專利名稱：?jiǎn)蚊}沖電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
單脈沖電源技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及到一種電源，具體涉及到一種單脈沖電源。
技術(shù)背景[0002]在金屬材料的氧化或電鍍過(guò)程中，通常使用直流電源和脈沖電源。使用脈沖電源進(jìn)行電鍍，在脈沖電鍍過(guò)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(guò)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)脈沖周期繼續(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(guò)程周期性地貫穿整個(gè)電鍍過(guò)程的始末，實(shí)踐證明，脈沖電源在細(xì)化結(jié)晶比傳統(tǒng)直流電鍍有著不可比擬的優(yōu)越性，有較好的抗腐蝕和抗磨損能力，且裂紋少，有較強(qiáng)的滲鍍能力和較好的電鍍質(zhì)量；同時(shí)，脈沖電鍍?cè)诟纳棋儗游锢砘瘜W(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。由于在性能上的上述明顯優(yōu)點(diǎn)，脈沖工藝已得到廣泛應(yīng)用，而脈沖電源則是脈沖工藝中的關(guān)鍵設(shè)備。[0003]現(xiàn)有技術(shù)的單脈沖電源輸出參數(shù)固定的單向脈沖電流，其各種參數(shù)都是預(yù)先設(shè)定的，工作過(guò)程中上述各種參數(shù)都是無(wú)法改變的，一般要修改參數(shù)，就必須在停機(jī)后重新設(shè)定，所以在使用過(guò)程中，很難甚至沒(méi)有辦法對(duì)脈沖電源的各種參數(shù)，比如電壓、電流、脈沖的頻率、通斷比根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行修改和設(shè)定，這直接影響了單脈沖電源的使用效果。所述單向脈沖是指電流方向不隨時(shí)間改變的脈沖波形。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]為此，本實(shí)用新型所要解決的是現(xiàn)有的單脈沖電源參數(shù)固定帶來(lái)的沒(méi)有辦法對(duì)工作中的脈沖電源的各種參數(shù)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行修改和設(shè)定的技術(shù)問(wèn)題，提供一種新型單脈沖電源。[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下[0006]提供一種單脈沖電源，包括[0007]中央控制單元；[0008]輸入設(shè)定單元，所述輸入設(shè)定單元的控制信號(hào)輸出端與所述中央控制單元的控制信號(hào)輸入端相連；[0009]光電隔離單元，所述光電隔離單元的脈沖電源控制信號(hào)輸入端與所述中央控制單元的脈沖電源控制信號(hào)輸出端相連；[0010]驅(qū)動(dòng)單元，所述驅(qū)動(dòng)單元的脈沖電源控制信號(hào)輸入端與所述光電隔離單元的脈沖電源控制信號(hào)輸出端相連，所述驅(qū)動(dòng)單元的脈沖電源控制信號(hào)輸出端為所述單脈沖電源的脈沖電源輸出端。[0011]還包括[0012]與所述中央控制單元的溫度信號(hào)輸入端相連的溫度檢測(cè)單元；[0013]與所述中央控制單元的電流信號(hào)輸入端相連的電流檢測(cè)單元；[0014]與所述中央控制單元的短路檢測(cè)信號(hào)輸入端相連的短路保護(hù)單元，所述短路保護(hù)單元包括比較器和與所述比較器輸出端相連的光電耦合器。[0015]所述驅(qū)動(dòng)單元包括OCL電路和IGBT驅(qū)動(dòng)電路；所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路由三個(gè)IGBT 管并聯(lián)而成；所述OCL電路的輸出端與所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路的三個(gè)IGBT管的柵極相連；所述OCL電路的輸入端即為所述驅(qū)動(dòng)單元的脈沖電源控制輸入端，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路的三個(gè) IGBT管的發(fā)射極即為所述單脈沖電源的脈沖電源輸出端。