基于FPGA的多參數(shù)組合脈沖電鍍電源控制器設(shè)計(jì)研究及應(yīng)用.pdf

1、電鍍脈沖在細(xì)化結(jié)晶、改善鍍層物理化學(xué)性能、縮短電鍍周期、節(jié)約貴金屬等方面比傳統(tǒng)的直流電鍍有著無可比擬的優(yōu)越性。脈沖參數(shù)與鍍層結(jié)構(gòu)、性能之間有密切的關(guān)系，要想獲得更理想的沉積層，必須有效的控制脈沖參數(shù)，多參數(shù)組合脈沖電鍍電源逐漸顯示出普通單向脈沖和雙脈沖電鍍電源無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)有多參數(shù)組合脈沖電鍍電源控制器的研究，多是以單片機(jī)、ARM處理器或者PLC為控制核心，外擴(kuò)其他邏輯電路完成系統(tǒng)控制任務(wù)，雖參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，但功能相對較少，不利于

2、優(yōu)化工藝。本課題的主要任務(wù)就是基于FPGA設(shè)計(jì)出高精度、高可靠性、高集成度和柔性化的多參數(shù)組合脈沖電鍍電源控制器，滿足生產(chǎn)需求，也便于在科研上尋求最優(yōu)的電鍍參數(shù)組合。
　　整個多參數(shù)組合脈沖電鍍電源控制器采用基于FPGA的SOPC的設(shè)計(jì)方式，實(shí)現(xiàn)了雙向不對稱脈沖參數(shù)(包括正、負(fù)脈沖頻率、占空比、脈沖個數(shù)以及正負(fù)脈沖交替運(yùn)行次數(shù)等參數(shù))的大范圍連續(xù)可調(diào)，同時該控制器還可設(shè)定正負(fù)脈沖恒流/恒壓幅值。該控制器可適應(yīng)不同的電鍍行業(yè)，具有良

3、好的通用性、柔性、實(shí)用性和可推廣性。本控制器系統(tǒng)由SOPC核心系統(tǒng)及其外圍硬件電路組成。
　　SOPC核心系統(tǒng)為面向目前脈沖電鍍電源的通用系統(tǒng)，對于不同系統(tǒng)需求，不需改動SOPC核心板電路，僅需微調(diào)SOPC設(shè)計(jì)文件并增減相應(yīng)的外圍硬件電路即可。
　　采用Verilog HDL進(jìn)行了控制器SOPC設(shè)計(jì)，按照自頂向下的設(shè)計(jì)方法首先將該SOPC劃分成微控制單元和多參數(shù)組合脈沖發(fā)生兩個功能模塊，然后又將這兩個功能模塊繼續(xù)劃分成多個子