第30卷第11期 2013年11月
吉林化工学
院学报
JOURNAL OF JILIN INSTITUTE OF CHEMICAL TECHNOLOGY
文章编号：1007-2853(2013)11-0076-03
精密智能电镀电源的设计
艾学忠，金炳涛，柳仁禹
（吉林化工学院信息与控制工程学院，吉林吉林132022）
Vol. 30 No. 11 Nov.2013
摘要：介绍了精密智能电镀电源的设计方法，以C8051F410为核心，配合外围电路，通过自适应PID算
法，实现高效、高精度恒定电流输出功能，适用于贵金属电镀工艺过程的自动控制关键调：电镀电源；片上系统；PID；PWM
中图分类号：TH89
文献标志码：A
电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上薄层其他金属或合金的过程，从而来改善被镀金属的某些特性，由于某些贵金属具有优良的物理化学性能（如：高温抗氧化性和抗腐蚀性）、电学性能（优良的导电性、高温热电性能和稳定的电阻温度系数等）、高的催化活性以及强配位能力等，因此，针对于某些特殊领域，镀层一般以贵金属为主，比如镀金、镀铂、镀佬等等.但在传统的电镀行业中，由于贵金属电镀电源的输出电流精度不高，长期工作稳定性较差等回题，造成镀膜平均厚度不能达到预期指标，从而使电镀工艺的发展受到限制.针对这一现状，本文就基于C8051F410 片上系统的精密智能电镀电源进行设计研究
系统总体设计方案 1
设计方案如图1所示，以C8051F410片上系
统为核心输出电压、电流检测电路分别采集输出电压、电流，并将采集结果送至C8051F410片上系统的ADCO模块中进行模数转换.C8051F410 片上系统将设定值和实际输出值的偏差进行自适应PID运算，运算结果控制内部的PCA模块输出 16位的PWM信号，PWM信号经过功率放大电路和滤波电路处理后输出高精度的恒定电流.液晶显示模块显示当前的输出电流值、电压值、安分值以及运行时间.C8051F410片上系统的UARTO模块与RS485接口电路相连，通过现场总线的方式与PC机进行数据通信
2
电路
液
晶
接口电路按键接口电路
通信接口电路
C8051F410 片上系统
图1系统总体方案图
硬件电路设计
2.1
C8051F410外围电路
PWM驱动及滤波电路
输出电压检测电路
输出电流检测电路
C8051F410基本外围电路如图2所示[1-2) C8051F410片上系统是完全集成的低功耗混合信号片上系统型MCU，集成了A/D转换电路、PWM 信号发生电路，可以在很大程度上节省外围电路，内部可编程振荡器能够倍频至98M，运行速度能够满足控制要求，
2.2功率驱动及滤波电路
图3为系统的功率驱动及滤波电路，该电路实际上是降压式DC-DC变换电路[34].通过 C8051F410片上系统输出的PWM信号控制功率管Q2的导通和截止，利用电感L1和电容C5对脉动信号进行平滑滤波，输出稳定的电流.D4为续流二极管，在功率管Q2截止时为电感L1续流.三极管Q3和二极管D3构成功率管Q2的驱动电路，加快Q2的开关速度，降低Q2的耗散功率，达到提高功率变换电路效率的目的.电容C2 和电阻R9能够有效吸收功率管Q2的开关噪声
收稿日期：2013-09-11
作者简介：艾学忠（1970-），男，吉林省吉林市人，吉林化工学院教授，博士，主要从事测控技术，智能仪器仪表及机电
控制方面的研究
万方数据