1、PDF外文：http:/ 2200 字 原文出处： Applied Informatics and Communication. Springer Berlin Heidelberg, 2011: 331-336 双极性脉冲电镀电源的设计 Yu Yadong, Ruan Xieyong and Pan Zhangxin Department of physics and electronic information Shaoxin University Shaoxin, Zhejiang Province, China 摘要： 双极性脉冲数字
2、电源 被 用来设计电镀 。 在设计 中为了产生 PWM脉冲 dsPIC30F3011是用来充当单片机的 。 M57962L是用来驱动 IGBT的。 因此，是用光合耦合器来隔离电源主回路控制器。 LM331是用来处理 A/D转换的。 PI的算法是通过控制输出电压和输出电流。试用证明该控制器具有良好的稳定性，且它可以输出双极脉冲，其频率可调范围为 10HZ到10KHZ。 关键字： 双极性脉冲，数字电源， PWM。 &nb
3、sp; 2 1. 引言 电镀电源是在电镀工业领域的关键设备之一。在目前直流电源和脉冲电源是作为在电源类中的佼佼者而被广泛使用。直流电源输出连续光滑的电流。在电镀过程中，随着时间的变化，电流不会改变目前的方向。虽然采用直流电源因为直流密度大，但是电流效率低，而且它的电镀层质量不好。因为在脉冲电源条件下电镀层的晶体小，更微妙的和对称的电镀层可以得到 【 1】 。而且它的原材料可以被保存，所以在电镀领域脉冲电源已经快速发展 【 2】 。 目前，脉冲电源 的研究集中在多变的极性脉冲和 高功率 【 3】 。在本文中，介绍了双极性脉冲电源，其脉冲宽度和频率
4、是通过自我设计而实现可调的。主要工艺参数如下所列。 脉冲幅度范围从 0 到 24V。脉冲频率范围从 10 到 10kHz。 脉冲的占空比，可以改变从 0.3 到0.9。 2. 硬件设计 2.1 脉冲电源的主回路 由于电源工作时，正电压和负电压是不均衡 的，即正负脉冲的占空比和工作时间通常是不同的，采用两个参数可单独调整。 图 1 是脉冲电源主回路的方块图 。 图 1 脉冲电源的主要电路 首先，三厢交流电源在主回路中整流 ，然后通过传送给变压器的 初级 线圈切碎。变压器次级线圈的的电压将会因为 IGBT占空比
5、的变化而被调整。变压器的次级线圈被分成两组。其中一组提供通过 D1和 D2的正脉冲负载。而另一组提供通过 D3和 D4的负脉冲负载。由MCU提供控制脉冲频率和占空比的 PWM信号。 2.2 脉冲控制电路 控制电路框图如图 2 所示。 在这个设计中脉冲是由 单片机 dsPIC30F3011 产生的。这里 dsPIC30F3011 产生 3 个通道的 PWM。第一个 PWM控制 连接 变压器初级线圈调整变压器次级线圈电压 的 IGBT的占空比 。 3 其他 PWM 脉冲控制 IGBT 与 变压器次级线圈 相连 产生正极 脉冲 和负极脉冲。 IGB
6、T 的占空比是通过一个由软件实现的封闭回路获得的。电压检测电路和 A/D 转换器处理的负载电压 是一个闭环系统的输入。键盘是用来输入参数，如脉冲频率和输出电压等，当系 统工作的时候显示器显示电压和电流。 图 2 控制电路的方块图 2.3 A/D 转换 电压频率转换器是用来处理 A/D 转换时为了使控制回路从主回路电源隔离开来。 A/D转换电路如图 3 所示。经过过滤和有限振幅的采样电压被发送到 LM331 进行电压 - 频率转换。 LM331 把 模拟信号 采样电压 转换成 与随着采样电压而变换频率的 脉冲。通过光耦隔离，脉冲将被发送到 MCU 的 I/O 端口。 根据脉冲在一秒钟内的个数， MCU 计算脉冲数目和计算电压值 。 图 3 A/D 转换电路 2.4 IGBT的驱动 IGBT是由工作频率可达至 40KHZ的混合集成电路 M57962L驱动的。在电路中有两个电源（ +15V和 10V），如图 4所示。
