数字单脉冲电源在电镀中的应用
脉冲电镀电源的工作原理及技术研究
脉冲关断期内金属离子的质量浓度的回升降低了浓差极化，有利于提高阴极电流效率和阴极电流密度，从而提高镀速。脉冲电镀的这种优越性，可用于某些对镀层沉积速率要求较快的电镀生产(如电子线材的卷至卷连续电镀)。但对于普通的电镀生产，若选择脉冲电镀的目的单纯是为了提高生产效率，则似乎有些不太合适。
脉冲电镀电源的工作原理及技术研究
前言
脉冲电镀是通过槽外控制方法改善镀层质量的一种强有力的手段，相比于普通的直流电镀镀层，其具有更优异的性能(如耐蚀、耐磨、纯度高、导电、焊接及抗变色性能好等)，且可大幅节约稀贵金属，因此，在功能性电镀中得到较好的应用。目前脉冲电镀中所使用的多为方波脉冲。
(2)在脉冲关断期toff内高的过电位使阴极附近的金属离子以极快的速度被消耗，当阴极界面金属离子的质量浓度为零或很低时，电沉积过程进入关断期。在关断期内，金属离子向阴极附近传递从而使扩散层中金属离子的质量浓度得以回升，并有利于在下一个脉冲周期使用较高的峰值电流密度。
脉冲电镀过程中，当电流导通时，电化学极化增大，阴极区附近金属离子被充分沉积;当电流关断时，阴极区附近放电离子又恢复到初始的质量浓度，浓差极化消除，并伴有对沉积层有利的重结晶、吸脱附等现象。这样的过程周期性的贯穿于整个电镀过程的始末，其中所包含的机理构成了脉冲电镀的最基本原理。
传统的直流电镀只有电流或电压可供调节，而脉冲电镀有脉冲电流密度(或峰值电流密度)Jp、脉冲导通时间ton和脉冲关断时间toff3个独立的参数。由ton和toff可以引出脉冲占空比γ。
(1)脉冲占空比γ计算公式
脉冲占空比γ指脉冲导通时间ton占整个脉冲周期(ton+toff)的百分比，可用下式表示:
脉冲电源电镀的优势
脉冲电镀的优势随着表面处理工艺要求的不断提高，脉冲电镀被越来越多的人所关注，特别是科研院所、精密电子领域的技术工作者们，进行了长期的技术探索，发现或验证了脉冲电镀对比直流电镀的诸多优点，本文将脉冲电镀的优点和欧潽达新型脉冲电源的优点结合起来，做如下简单的汇总，以期以更简单的方式帮助大家理解认识脉冲电镀的优势。
（MX系列单脉冲、双脉冲电源）新型脉冲电镀的优势有：1、精密电路+数字控制，输出精度高；2、触摸屏+人性化界面，操作简单；3、频率、占空比可调，适用范围广；4、允许更大峰值电流密度，提升镀层结合力，提高电镀效率；5、间歇式输出，利于溶液离子恢复，减少镀层孔隙，增强镀层的抗蚀性能；6、致密均匀的镀层，能够增强电导率；7、消除氢脆，改善镀层物理性能；8、减少镀层中的杂质含量，提高镀层纯度；9、降低镀层内应力，提高镀层的韧性；10、免除或减少添加剂的需要；11、反向脉冲可减少镀层表面的尖峰和毛刺；12、较薄的镀层即能实现规定的技术指标，故可节省15-20%的贵金属。
13、工艺曲线可编程，利于工艺精准控制；14、媲美欧美进口电源的品质，价格却极其亲民；15、单脉冲、双脉冲、正反脉冲可选择；16、专属电源可定制；长期以来，人们认为脉冲电镀仅适合镀金镀银，事实上脉冲电镀几乎适用于所以电镀工艺，包括如：镀金、镀银、镀铜、镀锌、镀镍、镀铬、镀铼、镀铂、镀钯以及电镀铜锌合金、镍铁合金、锌镍合金、镍铬合金等众多电镀工艺。
（脉冲镀金、镀银工艺）造成人们对脉冲电镀认识局限的原因，是由于之前国内脉冲电源技术水平有限，进口脉冲电源动辄数十万的高昂价格限制了人们的购买，制约了人们对脉冲电镀工艺的研究。
现在，欧潽达通过开拓创新，能够提供品质优良、价格却十分亲民的脉冲电源供一般用户使用，亲民的定价旨在通过降低电源购买成本，让更多的人研究和使用脉冲电镀工艺，达到促进整个脉冲电镀工艺的推广与提升的目的。
正品的脉冲电源具备电流（平均电流、峰值电流）可调、电压可调、频率可调、占空比可调，4个主要参数，掌握这几个要素，就能够避免买到假的脉冲电源。
电镀过程中使用的电源类型
电镀过程中使用的电源类型电镀过程是将金属制品表面镀上一层金属或合金的工艺，以提高其耐腐蚀性、耐磨性、导电性等性能。
在电镀过程中，电源类型起着关键作用，它提供了所需的电能，使电镀过程能够顺利进行。
常见的电源类型包括直流电源和交流电源。
直流电源是电镀过程中常用的一种电源类型。
直流电源具有稳定的电流和电压输出，能够满足电镀过程对稳定电流的需求。
在直流电源中，阳极连接到正极，阴极连接到负极，通过电解液中的离子传导，使金属离子在阳极上氧化，而金属在阴极上还原，从而实现金属离子的电镀。
直流电源还可以根据需要进行电流和电压的调节，以控制电镀过程的质量和效率。
交流电源也可以用于电镀过程。
在交流电源中，电流和电压的方向会周期性地变换，这样可以实现金属离子的交替氧化和还原。
交流电源的频率通常为50Hz或60Hz，与直流电源相比，交流电源的输出电流和电压变化较大，需要通过其他设备来稳定电流和电压，以保证电镀过程的稳定性。