[0016]還包括一個(gè)第二二極管D2，所述第二二極管D2的正極與所述單脈沖電源的輸出端相連，所述第二二極管D2的負(fù)極為所述單脈沖電源的脈沖電源輸出端。[0017]還包括[0018]可編程看門狗監(jiān)控單元，所述可編程看門狗監(jiān)控單元的監(jiān)控信號(hào)輸出端與所述中央控制單元的監(jiān)控信號(hào)輸入端相連，；[0019]輸出單元，所述輸出單元的輸出信號(hào)輸入端與所述中央控制單元的輸出信號(hào)輸出端相連。[0020]所述中央控制單元為單片機(jī)；所述輸入設(shè)定單元為鍵盤；所述輸出單元為顯示屏。[0021]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)[0022]本實(shí)用新型的脈沖電源包括中央控制單元、輸入設(shè)定單元、光電隔離單元和驅(qū)動(dòng)單元；從而能對(duì)電壓、電流、脈沖的頻率和通斷比進(jìn)行修改和設(shè)定。[0023]本實(shí)用新型還采用了可編程看門狗監(jiān)控單元，從而在單片機(jī)死機(jī)時(shí)能自動(dòng)復(fù)位， 確保了設(shè)定的脈沖參數(shù)不會(huì)丟失。[0024]本實(shí)用新型還采用了溫度檢測(cè)單元、電流檢測(cè)單元和短路保護(hù)單元，并顯示溫度值和電流值的大小，確保了其工作的穩(wěn)定性和可靠性。


[0025]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中[0026]圖1本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的單脈沖電源結(jié)構(gòu)框圖；[0027]圖2為圖1中所示驅(qū)動(dòng)單元電路結(jié)構(gòu)示意圖。[0028]圖中附圖標(biāo)記表示為10-中央控制單元，11-可編程看門狗監(jiān)控單元，12-溫度檢測(cè)單元，13-輸入設(shè)定單元，14-電流檢測(cè)單元，15-短路保護(hù)單元，16-輸出單元，17-光電隔離單元，18-驅(qū)動(dòng)單元，181-0CL電路，182-IGBT驅(qū)動(dòng)電路。
具體實(shí)施方式
[0029]參見(jiàn)圖1和圖2所示，本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的單脈沖電源包括中央控制單元10、 由一個(gè)光電耦合器Ul構(gòu)成的光電隔離單元17和驅(qū)動(dòng)單元18、可編程看門狗監(jiān)控單元11、 顯示屏構(gòu)成的輸出單元16、鍵盤構(gòu)成的輸入設(shè)定單元13、與所述中央控制單元10的溫度信號(hào)輸入端相連的溫度檢測(cè)單元12、與所述中央控制單元10的電流信號(hào)輸入端相連的電流檢測(cè)單元14和與所述中央控制單元10的短路檢測(cè)信號(hào)輸入端相連的短路保護(hù)單元15。4[0030]所述中央控制單元10的脈沖電源控制信號(hào)輸出端接所述光電耦合器Ul構(gòu)成的所述光電隔離單元17的脈沖電源控制信號(hào)輸入端，即光電耦合器Ul的輸入端；所述光電隔離單元17的脈沖電源控制輸出端，即所述光電耦合器Ul的輸出端接所述驅(qū)動(dòng)單元18的脈沖電源控制輸入端。[0031]所述驅(qū)動(dòng)單元18包括0CL(0utput CapacitorLess的縮寫，意思為省去輸出端大電容的功率放大電路)電路181和IGBTansulated Gate Bipolar Transistor的縮寫，意思絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT即雙極型三極管和MOS即絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件)驅(qū)動(dòng)電路182。從而使所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路182具有較高的工作電壓、較高的工作電流且散熱性能好。[0032]所述OCL電路181由電阻Rl、R2、R3和R4、三極管Tl、T2和T3、第一二極管Dl組成。