应用于印刷电路板的高效双向脉冲电源

• 作 者: 宋宁宁
• 机 构: 山东大学
• 出 处: 山东大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 印刷电路板 脉冲电镀 双向脉冲电源 方波电流 PID控制 全桥切换

在电路板生产过程中,普遍采用电镀的方法实现各种孔的金属化。对于密度较低的单面板,采用常用的直流电源即可满足要求;对于密度较高的多面板,常规的电镀电源存在加工时间长、镀层厚度不均匀等问题,已不能满足要求。因此,研究一种电镀速度快、镀层均匀、电镀效率高的新型电镀电源势在必行。本文主要研究内容如下:　　
本文首先介绍了电镀电源的历史、现状和发展趋势,介绍了不同波形的电镀工艺和技术方法。通过对脉冲电镀的原理分析可知,合理选择脉冲参数,可以保证脉冲电镀镀层均匀、电镀效果好。　　
本文对多种电压变换电路进行了方案论证、比较分析,主电路最终选取了双路Buck降压型变换电路,通过合理配置电路参数及控制策略,在Buck电路输出端得到恒定的电压。两路Buck电路通过H桥变换电路,可得到两路方波输出。　　
系统通过芯TL494实现PWM控制,通过PID实现闭环控制。全桥切换和数据通信通过单片机ATMega16完成。同时,为保证系统安全可靠工作,论文进行了可靠性设计。　　
实验结果表明设计的电路拓扑结构能够满足系统要求,可以输出稳定的方波电流,电流幅值、上升下降沿陡度等性能均满足要求。由单片机组成的控制系统可实现电镀参数的完全可控,正向电流大小、脉宽,负向电流大小、脉宽,间隔时间、工作时间均可由程序控制。作者经过大量实验,系统工作稳定,电镀效果好,保护电路可实现过热自动断电,可实现正向最大50A,反向最大100A的脉冲电流输出,波形稳定,完全达到设计要求。