脈沖電源

1　簡(jiǎn)介

　　脈沖電源

　　正向脈沖開啟寬度（T+）和負(fù)向脈沖開啟時(shí)間寬度（T-）可分別在全周期內(nèi)調(diào)節(jié)。正向電流、電壓調(diào)節(jié)、負(fù)向電流、電壓均可獨(dú)立調(diào)節(jié)?？蓾M足客戶的不同的需求。適用于鍍金、鍍銀、鍍鎳、鍍錫等，可明顯改善鍍層性能。

2　工作原理

　　脈沖電源技術(shù)的基本工作原理

　　脈沖電源在脈沖電鍍過程中，當(dāng)電流導(dǎo)通時(shí)，脈沖(峰值)電流相當(dāng)于普通直流電流的幾倍甚至幾十倍，正是這個(gè)瞬時(shí)高電流密度使金屬離子在極高的過電位下還原，從而使沉積層晶粒變細(xì)；當(dāng)電流關(guān)斷時(shí)，陰極區(qū)附近放電離子又恢復(fù)到初始濃度，濃差極化消除，這利于下一個(gè)脈沖同期繼續(xù)使用高的脈沖(峰值)電流密度，同時(shí)關(guān)斷期內(nèi)還伴有對(duì)沉積層有利的重結(jié)晶、吸脫附等現(xiàn)象。這樣的過程同期性地貫穿整個(gè)電鍍過程的始末，其中所包含的機(jī)理構(gòu)成了脈沖電鍍的最基本原理。實(shí)踐證明，脈沖電源在細(xì)化結(jié)晶，改善鍍層物理化學(xué)性能，節(jié)約貴重金屬等方面比傳統(tǒng)直流電鍍有著不可比擬的優(yōu)越性。

　　首先經(jīng)過慢儲(chǔ)能，使初級(jí)能源具有足夠的能量；然后向中間儲(chǔ)能和脈沖成形系統(tǒng)充電（或流入能量），能量經(jīng)過儲(chǔ)存、壓縮、形成脈沖或轉(zhuǎn)化等某些復(fù)雜過程之后，最后快速放電給負(fù)載。

3　研究方向

　　①提高脈沖重復(fù)頻率。通過提高脈沖的重復(fù)頻率，不僅提高脈沖電源的平均功率，而且減小電源的體積和降低造價(jià)。

　?、谔岣唠娫葱剩档碗娫醋陨?span id="epnjwnf" class='hrefStyle'>能耗。

　?、厶岣唠娫聪到y(tǒng)的可靠性，脈沖放電產(chǎn)熱和高頻電磁干擾對(duì)系統(tǒng)可靠性造成嚴(yán)重的影響。

4　應(yīng)用

　　脈沖電源用于電鍍金、銀、鎳、錫、合金時(shí)，可明顯改善鍍層的功能性；用于防護(hù)-裝飾性電鍍（如裝飾金）時(shí)，可使鍍層色澤均勻一致，亮度好，耐蝕性強(qiáng)；

　　脈沖電源用于貴金屬提純時(shí)，貴金屬的純度更高。脈沖電源優(yōu)于傳統(tǒng)的電鍍電源，是電鍍電源的發(fā)展方向。

　　[1]雙脈沖電源比單脈沖電源電鍍更細(xì)致，光潔度更好。雙脈沖電源的反向脈沖的陽(yáng)極化溶解使陰極表面金屬離子濃度迅速回升，這有利于隨后的陰極周期使用高的脈沖電流密度，因而鍍層致密、光亮、孔隙率低；雙脈沖電源的反向脈沖的陽(yáng)極剝離使鍍層中有機(jī)雜質(zhì)（含光亮劑）的夾附大大減少，因而鍍層純度高，抗變色能力強(qiáng)。

　　雙脈沖電源適用于金、銀、稀有金屬、鎳、鋅、錫、鉻及合金等的電鍍；銅、鎳等的電鑄；電解電容的敷能；鋁、鈦等制品的陽(yáng)極氧化；精密零件的電解拋光。

5　選擇方法

　　按電鍍工藝的不同要求，選擇脈沖電源：

　　普通電鍍工藝，容量小于3kW的整流器可以選擇單相輸入電源；而容量大于3KW時(shí)，為了防止電網(wǎng)電壓的不平衡，應(yīng)選擇三相輸入電源。對(duì)波紋系數(shù)要求比較高的特殊電鍍工藝(鍍硬鉻等)，波形的連續(xù)性尤為重要，可以選擇調(diào)壓器調(diào)壓的硅整流器或增加濾波器的晶閘管整流器。

