2025/12/23 16:38

電鍍(du)整流器分類有哪(na)些？

　　電鍍屬于電解(jie)加工過程。不言而(ér)喻，電源的性能、類(lèi)型、特㊙️征等因🌍素必(bì)将對電鍍工藝過(guò)程産生重要影響(xiang)。特别是在現代電(dian)❓鍍技🔆術飛速發展(zhǎn)的今天，電鍍電源(yuan)更具有重要地位(wei)。因此，了解電鍍電(diàn)源對電鍍🐕工藝過(guò)程的影響很有必(bi)要。

　　1 整流器的基本(ben)原理及類型

　　1.1 傳統(tǒng)矽整流器

　　矽整流(liú)器使用曆史長，技(jì)術成熟，是整流器(qì)主流産品。

　　1.1.1 整流電(dian)路。工業生産中一(yī)般采用三相調壓(yā)器調壓，50Hz三相🌐工頻(pín)變壓器降壓的普(pǔ)通矽整流器。各種(zhong)整流電路獲得的(de)均是脈動直流電(dian)，不是純直流，或多(duo)或🌈少地含有交流(liu)成分。為了比較脈(mò)動成♋份的多少，可(kě)用紋波系數來表(biao)示，其含義為交流(liú)成份在直流成分(fèn)中占的百分比，其(qi)數值越小，交流成(cheng)份越少，越接近純(chun)直流。

　　各種整流電(diàn)路的波動系數不(bu)同。其由大到小的(de)次序🌈為：三相半⛷️波(bo)整流、三相全波橋(qiáo)式整流或帶平衡(héng)電抗器的六相☂️雙(shuāng)反星形整流。其中(zhong)後者工作時整流(liú)元件💃🏻并聯導通，波(bō)形最為平滑，整流(liú)效率較高，工作也(yě)較為可靠，時最為(wei)常用的一種。

　　為了(le)獲得低紋波輸出(chū)，則必須采用濾波(bo)或其它特💋殊措施(shī)🙇‍♀️。利用❗電容、電感貯(zhu)能元件進行濾波(bō)，是将脈動直👣流轉(zhuan)變為較為平滑的(de)直流的常用措施(shi)。但實際生産中，除(chú)試驗用的小型整(zheng)流器之外，工業生(sheng)産基本上不🏃🏻進行(hang)濾波❓。特殊情況可(kě)使用大電感。電容(rong)在低電壓、大電流(liú)情況下不适用于(yu)濾波。電容濾波🐉，對(dui)工頻整流隻适合(hé)于非常小功率的(de)整流電源。例🆚如輸(shū)出10A的單相全波整(zhěng)流器，要達到低紋(wen)波輸出，其濾波電(diàn)容要達0.1F以上。随着(zhe)頻率的提高，所需(xu)電容量💃減小。

　　可控(kong)矽利用改變可控(kòng)矽管導通角來調(diao)整輸出平✨均直流(liu)大小✔️的普通可控(kong)矽整流器，可控矽(xi)管輸出的是間斷(duan)📱脈沖波，其🏃紋波系(xi)數的受導通角控(kong)制，輸出紋波系數(shù)大于普通矽整流(liú)電路。特别是在使(shǐ)用電流低于額定(ding)電流⚽較大的情況(kuang)下，輸出❌波形脈動(dòng)系數更大。

　　它采用(yong)工頻變壓器将交(jiāo)流輸入電壓轉變(biàn)為較低(IOV～20V)交流電壓(yā)，再通過可控矽進(jìn)行整流和調壓。控(kòng)制機理是通過控(kong)制電路對可控矽(xi)的導通角進行控(kong)制來實現輸出電(diàn)壓和電流的調節(jiē)。此種電源的缺點(diǎn)是體積大、重量重(zhong)、噪音大、耗電大、波(bō)紋大。随着生産🈲工(gong)藝對鍍層質量及(jí)自動控制的要求(qiú)🆚越來越高，以🧑🏾‍🤝‍🧑🏼及人(ren)們對節能及環保(bao)意識的增強，在PCB電(dian)鍍中已逐漸淘汰(tài)。它主要使用在電(diàn)流較大的工業電(diàn)鍍上。

　　1.1.2.整流元件類(lèi)型

　　整流元件即通(tōng)常所說的二極管(guǎn)。由于整流器所有(yǒu)的輸出電㊙️流👌都要(yào)經過整流元件，因(yīn)此，可以說是整流(liu)器的心髒。整📞流元(yuan)件分🏃🏻為矽整流元(yuán)件和可控矽整流(liu)元件二種。鍍鉻整(zhěng)流器主要使用矽(xi)整流元件✔️。雖然可(kě)控矽技術已有了(le)長足的發展，且在(zai)電鍍上應用也日(rì)趨增多，但筆者還(hai)是推薦使🎯用矽整(zhěng)流器㊙️。其原因主要(yào)是💞波形問題。可控(kòng)矽整流是采用控(kong)制整流元件導通(tong)時間與截止時間(jian)長短來控制電流(liú)的。整流器滿負荷(hé)使👅用時波形好。但(dàn)輸出電流較小時(shi)電流波形變差。電(diàn)流越小，波🔞形越差(chà)。而矽整流器🛀輸出(chu)電流大小對👌波形(xíng)幾乎無影響。

