高精度脉冲电镀电源
高智能监控脉冲电镀电源的研发与应用
现 场使 用 的是 数 控双 脉 冲 方 波 电 镀 电源 ，使 用 峰
镀 技 术 ，脉 冲 电镀 所 依 据 的 电化 学 原 理 是 利 用 电 流 脉 冲 的张 弛 增 加 镀 槽 阴极 的活 化 极 化 和 降 低 阴
徐丽春
ＸＵ Ｌ ｉ — ｃ ｈ ｕ ｎ
（ 遵义职业技术学院 机 电控制工程系，遵义 ５ ６ ３ ０ ０ ０ ）
摘
要 ：脉冲电镀 工艺在电镀行业中应用较为广泛 ，特别是对零件进行贵重金属的电镀过程中 ，该脉冲 电镀 工艺不但可以提 高镀层质量 ，还可以降低 电镀成 本。在该 工艺过程中 ，如何保 证脉 冲 电 镀 电源 的可靠性 、怎样 对脉冲 电流和脉 冲宽度进 行监测和控制则是 关键 ，本文 以校 企合 作开 发项 目为 背景 ，从脉 冲电源的防环 境腐 蚀 、电流 监控 、脉冲监控方 面、提高微处理 器的扫描
旦 仪 器 出现 故 障 ，无 法 保 证 电 镀 质量 ， 同时 会
造 成不 小的损 失 （ 零件 报废 和镀金 成本 损失 ）。 为 此 本 项 目开 发 的 高 智能 脉 冲 电镀 电源 主 要 针 对 如 何 解 决环 境 对 脉 冲 电源 的 腐 蚀 而造 成 质 量
具 有 电流监控 和脉 冲宽度 监控功 能 。
１ ） 供 电电源 输 入 电 源 电压 ＡＣ２ ２ ０ Ｖ ４ － １ ５ ％，５ ０ Ｈｚ ，功 耗
≤５ ０ ０ Ｗ 。
２ ） 输 出脉冲 电流 电流 ：０ ￣３ ０ Ａ （ 峰值 ） 。 电压 ：０ ～１ ２ Ｖ （ 峰值 ） 。
参 数 的设 置 、 显 示功 能 ，但 没 有 电 流监 控 和 脉 冲 监 控 功 能 。 由于 电镀 现 场 环 境 恶 劣 ， 腐蚀 性 强 ， 对 于 具 有 很 多设 置 开 关 以及 裸 露 的 电路 器 件 ，这
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:
双脉冲电源说明书
SMD 型数控双脉冲电镀电源使用说明书邯郸市大舜电镀设备有限公司使用本机前请详细阅读此说明书一、概述：脉冲电镀所依据的电化学原理是：当电流导通时，电化学极化增大，阴极区附近金属离子充分被沉积，镀层结晶细致、光亮；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。
SMD双脉冲电镀电源，即周期换向脉冲电镀电源（这里的“双”的含义指“双向”），它是在输出一组正向脉冲电流之后引入一组反向脉冲电流，正向脉冲持续时间长反向脉冲持续时间短，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。
与单脉冲电镀相比，双脉冲的突出优点表现在：1、反向脉冲电流明显改善了镀层的厚度分布而使镀层厚度均匀，并因溶解了阴极镀层上的毛刺而整平2、反向脉冲电流的阳极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，而高的脉冲电流密度又使得晶核的形成速度大于晶体的生长速度，因而可以得到更加致密、光亮、孔隙率低的镀层3、反向脉冲电流的阳极剥离作用使镀层中有机杂质（含光亮剂）的夹附大大减少，因而镀层纯度高，抗变色能力强，这一点在氰化镀银中尤为突出4、反向脉冲电流使镀层中夹杂的氢发生氧化，从而可消除氢脆（如电沉积钯时反向脉冲可除去共沉积的氢）或减小内应力5、周期性的反向脉冲电流使镀件表面一直处于活化状态，因而可得到结合力好的镀层6、反向脉冲有利于减薄扩散层的实际厚度，提高阴极电流效率，因而合适的脉冲参数会使镀层沉积速度进一步加快7、在不允许或少量允许有添加剂的电镀体系中，双脉冲电镀可得到细致、平整、光洁度好的镀层所以，镀层的耐温、耐磨、焊接、韧性、防腐、导电率、抗变色、光洁度等性能指标成倍提高，并可大幅度节约稀贵金属（约20-50%），节约添加剂（如光亮氰化镀银约50-80%）。