除了直流电源和交流电源，还有一种特殊的电源类型被广泛应用于电镀过程，即脉冲电源。
脉冲电源是一种通过不同的脉冲信号控制电流和电压的电源，可以根据不同的电镀要求提供不同的脉冲参数。
脉冲电源的使用可以提高电镀层的均匀性和致密性，同时减少能源消耗和金属离子的浪费。
脉冲电源的应用也在一定程度上解决了传统电镀过程中的一些问题，如电解液的氧化分解和阳极溶解等。
在电镀过程中，选择合适的电源类型对于电镀质量和效率至关重要。
不同的电源类型具有不同的特点和适用范围，需要根据电镀工艺要求进行选择。
此外，为了确保电镀过程的安全性和稳定性，还需要配备相应的电源控制与保护装置，以避免电流过大或过小、电压波动等问题对电镀质量造成负面影响。
电源类型是电镀过程中的重要因素，直流电源、交流电源和脉冲电源是常见的电源类型。
选择合适的电源类型可以提高电镀质量和效率，保证电镀过程的稳定性和安全性。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的电源类型，并结合其他设备和控制装置，以满足电镀工艺的要求。
脉冲电镀原理
脉冲电镀原理
脉冲电镀是一种特殊的电镀方法，其原理基于电化学反应和脉冲电流的作用。
脉冲电镀通过不断变化的电流和电压，可以实现更高效、更均匀、更具有质量控制性的电镀过程。
脉冲电镀的主要原理可以分为三部分：阳极溶解、阳极活化和阴极补充。
首先，阳极溶解是指在脉冲电镀过程中，阳极表面的金属离子通过扩散和迁移的方式溶解到电解液中。
当脉冲电流通过阳极时，阳极表面会发生电化学氧化反应，金属表面的原子逐渐转变为阳离子，离子从阳极表面脱落进入电解液。
其次，阳极活化是指阳极表面的形貌和结构的变化。
脉冲电流的变化可以改变阳极表面的电化学界面，使得阳极表面能够形成均匀、致密、平滑的氧化膜。
这种氧化膜可以提高阳极表面的稳定性和耐腐蚀性，同时也可以增加镀层的结合力和光泽度。
最后，阴极补充是指电镀过程中阴极表面的金属沉积。
脉冲电流通过阴极时，电解液中的金属离子会被还原成金属原子，在阴极表面形成金属沉积。
通过脉冲电流的变化，可以调节阴极表面金属沉积的速度和均匀性，从而控制电镀层的质量和厚度。
总之，脉冲电镀利用脉冲电流的特殊作用，通过阳极溶解、阳极活化和阴极补充的原理，实现了更高效、更均匀、更具有质量控制性的电镀过程。
这种电镀方法在工业生产中广泛应用，可以提高产品质量，减少金属浪费，降低环境污染。
脉冲电镀技术与脉冲电源
脉冲电镀技术与脉冲电源在能源紧张、耗材昂贵、资源短缺、竞争激烈的新形势下，我们怎样才能立于不败之地？省钱等于赚钱才是硬道理。
那么怎样才能省钱呢？降低成本就能省钱。
表面处理行业，首先是个电老虎，而因为电的问题没解决好，电镀行业电的成本占经营成本的20%，耗材占经营成本的30%；氧化行业电的成本占经营成本的33%，耗材占经营成本的20%；有没有既能省电，又能节省材料，又能提高生产效率的设备，来帮助我们提高生产力呢？高频脉冲电源是大家向往以久的设备。
上世纪，我们国家表面处理行业的前辈们，就已提出这一脉冲工艺技术，而在国外更早已普遍应用了。
一、什么是脉冲电镀脉冲电镀所依据的电化学原理，主要是利用脉冲电压或脉冲电流的张弛(间隙工作)，增强阴极的活性极化和降低阴极的浓差极化，从而有效地改善镀层的物理化学特性。
在脉冲电镀过程中，电流导通时，接近阴极的金属离子充分地被沉积，而电流关断时，阴极周围的放电离子又恢复到初始浓度。
脉冲电镀时的导通电流密度，远远大于直流电源电镀时的电流密度，这将使金属离子处在直流电镀实现不了的极高过电位下电沉积，其结果不仅能改善镀层的物理化学特性，而且还能降低析出电位较负金属电沉积时析氢副反应所占比例。
二、脉冲电镀的特点能得到致密、均匀和导电率高的镀层。
这是采用电子电镀最最可贵的，无论是硅整流还是可控硅整流都难以实现的。
降低浓度极化，提高阴极的电流密度。
从而提高镀速(频率越高，镀速越快)，缩短了电镀时间，为企业创造更好的效益。
减少镀层的孔隙率，增强镀层的抗蚀性。
由于均匀脉冲有张有弛，使得镀层的致密性得到非常有效的改善，孔隙率降低，几乎是完美无缺，抗蚀能力得到加强。
消除氢脆，改善镀层的物理特性，由于采用脉冲电源镀层和被镀物的导电率极高，致密性极好，几乎不会出现氢脆现象，经电镀后的表面光洁平整。
降低镀层的内应力，提高镀层的韧性。
由于脉冲电流电镀的一瞬间，电流及电流密度是非常之强大，此时金属离子处在直流电源电镀实现不了的极高过电位下电沉积(吸附能力极强)，大大提高镀层的韧性。
脉冲电镀的原理与应用
脉冲电镀的原理与应用一、脉冲电镀的概述脉冲电镀是一种电化学方法，通过在电解质中施加短暂的脉冲电压，控制金属沉积的速率和结构，从而实现特定性能的金属镀层。
