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【毕业论文】高频脉冲电镀电源设计 作者： 日期：2 个人收集整理 勿做商业用途 LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 毕业设计(论文） 题 目 学生姓名 学 号 专业班级 指导教师 学 院 答辩日期 摘 要电镀，即采用电化学的方法使金属离子还原为金属，并在金属或非金属制品表面形成符合要求的平滑、致密的金属覆盖层.电镀后的镀层性能在很大程度上取代了原来基体的性能，起装饰和防护作用，随着科学技术与生产的发展，电镀工艺已遍布各个领域。但目前电镀技术仍存在某些缺陷，诸如加工时间长、镀层厚度均匀性差、镀层容易出现缺陷以及存在较大内应力等。这些缺陷大大限制了电镀技术的应用和发展，不能适应当前的生产，尤其是精密制造的需要。脉冲电镀实际上是一种通断直流电镀。脉冲电镀过程中，当电流导通时，脉冲（峰值）电流相当于普通直流电流的几倍甚至几十倍,正是这个瞬时高电流密度使金属离子在极高的过电位下还原，从而使沉积层晶粒变细;当电流关断时,阴极区附近放电离子又恢复到初始浓度,浓差极化消除,这利于下一个脉冲周期继续使用高的脉冲（峰值）电流密度，同时关断期内还伴有对沉积层有利的重结晶、吸脱附等现象。这样的过程同期性地贯穿整个电镀过程的始末，其中所包含的机理构成了脉冲电镀的最基本原理。本设计采用pic单片机对脉冲进行控制，实践证明，脉冲电镀在细化结晶、改善镀层物理化学性能、节约贵金属等方面比传统的直流电镀有着不可比拟的优越性.关键词：电镀；脉冲电源;pic单片机 AbstractElectroplating, namely by electrochemical method to make the metal ion to metal, and formed with smooth, dense requirements of the metal coating on the surface of metal or nonmetal products. The performance of plating plating after replacing the original matrix to a great extent， play a role of decoration and protection, with the development of science and technology and production， electroplating process across the field. But the electroplating technology still has some defects, such as long processing time， coating thickness uniformity of coating， prone to defects and the presence of larger internal stress。 These defects greatly limits the application and development of electroplating technology, cannot adapt to the current production, especially the need of precision manufacturing。文档为个人收集整理，来源于网络个人收集整理,勿做商业用途Pulse electroplating is actually an onoff DC plating。 Pulse electroplating process， when the current is switched on， the pulse （peak） several times the current equivalent to an ordinary DC current or even several times， it is the instantaneous high current density of metal ions reduction in potential high， so the grain became fine； when the current is turned off， the cathode area near the discharge ion and return to the initial concentration， the concentration polarization is eliminated, the beneficial cycle pulse next to continue to use the high pulse current density （peak）, at the same time turnoff period accompanied by recrystallization， favorable to the deposition layer desorption phenomena。 