其中，所述第一二極管Dl的正極與所述電阻Rl的一端相連，其連接點(diǎn)與所述光電耦合器Ul的輸出端相連；所述第一二極管Dl的負(fù)極與所述電阻R2的一端和所述三極管Tl的基極相連，所述電阻R2的另一端接地；所述電阻Rl的另一端與所述電阻R3的一端相連，其連接點(diǎn)連接+15V直流電源；所述電阻R3的另一端與所述電阻R4的一端相連，其連接點(diǎn)與所述三極管Tl的集電極相連，所述三極管Tl的發(fā)射極接地，所述電阻R4的另一端分別與所述三極管T2和所述三極管T3的基極相連；所述三極管T2的集電極接+15V直流電源，所述三極管T3的集電極接-5V直流電源。所述三極管T2和所述三極管T3的發(fā)射極的連接點(diǎn)即為所述OCL電路181的輸出端，通過(guò)電阻R6、R7和R8分別與所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路182 的三個(gè)IGBT管的柵極相連。[0033]所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路182中IGBT管II、IGBT管12禾Π IGBT管13并聯(lián)，電阻R9、 RlO和Rll依次串接在所述IGBT管II、IGBT管13和IGBT管12的柵極和發(fā)射極之間。所述IGBT管II、IGBT管12和IGBT管13的集電極接0至50V直流電源。[0034]所述IGBT管II、IGBT管12和IGBT管13的發(fā)射極即為所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，接第二二極管D2的正極，所述第二二極管D2的負(fù)極即為所述單脈沖電源的電源輸出端，所述直流疊加脈沖電源的脈沖電源的輸入端接地。[0035]型號(hào)為Χ25045的所述可編程看門狗監(jiān)控單元11的監(jiān)控信號(hào)輸出端接型號(hào)為 89C51的所述中央控制單元10的監(jiān)控信號(hào)輸入端，所述中央控制單元10的顯示信號(hào)輸出端接所述輸出單元16的顯示信號(hào)輸入端，所述輸入設(shè)定單元13的控制信號(hào)輸出端接所述中央控制單元10的控制信號(hào)輸入端。其中，所述Χ25045為內(nèi)置EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory的縮寫，意思為電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器，是一種常用的掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲(chǔ)芯片)存儲(chǔ)芯片，用來(lái)存儲(chǔ)設(shè)定脈沖參數(shù)，以防停機(jī)時(shí)丟失數(shù)據(jù)。[0036]所述短路保護(hù)單元15包括比較器和與所述比較器輸出端相連的光電耦合器。[0037]所述溫度檢測(cè)單元12和所述電流檢測(cè)單元14用來(lái)監(jiān)視所述IGBT管的運(yùn)行情況。 因?yàn)榇郎y(cè)電流是脈沖電流，將該信號(hào)調(diào)理后變?yōu)? 5V的脈沖電壓信號(hào)，送到模擬開關(guān)，用 89C51的輸出脈沖信號(hào)作為模擬開關(guān)的控制信號(hào)，開關(guān)后面設(shè)置一個(gè)運(yùn)放跟隨器，所述運(yùn)放跟隨器同向端對(duì)地接0. IuF電容。脈沖為高電平期間，模擬開關(guān)導(dǎo)通，對(duì)電容充電，低電平期間，模擬開關(guān)斷開，電容放電，由于充電快而放電慢，跟隨器輸出的即為脈沖信號(hào)峰值。溫度檢測(cè)采用DS1820集成溫度傳感器，測(cè)量范圍從-55 +125°C。[0038]為了在電鍍工作過(guò)程中短路發(fā)生時(shí)保護(hù)電源電路尤其是IGBT管免遭損壞，所以設(shè)置短路保護(hù)單元15，所述短路保護(hù)單元15中采用比較器LM339對(duì)電流取樣檢測(cè)。當(dāng)發(fā)生短路現(xiàn)象產(chǎn)生很大的短路電流時(shí)，比較器經(jīng)光電耦合器向單片機(jī)89C51發(fā)中斷請(qǐng)求信號(hào)， 在中斷服務(wù)程序中，停發(fā)脈沖并發(fā)出警告信號(hào)，經(jīng)幾秒鐘后再重新發(fā)脈沖。如經(jīng)過(guò)兩次中斷后短路仍未消除，將關(guān)閉電源。[0039]所述單片機(jī)89C51的面板有三個(gè)四位顯示器，分別顯示電壓、電流和脈沖參數(shù)。