二、用途可用于镀金、银、稀有金属、镍、铜、锌、锡、铬及合金等；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。
脉冲电镀基本概况
脉冲电镀概况1、什么是脉冲电镀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。
这种电镀方法称为脉冲电镀。
2、脉冲电镀的基本原理常见的脉冲电流波形有方波、三角波、锯齿波、阶梯波等。
根据确定脉冲波形的几点原则(如实镀效果、便于分析和研究、易于获得和调控、便于推广等)，方波是最符合要求的脉冲波形。
典型的方波脉冲波形，如图1所示。
由图1可知:脉冲电流实质上是一种通断的直流电。
2.1 脉冲电镀电源的基本参数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(2)平均电流密度Jm、峰值电流密度Jp、脉冲占空比γ关系式由式(2)可以看出:Jm一定时，Jp会根据γ的不同而改变。
2.2 脉冲电镀过程(1)在脉冲导通期ton内峰值电流密度相当于普通直流电流密度(或平均电流密度)的几倍甚至十几倍。
高的电流密度所导致的高过电位使阴极表面吸附的原子的总数高于直流电沉积的，其结果使晶核的形成速率远远大于原有晶体的生长速率，从而形成具有较细晶粒结构的沉积层。
(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。
3、脉冲电镀的优越性及适用性3.1 镀层结晶细致在脉冲导通期内,由于使用较高的电流密度,使晶核的形成速率远远大于原有晶体的生长速率,因此可形成结晶细致的镀层。
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。
一种1000A30V电镀用脉冲电源的研制
一种1000A/30V电镀用脉冲电源的研制作者：张福成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〖1〗。
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硼酸：30～40PH值：5.4温度：室温波形：矩形波频率：500～1500Hz占空比：5％～12％平均电流密度(A/dm2)：0.72 电源的基本方案三相380V/50Hz交流电经过EMI电磁兼容装置，进行桥式整流，再经过逆变和变压，然后再整流、滤波、储能，最后进行电压斩波，输出单向脉冲电压。
本电源设计分两部分：前级的开关电源和后级的斩波。
脉冲电源电路工作原理框图如图1所示。
3 开关电源部分的设计要点3.1开关电源部分原理主电路由EMI电磁兼容装置、整流电路、逆变电路、高频变压器、高频整流及高频滤波电路组成;控制电路由电流、电压双闭环组成，电流环为内环，电压环为外环；保护电路设置有初级最大电流限制，输出过流、短路保护，最高输出电压限制。
3.2基本要求脉冲开关电源除应具有一般电源的要求外,还要求短时输出功率大，动态特性好,效率高,并在大功率脉冲输出情况下能稳定可靠地工作。
周期性正反向脉冲（PPR）电镀电源技术
近大半年来，各种金属原料的价格不断上涨，尤其是一般有色金属，如铜、锌、锡和镍等，更是节节上升，居高不下。
就以金属铜来说，半年来上升幅度达一倍，金属镍若和四年前的价格相比，累积升幅达四倍多。
对于电镀业人士来说，这无疑是一个沉重的冲击。
要缓解以上的艰难情况，我们借鉴PCB(PC-Board Plating)电子线路板电镀。
在80年代以前，电子线路板的生产以化学镀铜为主流。
后来，欧美对环保法例进行修订，其中对化学镀的还原剂 (主要成份为致癌物质甲醛)、稳定剂(大多数含有有毒物质氰化物)以及在废水处理中难于处理的螯合剂等物质，尤其在废水的排放方面做出了严格的管制，迫使PCB化工供货商寻找取代化学镀铜的工艺，其中最迫切的是为孔金属化(PTH)寻找新方法。
