請問脈沖電源工作原理
脈沖電源:impulsing power source 用戶的負載需要斷續加電,即按照壹定的時間規律,向負載加電壹定的時間,然後又斷電壹定的時間,通斷壹次形成壹個周期。如此反復執行,便構成脈沖電源。例如對於無極性電解電容器的老練工藝中,需要給電容器正向充電壹段時間,然後放電,然後反向給電容器充電壹段時間,然後放電,如此便形成正向→放電(斷電)→反向→放電→正向……,如此反復。 脈沖電源技術的基本工作原理 首先經過慢儲能,使初級能源具有足夠的能量;然後向中間儲能和脈沖成形系統充電(或流入能量),能量經過儲存、壓縮、形成脈沖或轉化等某些復雜過程之後,最後快速放電給負載。 [編輯本段]脈沖電源的主要研究方向 ①提高脈沖重復頻率。通過提高脈沖的重復頻率,不僅提高脈沖電源的平均功率,而且減小電源的體積和降低造價。 ②提高電源效率,降低電源自身能耗。 ③提高電源系統的可靠性,脈沖放電產熱和高頻電磁幹擾對系統可靠性造成嚴重的影響脈沖電源的應用 脈沖電源用於電鍍金、銀、鎳、錫、合金時,可明顯改善鍍層的功能性;用於防護-裝飾性電鍍(如裝飾金)時,可使鍍層色澤均勻壹致,亮度好,耐蝕性強; 脈沖電源用於貴金屬提純時,貴金屬的純度更高。脈沖電源優於傳統的電鍍電源,是電鍍電源的發展方向。 雙脈沖電源比單脈沖電源電鍍更細致,光潔度更好。雙脈沖電源的反向脈沖的陽極化溶解使陰極表面金屬離子濃度迅速回升,這有利於隨後的陰極周期使用高的脈沖電流密度,因而鍍層致密、光亮、孔隙率低;雙脈沖電源的反向脈沖的陽極剝離使鍍層中有機雜質(含光亮劑)的夾附大大減少,因而鍍層純度高,抗變色能力強。 雙脈沖電源適用於金、銀、稀有金屬、鎳、鋅、錫、鉻及合金等的電鍍;銅、鎳等的電鑄;電解電容的敷能;鋁、鈦等制品的陽極氧化;精密零件的電解拋光;蓄電池的充電等。脈沖電源的選擇 按電鍍工藝的不同要求,選擇脈沖電源: 普通電鍍工藝,容量小於3kW的整流器可以選擇單相輸入電源;而容量大於3KW時,為了防止電網電壓的不平衡,應選擇三相輸入電源。對波紋系數要求比較高的特殊電鍍工藝(鍍硬鉻等),波形的連續性尤為重要,可以選擇調壓器調壓的矽整流器或增加濾波器的晶閘管整流器。 特殊電鍍工藝對輸出波形也有壹定的要求,如壹次換向、周期換向、單向脈沖、雙向脈沖、直流疊加脈沖、直流疊加交流和多段混合波形等。產品的輸出波形不同,所對應的用途也就不同。電源生產廠家針對不同的輸出波形和用途,規定了不同的型號,因此根據需要的輸出波形,即可選擇電源種類。 脈沖電源的常見形式 方波脈沖是最基本的壹種脈沖電鍍的電流形式,壹般稱為單脈沖。由單脈沖演變而來的其它常用形式有直流疊加脈沖、周期換向脈沖、間斷脈沖等。其中屬於單向脈沖的有單脈沖、直流疊加脈沖、間斷脈沖等。單向脈沖是指電流方向不隨時間改變的脈沖波形;而周期換向脈沖是壹種帶有反向陽極脈沖的雙向脈沖形式。 1.單脈沖 單脈沖壹般簡稱PC,它除了在功能性電鍍中應用外,在用於鋁的陽極氧化時,可全面提高氧化膜質量和氧化速率,避免“起粉”、“燒焦”等現象;並由於周期性的電壓降低可阻止工件局部表面熱量的積累,從而減少由此而帶來的燒焦現象。 2.直流疊加脈沖 直流疊加脈沖是指在直流基波上疊加壹個方波脈沖。這種方法通常用於鋁的陽極氧化,主要優點是當用DC鍍方法不能形成均勻的氧化膜時,它能用於所有的鋁合金而生成均勻的氧化膜。另外,這種方法在鑄造、鍛造或機加工的鋁件上經短時間的陽極氧化就能形成25~300 ttm厚氧化膜,並且膜層具有較好的抗磨損和抗腐蝕能力。另外,直流疊加脈沖有時是用來增大脈沖電源的輸出功率,它的有效電流等於基波直流電流與脈沖平均電流之和。這種方法的電鍍效果與單脈沖的基本相當。 3.周期換向脈沖 周期換向脈沖電鍍習慣稱之為雙脈沖電鍍,簡稱PR鍍。應當指出,這裏所說的雙脈沖含義是雙向脈沖,是指在正向陰極脈沖之後引入反向陽極脈沖的電流形式,而非傳統意義上的兩個不同參數脈沖交替進行的雙脈沖形式。PR鍍所依據的電化學原理是,大幅度短時間的反向脈沖所引起的高度不均勻陽極電流分布,會使鍍層凸處被強烈溶解而整平。 4.間斷脈沖 間斷脈沖也叫間歇脈沖或脈動脈沖,是脈沖的壹種周期性中斷,也可看做是PR鍍的反向脈沖電流為零。這種情況由於有間歇時間的存在,利於放電離子的充分恢復,可使脈沖極限電流密度提高。另外,這種方法用於PR鍍的起鍍階段時,可減輕反向脈沖對基體金屬的腐蝕。間斷脈沖要求間歇時間能夠調節。