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【脉冲电源】脉冲电源工作原理及应用

日期:2017-05-04 12:20
脉冲电源
目录 脉冲电源:impulsing power source
脉冲电源技术的基本工作原理
脉冲电源的主要研究方向
脉冲电源的应用
脉冲电源的选择
脉冲电源的常见形式
脉冲电源:impulsing power source
脉冲电源技术的基本工作原理
脉冲电源的主要研究方向
脉冲电源的应用
脉冲电源的选择
脉冲电源的常见形式
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编辑本段脉冲电源:impulsing power source
用户的负载需要断续加电,即按照一定的时间规律,向负载加电一定的时间,然后又断电一定的时间,通断一次形成一个周期。如此反复执行,便构成脉冲电源。例如对于无极性电解电容器的老练工艺中,需要给电容器正向充电一段时间,然后放电,然后反向给电容器充电一段时间,然后放电,如此便形成正向→放电(断电)→反向→放电→正向??,如此反复。
编辑本段脉冲电源技术的基本工作原理
首先经过慢储能,使初级能源具有足够的能量;然后向中间储能和脉冲成形系统充电(或流入能量),能量经过储存、压缩、形成脉冲或转化等某些复杂过程之后,最后快速放电给负载。
编辑本段脉冲电源的主要研究方向
①提高脉冲重复频率。通过提高脉冲的重复频率,不仅提高脉冲电源的平均功率,而且减小电源的体积和降低造价。
②提高电源效率,降低电源自身能耗。
③提高电源系统的可靠性,脉冲放电产热和高频电磁干扰对系统可靠性造成严重的影响。
编辑本段脉冲电源的应用
脉冲电源用于电镀金、银、镍、锡、合金时,可明显改善镀层的功能性;用于防护-装饰性电镀(如装饰金)时,可使镀层色泽均匀一致,亮度好,耐蚀性强;
脉冲电源用于贵金属提纯时,贵金属的纯度更高。脉冲电源优于传统的电镀电源,是电镀电源的发展方向。
双脉冲电源比单脉冲电源电镀更细致,光洁度更好。双脉冲电源的反向脉冲的阳极化溶解使阴极表面金属离子浓度迅速回升,这有利于随后的阴极周期使用高的脉冲电流密度,因而镀层致密、光亮、孔隙率低;双脉冲电源的反向脉冲的阳极剥离使镀层中有机杂质(含光亮剂)的夹附大大减少,因而镀层纯度高,抗变色能力强。
双脉冲电源适用于金、银、稀有金属、镍、锌、锡、铬及合金等的电镀;铜、镍等的电铸;电解电容的敷能;铝、钛等制品的阳极氧化;精密零件的电解抛光;蓄电池的充电等。
编辑本段脉冲电源的选择
按电镀工艺的不同要求,选择脉冲电源:
普通电镀工艺,容量小于3kW的整流器可以选择单相输入电源;而容量大于3KW时,为了防止电网电压的不平衡,应选择三相输入电源。对波纹系数要求比较高的特殊电镀工艺(镀硬铬等),波形的连续性尤为重要,可以选择调压器调压的硅整流器或增加滤波器的晶闸管整流器。
特殊电镀工艺对输出波形也有一定的要求,如一次换向、周期换向、单向脉冲、双向脉冲、直流叠加脉冲、直流叠加交流和多段混合波形等。产品的输出波形不同,所对应的用途也就不同。电源生产厂家针对不同的输出波形和用途,规定了不同的型号,因此根据需要的输出波形,即可选择电源种类。
编辑本段脉冲电源的常见形式
方波脉冲是最基本的一种脉冲电镀的电流形式,一般称为单脉冲。由单脉冲演变而来的其它常用形式有直流叠加脉冲、周期换向脉冲、间断脉冲等。其中属于单向脉冲的有单脉冲、直流叠加脉冲、间断脉冲等。单向脉冲是指电流方向不随时间改变的脉冲波形;而周期换向脉冲是一种带有反向阳极脉冲的双向脉冲形式。
1.单脉冲
单脉冲一般简称PC,它除了在功能性电镀中应用外,在用于铝的阳极氧化时,可全面提高氧化膜质量和氧化速率,避免“起粉”、“烧焦”等现象;并由于周期性的电压降低可阻止工件局部表面热量的积累,从而减少由此而带来的烧焦现象。
2.直流叠加脉冲
直流叠加脉冲是指在直流基波上叠加一个方波脉冲。这种方法通常用于铝的阳极氧化,主要优点是当用DC镀方法不能形成均匀的氧化膜时,它能用于所有的铝合金而生成均匀的氧化膜。另外,这种方法在铸造、锻造或机加工的铝件上经短时间的阳极氧化就能形成25~300 ttm厚氧化膜,并且膜层具有较好的抗磨损和抗腐蚀能力。另外,直流叠加脉冲有时是用来增大脉冲电源的输出功率,它的有效电流等于基波直流电流与脉冲平均电流之和。这种方法的电镀效果与单脉冲的基本相当。
3.周期换向脉冲
周期换向脉冲电镀习惯称之为双脉冲电镀,简称PR镀。应当指出,这里所说的双脉冲含义是双向脉冲,是指在正向阴极脉冲之后引入反向阳极脉冲的电流形式,而非传统意义上的两个不同参数脉冲交替进行的双脉冲形式。PR镀所依据的电化学原理是,大幅度短时间的反向脉冲所引起的高度不均匀阳极电流分布,会使镀层凸处被强烈溶解而整平。
4.间断脉冲
间断脉冲也叫间歇脉冲或脉动脉冲,是脉冲的一种周期性中断,也可看做是PR镀的反向脉冲电流为零。这种情况由于有间歇时间的存在,利于放电离子的充分恢复,可使脉冲极限电流密度提高。另外,这种方法用于PR镀的起镀阶段时,可减轻反向脉冲对基体金属的腐蚀。间断脉冲要求间歇时间能够调节。
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