CN203457069U

CN203457069U - 正反换向脉冲电源

Info

Publication number: CN203457069U
Application number: CN201320509561.5U
Authority: CN
Inventors: 黄瑞炉; 丁少云; 黄海波; 张洪强
Original assignee: Dongguan Li & Yuan Electrical Equipment Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Liyuan Haina Technology Co ltd
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2023-08-20

Abstract

本实用新型公开了一种正反换向脉冲电源，包括直流电源、H桥式电路、整形电路、负载、多元混合控制单元、驱动单元、反馈单元和上位机，所述直流电源与所述H桥式电路的输入端连接，所述整形电路串接负载后接在H桥式电路的输出端连接，所述多元混合控制单元通过驱动单元与H桥式电路的控制端连接，所述负载通过反馈单元与多元混合控制单元连接，所述控制单元与上位机连接。本实用新型通过多元混合控制单元控制H桥式电路输出脉冲的频率、占空比和幅度并经整形电路进行整形，避免输出大的波动对电镀设备及电镀产品造成伤害，实现频率、占空比、正反脉冲幅度分别可调且同时可变可切换，减少控制元件数目及降低控制系统的复杂度，保证设备的可靠性。

Description

正反换向脉冲电源

技术领域

本实用新型涉及一种正反换向脉冲电源，属于电源技术领域。

背景技术

整流电源为电子线路板电镀或金属材料表面电镀处理提供直流电。随着复杂度，厚度，路径密度的不断增加，以及孔径和路径宽度的变小，传统的直流电镀变得越来越困难，甚至导致不良品。为了平衡在表面，特别在孔和微孔中电镀，迫使降低电流密度，但是这样会延长电镀时间，电镀时间到了难以接受的地步。随着正反换向脉冲电源和适合于电镀过程的化学组成的到来，缩短电镀时间成为了现实。由于正反换向脉冲电源较普通整流电源复杂得多，控制系统也相应的庞大而且复杂得多。随着控制系统元件数目的增加，周边组件的体积也相应增加，分布参数影响较大，难以避免元件间相互干扰，从而影响设备的可靠性。由于电镀需要正反换向脉冲电源频率、占空比、正脉冲幅度、反脉冲幅度分别可调且要同时可变，并且要无扰切换，避免输出大的波动对电镀设备及电镀产品造成伤害，普通的控制系统难以实现。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本实用新型目的在于提供一种正反换向脉冲电源，以克服现有技术的缺陷。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种正反换向脉冲电源，所述正反换向脉冲电源包括直流电源、H桥式电路、整形电路、负载、多元混合控制单元、驱动单元和反馈单元，所述直流电源与所述H桥式电路的输入端连接，所述整形电路串接负载后接在H桥式电路的输出端连接，所述多元混合控制单元通过所述驱动单元与所述H桥式电路的控制端连接，所述负载通过所述反馈单元与所述多元混合控制单元连接。

优选地，所述直流电源为开关电源或工频电源。

优选地，所述直流电源包括三相降压变压器、整流模块和滤波电容，所述三相降压变压器的输入端与交流电连接，所述三相降压变压器的输出端与所述整流模块的输入端连接，所述滤波电容并在所述整流模块的输出端形成滤波电路，所述整形电路串接负载后接在所述滤波电路的两端。

优选地，所述整形电路为整形电感。

优选地，本实用新型的正反换向脉冲电源还包括上位机，所述控制单元与所述上位机连接。

优选的，多元混合控制单元通过通讯接口与所述上位机连接。

因此，本实用新型通过多元混合控制单元控制H桥式电路输出脉冲的频率、占空比和幅度并经整形电路进行整形，避免输出大的波动对电镀设备及电镀产品造成伤害，同时，实现频率、占空比、正脉冲幅度、反脉冲幅度分别可调且同时可变可切换，减少控制元件数目及降低控制系统的复杂度，保证设备的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的正反换向脉冲电源的电路框图；

图2为本实用新型的正反换向脉冲电源的另一电路框图；

图3为本实用新型的正反换向脉冲电源的控制单元的电路图；

图4为本实用新型的正反换向脉冲电源的控制单元的另一电子图；

图5为本实用新型的正反换向脉冲电源的控制单元的又一电子图；

图6为本实用新型的正反换向脉冲电源的直流电源的电路图；

图7为本实用新型的正反换向脉冲电源的驱动单元的电路图；

图8为本实用新型的正反换向脉冲电源的H桥式电路、整形电路和负载的接线图；

图9为本实用新型的正反换向脉冲电源的电流反馈电路图；

图10为本实用新型的正反换向脉冲电源的电压反馈电路图。

附图标记说明如下：

直流电源1、H桥式电路2、整形电路3、负载4、多元混合控制单元5、驱动单元6、反馈单元7、通讯接口8、上位机9。

具体实施方式

为了使审查员能够进一步了解本实用新型的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，并非限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型的正反换向脉冲电源包括直流电源1、H桥式电路2、整形电路3、负载4、多元混合控制单元5、驱动单元6、反馈单元7，直流电源1与H桥式电路2的输入端连接，整形电路3串接负载4后与H桥式电路2的输出端连接，多元混合控制单元5通过驱动单元6与H桥式电路2的控制端连接，负载4通过反馈单元7与多元混合控制单元5连接。由此，多元混合控制单元5控制H桥式电路2输出脉冲的频率、占空比和幅度并经整形电路3进行整形，负载4通过反馈单元7将信号反馈到多元混合控制单元5，由多元混合控制单元5后再经驱动单元6调节H桥式电路2的输出。

如图2所示，本实用新型的正反换向脉冲电源还包括通讯接口8和上位机9，控制单元5通过通讯接口8与上位机9连接。由此，上位机9通过通讯接口8将外部信息输送到多元混合控制单元5。

