双极性脉冲电镀电源的设计------外文文献翻译---原文+译文.doc

外文文献翻译 2012届 译文一：双极性脉冲电镀电源的设计 学生姓名 俞铃丽 学 号 院 系 数理信息学院 专 业 电子信息工程 指导教师 潘张鑫 完成日期 2011年12月25日 原文出处： /content/n091173774541u67/ 双极性脉冲电镀电源的设计 Yu Yadong, Ruan Xieyong and Pan Zhangxin Department of physics and electronic information Shaoxin University Shaoxin, Zhejiang Province, China yuydfriend@ 摘要：双极性脉冲数字电源被用来设计电镀。在设计dsPIC30F3011是用来充当单片机的。M57962L是用来驱动IGBT的。因此，是用光合耦合器来隔离电源主回路控制器。LM331是用来处理A/D转换的。PI的算法是通过控制输出电压和输出电流。试用证明该控制器具有良好的稳定性，且它可以输出双极脉冲，其频率可调范围为10HZ到10KHZ。 关键字：双极性脉冲，数字电源，PWM。 引言 电镀电源是在电镀工业领域的关键设备之一。在目前直流电源和脉冲电源是作为在电源类中的佼佼者而被广泛使用。直流电源输出连续光滑的电流。在电镀过程中，随着时间的变化，电流不会改变目前的方向。虽然采用直流电源因为直流密度大，但是电流效率低，而且它的电镀层质量不好。因为在脉冲电源条件下电镀层的晶体小，更微妙的和对称的电镀层可以得到【1】。而且它的原材料可以被保存，所以在电镀领域脉冲电源已经快速发展【2】。 目前，脉冲电源的研究集中在多变的极性脉冲和高功率【3】。在本文中，介绍了双极性脉冲电源，其脉冲宽度和频率是通过自我设计而实现可调的。主要工艺参数如下所列。脉冲幅度范围从0到24V。脉冲频率范围从10到10kHz。脉冲的占空比，可以改变从0.3到0.9。 硬件设计 2.1脉冲电源的主回路 由于电源工作时，正电压和负电压是不均衡的，即正负脉冲的占空比和工作时间通常是不同的，采用两个参数可单独调整。 图1是脉冲电源主回路的方块图。 图1 脉冲电源的主要电路 首先，三厢交流电源在主回路中整流，然后通过传送给变压器的初级线圈切碎。变压器次级线圈的的电压将会因为IGBT占空比的变化而被调整。变压器的次级线圈被分成两组。其中一组提供通过D1和D2的正脉冲负载。而另一组提供通过D3和D4的负脉冲负载。由MCU提供控制脉冲频率和占空比的PWM信号。 2.2 脉冲控制电路 控制电路框图如图2所示。 在这个设计中脉冲是由单片机dsPIC30F3011产生的。这里dsPIC30F3011产生3个通道的PWM。第一个PWM控制连接变压器初级线圈调整变压器次级线圈电压的IGBT的占空比。其他PWM脉冲控制IGBT与变压器次级线圈相连产生正极脉冲和负极脉冲。IGBT的占空比是通过一个由软件实现的封闭回路获得的。电压检测电路和A/D转换器处理的负载电压是一个闭环系统的输入。键盘是用来输入参数，如脉冲频率和输出电压等，当系统工作的时候显示器显示电压和电流。 图2 控制电路的方块图 A/D转换 电压频率转换器是用来处理A/D转换时为了使控制回路从主回路电源隔离开来。A/D转换电路如图3所示。经过过滤和有限振幅的采样电压被发送到LM331进行电压 - 频率转换。LM331把模拟信号采样电压转换成与随着采样电压而变换频率的脉冲。通过光耦隔离，脉冲将被发送到MCU的I/O端口。根据脉冲在一秒钟内的个数，MCU计算脉冲数目和计算电压值。 图3 A/D转换电路 IGBT的驱动 IGBT是由工作频率可达至40KHZ的混合集成电路M57962L驱动的。在电路中有两个电源（+15V和10V），如图4所示。 图4 IGBT 的驱动电路图 这里有光隔离器可以隔离电压高达2500V，过电流保护电路和M57962L内部的保护信号输出端。M57962L是一个高速驱动器能驱动IGBT模块，可在600V的电压下工作。 当电路工作时，首先M57962L开始自我检查。它可以检测出是否有短路和过载与否。如果有短路或过载，IGBT的集电极的潜力将上升，电流从快速恢复二极管（D1）到检测电路也会上升。接着IGBT的电网将被切断，指示信号通过M57962L第八引脚被输出。通过光隔离器，信号将被隔离，信号被发送到MCU的快速中断引脚。M57962L的十三和十四管脚是外部电路和M57962L的接口。它们在M57962L的内部是与光隔离器相连接。PWM信号是通过MCU输出的，将进入M57962L十三引脚，在输