This process synchronization throughout the whole plating process from beginning to end, the mechanism of which contain constitute the most basic principle of pulse plating.本文为互联网收集，请勿用作商业用途个人收集整理，勿做商业用途This design uses PIC micro-controller control of pulse， practice has proved， pulse electroplating in refining crystallization, improve the physical and chemical properties， such as coating save precious metal than traditional DC plating has the incomparable superiority.Keywords:Plating;Pulse power;PIC micro-controller目 录第一章 绪论11.1研究目的11。2国内外脉冲电镀电源研究现状21.2。1 脉冲电镀电源国内发展概况21。2。2 国产脉冲电镀电源介绍3第二章 电镀用脉冲电源概述42。1对方波脉冲电镀电源的基木要求42。2脉冲电源的分类42.3脉冲电源工作原理52。4脉冲电源的特点62.4。1脉冲电源的优点62.4.2脉冲电源使用的局限性7第三章 数字单脉冲电源的性能指标及其概述83。1数字脉冲电源的应用意义和概述83。1.1数字脉冲电源的应用意义83.1.2数字脉冲电源的概述83。2 数字单脉冲电源的性能指标9第四章 主电路的设计及器件选择114.1三相全控桥的工作原理114.1。1 三相全控桥的工作特点114。1.2 阻感负载时的波形分析124。2参数计算134.2.1 整流变压器的选择134。2.2 晶闸管的选择15第五章 控制电路的设计165.1全控整流晶闸管驱动电路165.1.1。1晶闸管驱动信号要求165.1.1.2晶闸管驱动电路165.2pic单片机斩波电路控制原理185.2。1单片机16f877195。2。1。1原理简介195。2.1。2PIC16F877基本电路205。2.1.3 输入输出接口225。2.2键盘扫描电路235。2.3显示电路24第六章 软件设计266.1主程序266。2系统初始化子程序266.3显示子程序276。4键盘扫描程序306.5定时器中断子程序34第七章 调试与性能分析367。1硬件调试367.2软件调试36第八章 软件的抗干扰378.1软件抗千扰的基本要求378。1。1本控制器所采用的软件抗千扰措施37第九章 技术经济分析40结 论41参考文献42外文文献及译文43致 谢53附录:程序清单55III第一章 绪论1.1研究目的电镀技术是军用电子元器件设计、制造工艺、封装测试环节中的重要一环,是军用电子元器件的重要组成部分和支撑，是保证和加强军用电子元器件、组件及系统可靠性和整体性能指标的关键，是武器装备小型化、多功能化、轻员化和高可靠性的重要技术之一。武器装备的快速发展，对电子封装技术提出了新的、更高的要求。高质量的表面处理技术成为军用电子元器件设计、制造、封装技术发展的难点和制高点。长期以来，由于在电镀行业中普遍使用直流电镀电源，人们往往把主要精力用于改变直流电镀的镀液成分、采用化学添加剂等方式来改善镀层性能. 国际上从20世纪60年代中期把脉冲电源引入电镀领域,发展非常迅速。 脉冲电镀实际上是一种通断直流电镀。脉冲电镀过程中，当电流导通时，脉冲(峰值）电流相当于普通直流电流的几倍甚至几十倍，正是这个瞬时高电流密度使金属离子在极高的过电位下还原，从而使沉积层晶粒变细；当电流关断时,阴极区附近放电离子又恢复到初始浓度，浓差极化消除，这利于下一个脉冲周期继续使用高的脉冲(峰值）电流密度，同时关断期内还伴有对沉积层有利的重结晶、吸脱附等现象。