電鍍用脈沖電源的研制

　　4.1設計思路

　　以SG3525PWM芯片為核心進行控制系統的設計。通過用CD4017B芯片進行8分頻，對輸出最大占空比進行限制。主電路采用場效應管并聯。電壓斬波控制原理圖如圖2所示。

　　圖2電壓斬波控制原理圖

　　4.2主電路的選擇

　　因為主電路為電壓斬波，存在著大電流的沖擊，為此，本裝置采用場效應管并聯。選IR公司的產品FB180SA10比較適合，它的VDSS=100V，RDS(ON)=0.0065Ω，ID=180A(TC=25℃)或120A(TC=120℃)，同時，它用絕緣TO227封裝，易于并聯，內部電感量低。本裝置選用12只并聯。4.3控制與保護SG3525原理框圖如圖3所示。其具有5.1V溫度系數為1%的基準穩壓電源，誤差放大器，頻率為100Hz～400kHz(其值由外界電阻Rt，電容Ct決定)的鋸齒波振蕩器，軟啟動電路，同步電路，關閉電路，脈寬調制比較器，RS寄存器及保護電路。

　　圖3 SG3525原理圖.

　　利用SG3525的誤差放大器的1腳和2腳對輸出進行占空比的調節;在實際調試過程中發現，由于占空比較小，電壓比較器輸入電壓可以調節的范圍特別小，調試非常困難，為此特別設計了分頻線路即利用CD4017B十進制計數芯片及其外圍線路對SG3525的4腳振蕩器輸出信號進行8分頻，利用SG3525的10腳關機功能，封鎖SG3525的4腳輸出信號8個中的6個，使11和14腳各有1個脈沖輸出，見圖4、圖5。因為11腳最大占空比為48%左右，則分頻后實際輸出占空比最大為12%左右，最小占空比通過R7來確定。本部分的保護采取單周期限流保護，以場效應管的柵源電阻為采樣信號，當電流超過限定值時，通過SG3525的10腳將該周期驅動信號關斷，達到單周期保護。

　　圖4 SG3525的4腳與11腳正常情況下的波形圖

　　圖5 CD4017B及外圍線路輸入與輸出的仿真圖

　　4.4仿真與試驗

　　圖4給出了SG3525沒有分頻時，振蕩器輸出(4腳)CH1與PWM輸出(11腳)CH2的對應關系。由圖中可以清楚地看出振蕩器輸出脈沖出現在PWM脈寬的前后側各一個，其脈寬約在5μs～10μs，這個時間足夠CD4017B完成動作。圖5給出了CD4017B及外圍線路輸入輸出仿真圖。由圖5我們可以清楚看出CLK端輸入頻率1kHz脈寬為5μs的脈沖時，輸出OUT即D5～D9的陰極的波形與設計是相符的。經過濾波后，到達SG3525的10腳波形是比較規整的。為分析方便，同時給出了相關引腳的時序圖。同時，采取CLK上升沿翻轉，保證了控制時序的正確，采用封鎖6個脈沖，避免了干擾和初始狀態對輸出的PWM波形的影響。

　　5結語

　　該裝置投入運行后，經過將近一年的現場檢驗，證明運行穩定可靠，各項技術指標達到了設計要求，提高了電鍍產品質量，節省了電鍍時間，完全滿足該項工藝要求。