2018/11/07 16:38
電鍍整流器分類有哪些(xiē)？
電鍍屬于(yú)電解加工過程。不言而喻，電源的性(xìng)能、類型、特征等因素必将對電鍍工(gōng)藝過程産生重要影響。特别(bié)是在現代電(diàn)鍍技術飛速發展的今天，電鍍(dù)電源更具有(yǒu)重要地(dì)位。因此，了解電(diàn)鍍電(diàn)源對電鍍工藝過程(chéng)的影響很(hěn)有必要。
1 整流器的基本原理及類型
1.1 傳統矽整流器
矽整流器使用曆史(shǐ)長，技術成熟，是整流(liú)器主流産品。
1.1.1 整流(liú)電路。工業生産中一般(bān)采用三相(xiàng)調壓器調壓，50Hz三相工頻變壓器(qì)降壓的普通矽整流(liú)器。各種整流電路獲(huò)得的均是脈動直流電，不是純直流，或多或少地含(hán)有交流成分(fèn)。為了比(bǐ)較脈動成份的多少，可用紋波系數來表(biǎo)示，其含(hán)義為交流成份在直流(liú)成分中占的百分比，其(qí)數值越小，交流成份越少，越接近純直(zhí)流。
各種整流電路的波動系(xì)數(shù)不同。其由(yóu)大到小的次序(xù)為：三相半波整流、三相全(quán)波(bō)橋式整流或帶平衡電抗器(qì)的六相雙反星形整流。其中後者工作時(shí)整流元件并聯導通，波形最為(wéi)平滑，整流效率較高，工作也較為可靠，時(shí)最為常用(yòng)的一種(zhǒng)。
為了獲得低紋波(bō)輸出，則必須采用(yòng)濾波或其它特殊措施。利用電容、電感貯能元件進(jìn)行濾波，是将脈動直流轉變為較為平(píng)滑的直流的常用措(cuò)施。但實際生産(chǎn)中，除試(shì)驗(yàn)用的小型整流(liú)器之外，工(gōng)業生(shēng)産基本上不進行濾波。特(tè)殊情(qíng)況可使用大電感。電容在低電壓、大(dà)電流情況下不适用于濾波。電容濾波，對工頻整流隻适合于非常小功率的整流電源。例如輸出10A的單相全波整流器，要達到低紋波(bō)輸出，其濾波電容要達0.1F以上。随着頻率的提高，所需電容量減小。
可控矽(xī)利用改變可控矽管導通角來調整輸出平均直流大小的普(pǔ)通可控矽(xī)整流器，可(kě)控矽管輸出的(de)是(shì)間斷脈沖波，其紋(wén)波系數的受導通(tōng)角控制，輸出紋波系數大于(yú)普通矽整(zhěng)流電路。特别是在使用電流低于額定(dìng)電流較大的情(qíng)況下，輸(shū)出波(bō)形脈動系數更大(dà)。
它(tā)采用工頻變壓器将交流輸入電(diàn)壓轉變為較低(IOV～20V)交流電壓，再通(tōng)過(guò)可控(kòng)矽進行整流和調壓(yā)。控制機理是通(tōng)過控制電路對可(kě)控矽的導(dǎo)通角進行控制來實現輸出電壓和電流的調節。此種(zhǒng)電源的缺點是體積大、重(zhòng)量重、噪音大、耗電(diàn)大、波紋大。随着生(shēng)産工藝對(duì)鍍層(céng)質量及自動控(kòng)制的要求越來越高，以(yǐ)及人們對節能(néng)及(jí)環保意識(shí)的增強(qiáng)，在(zài)PCB電鍍中已逐漸淘汰。它主要使用在電流較大的工業電鍍上。
1.1.2.整流元件類型
