简易交流镀铁电路本科论文.docVIP

第1章 绪论 1 1.1 传统电镀电源存在的问题 1 1.2 双极性脉冲式变压变频电镀电源的优点 1 1.3 本设计的内容 2 第2章 电源总体方案的确定 3 2.1 方案选择原则概述 3 2.2 双极性脉冲式变压变频电镀电源的工作原理 3 2.3 双极性脉冲式变压变频电镀电源的系统组成 3 2.3.1 整流主电路 4 2.3.2 逆变主电路 4 第3章 主电路的设计 6 3.1整流电路方案的确定 6 3.1.1整流变压器 8 3.1.2晶闸管的选择 9 3.1.3晶闸管的保护 10 3.2中间滤波电路的设计 14 3.3逆变电路的设计 16 3.3.1逆变电路的选择 16 3.3.2功率开关器件的选择 18 3.3.3 IGBT的保护 19 3.4 过电流检测电路的设计 21 3.4.1霍尔传感器模块的特点 21 3.4.2 霍尔电流传感器（CHV－100）接线 22 3.4.3 电流传感器模块的设计计算 23 3.5吸收电路参数计算 23 第4章 控制电路的设计 25 4.1 概述 25 4.2硬件设计要求 26 4.3 PIC16F877单片机概述 26 4.3.1常用PIC系列单片机芯片引脚符号的功能 27 4.3.2本设计选用的PIC16F877介绍 28 4.4 零电压检测电路的设计 28 4.5 过电流保护电路 29 4.6晶闸管驱动电路的设计 30 4.6.1 晶闸管驱动信号要求 30 4.6.2 晶闸管驱动电路 31 4.7 IGBT驱动电路的设计 31 4.7.1 IGBT的驱动电路的要求 31 4.7.2 IGBT驱动电路 32 4.8 辅助电源的设计 37 第5章 软件设计 38 5.1 管脚分配 38 5.2晶闸管触发程序的设计 38 5.3 PWM脉冲子程序 39 5.3.1 PWM输出信号周期 39 5.3.2 PWM输出信号的脉宽 40 5.4程序流程图 40 设计总结 40 参考文献 42 外文翻译 42 致谢 62 附录 63 附录1：元件清单 63 附录2：程序清单 69 第1章 绪论 1.1 传统电镀电源存在的问题 目前用阳极氧化方法处理金属表面时，所用的电源大多为：直流电源、直流加单向脉冲式电源、直接从电网获取大脉冲电流的单相交流电源。 从工艺角度出发，这集中电源都各有缺点。 1．直流电源 直流电镀时镀液中被镀出的金属离子在阴极表面附近溶液中逐渐被消除，这就造成了该处被镀金属离子与溶液中该离子的浓度出现差别。这种差别随着使用的电流密度增高而加大，当阴极附近液层中的该离子的浓度降到零时，就达到了所谓的极限电流密度，传质过程完全受扩散控制，因此直流电镀的电流密度较低，并直接导致合金的氧化膜厚度难以提高。 2．直流加单向脉冲式电源 直流加单向脉冲式电镀时，由于有关断时间的存在，被消耗的金属离子利用这段时间扩散补充到阴极附近，当下一导通时间到来时，阴极附近的金属离子浓度得以恢复，故可以使用较高的电流密度。但直流单向脉冲电源一般只适合于无特殊要求的镀金、银、镍场合，但对于表面要求较高的场合（如精密仪器、电子元件陶瓷基片表面处理），这种电源就存在加工时间长、镀层均匀性差、镀层容易出现缺陷以及存在较大的内应力等缺点。 3．直接从电网获取大脉冲电流的单相交流电源 直接从电网获取大脉冲电流的单相交流电源虽然简单，但存在一些弊病，如经波形修正而产生严重畸变的很大的单相交流脉冲电流会对电网造成严重冲击，带来严重污染电网的麻烦；再则，工作电压幅度不能连续调节，给使用带来不便。 1.2 双极性脉冲式变压变频电镀电源的优点 近些年，由于生产生活水平的提高，市场对电镀产品要求越来越高，这必定对电镀理论和电源技术提出更高的要求。开关电源产品由于其具有体积小，重量轻，节能节材，调节精度高，易于控制等诸多优点，正逐渐被广大用户所采用。双极性脉冲式变压变频电镀电源作为开关电源的衍生产品，其应用于电镀与传统电镀电源相比有如下优点： 首先，提供一种三相平衡的、对电网基本没有冲击、能够用于工业生产的双极性大功率电镀脉冲电源。 其次提供一种适宜电镀作业的电源，它是正负脉冲幅度、宽度和频率分别连续可调的双极性大功率脉冲电源 这些特点在实际生产中具有很大的实际意义，在电镀工程中，可以改变其输出波形的幅值，频率，占空比，来改变电镀槽中金属离子电沉积过程，使电沉积工程在较宽范围内变化，从而可获得均匀致密较为理想的镀层。 1.3 本设计的内容 本设计的主要内容，功能及技术指标 1 、 输入参数：电压：3AC 380V 50 HZ 2 、 输出参数： （1） 输出正负峰值电压：0——500V （2） 额定容量 ：100KVA （3） 脉冲频率：1KHZ —2KHZ （4） 脉冲占空比：30%—50% （5）