直到90年代，直接电镀取代化学镀铜的技术诞生了，当时大多数是采用电化学沈积分布发直流电整流机，配合一些具备整平效果的添加剂，总算是解决了那个年代的一些问题。
随着电子产品日渐精进，对电子线路板的要求也日益严格，其中体积纤巧的电子产品便是代表者，它要求小型、轻便、多功能、复杂、可靠、寿命长等。
并促进了片式电子元器件(即片式电阻、片式电容、片式电感等)的生产和发展还有组装技术(表面贴装技术，SMT)的出现。
无论是镀层厚度的均一性，线路分布密度的要求，还有孔径和线路宽度的收窄等，都令生产电子线路板的次品率日渐扩大。
这是由于铜离子容易集中在孔的边沿部份(即高电流密度区域)快速沈积，而孔的中央部份(即低电流密度区域)的沈积速度则相对地缓慢得多。
这样导致铜的沈积分布极不均匀(行内称为狗骨状，见图1)。
为了解决此问题，有人将电流密度往下调整而延长电镀的时间。
但此方法生产容易出现筒裂现象，因为孔的中央部份的电流密度过低，令金属铜沈积粗糙，附着力差，容易剥落，经不起冲击，加上生产效率下降等等因素，最终难逃淘汰厄运。
图1 呈狗骨状分布的镀铜层若以法拉第定律(Faraday's law)而论，电流乘以时间等于总电荷(沉积率)。
pvd脉冲电源的作用
pvd脉冲电源的作用PVD脉冲电源是一种用于物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，简称PVD）过程中的电源设备。
它的作用是为PVD系统提供稳定的电能，以驱动靶材产生脉冲放电，从而产生所需的脉冲电弧，实现材料的蒸发和沉积。
PVD技术是一种常用的表面处理技术，广泛应用于材料科学、电子工程、光学、纳米材料等领域。
PVD脉冲电源作为其中重要的组成部分，对于实现高质量的薄膜沉积具有至关重要的作用。
PVD脉冲电源能够提供稳定的电能。
在PVD过程中，靶材通常由高纯金属制成，通过电弧加热使其蒸发，并在基底表面形成薄膜。
而PVD脉冲电源的设计和控制使得电弧放电的能量和时间得以精确控制，从而实现薄膜的均匀沉积和所需的膜厚控制。
PVD脉冲电源能够产生所需的脉冲电弧。
脉冲电弧是PVD过程中的关键步骤，它能够使靶材表面的原子或分子以较高的能量蒸发，并在基底表面形成高质量的薄膜。
PVD脉冲电源通过控制脉冲电流的参数，如脉冲频率、脉冲宽度和脉冲幅值等，实现精确控制电弧的形成和消失过程，从而影响薄膜的成分、结构和性能。
PVD脉冲电源还具有保护靶材的作用。
在PVD过程中，靶材表面会受到电弧放电的冲击和高温烧蚀，容易导致靶材的损坏和寿命的降低。
PVD脉冲电源通过优化电弧放电参数，如电流密度和电弧频率等，可以减少电弧对靶材的损伤，延长靶材的使用寿命，降低成本和提高生产效率。
PVD脉冲电源还可以实现靶材表面的再生。
在PVD过程中，靶材表面会沉积一层薄膜，随着时间的推移，薄膜会越来越厚，影响薄膜的均匀性和质量。
PVD脉冲电源可以通过调节脉冲电流的参数，如脉冲频率和脉冲幅值等，使电弧在靶材表面产生剥离效应，将薄膜剥离下来，实现靶材表面的再生，保持薄膜的均匀性和质量。
PVD脉冲电源在PVD技术中扮演着重要的角色。
它能够提供稳定的电能，产生所需的脉冲电弧，并具有保护靶材和实现表面再生的功能。
通过精确控制电弧放电的参数，PVD脉冲电源可以实现高质量薄膜的沉积，满足不同应用领域的需求。
双向脉冲电源在镀银中的应用
根 据 正 反 向直 流法 镀 银 的经 验 ， 选定 多 组 参 数 进 行试 镀 ， 发现 有两 组 因素 间存 在相 互 影 响 ： １ （ ）反 向 电流密 度不 能太 大 ， 与正 向 电流 密 度 的 比例 应适 当 ；２ （ ）反 向工 作 时 间不能 太长 ， 与正 向工作 时 间 的
（ 中航 工业 长 沙 中传机 械有 限公 司 ，湖 南 长 沙 ４ ０ ０ ） １ ２ ０