脉冲电镀具有高沉积效率、良好的镀层质量和较低的能耗等优点，因此在电镀领域得到了广泛的应用。
二、脉冲电镀的原理脉冲电镀的原理主要涉及三个方面：沉积动力学、溶质输运以及电极表面过程。
2.1 沉积动力学脉冲电镀通过控制脉冲电压的时间和幅值，调节金属离子的沉积速率。
研究表明，当电压升高到一定程度时，金属离子在电极表面的还原速率将超过扩散速度，从而导致较高的沉积速率。
2.2 溶质输运在脉冲电镀中，脉冲电压的变化会引起电解质中金属离子的浓度分布变化。
通过合理设计电压脉冲参数，可以调控金属离子的输运行为，从而影响最终镀层的结构和性能。
2.3 电极表面过程脉冲电镀还涉及到各种电极表面过程，如氢气生成、气泡辐照以及金属沉积等。
这些过程都会对最终镀层的质量和性能产生重要影响。
因此，在脉冲电镀中，需要充分考虑电极表面过程的特点，并采取相应措施进行调控。
三、脉冲电镀的应用脉冲电镀在各个领域都有广泛的应用，以下列举几个主要领域的应用案例。
3.1 航空航天领域在航空航天领域，脉冲电镀被用于制备高温合金材料的表面保护层。
通过控制脉冲电压和电流密度，可以在材料表面形成具有良好耐磨、抗氧化和耐蚀性的金属镀层，提高材料的使用寿命和稳定性。
3.2 电子设备领域在电子设备领域，脉冲电镀可应用于印刷电路板和集成电路的制备。
通过调控脉冲电压和电流密度，可以实现金属导线的高精度沉积，从而提高电子器件的性能和可靠性。
3.3 汽车制造领域在汽车制造领域，脉冲电镀广泛应用于汽车零部件的表面处理。
通过脉冲电镀技术，可以在零部件表面形成耐磨、耐蚀、低摩擦的金属镀层，提高零部件的使用寿命和性能。
3.4 生物医学领域在生物医学领域，脉冲电镀被用于制备生物材料和生物传感器。
通过调控脉冲电压和电流密度，可以在材料表面形成具有良好生物相容性的金属镀层，从而实现生物医学材料的功能化和生物传感器的灵敏性。
脉冲电源 让电镀行业中的师傅在电镀中少走弯路
本人毫不保留的公开脉冲电源的完整说明书让在电镀行业中的师傅不要在选择是少走弯路。
本手册包括有简通脉冲电源使用时操作说明和注意事项。
不正确的使用可能会发一些故障。
使用电源设备前，请先仔细阅读本手册并正确地使用设备。
双脉冲电源平式机实体图：双脉冲电源立式机实体图脉冲电源输出波形实势运行图数字脉冲电源操作使用（以上是设置操作示意图）操作方法：（三相四线的接线一定要接三相四线的开关，不能三相接一个开关，零线另外接一条，这样开关会无故跳闸）假设是单相的就接AC220V 50HZ的家用照明电源；1；首先按要求接好对应AC380V50HZ的三相四线电源；打开电源开关观察机器是否正常；接好进水与出水冷却管，进水管；出水管不能接错。
（注意要防止水管的泥沙堵塞机台冷却系统）。
2；在屏上开启/关闭脉冲启动开关（按下在启动状态是，旁边的指示灯闪动；反之）；设置正负脉冲参数，设定正脉冲的总时间；设置开通脉宽；设置关断脉宽；（参照以上的示意图）。
设置参数是脉冲要在停止状态生效，启动时设定的脉冲参数不会生效，这样防止工作时的高频干扰对ARM（CPU）造成损坏。
2:2 ：脉冲参数说明：脉冲总时间=在一个设定的周期内，由参数脉冲开通+脉冲关断的和，在这个设定周期内所做的次数；脉冲开通与脉冲关断数值（1-999）；数值越小，输出频率越高，反之，数值越大输出频率越低。
2:3：一般正的总时间都要大于负的总时间几倍，不然镀上的金属在负脉冲的时间内被全部褪掉了，永远镀不上。
2:4:{总时间一定要大于（开通脉宽+关断脉宽）；小于没输出；正向关断设为零时，输出是同普通直流电源一样，总时间设为零时，无输出。
脉冲频率=1/（开通脉宽+关断脉宽）x（25.3us换算成秒）；假设：开通脉宽=10关断脉宽=2 那么脉冲频率=330HZ;}3;要用单脉冲时：把负脉冲的参数（总时间，开通脉宽，）设为零，即可。
4：要用直流时：把负参数设为0 ，把总时间设为最大，开通脉宽接近于总时间，关断设为0即可。
电镀数字脉冲电源控制程序设计
电镀数字脉冲电源控制程序设计摘要所谓数字脉冲电源，就是采用微处理器等数字电路对脉冲电源中的直流斩波进行控完成制，并实现数字显示与数字调节的一种脉冲电源。
它是当今最为先进的电镀电源，也是电镀电源发展的方向。
本设计主要介绍可调节占空比及频率的脉冲电镀电源。
本设计采用双CPU系统设计架构，主CPU系统以AT89C52芯片为核心，主要负责显示电路、按键电路、运行状态控制以及向从CPU系统发送脉冲参数等模块程序设计。
而从CPU系统选用89C2051单片机,唯一的任务是产生斩波所需要的脉冲信号。
同时为了减轻主CPU 的负担,简化硬件设计,显示与按键电路通过8279专用接口芯片与单片机相连。
再通过主从软件系统各模块之间的协调调用来实现这一功能。
