数字单脉冲电源在电镀中的应用

　　引言：

　　随着社会生产力的发展和市场经济的日益繁荣,特别是我国加入世界贸易组织后,我国的电镀行业遇到更多的机遇与挑战。

　　电镀,即采用电化学的方法使金属离子还原为金属,并在金属或非金属制品表面形成符合要求的平滑、致密的金属覆盖层。电镀后的镀层性能在很大程度上取代了原先基体的性质,起到了装饰与防护的作用。随着科学技术与生产力的提高,电镀工艺已经在各个领域发挥着不可替代的作用。

　　电流通过镀槽是电镀的必要条件,镀件上的金属镀层就是在电流流过电镀槽时所产生电化学反应而形成的。

　　根据电镀的基本原理,改进电镀质量有两个方法:调整电镀溶液;改进电镀电源。现实中人们广泛采用改进电镀电源的方法来提高电镀的性能。在电镀电源的发展过程中,由全控型电力电子开关构成的脉冲电源是电镀电源的一次革命。这种电源体积小、性能优越、纹波系数小、不易受输出电流的影响。

　　1脉冲电源电镀的基本原理：

　　脉冲电源电镀是一项新的电镀技术。它的特点是由脉冲电流对电极过程动力学的特效影响所决定的,其中最重要的是对传质过程中的影响。在直流电镀时,镀液中被镀出的金属离子在阴极表面附近溶液中逐渐被消耗,造成了该处被镀金属离子与溶液中该离子的浓度出现差别。这种差别随着使用的电流密度的增高而加大。当阴极附近液层中的该离子的浓度降到0时,就达到了极限电流密度,传质过程完全受到扩散控制。

　　但在脉冲电镀时,由于有关断时间的存在,被消耗的金属离子利用这段时间扩散、补充到阴极附近,当下一导通时间到来时,阴极附近的金属离子浓度得到恢复,故可以使用较高的电流密度;因此脉冲电镀时的传质过程与直流电镀时的传质过程的差异,造成了峰值电流可以大大高于平均电流,促使晶体形成的速度远远高于晶体长大的速度,使镀层结晶细化,排列紧密,孔隙减小,电阻率低。

　　并且直流电镀时的连续阴极极化电位下的各种物质在阴极表面上的吸脱附过程与脉冲条件下的间断高阴极极化电位下的吸脱附过程的机理有了很大的差异,造成了同样的溶液配方及添加剂在电源波形不同时,表现的作用差异也很大。

　　脉冲电源其电流呈脉冲方式流动,并可在瞬时产生高密度电流;因此,在电镀时能将底层均匀地涂覆到镀件上,并使之加速,提高了效率;镀件表面均匀、细致,使金银等贵重金属得到很大的节约。由此可以看出,可以调节占空比及频率的脉冲电镀电源,尤其是开关电源,将随之得到广泛的应用。

　　2数字单脉冲电源硬件系统框架：