Ｇ Ｕｏ ｉ － ｈ Ｍ ｎｚ ｉ
（ ａ ｉ Ｉ ｄ ｓ ｒａ ａ ｇ ｈ ｎ ｅ ｍ ｅ ｉｔ ｉ ｉ ｇ Ｍ ａ ｈ ｎ ｒ ．，Ｌｔ ．，Ｃｈ ｎ ｓ ａ ４ ０ ０ ，Ｃｈ ｎ ） Ｃ ｔｃ ｎ ｕ ｔ ｉ ｌ Ｃｈ ｎ ｓ ａ Ｉ ｔ ｒ ｄ ａ ｅ Ｄｒ ｖ ｎ ｃ ｉ ｅ ｙ Ｃｏ ｄ ａ ｇ ｈ １ ２ ０ ｉ ａ 摘 要 ： 齿 轮 齿 型 面 形状 复 杂 ， 直流 电镀 银 时 各 处 电力 线 分 布 不 均 ， 成 镀 层 厚 度 不 均 匀 ， 响 齿轮 啮 合 。采 用 双 向脉 冲 电 源 造 影
１ ５ ２ ２ 厚 度 的测 量 及 均 匀 性 的评 定 方 法 ． ．．
在 每个试 样 的正 反两 面共 测量 １ ６个点 （ 每个 面
测 量 ８个 点 ） 记 录 厚 度 测 量 值 Ｃ ） 然 后 按 公 式 （ ） ， ｒ， １
计 算厚 度 相 对 偏 差 值 （ ， 将 其 作 为 镀 层 厚 度 均 ） 并
１ ４ 脉 冲 镀 银 ．
脉 冲镀 银 的镀 液组 成及 工 艺 条 件 为 ： ２ ～ ３ 银 Ｏ Ｏ ｇ Ｌ， 化银 ４ ～８ ／ 碳 酸钾 １ ～５ ／ １ ～ ／ 氰 ５ Ｏｇ Ｌ， ８ ０ ｇ Ｌ， ５ ３ Ｃ， 间 按 镀 层 厚 度 进 行 控 制 ， 极 材 料 为 ５。 时 阳 Ａｇ０ ， 一 。待定 的 工 艺 参 数 有 正 （ ） 电 流 密 一 １ Ａｇ１ 反 向 度、 （ ） 正 反 向时间 、 （ ） 正 反 向频率 、 （ ） 正 反 向占空 比 。
电镀电源工作原理
电镀电源工作原理
电镀电源工作原理
电镀电源是一种被广泛应用于表面处理领域的工业电源。
它通过调节电流强度，将蒸发的镀料和金属表面形成紧密的合金，使得表面处理能够达到高附着力的结果。
电镀电源的工作原理
电镀电源的工作原理一般是通过将功率电路串联成一个电路，以变压器形式变化电压，再经过调节电压和电流器，经过控温器，最后将电脉冲的形式输出到金属缝口进行表面处理。
电镀电源的工作原理，主要有以下几个步骤：
1、由变压器先将输入电源的交流电转成额定电压的直流电；
2、通过回路中的可调电压器和电流器，调节电压和电流输出；
3、通过控温器进行过热保护，以防止过热；
4、通过变压器将调节过的直流，转成脉冲电流；
5、最后将脉冲电流，输出到金属缝口，进行表面处理；
在电镀电源的工作过程中，常见的有半波整流、全波整流和交流整流三种，而且可以根据不同的需求，使用不同的输入电压进行电流调节。
电镀电源的使用方法
根据实际需要，电镀电源可以用于各种表面处理，如表面处理电镀处理金属缝口，焊接，钻孔，切割，喷涂等。
1、首先要将电镀电源与金属表面相连接；
2、根据实际情况，调节电流的大小；
3、关注热效应，不要让电流流量过大，影响表面处理的效果；
4、用专用的配件和镀料，保证表面处理的附着力；
5、加以保养维护，以确保电镀电源的正常工作。
电镀是一种重要的表面处理技术，其使用的电镀电源是重要的设备，其工作原理和使用方法需要有所了解，以便更好地操作与使用。
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是一种通过电解作用将金属沉积在其他物体表面的工艺。
在电镀过程中，电源是非常重要的设备之一，它提供了电流和电压，使得电解质溶液中的金属离子在电极上沉积形成金属镀层。
根据电源类型的不同，电镀过程中使用的电源可以分为直流电源和交流电源。
1. 直流电源直流电源是电镀过程中常用的一种电源类型。
直流电源的特点是电流方向始终保持不变，可以提供稳定的电流和电压。
在电镀过程中，直流电源的正极连接到工件（即要镀金属的物体）上，负极连接到金属盐溶液中的金属离子所在的电池（也称为电镀槽）中。
通过直流电源提供的电流，金属离子在工件表面沉积形成金属镀层。