　　特殊電鍍工藝對(duì)輸出波形也有一定的要求，如一次換向、周期換向、單向脈沖、雙向脈沖、直流疊加脈沖、直流疊加交流和多段混合波形等。產(chǎn)品的輸出波形不同，所對(duì)應(yīng)的用途也就不同。電源生產(chǎn)廠家針對(duì)不同的輸出波形和用途，規(guī)定了不同的型號(hào)，因此根據(jù)需要的輸出波形，即可選擇電源種類。

6　形式特點(diǎn)

　　常見形式

　　方波脈沖是最基本的一種脈沖電鍍的電流形式，一般稱為單脈沖。由單脈沖演變而來的其它常用形式有直流疊加脈沖、周期換向脈沖、間斷脈沖等。其中屬于單向脈沖的有單脈沖、直流疊加脈沖、間斷脈沖等。單向脈沖是指電流方向不隨時(shí)間改變的脈沖波形；而周期換向脈沖是一種帶有反向陽(yáng)極脈沖的雙向脈沖形式。

　　1.單脈沖

　　單脈沖電源一般輸出參數(shù)固定的單向脈沖電流，如欲改變脈沖參數(shù)，需停機(jī)后進(jìn)行重新設(shè)置。

　　單脈沖及雙脈沖輸出波形圖[2]

　　2.雙脈沖雙脈沖電源一般輸出參數(shù)固定的周期換向脈沖電流，如欲改變脈沖參數(shù)，需停機(jī)后進(jìn)行重新設(shè)置。

　　3.多脈沖

　　多脈沖電源即智能多組周期換向脈沖電鍍電源，可循環(huán)輸出多組脈寬、頻率、幅值、換向時(shí)間、持續(xù)時(shí)間等參數(shù)各不相同的單向或周期換向脈沖電流。由于使用不同參數(shù)的脈沖電流所獲鍍層的結(jié)構(gòu)或組分不同，所以選擇合適的不同參數(shù)的脈沖電流交互更替進(jìn)行電鍍，有望得到性能優(yōu)異的微納米級(jí)金屬多層膜鍍層。SOYI型智能脈沖電鍍電源為納米電鍍技術(shù)的研發(fā)與生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的手段！

　　設(shè)備特點(diǎn)

　　1、循環(huán)輸出十組參數(shù)各異的電流波形,每組電流可在直流、單脈沖、雙脈沖或直流換向等波形中任意選擇。2、每組電流的持續(xù)時(shí)間可在1S～9999S間任意選擇，便于控制各組電流所得鍍層的厚度。

　　3、各組脈沖電流在交替運(yùn)行過程中，平均電流始終不變，以保證使用不同占空比時(shí)各組脈沖的峰值電流各不相同。

　　4、輸出波形：方波脈沖或直流

　　5、脈沖頻率：5～5000Hz

　　6、脈沖占空比：0～100%

　　7、正、反向脈沖換向時(shí)間：0～9999ms

　　8、各組電流持續(xù)時(shí)間：1S≤t1、t2～t10≤9999S

　　9、輸出電壓：0-100V

　　10、輸出最大平均電流：0-5000A

　　11、最大峰值電流：30A～15000A

7　行業(yè)應(yīng)用

　　電加工行業(yè)：利用電化學(xué)加工溶解陽(yáng)極電極進(jìn)行的去除性加工，一般用于加工硬度較高的工件，配合電火花加工效率和提高很多，是屬于一種新興的加工工藝。

　　電拋光去毛刺行業(yè)：電拋光和去毛刺行業(yè)之所以應(yīng)用脈沖電源，主要原因在于普通直流電源無法將工件死角拋光或去毛刺，使用單脈沖電源的時(shí)候脈沖關(guān)斷時(shí)間有利于工件表面和溶液之間有一個(gè)濃度還原的過程，消除濃差極化，有利于死角拋光。而針對(duì)有微孔的工件處理一般采用雙脈沖電源效果更好。