脈沖電源

1　簡介

　　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)過慢儲能，使初級能源具有足夠的能量；然后向中間儲能和脈沖成形系統(tǒng)充電（或流入能量），能量經(jīng)過儲存、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

　?、偬岣呙}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?，降低電源自身能耗。

　?、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，所對應(yīng)的用途也就不同。電源生產(chǎn)廠家針對不同的輸出波形和用途，規(guī)定了不同的型號，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。而針對有微孔的工件處理一般采用雙脈沖電源效果更好。