直流电源在电镀过程中具有以下优点：- 可以控制镀层的厚度和均匀性。
通过调节直流电源的电流和电压，可以控制金属离子在工件表面的沉积速率，从而控制镀层的厚度和均匀性。
- 可以实现不同种类金属的电镀。
不同金属的离子在电解质溶液中的电位不同，通过调节直流电源的电位，可以选择性地沉积特定的金属离子，实现不同种类金属的电镀。
- 可以避免电解质溶液的分解。
由于直流电源的电流方向始终保持不变，金属离子在工件和电镀槽之间的移动方向也是始终一致的，避免了电解质溶液分解导致的不良反应。
2. 交流电源交流电源也是电镀过程中常用的一种电源类型。
交流电源的特点是电流方向周期性变化，正、负半周交替出现。
在电镀过程中，交流电源的正、负极交替连接到工件和电镀槽中。
当电流方向为正向时，金属离子在工件表面沉积形成金属镀层；当电流方向为负向时，金属镀层又被溶解回溶液中。
交流电源在电镀过程中具有以下优点：- 可以实现镀层的均匀性。
由于交流电源的电流方向周期性变化，金属离子在工件表面的沉积和溶解也是周期性进行的，从而可以实现均匀的金属镀层。
- 可以提高镀层的光泽度。
由于交流电源的电流方向变化，金属离子在工件表面的沉积和溶解也是周期性进行的，使得镀层表面呈现出一种均匀的微观形态，从而提高了镀层的光泽度。
电镀脉冲电源安全操作及保养规程
电镀脉冲电源安全操作及保养规程随着电镀行业的发展，电镀脉冲电源的运用越来越广泛。
但是，如果操作不当或者忽略安全事项将会造成严重的伤害甚至生命安全威胁。
因此，为了确保人身安全以及设备正常运行，本文将为大家介绍电镀脉冲电源的安全操作及保养规程。
安全操作1. 电源启动前的准备在使用电镀脉冲电源之前，需要进行以下准备操作：•确认电源及设备是否完好，如发现异常应及时停用并进行检修•确认电源通电前设备是否处于安全状态•确认电源的电源线、接口及绝缘是否正常，非专业人士严禁擅自更换•确认设备周边及电源通风口的通风是否顺畅2. 电源启动过程中的注意事项•严禁在操作中触摸电源内部的任何元器件、电源线及连接器件•严禁在操作中随意操作电源的任何部件•在操作中，应随时观察电源的工作状态，如出现问题应及时停机并寻找原因3. 电源关机时的注意事项•在关机之前应关闭所有设备，并断开电源线进行冷却•在关机之前应将所有电源开关关闭，并等待所有元器件的电源指示灯熄灭•在关机后，应拔掉电源线并安全存放保养规程1. 定期检查电镀脉冲电源的定期检查应该由专业人员进行，定期检查的内容如下：•检查电源结构，确认电源外壳无变形、裂缝等•检查电源线、插座，确认无劣化、损坏、加热等情况•检查电源内部部件，确认无松动、发热、积灰等情况•检查电源的接触器、保险丝等加工品质2. 定期清洁电镀脉冲电源工作之后，要及时进行清洁，避免积灰等杂质影响工作效果，定期清洗的时间一般为半年或者一年。
清洁前，应将电源的所有电源开关关闭，并拔下电源线。
在清洁时应注意以下事项：•使用干净的布或者刷子等对电源外壳进行清洁•切勿使用针叉、化学药品等对电源内部进行清洁•在清洁后，应检查电源内部是否有杂物遗留结束语本文引导读者正确操作电镀脉冲电源，从而确保人身安全和设备正常运行，同时也介绍了电镀脉冲电源的保养规程。
电镀行业由此得到了更加健康、安全、高效的发展。
现代电镀网：脉冲电镀电源的选用技巧
现代电镀网：脉冲电镀电源的选用技巧
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。
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，因此必须考虑能承受脉冲电源的电流所产生的电流热效应，以确保脉冲电源到镀槽的衰减最小。
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：(1 000×60%)×1.3≈780A，在选择导线时，额定值最好选择≥800A的导线。