整流元件即通(tōng)常所說的二極管。由(yóu)于整流器所有的輸出電流都要經過整流元件，因此，可以說是整流器(qì)的心髒。整流元件分為矽整流(liú)元件和可控(kòng)矽(xī)整流元件二種。鍍鉻整流(liú)器主要使(shǐ)用矽整流元件。雖然可控矽技術(shù)已(yǐ)有了長足的發展，且在電鍍上應用也日趨(qū)增多，但筆(bǐ)者還是推薦(jiàn)使用矽整流器。其原因主要是波形問題。可控矽整流是采用控制整流元件導通時間(jiān)與截止時間長短來控制(zhì)電(diàn)流的(de)。整(zhěng)流器滿負荷使(shǐ)用(yòng)時波形好。但輸出電流較小時電(diàn)流波形變差。電流越小，波形越差。而矽整流器輸出(chū)電流大小對波形幾乎無影(yǐng)響(xiǎng)。
1.2 高頻開關整流器(qì)，也叫開關電(diàn)源
一種新型電鍍電源設備-高(gāo)頻開關電源。它兼有矽整流器的波(bō)形平滑性優點(diǎn)及可控矽整流器的調壓方便(biàn)的優點，電流效率最(zuì)高(可達90%以上)，體(tǐ)積最小，是大有前(qián)途的整(zhěng)流器。制造技術已解決了功(gōng)率(lǜ)問題，數千安培(péi)至上萬安培的大功率開關電源已(yǐ)進入生産實用階段(duàn)。
它将交流電網經EMI防(fáng)電磁幹擾線路濾波器，直接整流、濾波，經變換器将直流電壓變換成數十或數百kHz的高(gāo)頻方波，經高頻(pín)變壓器隔離、降壓(yā)，再經高頻濾波輸出直流電壓。經(jīng)取樣、比較、放大及控制、驅動電路，控制變換器(qì)中功率管的占(zhàn)空比，得(dé)到穩定的輸出電壓(或輸出電流)。
高頻開關(guān)整流器的(de)調整管工作在開關狀态，功率損耗小(xiǎo)，效(xiào)率可達到75%~90%，體積小(xiǎo)、重量輕，而且精度、紋波系數均優(yōu)于矽整流器，在(zài)全輸(shū)出範圍内都能達(dá)到生産所要求的精度(dù)。它具(jù)有自我保護能力，可以在(zài)帶載的(de)情況下任意啟停。它能極方便的同計算機進行連接(jiē)，給自動化(huà)生産中帶(dài)來(lái)了極大的方便，在PCB電鍍行業中得到廣泛的應用。
電鍍用高頻開關整(zhěng)流器的主變換結構有正激式、半橋(qiáo)式、全橋(qiáo)式等，其中既有脈寬調制(zhì)(PWM)的“硬開關”電路，又有熱門的移相控制“軟開(kāi)關”電源電路。
脈寬調(diào)制(PWM)高頻開關整流器，工作頻率大都低于50 kHz，采用電壓或(huò)電流反饋控制。它是通過中斷功率通量和調節占空比方法，改變驅動(dòng)電壓脈沖寬度來(lái)調整輸出電流(liú)，使器件(jiàn)工作在“硬開(kāi)關”狀态，即強迫(pò)導通(電壓不為零(líng)時)或強迫關斷(電流不為零時)，使開關功率管開關期間(jiān)同時存在高壓與(yǔ)大電流的交叉，因此開關損耗大，尖峰幹擾強。變壓器(qì)漏感與大電流變(biàn)化率激起的高壓尖峰，不僅(jǐn)易損壞功率(lǜ)管，還産生明(míng)顯的電(diàn)磁輻射，降(jiàng)低了可靠性和電源效率。
開關電源(yuán)其頻率已達音頻，通(tōng)過濾波實現低(dī)紋波輸出(chū)更為簡便易行。而且穩(wěn)流、穩壓等功能更易實現。
1.3 脈沖電源設(shè)備
随着電力電子科學技術的發展(zhǎn)，電鍍整流器正在(zài)由單一功能向多功能發展。由于脈沖電源主(zhǔ)要是由(yóu)嵌入式單片計算機等進行控制，因(yīn)此(cǐ)，除實現(xiàn)脈沖輸出之外(wài)，一般(bān)具備多種控制功能。
1.3.1.自動(dòng)穩流穩壓。傳統矽整流器(qì)電流或電壓無法自動穩定，随電網電壓的(de)波動而波動。而脈沖電源則擁有高精度的自動調節功能。如電網三相電壓(yā)波(bō)動達上百伏時，脈沖(chòng)電源輸(shū)出電壓可以幾乎不變。脈沖(chòng)電源的自動調(diào)節功能一(yī)般具有二種模式：