关键词：脉冲,电镀,电源,单片机Digital Pulse Electroplating Power Supply Control ProgramABSTRACTThe so-called digital pulse power supply, is the use of microprocessors and other digital circuits on the pulse of the DC chopper for power control and digital display and digital regulation of a pulsed power supply. It is the power of today's most advanced plating ,which is electroplating power development. This design introduces an adjustable duty cycle and frequency pulse plating power supply. The design uses a dual-CPU system architecture, the main CPU AT89C52 chip as the core system, the main administration includes displaying circuit, key circuit, operating state control, and sending a pulse from the CPU system parameters. 89C2051 CPU system selected from the microcontroller, the only task is to produce the required pulse chopper. Meanwhile, in order to reduce the burden on the main CPU to simplify hardware design, display and keypad circuit through the 8279 special interface chip is connected with the microcontroller. Realized this function through host's from software system various modules coordinated transfer.KEY WORDS: pulse, electroplate, power, SCM目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1课题意义 (1)1.2国内外发展状况 (1)1.3本文主要研究工作 (2)2 电镀数字脉冲电源系统总方案设计 (3)2.1电镀的原理 (3)2.2性能指标与设计要求 (3)2.3双CPU系统总方案设计 (4)2.3.1 AT89C52结构及功能介绍 (5)2.3.2 8279结构及功能介绍 (6)2.3.3 AT89C2051结构及功能介绍 (7)2.3.4 复位与看门狗电路 (9)2.3.5 数码管显示部分设计 (10)2.3.6 键盘电路模块设计 (11)3电镀数字脉冲电源各模块程序设计 (13)3.1主系统程序设计 (13)3.1.1主程序模块 (13)3.1.2串行通信程序设计 (17)3.1.3 T2定时中断程序设计 (19)3.1.4参数编辑模块 (22)3.2 从系统程序设计 (28)3.2.1从系统主程序 (28)3.2.2从系统串行通信程序 (30)3.2.3 T2定时中断 (32)4程序仿真调试 (34)5总结 (36)致谢 (37)参考文献 (38)电镀数字脉冲电源控制程序设计 11 绪论1.1课题意义随着科学技术与生产的发展，电子技术在生产生活中应用的越来越多，在社会生活中扮演日益重要的角色其中电镀产品就十分突出。
脉冲电镀电源使用注意事项
——台兴智能电源制作
脉冲电镀电源用于电镀金、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。为保证电镀质量，脉冲电镀电源的使用，应该注意以下几点：
一、脉冲电镀电源与镀槽之间的距离
为了确保脉冲电流波形引入镀槽时不畸变，且衰减小，希望在安装时，脉 冲电镀电源与镀槽的间距2-3m为佳，否则对脉冲电流波形的后沿（下降沿）影 响较大，电镀将不能达到预期效果。
谢 谢 欣 赏 ！
二、阴、阳极的导线连接方式 直流电源的导线连接方式，不适合脉冲电源的连接，脉冲电镀电源的输出连 接，希望两根导线的极间电容能够抵消导线的传输电感效应，因此阴、阳极导 线最好的方法就是双绞交叉后，引送到镀槽边，从而保持脉冲波形不变。