一种高精度大功率电镀电源设计
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变 器 ， 生 ２ Ｈ 产 ５ｋ ｚ高 频 交 流 电 ， 功 率 变 压 器 降 压 ． 进 经 再
基 金 项 目 ： 门市科 技 计 划 项 目（ ５ ２ ２ ２ ０ ３） 厦 ３ ０ Ｚ ０１ ３ １
作 者 简 介 ： 泳 兴 （ ９ ８ ） 男 ， 西 宜春 人 ， 士研 究 生 。 研 究 方 向 ： 力 电 子 技 术 。 严 １ ８一 ， 江 硕 电 ５ ４－
第 ２ Ｏ卷 第 １ ８期
Ｖ０ ． ０ １ ２
Ｎｏ １ ．８
电子设 计 工程
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２１ ０ ２年 ９月
Ｓｐ ２ ２ ｅ ． ０１
一
种 高精 度大功率 电镀 电源设计
严 泳兴 ， 志 ，朱维龙 ，陈文 芗 张
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电镀过程中使用的电源类型
电镀过程中使用的电源类型在电镀过程中，电源是至关重要的设备之一，它提供所需的电能和电荷，以使电镀过程正常进行。
根据电流类型、电流强度和电源结构的不同，电镀过程中使用的电源可以分为以下几种类型：1. 直流电源（DC Power Supply）：直流电源是电镀过程中最常用的电源类型之一、它提供稳定的直流电流，可以控制和调节电流强度、电压和极性。
直流电源一般分为电化学电源和电子电源两种类型。
-电化学电源：电化学电源通过化学反应将化学能转化为电能。
常见的电化学电源有电池和电堆。
这些电源能够提供稳定的直流电流和电压，并常用于电镀、电解和电化学处理等领域。
-电子电源：电子电源通过电子器件（如整流器、稳压器和控制电路等）将交流电转换为直流电。
电子电源具有调节范围广、电流稳定性好、响应速度快等特点，广泛应用于电镀、焊接和电子设备制造等行业。
2. 交流电源（AC Power Supply）：交流电源是指提供交流电流和电压的电源设备。
它通常用于一些特殊的电镀过程或特殊的工艺要求。
交流电源不同于直流电源，其电压和电流呈正弦波形式，且其极性在周期内反复变换，因此需要特殊的处理和控制。
-可变频交流电源：可变频交流电源是一种能够调节频率的交流电源。
通过改变频率，可以调节交流电的性质，如电流强度、电压和频率等。
可变频交流电源广泛用于医疗设备、电机测试和电器标准实验室等领域。
-带有特殊波形的交流电源：一些特殊的电镀过程需要特殊的波形，如方波、脉冲波、正弦变频波等。
这些波形可以通过带有电子器件或控制系统的交流电源产生。
3. 脉冲电源（Pulsed Power Supply）：脉冲电源是一种提供脉冲电流或脉冲电压的电源装置。
脉冲电源通常用于一些要求高反应速度和许多电源周期内的高峰值电流的特殊电镀过程，如脉冲电镀、脉冲电解和脉冲磁控溅射等。
-放电式脉冲电源：放电式脉冲电源通过蓄能电容器的放电过程产生高峰值的脉冲电流。
它具有高能量密度、快速响应和可调节的脉冲参数等特点，常用于脉冲电镀和脉冲电子束焊接等领域。
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
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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
电镀整流器电源使用说明书
苏州江东精密仪器有限公司电镀整流器电源使用说明书性能介绍SR系列电镀整流器电源，是采用目前世界上先进的设计线路和进口电子元件装配的专业精密仪器，输出电压从0伏起连续可调，稳定可靠，输出电流任意选择稳流，并具备限流保护功能。
