铝箔腐蚀用大功率变频电源

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1、第!"卷#第!期电化学2345!"#635!$%%&年$月’(’)*+,)-’./0*+17895$%%&文章编号：!%%:;"<&!（$%%&）%!;%!%:;%<铝箔腐蚀用大功率变频电源!卓向东，孙#岚，钱国庆，林昌健（固体表面物理化学国家重点实验室，厦门大学化学系，福建厦门":!%%=）摘要：#研制了用于电解电容器阳极铝箔腐蚀的变频电源5设计了一种应用单片机控制的高频开关电源和用电子开关桥换相的低频变频、多波形大功率电源5该电源不需要庞大、笨重的变压器，而且频率下限不受限制，甚至可低至!-E以下5关键词：#变频电源；开关电源；铝箔腐蚀中图分类号：#*.&:!###

2、#####文献标识码：#K随着电子技术的广泛应用，整机电子产品对铝!"硬件框图电解电容器的需求量迅速增大5而半导体技术的发变频电源选用二级控制，上位机为M)机，下展也使得集成电路的集成度和可靠性越来越高，从位机用单片机控制5电源下位机由单片机系统、而对电路中使用的铝电解电容器的要求也越来越NK)波形、NK)幅度控制、KN)电流O电压测量、高，相关材料的研究也越来越深入5其中，作为电极)M(N（复杂可编程逻辑器件）控制信号、高频开关材料的铝箔腐蚀技术是铝电解电容器制造的"大电源（-70PBQIFBJRM3P8S0GTT4U）和电子开关桥［!］核心技术之一5（2.,00PB

3、QIFVSBDR8）等组成，其硬件结构见图!5上世纪&%年代，日本学者首先指出了单一频高频开关电源设计为可由外部电压控制电流率交流电腐蚀铝箔的局限性，并开始研究多级变频（或电压）输出5在大于一定的负载下，NK)!由单复合电蚀工艺5实验室的研究方法通常是，用一定面积的铝箔模拟生产条件下的腐蚀5但即使是腐蚀一块面积不大的铝箔，也需要几十安培的电流5在使用市电以单频率交流电进行腐蚀的情况下，通过变压器初次级变比即可产生低电压大电流的腐蚀槽压，而对于多级变频（L=%-E），如三角波、梯形波、正弦波等多种波形，以及部分专利报道的可提［!］高交流电腐蚀效果的各种波形，则需要由专门的

4、信号发生器产生5尽管半导体功率模块的输出功率可达到相当大的数量级，但对于交流有效值达几十安培甚至近百安培的输出功率，用一般的模拟线性功率放大器，其功耗是相当大的，但如采用高频开关电源则图!#变频电源系统方框图可比较容易实现5为此，本文设计了一种应用单片7BR5!#V43IWDBARSA@3XQF8YASBA948XS8ZG8JI8T3P8S[GTT4U机控制的高频开关电源和可产生低频的可变频多波形交流电源，作为实验室用铝箔腐蚀电源5收稿日期：$%%:;%=;"%，修订日期：$%%:;%:;"%#!通讯作者，*84：（>:;=?$）$!>"%=!，’;@AB4：CDEFG

5、3HC@G58DG5IJ第&期..卓向东等：铝箔腐蚀用大功率变频电源·&AV·片机产生所需的控制波形，!"#$为单片机可控的其使用目的在于使复杂的控制过程容易调整、改变数字式衰减电路%这里，用二片!"#电路分别产生控制信号，同时可对重要的控制信号进行多重识别波形和控制衰减，以使其即使在小幅度输出电流和冗余控制，避免因单片机程序偶然失误或干扰时时，也能保持输出波形的高分辨率，不引起波形失产生高频开关电源和电子换相桥的误操作%真%变频电源的频率低频端可以直接达到直流，而"!#是逐次逼近式&$位模拟数字转换器，用高频端受开关电源电路的限制，只能在较低的频率于将模拟的电流’电压

6、波形转换为可由单片机读范围（@ABC）内使用%入的数字信号%!"软件流程电子换相桥（图$）用于对波形进行相位转换%软件部分包括/#机和单片机的软件%高频开关电源以二极管作为续流器件，只能有单向/#机作为上位机，负责人机对话，包括测试运输出（通常为正半周）%当输出为正时，!(，!)导行参数的设置和输出状态（如电流电压值）的数值通；当输出为负时，!*，!+导通%但绝不允许!(，和波形显示%!*或!+，!)同时导通，因此，其两个控制端通过变频电源的主要控制由单片机完成%由于变频,"-（通用阵列逻辑器件）控制，并在软件设有死电源频率低（D@ABC），其控制信号直接由软件和区时间

7、，其效果是从硬件和软件上采取双重措施，!"#产生%优点是：在不改变硬件的情况下，容易以保证电路的安全%根据要求产生任一给定的输出波形%为使输出波形..#/-!（复杂可编程逻辑器件）用于产生单片的频率稳定，输出波形各点的时间间隔由#/E定机系统、高频开关电源和电子开关桥的控制信号%时器设定的定时中断控制，由中断程序顺序向!"#&输出不同的值，形成阶梯波，其包络为所需波形%由于高频开关电源频率响应的原因，最终输出的是平滑的波形%表&列出变频电源波形输出与转换相位过程，每个半周期由F个点组成%死区时间（)5()61G5）是指组成推挽式开关的两个