基于FPGA的多參數(shù)組合脈沖電鍍電源設(shè)計(jì)研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，電鍍的應(yīng)用范圍不斷拓展。脈沖電鍍既能提高鍍層質(zhì)量，又能提高沉積速率，還能節(jié)約原材料，減少有毒添加劑的使用，因此在電鍍中得到廣泛應(yīng)用。電鍍工藝的發(fā)展對(duì)電鍍電源提出了高頻高效化、智能化、數(shù)字化等要求。本課題的主要任務(wù)就是設(shè)計(jì)出高頻、智能化的多參數(shù)可調(diào)脈沖電鍍電源通用控制系統(tǒng)。
　　整個(gè)電鍍電源通用控制系統(tǒng)由數(shù)字控制子系統(tǒng)、模擬子系統(tǒng)兩部分組成。數(shù)字控制子系統(tǒng)采用FPGA作為的核心，根據(jù)系統(tǒng)需求，通過(guò)軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，合理

2、劃分軟硬件，充分利用FPGA提供的資源，使系統(tǒng)高效工作。其中，利用FPGA的資源設(shè)計(jì)了鍵盤輸入及顯示模塊實(shí)現(xiàn)了人機(jī)界面，并設(shè)計(jì)了多參數(shù)電鍍電源組合波形產(chǎn)生模塊;基于FPGA提供的模擬資源完成了模擬通道的設(shè)計(jì)。模擬子系統(tǒng)主要包括H橋及其驅(qū)動(dòng)電路、開(kāi)關(guān)電源控制器的電壓/電流基準(zhǔn)電路、輸出電壓/電流采樣輸入電路三部分。其中H橋及其驅(qū)動(dòng)電路接收數(shù)字控制子系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)字脈沖進(jìn)行放大后產(chǎn)生正負(fù)向的脈沖電壓/電流信號(hào)用于電鍍;采樣輸入電路采樣電壓/電

3、流信號(hào)隔離后傳輸給數(shù)字控制子系統(tǒng);電壓/電流基準(zhǔn)電路則是作為開(kāi)關(guān)電源控制器比較電路的電壓基準(zhǔn)，與開(kāi)關(guān)電源控制器構(gòu)成反饋穩(wěn)壓環(huán)節(jié)，從而獲得所需要的脈沖電壓/電流信號(hào)的幅度。
　　將本系統(tǒng)與開(kāi)關(guān)電源連接之后即可成為脈沖電鍍電源，產(chǎn)生多參數(shù)可調(diào)的脈沖電壓/電流信號(hào)，通過(guò)合理設(shè)計(jì)優(yōu)化H橋及其驅(qū)動(dòng)電路，完成脈沖信號(hào)的隔離、傳輸和放大，使得脈沖頻率最高可達(dá)1MHz。本系統(tǒng)具有一定的通用性，當(dāng)對(duì)電鍍的電壓、電流等要求超出當(dāng)前開(kāi)關(guān)電源調(diào)節(jié)范圍時(shí)，