三、导线的选用 1、由于是脉冲电源，为了避免趋夫效应，在导线选择时，应选择多股芯线作脉冲电 源到镀槽的连接线，多股芯线绞织，其间的线电容可以抵消其电感效应。 2、导线的规格一定要满足其通过的额定电流，因为脉冲电流的电流密度要比平均电 流的电流密度大很多很多，的衰减最小。 举例：脉冲电流为1000A，占空比为60%，显然其平均电流为600A，而额定电流为： (1000×60%)×1.3≈780A，在选择导线时，额定值最好选择≥800A的导线。
脉冲电镀在垂直电镀线上的应用
间短 对 低 电流密 度 区影 响却 非 常 微 弱 ，因 而将 逐 渐 使 得孔 内铜层 厚度 与板 面铜 的厚度 趋 向于均 等 ；
ｃ、通 常 正 反 电流 作 用 时 间 比２ ：；Ｄ、根 据 反 向脉 Ｏ１ 冲原 理 ，其 脉 冲时 问 变 化 会 引 发 电感 效 应 ，从 而 影 响 电流 强 度 ，所 以不 是 高 品 质 的 反 脉 冲 电源 ，就 很 难 得 到 在 Ｐ Ｂ 上 负 波 式 的正 镀 与 反镀 时 间 且 正 常 Ｃ板
层 的 破 损 ；脉 冲输 出单 元 或 整 流 器 全机 组 都 必 须尽
量靠 近 电镀 槽 。
２ １￣１ 期 ８７ ００－＃第１
技 术 交 流
ＴＥＣＨＮＯ Ｌ ＧＹ Ｏ ＥＸＣＨＡＮＧ Ｅ －－ ｏ
四 、输 出 电流 大 小 不低 于 电 源要 求 的最 小输 出
电流 。当 电流 较 小 时 因 电流变 化 产生 的 电感 会严 重
中 ，水 平 脉 冲 电镀 线 效 果 比垂 直 的要 好 ，但往 往 因 为 价格 关 系只 限 于 大 型 制造 厂 商 ，对 于 中小 型 厂 多 限 于垂 直 脉 冲电镀 。本 文就 脉 冲 电镀 在 实 际生 产 及
开线 时 问题 进行 总 结 ，以起 抛砖 引 玉之 效 。 当 然 垂 直脉 冲与 水 平 脉 冲线 比 ，不 可 能有 水平 脉 冲所 具 有 的 比较 均 匀 的 阴 阳极 的 电场 作 用 ，无 论 是正 反 向 电流 作 用下 的 电场 都 不 可 能 达 到 水平 脉 冲 的效 果 ；此 处 我 们仅 对垂 直 脉 冲 电镀 进 行 探讨 。但
的不 均 匀 的 场 强 ，此 点 类 似 于 直 流 电镀 的情 形 ，如 果 垂 直 线 一 定做 到 与水 平 线 相 同效 果 ，那 投 资将 不
电镀电源的应用
电镀电源的应用电镀电源是一种将电能转化为化学能，再将化学能转化为电能的设备。
它被广泛应用于电镀行业中，用于提供电源以进行电镀反应。
电镀电源的应用范围很广，下面将从电镀的原理、电镀电源的种类、电镀电源的选型和维护等方面进行介绍。
一、电镀的原理电镀是指利用电解作用将金属离子沉积在另一金属表面上的工艺。
其原理是在电解槽中，将含有金属离子的溶液作为电解液，将待镀件作为阴极，将金属板作为阳极，通过外加电压，使金属离子在阴极表面还原沉积，从而使阴极表面形成金属覆盖层。
二、电镀电源的种类根据使用场合不同，电镀电源可以分为实验室用电源、小型电镀电源和工业用电源。
其中实验室用电源主要用于科研和教学实验室中，小型电镀电源一般用于小型工厂或个体工艺品加工，而工业用电源则适用于大型工厂或重工业领域。
根据电源输出形式不同，电镀电源可以分为恒流源、恒压源和恒功率源。
其中恒流源是通过调节输出电流来实现电镀反应，适用于电镀过程中电流稳定性要求高的场合；恒压源则是通过调节输出电压来实现电镀反应，适用于电镀过程中电压稳定性要求高的场合；恒功率源则是通过调节输出功率来实现电镀反应，适用于大功率的电镀反应。
三、电镀电源的选型在选择电镀电源时，需要考虑电镀反应的具体要求和所需的稳定性。
对于小型实验室和个体加工，一般选择小型或中型的恒流电源即可；对于大型工业加工，需要选用大功率的恒流电源或恒功率电源，以保证电流稳定性和电镀质量。
还需要考虑电镀电源的特点和使用寿命。
好的电镀电源应具有输出电流稳定、输出电压稳定、过流和过压保护等特点，并能够长期运行而不损坏。
四、电镀电源的维护在使用电镀电源时，需要注意维护和保养。
首先要定期清理电镀槽和电极，以保证电镀反应的稳定性；其次要定期检查电镀电源的电路和散热系统，以确保电源的正常运行；最后要注意电源的防潮和防尘，以避免电源受潮和灰尘对电路的影响。
电镀电源在电镀行业中担任着重要的角色。
在选型和使用时，需要综合考虑电镀反应的要求、电源的特点和使用寿命等因素，并进行适当的维护和保养，以确保电镀质量和电源的正常运行。
电镀用脉冲电源的应用推广
１ 其应 用 的 重 要 性 。 由 此 ， 悉 和 正 确 使 用 脉 冲 电 ３见 熟
圆
