高智能监控脉冲电镀电源研发与应用

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1、学兔兔www.xuetutu.comllI5化高智能监控脉冲电镀电源的研发与应用Research-developmentandapplicationofHighintelligentmonitoringpulseelectroplaUngpowersupply徐丽春XULi—chun(遵义职业技术学院机电控制工程系，遵义563000)摘要：脉冲电镀工艺在电镀行业中应用较为广泛，特别是对零件进行贵重金属的电镀过程中，该脉冲电镀工艺不但可以提高镀层质量，还可以降低电镀成本。在该工艺过程中，如何保证脉冲电镀电源的可靠性、怎样对脉冲电流和脉冲宽度进行监测和控制则是关键，本

2、文以校企合作开发项目为背景，从脉冲电源的防环境腐蚀、电流监控、脉冲监控方面、提高微处理器的扫描速度及控制精度四个方面进行改善设计，设计制造出了具有智能电流监控、脉冲监控功能的高智能监控脉冲电镀电源。关键词：脉冲电镀；占空比；电流监控；脉冲监控中围分类号：TM91文献标识码：A文章编号：1009—0134(2013)08(上)一0082—03Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2013．o8(I-)．250引言1原理与设计脉冲电镀是2O世纪6O年代发展起来的一种电1．1脉冲电源的主要技术指标镀技术，脉冲电镀所依据的电化学原理是利用电由于继电器触

3、点零件小，镀层质量要求高，流脉冲的张弛增加镀槽阴极的活化极化和降低阴现场使用的是数控双脉冲方波电镀电源，使用峰极的浓差极化，从而改善镀层的物理化学性能。值电流最大为30A，常用占空比为0．1mS：0．5mS、主要特点是能改善镀层结构，使镀层平滑、细0．1mS：0．8mS、0．1mS：0．9mS三种方式。致，降低镀层孔隙率和内应力，同时提高镀层抗1)供电电源蚀性、韧性及耐磨性，从而获得成分稳定的合金输入电源电压AC220V4-15％，50Hz，功耗镀层。在工业电镀生产中，脉冲电镀电源主要用≤500W。于触点类小零件的恒流镀金工序，由于零件小，2)输出脉冲电流镀层质量

4、要求高。工业现场常用的是数控双脉冲电流：0~30A(峰值)。方波电镀电源，该双脉冲电源具有脉冲、电流等电压：0～12V(峰值)。参数的设置、显示功能，但没有电流监控和脉冲3)输出脉冲波形和占空比监控功能。由于电镀现场环境恶劣，腐蚀性强，输出波形：方波；对于具有很多设置开关以及裸露的电路器件，这占空比：0．1mS：0．5mS、0．1mS：0．8mS、0．1样的环境对仪器会产生极大的不利，使用过程中mS：0．9mS可选择。一旦仪器出现故障，无法保证电镀质量，同时会4)监控功能造成不小的损失(零件报废和镀金成本损失)。具有电流监控和脉冲宽度监控功能。为此本项目开发的高智

5、能脉冲电镀电源主要1．2原理设计针对如何解决环境对脉冲电源的腐蚀而造成质量1)整机原理设计隐患、脉冲电流的监测与控制、脉冲宽度的监测整个脉冲电源主要由可调恒流源和脉冲电源与控制、提高控制精度方面进行改善设计，以最监控系统组成，其中脉冲电源监控系统包含电流大程度减少因环境因素或设备故障而造成的质量斩波器、脉冲电源中央控制器和控制面板等，原问题或成本损失。理框图如图l所示。收稿日期：2013-06-05基金项目：遵义市科技局2012省市合作专项资金项目(省市科合(2012)32号)作者简介：徐丽春(1972一)，女，贵州遵义人，副教授，工学学士，教育硕士，研究方向为自

6、动控制和教育管理。[821第35卷第8期2013—08(上)学兔兔www.xuetutu.coml匐似图1整机原理框l奎l图2驱动脉冲宽度反馈电路可调恒流源：用于提供电镀电流，根据不同零件电镀工艺要求可进行不同电流的设定，最大输出直流电流为30A，开路电压最大12V。电流斩波器：该斩波器采用大功率MOS管对恒流源输出的直流电流进行斩波，通过脉冲电源中央控制器发出的斩波驱动脉冲信号控制MOS管的通断，达到电流以脉冲方式输出的目的，改变控制器输出驱动脉冲信号的占空比即可实现不同需求的脉冲电流或占空比输出。脉冲电源中央控制器：该中央控制器是脉冲图3脉冲电流检测原理图电镀

7、电源的核心控制系统，它由单片机MCU、斩3)驱动脉冲宽度的检测与控制设计原理波脉冲发生器、脉冲整形驱动电路、脉冲电流采脉冲发生器输出的脉冲(PLS)通过ULN2004样、脉冲宽度采样等部件组成一个完整的智能控整形后(Q—PLS)驱动MOS管对恒流源设定的电制系统。控制系统根据控制面板的设定输出对应流进行斩波，同时驱动脉冲通过整形后反馈给中的斩波驱动脉冲，同时对输出的驱动脉冲和电流央控制器MCU的Pi／o(如图2所示)。中央控制器脉冲反馈信号进行实时监测处理，达到智能监控通过采集Pi／o的低电平时间判断输出驱动脉冲宽度脉冲电镀的目的。是否符合要求，当低电平脉宽大于0

8、．1mS，