基于单片机的脉冲电源控制系统设计

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1、2008年第l3卷第6期匆宁放’q-既学报2008Vo1．13No．6OlllTi~ofNanningPolytechnic—基于单片机的脉冲电源控制系统设计张天瑜(无锡市广播电视大学机电工程系，江苏无锡21401I)【摘要】硅片的电火花线切割是一种新型的工艺方法，由于硅片的高电阻率特点，脉冲电源的参数与传统线切割设备有较大不同。通过呆用MC551系列的单片机，设计一种基于高压直流电源改进为脉冲电源的控制系统，应用到高速走丝线切割机床上来对工件进行试切，可以取得理想的切割效果。【关键词】单片机；电火

2、花线切割；脉冲电源；硅片【中图分类号】TIY368【文献标识码】A【文章编-~]1009-3621(2008)06-0098--03TheDesignofControlSystemforPulsePowerBasedonMCS51SingleChipMicrocomputerZHANGTian——yufDepartmentofMechanical&ElectricalEngineering，WuxiRadio&TelevisionUniversity，Wuxi214011，Jiangsu，China

3、)【Abstract】WireElectricalDischargeMachining(WEDM)ofsiliconwaferisanewnewtechnologicalprocess．Duetothehighresistivityofsiliconwafer．theparametersofpulsepowerarequitedifferentfromthoseusedintraditionalWEDMequipments．ByusingMCS51singlechipmicrocomputer，ac

4、ontrolsystemofpulsepowerimprovedfromhighvoltageDCpowerisdesigned．ThetrialapplicationoftheimprovedsysteminHS-WEDMMachinetocutworkpieceproducesperfectcuttingresults．【Keywords】SingleChipMicrocomputer；WEDM；PulsePower；SiliconWafer集成电路(IntegratedCircuit，IC1所

5、用的材料主的MWS技术相比．新技术切片薄、切割损失少，因要是硅、锗和砷化镓等．全球9O％以上IC都采用硅此可提高硅材料的利用率⋯片。半导体材料硅在微观尺度上所显示出的一系列电火花线切割加工是利用放电热来进行加工，优异性能奠定了其在微型机械制造中的主导地位．其高温使工件局部的金属熔化．甚至出现少量气化其加工技术在微机电系统(Micro—Electro—Mecha．现象，并具有爆炸的特性。利用这种热膨胀和局部nismSystem，MEMS)中起着举足轻重的作用。爆炸，抛出熔化和气化的金属材料从而对工件材

6、料目前硅片切割方法主要有内圆切割(InnerDi．进行电蚀切削加工。电火花加工是一种与晶向无关alnondSaw，IDS)和多线切割(Multi—wiresaw，的、非接触、宏观加工力很小的加工方式。近年来．MWS)。而电火花线切割(WireElectricalDischarge微细电火花加工技术的加工范围日益拓宽．加工尺Machining，WEDM)硅片技术则是目前国外硅片切度也13趋微细，在微j维结构制作方面显示出了极割研究的一种新方法．低速走丝电火花线切割(L0w大的潜力。由于硅的电阻率很高，

7、在一些需要掺杂SpeedWireElectricalDischargeMachining，LS—很少的单晶硅或多晶硅材料的特殊应用场合(如太WEDM)硅片技术在国外已有报道，这与目前通用阳能电池的制备)．这时采用线切割加工机床原有【收稿日期】20Dg．．0g．4~【作者简介】张天瑜(1980一)，男，江苏无锡人，无锡市广播电视大学机电工程系讲师，主要从事通信、电工电子和控制等研究。o张天瑜基于单片机的脉冲电源控制系统设计的电源就不能满足要求。由于硅片的切割需要高压及到按键的防抖问题防抖有软件防抖和硬

8、件防抖高频的脉冲电源．这就需要对现有机床的电源进行两种方式。软件防抖是利用软件延时来消除键盘抖改造131，利用单片机控制系统可以实现这一目的。动所产生的毛刺信号，此时需要设置一个定时器中断，每中断一次则读取键盘接口的信号数据，如果当1．脉冲电源控制系统的原理前读取的数据与上次读取的数据不一致，则说明当前读取的是前沿抖动数据。于是将当前的数据保留，脉冲电源对加工质量具有明显的影响．其工艺等待下次定时器中断的出现。如果当前读取的数据参数包括脉冲电流、脉冲宽度、脉冲间隔。脉