图 ２ 斩 波系统 的主要 发 展 阶段
在 实 际 应 用 中 ， 场 效 应 管 （ ＭＯ ） ＩＢ 用 Ｖ Ｓ 和 Ｇ Ｔ斩 波 是 目前 较 为 理 想 的 斩 波 器 件 ，两 者 都 具 有 关 断 速 度 快 、 入 损 耗 小 、 容 量 的 特 点 。 目前 ， ＭＯ 插 大 Ｖ Ｓ管 斩 波 多用 于 小 功 率 脉 冲 电 源 中 ， ＩＢ 而 Ｇ Ｔ作 为 近 年 来 发 展 起 来 的新 颖 功 率 半 导 体 ， 用 于 大 功 率 场 合 ，价 格 相 对 多
［ 要 ］ 从 脉 冲 电源 的 电气原 理及 其 功 用性 分析 出发 ， 合 生产 实 际 ， 摘 结 阐述 了脉 冲 电 源在 电镀 中推 广 和 应 用的 重要性 ， 出 了脉 冲 电镀 在 电镀行 业 中有 着广 阔 的 市场前 景 。 捉 ［ 关键 词 ］ 电镀 ；脉 冲 电源 ；应 用 ； 广 推 ［ 中图分 类号 ］ Ｑ ５ Ｔ １３ ［ 文献标 识 码 ］ Ｂ ［ 文章 编号 ］０ １ ６ ０ ２ ０ ）５一Ｏ １０ —３ ６ （０ ２ ０ （ Ｏ４—０ ３
电镀工艺与电源之间有着密切的关系
电镀工艺与电源之间有着密切的关系0前言电镀属于电化学过程，电源的因素必将对电镀工艺过程产生直接影响，电源在电镀工艺中具有重要地位。
电镀电源和低纹波系数整流电源在电镀行业中的应用，让电镀界同仁在选择整流电源、解决电镀故障、提高电镀质量方面都有所帮助。
1整流器的基本类型硅整流器：硅整流器使用历史长，技术成熟，目前是整流器主流产品。
各种整流电路获得的均是脉动直流电，不是纯直流。
为了比较脉动成份的多少，一般用纹波系数来表示，其数值越小，交流成份越少，越接近纯直流。
各种整流电路的波动系数不同。
其由大到小的次序为：三相半波整流、三相全波桥式整流或带平衡电抗器的六相双反星形整流。
可控硅利用改变可控硅管导通角来调整输出平均直流大小的普通可控硅整流器，可控硅管输出的是间断脉冲波，其纹波系数的受导通角控制，输出纹波系数大于普通硅整流电路。
2开关电源开关电源兼有硅整流器的波形平滑性优点及可控硅整流器的调压方便的优点，电流效率高体积最小，数千安培至上万安培的大功率开关电源已进入生产实用阶段。
开关电源其频率已达音频，通过滤波实现低纹波输出更为简便易行。
而且稳流、稳压等功能更易实现。
因此，开关电源是今后发展的方向。
3脉冲电源设备脉冲电源主要是由嵌入式单片计算机等进行控制，因此，除实现脉冲输出之外，一般具备多种控制功能。
（1）自动稳流稳压。
传统硅整流器电流或电压无法自动稳定，随电网电压的波动而波动。
而脉冲电源则拥有高精度的自动调节功能，脉冲电源输出电压可以几乎不变。
脉冲电源的自动调节功能一般具有二种模式：一，恒电流限压模式。
二，恒电压限流模式。
（2）多段式运行模式。
铝阳极氧化或硬铬电镀时，往往需要进行反向电解、大电流冲击、阶梯送电等操作。
具有多段式运行模式的脉冲电源则只需提前设定，生产时可自动按顺序进行自动调节。
这一功能对硬铬电镀是非常有用的，每一段时间可在0～255秒内调节设定。
（3）双向脉冲功能。
正负脉冲频率、占空比、正反向输出时间均可独立调节，使用灵活、方便。
1000A-30V电镀用脉冲电源的研制
1000A/30V 电镀用脉冲电源的研制
1 引言
在我国，电镀行业发展较快，随着市场对电镀产品质量要求的提高，电镀工艺对电镀电源的要求也越来越高。
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。
脉冲开关电源作为开关电源衍生产品，其应用于电镀与直流电镀相比有如下特点:
脉冲电源可通过控制输出电压的波形、频率和占空比及平均电流密度等参数，改变金属离子的电沉积过程，使电沉积过程在很宽的范围内变化，从而在某种镀液中获得具有一定特性的镀层。
脉冲镀镍代替直流镀镍可获得结晶细致的镀层，能使镍层的孔隙率与内应力降低，硬度增高，杂质含量降低，并可采用更高的电流密度，提高镀覆速度
根据脉冲镀镍的工艺，我们研制了最大峰值电流1000A，最大峰值电压30V 的脉冲镀镍开关电源。
其工艺如下:
硫酸镍(NiSO4·7H2O)：180～240g/L
硫酸镁(MgSO4·7H2O)：20～30g/L
氯化钠（NaCl）：10～20g/L。
脉冲电源的应用
• 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。Biblioteka 脉冲电源技术的基本工作原理