这样的过程同期性地贯穿整个电镀过程的始末，其中所包含的机理构成了脉冲电镀的最基本原理。实践证明，脉冲电镀在细化结晶、改善镀层物理化学性能、节约贵金属等方面比传统的直流电镀有着不可比拟的优越性。 随着电镀理论和电源技术的发展，将反向脉冲又引入电镀，也就是说,在脉冲电镀正向脉冲期间,适当地引入少量反向脉冲，这样可以将镀层表面上的杂质以及结合力不太强的离子拉回，从而提高了镀层的致密性。20世纪80年代末90年代初双脉冲电镀电源在我国开始有所应用以来，脉冲电镀技术即得到了飞速发展。目前国内已有能实现单一波形，正反向周期换向的双脉冲电源。我所曾于90年代中期配置了这种双脉冲电源。 由于在电镀过程中，在不同的阶段需要不同的电镀参数，例如在电镀的初始阶段是不允许有反向脉冲的，因为此时的反向脉冲会使镀件上的金属离子进入到镀液而污染了电镀液，所以只有等工件表面镀了一层以后，方可引入反向脉冲.对于双脉冲电源来说，只能等镀了一段时间后，再重新手动修改电镀参数,这样势必造成操作上的烦琐和失误，同时因为过多的人为因素的介入,使得重复性变得很差.1.2国内外脉冲电镀电源研究现状1。2.1 脉冲电镀电源国内发展概况由于脉冲电镀对改善镀层性能有特殊的功能，其经济效益尤其在节约贵余属方面非常显著.70年代后期，我国部分高等院校、研究所、生产厂已研制并投产几种类型的脉冲电镀电源，其情况大致可分为以下三个阶段：第一阶段:提供试验室进行脉冲电镀工艺研究和脉冲电镀机理探讨用的小型脉冲电镀电源。如峰值电流为10A多波形脉冲电镀电源及峰值电流为20A，50A， 100A方波脉冲电源。通过工艺研究和机理初步探讨，脉冲电镀在电镀行业尤其在贵金属电镀、合金电镀方面有着很强的生命力，提出了金、银、锗等贵金属脉冲电镀的较成熟的工艺.第二阶段:在金、银等贵金属电镀行业中推广应用脉冲电镀技术。为了满足生产需要，脉冲电源已形成峰值电流为30A， 50A, 100A, 200A, 300A， 500A的系列产品。生产上不仅提高了电子产品的质量，节约了电镀时间，而且在节约贵金属方面有着明显的经济效益。 随着脉冲电源容量的增加及频率范围的扩大又促进了电镀工艺的研究。充分发挥脉冲电镀的优点,解决传统直流电镀中存在的一些弊病。如不加添加剂光亮镀镍新工艺的研究,表面电镀晶粒细，光泽度又好印刷板薄铜皮镀铜工艺研究，合金电镀工艺的研究等。第三阶段：随着上述新工艺的研究对脉冲电源又提出了新的要求其要求归纳起来大致可分以下三个方面:一、变极性脉冲电镀电源的研制根据工艺要求有正反脉宽与峰值电流皆能改变极性脉冲电源。二、在可调直流的基础上叠加可变的方波脉冲电源。三、研制容量大，输出电压高的脉冲电源。随着器件质量进一步提高及新的大功率器件的研制成功，在脉冲电镀电源中采用1000V左右高压品体管，大容量可关断晶闸管及调频晶闸管作为功率器件,上述三方面要求的电源,为期不会太远。1.2。2 国产脉冲电镀电源介绍近年来，国产脉冲电镀电源发展也很迅速,高频电镀电源具有如下特点： 一、国产双脉冲电镀电源多采用性能相同的两组脉冲电源反向隔离并联，以实现输出正、负脉冲周期换向电流的日的。二、双脉冲电源有十个参数可以调节，即正、负脉冲电流幅值Im；正、负脉冲电流导通时间即脉宽Ton；正、负脉冲电流断开时间Toff；正、负脉冲电流的频率；正、负一组脉冲电流的工作时间Tf、Tr.由于是采用两台独立电源,因此上述参数均可单独调节. 三、双脉冲电源可通过参数调节、变换,控制镀层的结晶取向，在镀层光亮、抗腐蚀、耐磨、硬度等方面比直流电镀有较大提高.四、双脉冲电源也存在它的局限性，由于这种电源采用手动调节参数,因此在设定好上述十个参数之后,即成为单一参数的脉冲波形参数，进入电镀过程。第二章 电镀用脉冲电源概述2.1对方波脉冲电镀电源的基木要求脉冲电镀电源通常采用恒流或恒压两种不同的供电模式，当然也有采用非恒流方式的.脉冲电流 （或电压)的波形通常有方波、正弦波、锯齿波等以及这些波形与直流的叠加。从电镀实际结果来看，方波脉冲以及与其他波形适当组合对贵金属电镀可获得较好的效果。就方波脉冲而言，前沿和后沿的陡度越大可获得更好的实镀效果，但对前后沿的要求不可太苛刻,否则会为脉冲电源的设计、制造和脉冲的传输带来困难。一般说来，前后沿的上升时间和下降时间应控制在数微秒到数十微秒之内。对不同镀种在不同槽液中等效电阻的变化,我们作了测试，积累了一定数据，综合其他相关资料，有关方波脉冲电镀电源的技术指标特提出如下基本要求:一、输出电压波形为方波平顶的纹波系数5，电压波形不允许有过冲及振荡现象.