本整流电源输出电压纹系数低，效率高，操作简单，可靠性强，而且还能作为恒流泵使用，专业应用于电镀生产管理、学术科学研究、添加剂研究开发的电镀实验中使用。
安全指引电源线1.避免电源线受损而引起火灾及触电，切勿将重物放于电源线之上2.若输出发生短路或仪器故障时，应该立即关闭电源，将故障排除后方方可使用3.若长时间不使用本仪器，切记将电源线拔出供电插座放置环境1.仪器放于干燥通风的地方，保持清洁，仪器尾部与其它物体最少保持在10cm 以上的间隔距离。
2.勿将本仪器放于受潮、高温、振动的地方3.避免触电、切勿打开本仪器的外壳及触摸里面的零件；勿将重物压于本仪器之上面板功能电压指示表：输出电压指示电流指示表：输出电流指示电压粗调旋钮：快速调整输出电压电压细调旋钮：精细调整输出电压电流粗调旋钮：快速调整输出电流电流细调旋钮：精细调整输出电流电压指示灯：电压稳定状态时，指示灯亮使用方法1.将电源线与仪器插接稳固，然后与市电AC220V插座连接；2.将旋钮3和4顺时针旋至做大位置3.将旋钮5和6反时针旋至最小位置4.用软电线将黑色接线柱9与霍尔槽阳极试片连接5.用软电线将红色接线柱10与霍尔槽阳极片连接6.按下电源开关，打开电源7.调整电流粗调旋钮5，使电流输出达到所需要值，实验即可开始，当需要较小的电流范围调整时，可对旋钮6进行调整8.在实验中可通过配合旋钮3和4来达到实验所需要的电流值9.做哈林槽试验时，操作方法与上述相同。
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高精度脉冲电镀电源
张瑾黄念慈（四川大学，成都 610065）
赵彦春吴月涛（瑞勃电气公司，成都 610064）
摘要：开发了一台输出脉冲频率1000HZ、电流1500A、电压24V的高精度脉冲电镀电源。
介绍了它的一些关键器件的设计计算和可靠性问题。
关键词：电镀电源脉冲高精度
1 引言
脉冲电镀工艺可以获得高质量的镀层，同时还可以节约镀层金属和降低生产能耗，因此近年来得到了广泛的发展。
由于脉冲电镀工艺要求脉冲频率一般在500至1000HZ左右，传统的可控硅整流电源己无能为力。
我们用大功率IGBT开发了一台输出1500A、24V，脉冲频率为1KHZ的高精度脉冲电镀电源。
经过半年多的运行考核，证明设备的工作可靠，达到设计要求，满足了生产的需要。
本文将介绍我们在开发过程中的一些经验和体会，如大功率IGBT和快恢复整流二极管的选择，缓冲吸收电路的计算，可靠性等等。
2 电源概述
电源的最大输出为1500A/24V，采用全桥式变换器方案，高频变压器次级用全波整流、LC滤波，其中主回路拓朴图见图1。
用IGBT作开关元件，设计开关工作频率为20KHz，最小死区时间为7us，考虑到电源电压波动、元器件上压降、滤波电感Lf压降、线路压降等因素，选高频变压器原副边匝数比为10:1。
图 1 电源主回路
3 关键元器件的选择
IGBT和高频整流快恢复二极管是电源工作是否可靠的关键，又是材料成本的主要部分，选择合适的元件是设计的重点。
除了一般应注意的电压、电流、安全工作区、安全系数、耗散功率等问题外，有两点容易被忽视。
一是温度对参数的影响，有些生产厂商标的是25oC时的参数，有的标的是85oC时的参数，两者差别甚大。
同一只管子，在25oC时可以通过150A，到85oC时就只能通过100A了，而管子的实际工作温度随工作环境的差异有时可能达100oC，设计时必须要充分考虑，向供应商索取有关曲线等资料作为设计计算依据；另一个比较容易被忽略的是电流有效值的问题，若以平均值代替有效值来进行计算，往往会造成过热损坏。
3.1 IGBT的选择
采用全桥式电路，高频变压器变比为10:1。
当副边输出1500A时，流过IGBT的电流波形如图2，其稳态幅值为150A，宽度17us。
平均值为I1(av)=150*17/50=51(A)
有效值为I1(RMS)= ==87.5(A)
后者为前者的1.7倍!