• 脉冲电源在脉冲电镀过程中，当电流导通时，脉冲(峰值) 电流相当于普通直流电流的几倍甚至几十倍，正是这个瞬 时高电流密度使金属离子在极高的过电位下还原，从而使 沉积层晶粒变细；当电流关断时，阴极区附近放电离子又 恢复到初始浓度，浓差极化消除，这利于下一个脉冲同期 继续使用高的脉冲(峰值)电流密度，同时关断期内还伴有 对沉积层有利的重结晶、吸脱附等现象。这样的过程同期 性地贯穿整个电镀过程的始末，其中所包含的机理构成了 脉冲电镀的最基本原理。实践证明，脉冲电源在细化结晶， 改善镀层物理化学性能，节约贵重金属等方面比传统直流 电镀有着不可比拟的优越性。 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。
脉冲电源特点
• 1、循环输出十组参数各异的电流波形,每组电流可在直流、 单脉冲、双脉冲或直流换向等波形中任意选择。 • 2、每组电流的持续时间可在1S～9999S间任意选择，便于 控制各组电流所得镀层的厚度。 • 3、各组脉冲电流在交替运行过程中，平均电流始终不变， 以保证使用不同占空比时各组脉冲的峰值电流各不相同。 • 4、输出波形：方波脉冲或直流 • 5、脉冲频率：5～5000Hz • 6、脉冲占空比：0～100% • 7、正、反向脉冲换向时间：0～9999ms • 8、各组电流持续时间：1S≤t1、t2～t10≤9999S • 9、最大峰值电流：30A～500A • 帝旺
脉冲电镀应用现状及对策分析
脉冲电镀应用现状及对策分析于永民。
孙斌(中原工学院，河南郑州450007)[摘要] 脉冲电镀具有镀件质量好、生产效率高、节约原材料及环保等优点。
分析了单金属电镀、合金电镀在国内企业中的研究及应用现状，研究表明，大型企业由于研发实力较强，脉冲电镀技术应用情况较好，但是，中小企业由于经济实力及技术水平的限制，推广应用还比较困难。
指出降低脉冲电源价格、优化普通金属脉冲电镀工艺配方是推动该技术在国内中小企业应用的有效途径。
[关键词] 脉冲电镀；小企业；现状；对策‘【中图分类号]TQ153 【文献标识码]B [文章编号]1001—3660(2006)03—0082—031 脉冲电镀的原理及优点1．1 脉冲电镀原理脉冲电镀是使电镀回路周期性地接通和断开，或者在固定直流上再叠加某一波形脉冲的电镀方法。
与普通电镀相比，这种方法具有镀层平整致密、附着性好，电流效率高、环保性能好等优点，在一般的研究和应用中，脉冲电镀所使用的脉冲方式可分为单向脉冲和双向脉冲两种。
使用的脉冲波主要是矩形波和正弦波。
用直流电电镀时，在阴极和溶液界面处形成较厚的扩散层，使阴极表面金属离子浓度降低产生浓差极化，限制了电沉积的速度，使用较大的电流密度不但不能提高镀速，反而使阴极上的氢气析出量增加，电流效率降低，镀层质量变坏出现氢脆、针孔、麻点、烧焦和起泡等。
脉冲电镀由于有关断时间，被消耗的金属离子利用这段时间扩散补充到阴极附近、当下一个导通时间到来时，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。
脉冲电镀峰值电流可以大大高于平均电流，促使晶种的形成速度高于晶体长大的速度，使镀层结晶细化，排列紧密，孔隙减少，硬度增加。
1．2 脉冲电镀的优点脉冲电镀与传统的直流电镀比较，有如下优点：1)镀件质量高主要表现为：具有镀层孔隙率低，可得到光亮均匀致密的镀层，提高镀层的抗腐蚀性能；较好的结合力，较好的分散力，能增加镀层的密度，增加硬度，提高延展性和耐磨性，改进了镀层的物理性能。
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数字单脉冲电源在电镀中的应用
摘要:脉冲电镀具有镀件质量好,生产效率高,节约原材料及环保等优点。
针对此介绍了基于单片机的数字单脉冲电源在电镀中的应用。
阐述了数字单脉冲电源的工作原理,其控制电路简单,组合方便。
给出了双CPU结构的控制系统,以及软件流程图。
0引言：
随着社会生产力的发展和市场经济的日益繁荣,特别是我国加入世界贸易组织后,我国的电镀行业遇到更多的机遇与挑战。
电镀,即采用电化学的方法使金属离子还原为金属,并在金属或非金属制品表面形成符合要求的平滑、致密的金属覆盖层。
电镀后的镀层性能在很大程度上取代了原先基体的性质,起到了装饰与防护的作用。
随着科学技术与生产力的提高,电镀工艺已经在各个领域发挥着不可替代的作用。
电流通过镀槽是电镀的必要条件,镀件上的金属镀层就是在电流流过电镀槽时所产生电化学反应而形成的。
根据电镀的基本原理,改进电镀质量有两个方法:调整电镀溶液;改进电镀电源。
现实中人们广泛采用改进电镀电源的方法来提高电镀的性能。
在电镀电源的发展过程中,由全控型电力电子开关构成的脉冲电源是电镀电源的一次革命。
这种电源体积小、性能优越、纹波系数小、不易受输出电流的影响。
1脉冲电源电镀的基本原理：
脉冲电源电镀是一项新的电镀技术。
它的特点是由脉冲电流对电极过程动力学的特效影响所决定的,其中最重要的是对传质过程中的影响。
