全数字式单脉冲电镀电源的控制系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103436932A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103436932103436932A(43)申请公布日2013.12.11(21)申请号201310381646.4(22)申请日2013.08.28(71)申请人昆山普源电子有限公司地址215300江苏省苏州市昆山市玉山镇丁泾路269号6号厂房(72)发明人黄成柏(74)专利代理机构北京汇信合知识产权代理有限公司11335代理人陈圣清(51)Int.Cl.C25D5/18(2006.01)C25D21/12(2006.01)H02M9/06(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称全数字式单脉冲电镀电源的控制系统(57)摘要本发明提供的全数字式单脉冲电镀电源的控制系统，涉及电子电路技术领域，包括与数字信号处理模块连接的用于保存电源工作参数，控制参数掉电保存的EEROM、功率板和次级温度检测和保护的模块、用于完成通信的通信端口、用于完成放大反馈电压和电信信号的模拟放大器、PWM信号驱动变压器以及用于进行电源状态指示灯、蜂鸣器的显示模块。本发明提供一种全数字式单脉冲电镀电源的控制系统，其脉冲宽度精度高，保证了金属表面处理中产品的一致性和产品质量。CN103436932ACN1034692ACN103436932A权利要求书1/1页1.一种全数字式单脉冲电镀电源的控制系统，包括与数字信号处理模块连接的用于保存电源工作参数，控制参数掉电保存的EEROM、功率板和次级温度检测和保护的模块、用于完成通信的通信端口、用于完成放大反馈电压和电信信号的模拟放大器、PWM信号驱动变压器以及用于进行电源状态指示灯、蜂鸣器的显示模块。2.如权利要求1所述的全数字式单脉冲电镀电源的控制系统，其特征在于，所述通信端口为RS485端口。3.如权利要求2所述的全数字式单脉冲电镀电源的控制系统，其特征在于，所述数字信号处理模块为TMS320F28035。2CN103436932A说明书1/4页全数字式单脉冲电镀电源的控制系统技术领域[0001]本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种全数字式单脉冲电镀电源的控制系统。背景技术[0002]单脉冲电源作为金属表面处理工艺中下一代的供电设备较直流电源有着很好的优势，但是当前无论是直流电源还是单脉电源，其控制都缺不了以专用PWM芯片为主的控制部分，例如：UC3526，UC3825等。在一定的程度上来讲，这种模式有着其自身的优点，尤其体现在可靠性上，是开关电源控制方式中其他模式无法达到的，以至于在直流电源中使其占有者绝对的市场份额，并且延续至今。典型的控制系统方案见图1。但是当金属表面处理工艺发展到了必须用脉冲电源来提供电能时，这种单纯使用专用PWM芯片的控制模式的缺点便暴露了出来。首先，由于单脉冲电源的一个唯一的输出状态要由原来的1个参数（即输出电压或者是输出电流）增加为至少4个参数（峰值、基值、峰值脉冲宽度、基值脉冲宽度）见图2所示的脉冲电源输出波形示意图和图3所示的直流电源输出波形示意图来确定，模拟电路实现起来较为复杂且精度较低；其次，由于金属表面处理工艺的要求，使得对脉冲宽度的精度要求达到了100微秒误差等级，只使用模拟电路来实现不现实，因为元器件的老化是目前技术无法克服的，尤其体现在电容器上；再次，从控制系统的响应特性来讲，模拟电路由于其不可改变性，使其最佳的控制系统工作点只能工作在直流输出或者是频率固定的脉冲输出状态下，而对于频率和占空比不定的情况，模拟电路无法保证整个数出频域范围内的最优控制，从而导致脉冲幅值精度下降。除此之外，还有模拟控制电路在控制方式上比较单一，最多的是使用比较器来实现PID控制，并且受器件电气特性限制，参数整定的范围有限，还有就是一些对金属表面处理工艺很有用的智能仪器仪表很难集成其中等等，这些都是制约脉冲电源发展的因素。[0003]鉴于以上的原因，当前国外也有使用部分数字化的控制方案，例如日本三舍公司出品的单脉冲电源使用了处理器+模拟控制电路的方案，这样做基本上解决了以上提出的各个问题，而且使用效果也十分的理想，但是仍然存在着几个问题：之一，数字和模拟两套控制系统的并存使得产品的成本增加，在一定的程度上降低了可靠性，增加了维修调试的负担；之二，受到模拟控制中元器件的影响，限制了脉冲输出在全频范围内达到控制响应的最优，最终表现为低频部分波形理想，高频部分超调过大，见图4。[0004]因此，当下需要迫切解决的一个技术问题就是：如何能够创新的提出一种有效的措施，以解决现有技术存在的问题，满足实际应用的更多需求。发明内容[0005]本发明提供一种全数字式单脉冲电镀电源的控制系统，其脉冲宽度精度高，保证了金属表