二、有峰值和平均值电流保护，其动作整定值可根据用户需要进行调整。三、方波脉冲电源测量与显示系统可采用电流表显示平均值电流Ic ,脉冲电流的通电时间Ton脉冲电流的断电时间Torn和脉冲电流之频率f可使用示波器观察分析.2。2脉冲电源的分类脉冲电源从波形分析看，一般有以下几种:单脉冲电源、双脉冲电源以及多波形脉冲电源。在实际使用中，方波脉冲电源使用较为普通，多用于无特殊要求的镀金、银、镍场合，多波形脉冲电源多应用于合金类表面硬质氧化场合，例如铝的硬质氧化，而双脉冲电源为新近发展的新颖脉冲电源，是对于表面要求高的场合较为理想的电源，如精密仪器、电子元件陶瓷基片表面处理场合。2。3脉冲电源工作原理脉冲电镀是一项新的电镀技术。它的特点是由脉冲电流对电极过程动力学的特效影响所决定的，其中最主要的是对传质过程的影响.脉冲电源其电流呈脉冲方式流动，并可在瞬时产生高密度电流；因此，在电镀时能将底层均匀地涂覆到镀件上，并使之加速,提高了效率；镀件表面均匀、细致，使金、银等贵重大为节约。由此，可以调节占空比及频率的脉冲电源。脉冲电源的工作原理可以通过其波形直接反映。一般直流电源的输出电流波形如图,而特殊电源的脉冲电源，有着与直流电源完全不同的波形如图。图 2-1一般电镀电源输出波形图 2-2脉冲电源输出波形2。4脉冲电源的特点与系统直流电源相比，脉冲电源就是其输出直流波形、频率、占空比和平均电流密度等参数均可根据电镀需要设定的直流电源，其特点可概括为:(1）频率占空比可调；(2）波形特殊 (例如方波等)。脉冲电源的这些特点在生产中的实际意义就是，在电镀过程中，脉冲电源可通过改变其输出波形的频率、占空比和平均电流密度，来改变电镀槽中金属离子电沉积过程，使电沉积过程在较宽范围内变化，从而可获得均匀致密较为理想的镀层。例如在印刷线路板行业 (PCB）中，使用脉冲电源电镀，可提高其深镀能力,使镀层均匀、致密、不脱落.2.4。1脉冲电源的优点脉冲电镀与直流电镀相比,概括起来有以下几个优点： 一、镀层孔隙率低，致密性好，抗蚀性高，以方波输出脉冲电源电镀为例，由于脉冲电源输出为间歇性矩形方波，在脉冲导通期间，金属离子在工件表面沉积的晶粒在镀液中溶解，使得工件表面沉积的晶粒细化，镀层致密,大大降低了镀层的孔隙率。实践表明,装饰业和电子业，用脉冲电源电镀贵金属，可以用较薄的镀层获得较为理想的镀层表面。 二、镀层应力低,成分稳定，深镀能力强。结品细化，改善与提高镀层的均镀能力:脉冲电镀时，山于脉冲瞬间阴极表而上具有很高的电流密度。如镀金时瞬间电流密度可比平均电流密度左(1012）倍。这就使品核形成的速度大于晶核成长的速度。脉冲镀层的品粒般为0.5微米左右，而直流镀层的晶粒大于1微米，另外脉冲电镀电流分布的均匀性好，这就改善了镀层的均镀能力。三、改善镀层的化学性能,降低孔隙率提高镀层的抗腐蚀能力.对十镀层表面具有无孔特性一般说其镀属厚度,脉冲镀比直流镀可减少.四、改善镀层的物理性能降低表面电阻和体电阻，提高导电性，增大耐磨性，减少应力.氰化镀银脉冲镀层的耐磨能力要比直流镀层增加一倍。由于脉冲时的峰值电压远大于直流镀时的电压所以阴极表面钝化膜易被击穿而有利于镀层与基体间的结合,因此脉冲镀提高了结合力.五、节约金属尤其是贵金属。我国电子工业每年用金量约20吨其中大部分用于电子元件的电镀涂层,白银的每年用量超过百吨它主要用于电镀涂层，由于镀层超厚其金、银等贵重金属白白耗费紧集成电路框架镀金为例，直流镀层厚度需要2微米以上才能保证使用，而采用脉冲电镀后可使镀金层厚减到1.2微米便可满足要求，这就可使镀金层厚度降低40%，镀件受镀时间减少1/3左右.脉冲镀在节约材料尤其贵金属方面具有非常明显的经济效益.2。4。2脉冲电源使用的局限性上面简要说明了脉冲电源作为电镀电源使用的特点和使用方法,但并非脉冲电源在任何场合使用都能获得较为理想的表面，脉冲电源也存在一定的局限性，主要表现在以下几个方面：一、脉冲电源虽然在表面能形成致密均匀的镀层表面，但它在要求工件表面镀层较厚的场合效果并不理想，效率低。一般情况下,2030m以上镀层用其它直流电源电镀比脉冲电源理想。二、脉冲电源在较多复杂的表面 (例如首饰、插件)能形成较为均匀的镀层,保持工件原有机械形状，但在深镀能力上不理想,电流效率较低，例如深孔电镀。PCB行业中孔经比较大的印刷板电镀，虽然表面质量较为理想.但会出现镀层厚度不一致的现象。 三、脉冲电源在工作中，在电镀槽中产生变流低频振荡会引起部分有机类添加剂分解,造成镀液污染；故在脉冲电源使用场合，最好不使用有机添加剂。