以及電路的運(yùn)行狀態(tài)，還設(shè)計(jì)了一些保護(hù)電路，比如過(guò)流保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)，過(guò)熱保護(hù)等，同時(shí)提出了一些軟、硬件的抗干擾措施，采用風(fēng)冷的方式進(jìn)行電源的散熱以