在直流电镀时,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耗,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的增高而加大。
当阴极附近液层中的该离子的浓度降到0时,就达到了极限电流密度,传质过程完全受到扩散控制。
但在脉冲电镀时,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到恢复,故可以使用较高的电流密度;因此脉冲电镀时的传质过程与直流电镀时的传质过程的差异,造成了峰值电流可以大大高于平均电流,促使晶体形成的速度远远高于晶体长大的速度,使镀层结晶细化,排列紧密,孔隙减小,电阻率低。
并且直流电镀时的连续阴极极化电位下的各种物质在阴极表面上的吸脱附过程与脉冲条件下的间断高阴极极化电位下的吸脱附过程的机理有了很大的差异,造成了同样的溶液配方及添加剂在电源波形不同时,表现的作用差异也很大。
脉冲电源其电流呈脉冲方式流动,并可在瞬时产生高密度电流;因此,在电镀时能将底层均匀地涂覆到镀件上,并使之加速,提高了效率;镀件表面均匀、细致,使金银等贵重金属得到很大的节约。
由此可以看出,可以调节占空比及频率的脉冲电镀电源,尤其是开关电源,将随之得到广泛的应用。
2数字单脉冲电源硬件系统框架：
所谓数字脉冲电源,就是采用微处理器等数字电路对脉冲电源中的直流斩波进行控制,并实现数字显示与数字调节的一种脉冲电源。
它是现在最先进的电镀电源,也是电镀电源的发展方向。
数字脉冲电源一般分为双脉冲电源与单脉冲电源两种。
数字单脉冲电源的原理框图如图1。
目前,大多数斩波系统利用全控型电力电子器件MOS2FET和IGBT对直流电源进行斩波,达到脉冲输出的目的。
改变开关管的方波驱动信号,便可以实现脉宽及频率的调节。
系统中核心的问题是定时:电镀时间的定时以及驱动开关管的脉冲定时,而且后者
的定时精度直接影响输出脉冲波形的频率精度。
同时考虑系统的显示以及按键处理的因素,本系统采用了双CPU的系统设计结构。
双CPU系统的关键是主从CPU的协调与通信。
实现的条件是:
(1) 能满足系统的实时性要求,响应及时,并能完成系统的所有设计功能;(2) 软硬
件实现不能过于复杂。
在单片机的应用系统中,双CPU或者多CPU系统的构建通常有以下几种形式:
(1) 采用双口RAM方式;(2) 采用并口通信方式;(3) 采用串行通信方式;本系统采用串行通信的方式来连接。
双CPU系统原理框图见图2。
按照设计要求与方案,本系统的功能模块有显示、按键电路、复位与看门狗电路、主CPU系统、从CPU系统、斩波控制电路等。
(1) 主CPU系统：
主CPU系统主要管理显示电路、按键电路、运行状态控制以及向从CPU 系统发送脉冲参数等。
本CPU 选用89C52,暂停时通过P11控制暂停指示灯发光指示,喂狗信号由P10输出。
主从CPU的握手信号为R /P。
考虑到主CPU系统对定时的要求不高,采用6MHz 主频信号。
(2) 从CPU系统：
从CPU系统选用89C2051单片机,唯一的任务是产生斩波所需要的脉冲信号。
ATMEL公司生产的这种型号单片机是一种低功耗、高性能的8位CMOS微处理器芯片。
片内带有2 kB的闪烁可编程及可擦除只读存储器,与工业标准的80C51指令集相兼容。
(3) 复位与看门狗电路：
按照系统的设计要求及长期连续运行等实际情况,本系统的复位必须考虑三种情况:上电复位、手动复位及看门狗定时器溢出复位。
采用MAX813L电源监视电路。
主从CPU 系统共用复位信号,当系统中任何一个子系统运行失效时,必须共同复位。
(4) 主系统显示与按键电路：
考虑到电镀的实际生产,显示采用数码管,同时为了减轻主CPU的负担,简化硬件设计,显示与按键电路通过8279专用接口芯片与单片机相连。
3软件系统设计：
采用双CPU系统, 2个CPU各司其职,使软件的设计难度降低了。
3. 1主系统软件：
主系统主要有4大功能模块组成:主程序模块、串行通信模块、T2定时中断服务程序、参数编辑模块。
4个模块的功能分别是:
主程序模块:系统初始化及其他模块的协调与调用。
串行通信模块:主要向从系统发送编辑好的ton , toff及T等参数。
T2定时中断系统服务模块:计算电镀时间,即对T参数倒计时处理。
参数编辑模块:编辑输入脉冲所需的ton , toff及T等参数。
主系统主程序框图见图3。
3. 2从系统软件：
从系统软件主要有3大模块:主程序模块、串行通信模块、T1定时中断服务程序。
从系统主程序框图见图4。
4结论：
随着科技进步,电子、通信、信息等技术的不断发展,电镀数字脉冲电源的应用将会越来越广,合理使用脉冲电源必将对我国电镀行业的发展起到很大的作用。