四、电流效率低，在对工件表面要求要求、镀层较厚、单产产量大的贵金属电镀中，使用脉冲电源效果比用低纹波高频开关电源要逊色。综上所述，随着科技进步，电子、通信、信息等尖端高科技工业的发展,电镀脉冲电源的应用将越来越广泛，合理使用脉冲电源必将对我国金属表面处理行业的发展起到很大的促进作用。第三章 数字单脉冲电源的性能指标及其概述3。1数字脉冲电源的应用意义和概述3.1.1数字脉冲电源的应用意义随着现代社会的发展，数控电源技术已经用到了各种领域，首先我们先了解一下数控技术的发展情况，人们对电镀质量的要求越来越高。但目前电镀技术仍存在某些缺陷，诸如加工时间长、镀层厚度均匀性差、镀层容易出现缺陷以及存在较大内应力等.这些缺陷大大限制了电镀技术的应用和发展,不能适应当前的生产，尤其是精密制造的需要。数控电源技术是对电解电源实现大电流、高频率、大工作比脉冲输出、环保、节电节时高效的技术。3.1.2数字脉冲电源的概述所谓数字脉冲电源，就是采用微处理器等数字电路对脉冲电源中的直流斩波进行控制，并实现数字显示与数字调节的一种脉冲电源.它是当今最为现在金的电镀电源,也是电镀电源发展的方向。他与传统的模拟脉冲电源相比，具有这样一些优点：驱动波形规整，极大地改善了载波后的输出波形，对提高电镀质量十分有利;采用数字调控，直观简单；波形调节范围宽,调节步进可以至0.1ms；温度漂移系数小，能长期稳定地连续运行。图 31数字脉冲电源原理示意图在目前的应用中，大多利用大功率的开关管IGBT对直流电源进行斩波，达到脉冲输出的目的。改变IGBT开关的方波驱动信号，以实现脉冲宽及频率的可调。3.2 数字单脉冲电源的性能指标脉冲电镀实质上是一种通、断直流电镀。所不同的是脉冲电镀有三个独立的参数（脉冲电流密度J、导通时间tom及关断时间toff可调；而一般直流电镀只有1个参数（电流或电压)可调。因此，采用脉冲电镀就成为槽外控制镀层提供了有力的手段。国内外电镀工作者大量的实践证明，脉冲电镀是一项既能提高镀层质量，又能提高沉积速率的经济效率很高的电镀新技术。图3-2为脉冲电源的电流波形，图中：Ton：脉冲电流导通时间；Toff:脉冲电流断电时间；T=ton+toff：脉冲周期；J：电流密度;Ip:电流峰值。图 32脉冲电源参数图本数字单脉冲电源的性能与设计要求主要体现在以下一些指标:供电电源：3相，50HZ，380V输出峰值电压：3-30V,连续可调脉冲频率：110KHZ，可调脉冲占空比：40-70%，可调脉冲电流导通时间ton：1100ms电流电压波形:脉冲，键盘设定工作方式:恒流/压任选。电镀时间可键盘设定，为09999s。第四章 主电路的设计及器件选择主电路由三部分构成，分别为电源部分、斩波部分、调压部分。电源部分采用三相全控桥式整流电路，斩波部分采用MOSFET场效应管的通断来控制,调压部分采用脉冲式变压器完成。4。1三相全控桥的工作原理如图4-1所示，为三相桥式全控带阻感负载，根据要求要考虑电动机的电枢电感与电枢电阻,故为阻感负载。习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管称为共阳极组。共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5, 共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。晶闸管的导通顺序为 VT1VT2VT3VT4VT5VT6。变压器为型接法。变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避免3次谐波流入电网.图41 三相桥式全控整流电路带电动机（阻感）负载原理图4.1。1 三相全控桥的工作特点 2个晶闸管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1个,且不能为同1相器件. 对触发脉冲的要求：按VT1VT2VT3-VT4VT5VT6的顺序，相位依次差60共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120同一相的上下两个桥臂,即VT1与VT4，VT3与VT6， VT5与VT2，脉冲相差180 ud一周期脉动6次,每次脉动的波形都一样， 故该电路为6脉波整流电路。 晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同,晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。