基于单片机脉冲电源控制系统设计.PDFVIP

总第53期 南京广播电视大学学报 2008年第4期 No．53 Journalof Radio＆TV Sum Nanjing Un．Ⅳemity No．4．2008 基于单片机脉冲电源控制系统设计 张天瑜 (无锝广播电视大学，江苏无锝214011) 【摘要】硅片放电切割是一种新型的工艺方法，由于硅片的高电阻率特点。脉冲电源的参数与传统线 切割设备有较大不同。文章用MCS51系列的单片机设计一种基于高压直漉电源改进为脉冲电源的控制系统。 把它应用到高速走丝线切割机床上来对工件进行试切。取得理想的切割效果。 【关键词】单片机线切刳脉冲电源硅片 【中图分类号】TP368．I 【文献标识码】A 【文章编号】1009—1459(2008)0441086-03 一、引言 二、脉冲电源控制系统的原理 集成电路(IC)所用的材料主要是硅、锗和砷 脉冲电源对加工质量Jtt-W明显的影响，其工 化镓等，全球90％以上IC都采用硅片。半导体材艺参数包括脉冲电流、脉冲宽度、脉冲间隔。脉冲 料硅在微观尺度上所显示出的一系列优异性能， 电流决定了加工表面质量，放电坑的形成与脉冲 奠定了其在微型机械制造中的主导地位。其加工 电流直接相关。脉冲宽度的大小标志着单个脉冲 技术在微机电系统(MEMS)中起着举足轻重的作 能量的强弱，在一定范围内脉冲宽度的增加与加 用。 工速度的提高成正比。脉冲间隔减小，导致脉冲频 目前硅片切割方法主要有：内圆切割(ID率提高，单位时间放电次数增多，平均电流增大． SaW)和多线切割(Wire saw)，而电火花线切割从而提高加工速度。 (WEDM)硅片切割技术则是目前国外硅片切割研 为了获得适合硅片切割的可控高电压脉冲电 究的一种新方法，低速走丝电火花线切割 源，本系统采用AT89C51单片机控制，P1．0口作 (WEDM—LS)硅片切割技术在国外已有报道。为脉冲输出口，持续输出高低的5V电平。脉冲控 电火花线切割加工是利用放电热进行加工。 制信号通过外部中断进行输入。51单片机只提供 高温使工件局部金属熔化，甚至有少量气化，并 了两个外部中断，而系统脉冲控制需要4个外部 有爆炸的特性。靠这种热膨胀和局部爆炸。抛出 输入信号，51单片机本身提供的中断口数量不够 熔化和气化的金属材料而实现对工件材料进行 用。如果扩充中断口，最常用的中断扩展芯片是 电蚀切削加工。由于硅的电阻率很高．在一些特 8259A，它是一块功能很强的可编程中断控制器。 殊应用场合又需要掺杂很少的单晶硅或多晶硅 可将多个外部中断请求连接在单片机的外部中断 材料加工(如太阳能电池的制备)，这时采用线切 请求引脚INTR，并且有多种工作方式和中断优先 割加工传统的机床电源就不能满足要求。硅片的 级排序机制。但是这样处理势必增加电路的成本 切割需要高压高频脉冲电源，这就需要对现有机 和复杂度。本系统为了简化外围器件及其接口电 床电源进行改造。利用单片机控制系统把高压直 路，四个外部信号的输入共用一个外部中断 流电源转换成脉冲宽度和间隔可调的脉冲电源。 INTO。但是能否申请中断由另外四个开关控制。 【收稿日期】2008-07—05 【作者简介】张天瑜，舅，讲师，无锯广播电视大学信忠工程系。 86 万方数据 张天靖：基于单片机脒冲电源拉制系眈设计 只有当与该按钮相串接的开关闭合时，中断才能 物图分别如图1和图2所