第一，恒電流(liú)限壓模式。當電鍍工藝參數，如零件面積、溫度、濃度、酸堿度(dù)等工藝條件發生(shēng)改變時，常規整流(liú)器電流會發生波動。而恒電(diàn)流模式下，輸出電流自動(dòng)恒定在設定值不(bú)發(fā)生改變。這對需精确計算硬鉻厚度情況下是很有用的(de)。采用恒流模式時的(de)限壓功能(néng)目的是保護設備不被燒壞(huài)。
第二，恒(héng)電壓限流模式(shì)。當電鍍工藝參數發(fā)生(shēng)改變時(shí)，輸出電壓自動恒定在設(shè)定(dìng)值不發生改變。這種模式硬鉻電鍍不常使用，但對于鋁氧化着(zhe)色則大有作用。
1.3.2 多段(duàn)式運行模式。鋁陽極氧化或硬鉻電鍍時，往往需要進行(háng)反向電解、大電(diàn)流沖擊、階梯送電等(děng)操作。傳統電源隻能靠手工實(shí)現。而具有多段式運行模式的脈(mò)沖電源(yuán)則隻需提前設定，生(shēng)産時可自動按(àn)順序進行自動調節。這一功能對硬鉻電鍍是非常有(yǒu)用(yòng)的。國産脈沖電(diàn)源已達到三段式運行，每一段時間可在0～255秒内調節設定。
1.3.3 雙向脈沖功能(néng)。正負脈沖頻率、占(zhàn)空(kōng)比、正反向輸出(chū)時間均可獨立調節，使用靈活、方便(biàn)。配合硬鉻電鍍工(gōng)藝，可獲得不同物理性能的鍍層。
1.3.4 直(zhí)流疊加功能。輸出正反向脈沖電流(liú)的同時(shí)，由同一台電源疊加輸出一純直流成分，更拓寬了(le)脈(mò)沖電源的使用範圍及用途(tú)。
近幾年來，國産多(duō)功能脈沖電源技術已趨于成熟(shú)，其(qí)中脈沖波形垂直程度(dù)，波形平穩程度(dù)、穩定性、抗幹擾性等指标達到甚至超過了國(guó)外水平。
直流電源波形對電鍍質(zhì)量有突出的(de)影響，例如(rú)：高(gāo)頻率定(dìng)脈寬高頻(pín)穩壓/穩流脈沖電源電鍍時會産生特殊效應，這也是普(pǔ)通直流電源電(diàn)鍍無法達到的效果(guǒ)，有些現象還不(bú)能用常規電化(huà)學理論來加以解釋(shì)。而直流波(bō)形對電鍍沉積的影(yǐng)響還(hái)難以(yǐ)從理論上進(jìn)行(háng)預測，隻能通過大量的(de)試驗來作(zuò)相對比較，篩選出适宜的波形。
近幾(jǐ)年來新出現的零電壓轉換(zvT)和零電流(liú)轉換(ZCT)技術(shù)，或者(zhě)稱“軟開關”技術(shù)，綜合了PWM 開關與諧(xié)振變換技術(shù)兩者(zhě)的優點：既有脈沖方波高效傳遞(dì)功率和恒頻控制便于(yú)優化參數，又有諧振技術的(de)低損耗和零電壓(yā)轉換的(de)特點。這種“零開關(guān)”技術充分利用變壓器的漏感于功率管(guǎn)的輸出結電(diàn)容之間的諧振，産生滿(mǎn)足零(líng)電壓(yā)導通和零電流截止(zhǐ)的條件，在開關管(guǎn)導通時電壓為零(líng)，截止時流經開關管的電流為零。因(yīn)此(cǐ)大大減少了功率管的開關電壓、電流應力(lì)和(hé)尖刺幹擾，降低了功耗(hào)，開(kāi)關效率明顯(xiǎn)提高。 上(shàng)一篇：沒有了
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