基于单片机的脉冲电源控制器研究与开发

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1、第48卷第l0期电力电子技术Vo1．48，No．102014年10月PowerElectronicsOctober2014基于单片机的脉冲电源控制器研究与开发于瑛(西安建筑科技大学，机电学院，陕西西安710055)摘要：由于普通的电镀电源控制器难以满足使用要求，故此处选用C8051单片机作为核心控制芯片控制电镀电源工作．选用IS0124数据通道隔离放大器消除共模干扰，双极性隔离选用DC／DC模块DCP011515提供隔离电源。系统开发完成后，顺利通过测试试验，实验结果证明该系统满足使用要求。关键词：脉冲电镀电源；双极性隔离；单片机中图分类号：TN86文献标识码：A文

2、章编号：1000—100X(2014)10—0048—02PulseElectroplatingPowerControllerResearchandDevelopmentBasedonSingle-chipComputerYUYing(Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an710055，China)Abstract：Thecommonelectroplatingpowersupplyisdificulttomeetrequirementofplating，SOtheC8051single—chipcomput

3、erisusedtobeasacorecontrolchipinthismicrocomputercontrolledelectroplatingpowerandtheISO124isusedtobedatachannelisolationamplifiertoeliminatecommonmodeinterference，bipolarisolatedDC／DCmoduleDCP1105isselectedtoprovideisolatedpowersupplies．Systemdevelopmentiscompletedandhaspassedthetestss

4、uccessfully，itisprovedthatthissystemcanmeettheapplicationrequirements．Keywords：pulseelectroplatingpower；bipolarisolated；single-chipcomputerFoundationProject：SuppoaedbyXi’anIndustryTechnologyInnovationProjectin2012(No．CX12181②)1引言脉冲电镀是一种通断直流电镀。在脉冲电镀PWMDC／DC变换电路信号电压电流信号采集过程中，当电流导通时，脉冲(峰值

5、)电流相当于普通直流电流的几倍甚至几十倍．这个瞬时高电流密度使金属离子在极高的过电位下还原，从而使图1脉冲电源原理框图沉积层晶粒变细：当电流关断时，阴极区附近放电Fig．1Pulseelectroplatingpowerprincipleblockdiagram离子又恢复到初始浓度．浓差极化消除，有利于下一个脉冲周期继续使用高的脉冲(峰值)电流密度。该脉冲电源主电路选用单相全桥PWM变换电路拓扑结构．该结构在大中型功率应用场合应同时关断期内伴有对沉积层有利的重结晶、吸脱用广泛『l1。脉冲电源主电路拓扑结构如图2所示。附等现象。该过程同期性地贯穿整个电镀过程，其中所包

6、含的机理构成了脉冲电镀的最基本原理。另外，在电镀工艺研究试验中．需频繁改变脉冲占2VD2VDV1Jl器lVDV2J鼹>1lVDE空比、频率、电流，因此脉冲电源控制比较复杂。：=C、m．]2【VD2￡VD．2脉冲电源系统图1示出大功率脉冲电源原理框图，其输入图脉冲电源主电路电压220V，频率50Hz，要求输出电压O～15V，输●出电流O～30A。占空比5％98％，频率0．5～20kHz。3控制原理及其要求基金项目：年西安市产业技术创新计划项目定稿日期：一一对大功率脉冲电源整体分析可知，该系统需作者简介：于瑛(一)，女，陕西西安人，硕士，讲师，研涉及到电流变化过程控制、

7、顺序控制、故障保护等究方向为控制理论与控制工程。控制方法。其中过程控制对象包括电流、占空比和48基于单片机的脉冲电源控制器研究与开发频率。由于电镀过程中负载随电解液的浓度变化。4．4模拟量光电隔离输入设计是一个非线性、时变且含有大量随机不确定因素设计中，光电隔离芯片选用IS0124，该芯片最的过程。所以普通开环控制根本无法满足要求．必大非线性失真小于0．0l％．最大允许穿越信号带须采用电流闭环控制，而在整个过程中，脉冲占空宽可达50kHz，温度漂移小于200V／CV．工作电源比、频率几乎无任何变化。因此对其可采用开环控电压介于4．5～18V，静态工作电流为5．5