4.1.2 阻感负载时的波形分析三相桥式全控整流电路大多用于向阻感负载和反电动势阻感负载供电（即用于直流电机传动）,下面主要分析阻感负载时的情况，因为带反电动势阻感负载的情况，与带阻感负载的情况基本相同. 当60度时,ud波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样.区别在于负载不同时，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流 id 波形不同，电阻负载时 ud 波形与 id 的波形形状一样。而阻感负载时,由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。图4-2和图43分别给出了三相桥式全控整流电路带阻感负载=0度和=30度的波形。 图42中除给出ud波形和id波形外,还给出了晶闸管VT1电流 iVT1 的波形，可与带电阻负载时的情况进行比较。由波形图可见，在晶闸管VT1导通段，iVT1波形由负载电流 id 波形决定，和ud波形不同。 图43中除给出ud波形和 id 波形外，还给出了变压器二次侧a相电流 ia 的波形，在此不做具体分析。 图42 触发角为0度时的波形图 图4-3 触发角为30时的波形图当60度时，阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时ud波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分。图4-4给出了=90度时的波形。若电感L值足够大，ud中正负面积将基本相等,ud平均值近似为零.这说明，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的角移相范围为90度。图44 触发角为90时的波形图4.2参数计算4。2。1 整流变压器的选择由系统要求可知，整流变压器一、二次线电压分别为380V和220V,由变压器为接法可知变压器二次侧相电压为: （公式1） 变比为： （公式2变压器一次和二次侧的相电流计算公式为： 公式3 公式4而在三相桥式全控中 公式5 公式6所以变压器的容量分别如下：变压器次级容量为： 公式7变压器初级容量为： 公式8变压器容量为： 公式9即：变压器参数归纳如下：初级绕组三角形接法，;次级绕组星形接法,，；容量选择为9。46989kW。4。2。2 晶闸管的选择 晶闸管的额定电压由三相全控桥式整流电路的波形(图4-1）分析知，晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值 公式10故桥臂的工作电压幅值为： 公式11 考虑裕量，则额定电压为： 公式12 晶闸管的额定电流晶闸管电流的有效值为： 公式13考虑裕量,故晶闸管的额定电流为:公式142.3 平波电抗器的选择为了限制输出电流脉动和保证最小负载电流时电流连续，整流器电路中常要串联平波电抗器。对于三相桥式全控整流电路带电动机负载系统，有： 公式15其中， （单位为mH）中包括整流变压器的漏电感、电枢电感和平波电抗器的电感.由题目要求：当负载电流降至20A时电流仍连续.所以取20A。所以有： 公式16第五章 控制电路的设计采用pic单片机16f877对全控整流晶闸管和直流斩波IGBT进行控制。5。1全控整流晶闸管驱动电路5。1.1。1晶闸管驱动信号要求晶闸管导通的条件是在晶闸管阳极加正向电压期间,给门极施加正的控制信号.当晶闸管导通后,将不再受门极信号的控制，直到阳极电流小于维持电流，晶闸管自行关断。晶闸管驱动信号的基本要求是:l触发信号只能在门极为正，阴极为负时起作用。为了减小门极的损耗，触发信号常采用脉冲形式。2触发脉冲应有足够的功率.触发电压和触发电流应大于晶闸管门极触发电压和触发电流.因为晶闸管的特性有很大的分散性，且随温度而变化，因此，在设训触发电路时，触发电流通常应大于晶闸管门极触发电流的23倍,触发电流的前沿应达到门极电流的5倍以上.保证晶闸管可靠触发。3触发脉冲的移相范围能满足整流要求,在本设计中要求移相范围为120。4触发脉冲的宽度和陡度:触发脉冲的宽度一般应保证晶闸管阳极电流在脉冲消失前能达到擎住电流,使晶闸管能保持导通状态，这是最小的允许宽度一般要求触发脉冲前沿陡度大于10V/S。5根据系统设计指标,本设计中驱动信号还必须经过隔离，以保证主回路与控制模块电位隔离.5.1.1。2晶闸管驱动电路晶闸管触发电路由光电隔离电路与集成驱动芯片ir2113组成，如下图所示：图5-1 光电隔离电路图5-2 Ir2113及其外围电路5.2pic单片机斩波电路控制原理pic单片机斩波控制电路主要由：单片机16f877、键盘扫描电路、显示电路、晶闸管驱动电路四部分构成。