IGBT元件参数上给出的额定电流是直流连续平均电流IF(av)，而元件过流损坏一般是热效应引起的，因此计算时，应以实际流过IGBT的电流的有效值作为计算量，同时还要考虑到开关过程中的损耗发热、工作条件比较严酷等因素，应取2倍以上的安全系数。
我们选用了200A/1200V的IGBT模块。
图2 IGBT电流图3 高频整流管电流
3.2 次级快恢复整流二极管的选择
变压器次级采用全波整流、LC滤波且L取较大数值。
当输出1500A时，流过整流二极管上的电流波形见图3。
其稳态幅值为1500A。
平均值为I2(av)=750A
有效值为I2(RMS)===972.1(A)
后者为前者的1.3倍。
同样的，我们计算时应以有效值为依据。
另外考虑到多管并联使用、换向损耗发热等因素，取1.5~2倍的安全系数。
我们选用了400A/600V的模块(其浪涌电流IFSM=6200A)，4只并联。
4 IGBT的驱动和保护
IGBT的驱动和保护电路对保证IGBT的可靠工作是至关重要的。
在IGBT的截止期间，VGS一定要保持有5V以上的负压，过流、短路保护措施必不可少，不能存在侥幸心理。
自己用分立元件来做，元件参数较难保证，短路保护效果不易做好。
我们是选用M57962L作为IGBT的驱动模块，事实证明效果还比较好。
曾发生过一次主变压器副边短路故障，M57962L过流保护动作而使IGBT 免于损坏的情况。
另外，在调试时，还不时发现有短路保护动作的尖峰脉冲、听到异常声音的情况，估计若没有短路保护，IGBT 必然会烧毁了，具体电路见图4。
此外，缓冲电路参数的选择和在工艺上使引线尽量地短是抑制开关尖峰电压的关键，图1中的吸收电容Cs1、Cs2、缓冲电阻R1~R4、缓冲电容C1~C4,最好能直接上到模块的C、E端子上，否则接线的电感会使电压尖峰抑制效果大打折扣。
R、C参数的计算方法有许多，我们是这样选择的:
缓冲电阻R1~4≤Vcc/I1
缓冲电容C1~4=0.2I Lk/U
其中Vcc为直流母线电压，I1为IGBT关断前电流，Lk为主变原边漏感与线路电感的和，缓冲电阻的选择保证了当IGBT关断，电流转移到缓冲电路上时不会引起超过电源电压的尖峰。
当然，实际上若缓冲电容太小，电容上电压上升很快，迭加上电流流过电阻的压降，也会导致VCE超过电源电压，但时间上要后延，幅度也有所减小，dv/dt的减小为箝位二极管导通、向Cs1、Cs2、和C1充电争取了时间，从而降低了电压尖峰的幅度。
缓冲电容的选择使IGBT关断前存储在Lk中的能量约1/5转移到缓冲电容上，其余的消耗在缓冲电阻上和给吸收电容Cs、滤波电容C1充电。
R取值太小，会出现振荡，R太大又会使电压尖峰过高，因此要适中。
缓冲电容太大，会使缓冲电阻损耗发热严重；其太小，则抑制尖峰效果不好，因此，比较根本的解决办法是尽量减小主变漏感和引线电感，由于漏感不易计算准确，最后往往要以调试时实际情况决定R、C的参数相互配合调整。
我们一般把VCE 的尖峰控制在800V左右。
图4 驱动及保护原理
5 结论
设备的可靠性是最重要的，要保证设备的可靠工作，一些关键元器件的计算和正确选择是很重要的。
保证足够的安全裕度可能使生产成本稍有增加，但设备可靠性的增加会使售后服务费用大幅减小，最终还是经济合理的。
此外，生产工艺对保证高频开
关电源可靠工作的作用不容忽视，如何做到结构合理，尽量减少引线接线长度，减少杂散电感，值得花功夫深入研究。
对比国外的同类产品，我们就可以发现，安全裕度和生产工艺这两点是国内外产品的最大差距所在，这两点解决好了，产品的可靠性才有保障。
参考文献：
[1] 张占松，蔡宣三. 开关电源的原理与设计. 电子工业出版社，1998.
[2] 徐晓峰等. IGBT逆变器吸收电路的研究. 电力电子技术. 1998,3.
[3] 盛祖权，张立. 模块驱动及保护技术. IR公司2000年IGBT模块应用技术研讨会论文集. 西安. 2000,5.
[4] 秦祖荫. IGBT的过电流及其保护. IR公司2000年IGBT模块应用技术研讨会论文集. 西安. 2000,5.
作者简介：
张瑾（1976-）女，四川遂宁人，硕士研究生，主要研究方向为电力电子变流技术。