[0040]本實(shí)用新型的單脈沖電源工作過(guò)程具體論述如下所述中央控制單元10上電系統(tǒng)初始化后，CPU (Central Processing Unit的縮寫，意思為中央處理器)讀取EEPROM中的頻率、通斷比及定時(shí)等信息；后根據(jù)來(lái)自所述輸入設(shè)定單元13的用戶選擇信號(hào)而在所述輸出單元16的顯示屏上顯示進(jìn)入頻率、通斷比計(jì)算周期T或基本定時(shí)時(shí)間的設(shè)置界面；在此界面上用戶可進(jìn)行頻率、通斷比、定時(shí)時(shí)間的設(shè)置，并完成對(duì)溫度的測(cè)試，保證在工作過(guò)程中設(shè)定所述單脈沖電源的各種參數(shù)。[0041]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1.一種單脈沖電源，其特征在于包括中央控制單元；輸入設(shè)定單元，所述輸入設(shè)定單元的控制信號(hào)輸出端與所述中央控制單元的控制信號(hào)輸入端相連；光電隔離單元，所述光電隔離單元的脈沖電源控制信號(hào)輸入端與所述中央控制單元的脈沖電源控制信號(hào)輸出端相連；驅(qū)動(dòng)單元，所述驅(qū)動(dòng)單元的脈沖電源控制信號(hào)輸入端與所述光電隔離單元的脈沖電源控制信號(hào)輸出端相連，所述驅(qū)動(dòng)單元的脈沖電源控制信號(hào)輸出端為所述單脈沖電源的脈沖電源輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單脈沖電源，其特征在于還包括與所述中央控制單元的溫度信號(hào)輸入端相連的溫度檢測(cè)單元；與所述中央控制單元的電流信號(hào)輸入端相連的電流檢測(cè)單元；與所述中央控制單元的短路檢測(cè)信號(hào)輸入端相連的短路保護(hù)單元，所述短路保護(hù)單元包括比較器和與所述比較器輸出端相連的光電耦合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單脈沖電源，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)單元包括OCL電路和 IGBT驅(qū)動(dòng)電路；所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路由三個(gè)IGBT管并聯(lián)而成；所述OCL電路的輸出端與所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路的三個(gè)IGBT管的柵極相連；所述OCL電路的輸入端即為所述驅(qū)動(dòng)單元的脈沖電源控制輸入端，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路的三個(gè)IGBT管的發(fā)射極即為所述單脈沖電源的脈沖電源輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的單脈沖電源，其特征在于還包括一個(gè)第二二極管D2， 所述第二二極管D2的正極與所述單脈沖電源的輸出端相連，所述第二二極管D2的負(fù)極為所述單脈沖電源的脈沖電源輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單脈沖電源，其特征在于還包括可編程看門狗監(jiān)控單元， 所述可編程看門狗監(jiān)控單元的監(jiān)控信號(hào)輸出端與所述中央控制單元的監(jiān)控信號(hào)輸入端相連；輸出單元，所述輸出單元的輸出信號(hào)輸入端與所述中央控制單元的輸出信號(hào)輸出端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單脈沖電源，其特征在于所述中央控制單元為單片機(jī)；所述輸入設(shè)定單元為鍵盤；所述輸出單元為顯示屏。
專利摘要一種單脈沖電源，包括中央控制單元、輸入設(shè)定單元、光電隔離單元和驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述輸入設(shè)定單元的控制信號(hào)輸出端與所述中央控制單元的控制信號(hào)輸入端相連，所述光電隔離單元的脈沖電源控制信號(hào)輸入端與所述中央控制單元的脈沖電源控制信號(hào)輸出端相連，所述光電隔離單元的脈沖電源控制信號(hào)輸出端與所述驅(qū)動(dòng)單元的脈沖電源控制信號(hào)輸入端相連，所述驅(qū)動(dòng)單元的脈沖電源控制信號(hào)輸出端為所述單脈沖電源的脈沖電源輸出端。從而能對(duì)電壓、電流、脈沖的頻率和通斷比進(jìn)行修改和設(shè)定。
文檔編號(hào)H02M9/02GK202261076SQ20112035390
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者崔建勛 申請(qǐng)人:崔建勛