原理方框图如下所示：键盘输入晶闸管驱动电路单片机16f877电压反馈Led显示 图5-3单片机斩波电路原理图工作原理与功能：简单的流程为:主程序扫描键盘,将设置信息输入,处理后，输出到LED显示器显示与晶闸管驱动电路.单片机的晶振为11。0592MHz,用到了三个定时器，分别进行频率、占空比与电镀时间的定时,三个定时器都是工作在方式1。根据计算定时器初值的公式: 计算出定时器所要装入的初值。频率及占空比的显示电路由74LS373构成的驱动电路和LED数码显示管组成，利用八个数码管来显示，有两位是用来显示频率的，有两位是显示占空比的，还有四位是显示定时时间的。为了区分不同功能,显示占空比的两位用绿色发光led显示器。此电路的键盘是由一个状态键，四个功能键（调节频率、占空比与时间的增减）组成，其特殊之处在于利用外部中断实现键盘扫描。状态键有三种状态，当其处于状态0时，则其它的键会处于无用状态，当其处于状态1时,可通过按两个调节键来调节频率，处于第三种状态时，按四个调节键中的前两个便可对占空比进行调节了，处于第四种状态时，按四个调节按键可以对电镀定时进行设定。5。2。1单片机16f8775。2.1.1原理简介(1)PIC16F877特性：PIC16F877是由Microchip公司所生产开发的新产品,属于PICmicro系列单片微机,具有Flash program程序内存功能，可以重复烧录程序，适合教学、开发新产品等用途;而其内建ICD(In Circuit Debug)功能，可以让使用者直接在单片机电路或产品上,进行如暂停微处理器执行、观看缓存器内容等，让使用者能快速地进行程序除错与开发. 如图54为PIC16F877的40根接脚图，PDIP是指一般最常见的DIP（Dual In Line Package）包装，而PIC单片机也有PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier)与QFP(Quad Flat Package)两种形式的包装，依照不同的需求，寻找不同的包装形式。如图所示，每根接脚都有其特定功能，例如Pin11与Pin32（VDD）为正电源接脚，Pin12与Pin31（VSS)为地线接脚；而有些接脚有两种甚至三种以上功能，例如Pin2(RA0/AN0)代表PORTA的第一支接脚，在系统重置(Reset)后，可自动成为模拟输入接脚，接收模拟讯号，也可经由程序规划为数字输出输入接脚。本文为互联网收集,请勿用作商业用途个人收集整理，勿做商业用途（2）特殊内嵌功能 PIC16F877属于内嵌功能较多的单片机，除了CPU、POM、RAM、I/O等基本构造外，还包括以下各种功能,简介如下：A/D converter:模拟数字转换器,最多可以读取8组模拟输入讯号。 CCP：Capture、Compare、PWM，用于控制直流马达。Timer，内部定时器,有Timer0、Timer1、Timer2等。 USART：Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter，同步/异步串行传输，如RS232、RS485等。 MSSP；Master Synchronous Serial Port，两线式（I2C）与三线式（SPI）标准同步串行传输协定，常用于EEPROM内存资料的烧录与读取，或是与其它集成电路沟通与联系，形成多芯片网络。 图5-4PIC16F877接脚说明5.2.1.2PIC16F877基本电路 （1）PIC振荡频率电路 单片机振荡电路与整体系统工作速度有直接的关系，例如同步异步串行传输、定时器等,都与振荡频率有关，不同系列单片机有不同振荡频率，根据产品资料手册，PIC16F877振荡频率最高可到20MHz；在图54中，振荡电路接于Pin13(OSC1/CLKIN）与Pin14(OSC2/CLKOUT),而振荡电路有以下四种形式： LP：使用低功率振荡晶体（Low Power Crystal） XT：使用振荡器谐振器(Crystal/Resonator) HS：使用高速振荡器(High Speed Crystal/Resonator） RC：使用电阻电容(Resister/Capacitor） 一般常用振荡晶体或是谐振器作为单片机振荡源,外接电路及PIC内部电路说明如图55所示。图中电容C1与C2规格大小是根据Crystal或Resonator而有所不同，表51列出电容建议值，使用其它振荡源的电路说明请参考产品资料手册. 图5-5振荡源电路图（图片来源：Mi