如图3至图5所示，本实用新型的控制单元6由一个通用的单片机和一块ALTERA公司的CycloneIII系列大规模FPGA芯片组成，单片机通过通讯接口8与上位机9通讯，并通过总线方式与FPGA交换数据，其中，P300-P301、P303-P310、P312-P321共20个端子，每个端子对应一个驱动模块;P302为输入信号连接端子，P311为控制单元电源端子；FPGA芯片是该控制单元的核心，核心运行频率高达400MHz，内部嵌有一个单片机用于实时数据计算，其中，ADC_AD[11..0]为与ADC接口数据地址线，ADC_CLK_A为ADC提供时钟。ADBUS_S0-ADBUS_S7,PC7_S为与外接单片机接口，Apu[9..0]、Apd[9..0]、Anu[9..0]、And[9..0]、Bpu[9..0]、Bpd[9..0]、Bnu[9..0]、Bnd[9..0]信号分别与外引端子P300-P301、P303-P310、P312-P321共20个端子连接。

如图6所示，本实用新型的直流电源1采用开关电源或工频电源，其主要与三相交流电连接的三相降压变压器T100、由二极管D100-D105构成的整流模块和滤波电容C100，所述整流模块的输入端与三相降压变压器T100的输出端连接，所述滤波电容C100并在整流模块的输出端，A、B、C三相交流电接进三相降压变压器T100的原边,在变压器的次边得到低压交流电，经由D100-D105组成的三相不可控整流模块整流，电容C100滤波后输出上正下负直流.

如图7所示，本实用新型的驱动单元6由四个相同的驱动电路构成，在此仅描述其中一个，该驱动电路主要由芯片U1构成，其信号输入端与控制单元的一输出端连接，其信号输出端与功率单元连接。如图8所示，本实用新型的H桥式电路与整形电路、负载的接线模块包括场效应管Q1-Q4、电流传感器CT、负载RL1、电感L1，场效应管Q1、Q2的漏极共接接点J1，场效应管Q3、Q4的源极共接到接点J2，场效应管Q1的源极和场效应管Q2的漏极共接地，场效应管Q2的源极和场效应管Q4的漏极共接地，所述电流传感器CT左串接负载RL和电感L1后接在场效应管Q1的源极和场效应管Q2的源极处，场效应管Q1-Q4的栅极分别与驱动单元的一路驱动电路连接，其中，J1、J2分别接可调直流电源的正、负极，电容C9对输入电源进行滤波，场效应管Q1、Q4组成正向管，场效应管Q2、Q3组成反向管，电感L1作为整形电路；当场效应管Q1、Q4导通时，场效应管Q2、Q3截止，电流由AI+流经场效应管Q1、L1、AO+端、负载RL1、电流传感器CT、AO-端、场效应管Q4、流出到AI-端，形成正向电流；当场效应管Q2、Q3导通时，场效应管Q1、Q4截止，电流由AI+流经场效应管Q2、AO-端、电流传感器CT、负载RL1、AO+端、L1、Q3、流出到AI-端，形成反向电流。

如图9和图10所示，本实用新型的反馈单元包括电流反馈电路和电压反馈电路，其中，所述电流反馈电路主要由接线端子P20、电阻R22、R21、R24、VR20、R23、电容C21、C22、变压器T20、运放电路U20构成，功率单元中的电流传感器采用输出为电流型的，多个传感器的输出可以直接并联在端子P20的1、4脚，传感器的输出电流流经电阻R22，在电阻R22上产生电压信号，该电压信号再经电容C21、C22、变压器T20共模抑制电路，再经电阻R21、R24、VR20、R23到高速运放U20，U20是一个射极跟随电路，进行阻抗变换，将电流反馈信号送到高速ADC进行采样,ADC通过ADC_AD0-ADC_AD11数据地址线将采样结果送到FPGA中。而电压反馈电路的上为正向脉冲电压检测电路，下为反向脉冲检测电路，正向与反向检测电路只是在信号的输入端反接这里只介绍正向检测电路。负载两端的电压反馈信号接进P40端子，电容C43、变压器T40、电容C44构成共模抑制，经电阻R40、电阻R43、电容C47、变电阻VR40、电容C51调理后送到隔离运放U41，U41的输出经射极跟随器U40后送到多元控制单元。

需要声明的是，上述实用新型内容及具体实施方式意在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本实用新型的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims

1.一种正反换向脉冲电源，其特征在于，所述正反换向脉冲电源包括直流电源、H桥式电路、整形电路、负载、多元混合控制单元、驱动单元和反馈单元，所述直流电源与所述H桥式电路的输入端连接，所述整形电路串接负载后接在H桥式电路的输出端连接，所述多元混合控制单元通过所述驱动单元与所述H桥式电路的控制端连接，所述负载通过所述反馈单元与所述多元混合控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的正反换向脉冲电源，其特征在于，所述直流电源为开关电源或工频电源。

3.根据权利要求1所述的正反换向脉冲电源，其特征在于，所述直流电源包括三相降压变压器、整流模块和滤波电容，所述三相降压变压器的输入端与交流电连接，所述三相降压变压器的输出端与所述整流模块的输入端连接，所述滤波电容并在所述整流模块的输出端形成滤波电路，所述整形电路串接负载后接在所述滤波电路的两端。

4.根据权利要求1所述的正反换向脉冲电源，其特征在于，所述整形电路为整形电感。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的正反换向脉冲电源，其特征在于，还包括上位机，所述多元混合控制单元与所述上位机连接。

6.根据权利要求5所述的正反换向脉冲电源，其特征在于，所述多元混合控制单元通过通讯接口与所述上位机连接。