　　1.2 高頻(pín)開關整流器，也叫(jiào)開關電源

　　一種新(xīn)型電鍍電源設備(bei)-高頻開關電源。它(ta)兼有矽整流器的(de)波👌形平滑性優點(dian)及可控矽整流器(qi)的調壓方便的⛷️優(yōu)點，電流🈲效率最高(gāo)(可達90%以上)，體積最(zui)小，是大有前途的(de)整流器。制造技術(shù)已解決了功率問(wèn)題，數千安培至上(shang)萬安培的大功率(lü)開關💚電源已進入(rù)生産實用階段。

　　它(ta)将交流電網經EMI防(fang)電磁幹擾線路濾(lü)波器，直接整流、濾(lü)波，經變換器将直(zhí)流電壓變換成數(shu)十或數百kHz的高頻(pín)方波，經高頻變壓(yā)♌器隔離、降壓，再經(jing)高頻濾🌈波輸出直(zhi)流電壓。經取樣、比(bi)較、放大及控制、驅(qū)動電路，控制變換(huàn)器中功率管的占(zhàn)空比，得到穩定的(de)輸出電壓(或輸出(chū)電流)。

　　高頻開關整(zheng)流器的調整管工(gong)作在開關狀态，功(gong)率損耗小，效率可(ke)達到75%~90%，體積小、重量(liàng)輕，而且精度、紋波(bo)系數均優于矽整(zheng)流器，在全輸出範(fan)圍内都能達到生(sheng)産所要求的精度(du)。它❌具有自我保護(hù)能力，可以在帶載(zai)的情況下任意啟(qi)停。它能極方便的(de)同計算機進行連(lian)接，給自動化生産(chǎn)中帶來了極大的(de)方便，在PCB電鍍行業(ye)中🏃‍♂️得到廣泛的應(ying)用。

　　電鍍用高頻開(kai)關整流器的主變(biàn)換結構有正激式(shì)、半💞橋式、全橋式等(děng)，其中既有脈寬調(diao)制(PWM)的“硬開關”電路(lu)，又有熱門的移相(xiang)控制“軟開關”電源(yuán)電路。

　　脈寬調制(PWM)高(gāo)頻開關整流器，工(gong)作頻率大都低于(yú)50 kHz，采🏃🏻‍♂️用電🐕壓或電流(liú)反饋控制。它是通(tōng)過中斷功率通量(liang)和調節占空比方(fang)法，改變👅驅動電壓(yā)脈沖寬度來調整(zheng)輸出電流，使🏃‍♂️器件(jiàn)工作在“硬開關”狀(zhuàng)态，即強迫導通(電(diàn)壓不為零時)或強(qiang)迫關斷(電流不為(wéi)零時)，使開關功率(lü)管開關期間同時(shi)存在高壓與📧大電(dian)流的交叉，因此開(kai)關損🌈耗大，尖峰幹(gàn)擾強。變壓器漏感(gan)與大電流變化率(lǜ)激起的高壓尖峰(feng)，不僅易損壞功率(lǜ)管，還産生明顯的(de)電磁輻射，降低了(le)可靠性和電源效(xiao)率。

　　開關電源其頻(pin)率已達音頻，通過(guò)濾波實現低紋波(bō)輸出🔱更為簡便易(yì)行。而且穩流、穩壓(yā)等功能更易實現(xian)。

　　1.3 脈沖電源設備

　　随(suí)着電力電子科學(xué)技術的發展，電鍍(du)整流器正在由⛷️單(dan)一功🤩能向多功能(néng)發展。由于脈沖電(diàn)源主要是由嵌💯入(ru)式單片計算機等(děng)🤩進行控制，因此，除(chú)實現脈沖輸出之(zhi)外，一般具備多種(zhǒng)控制功能。

　　1.3.1.自動穩(wěn)流穩壓。傳統矽整(zhěng)流器電流或電壓(yā)無法自動穩✊定，随(sui)電網電壓的波動(dong)而波動。而脈沖電(diàn)源則擁有高精度(dù)的自動調節功能(néng)。如電網三相電壓(yā)波動達上百伏時(shí)，脈沖電🚶源輸出電(diàn)壓可以幾乎不變(bian)。脈沖電源的自動(dòng)調節功能一般具(jù)有二種模式：

　　第一(yī)，恒電流限壓模式(shi)。當電鍍工藝參數(shu)，如零件面積🌈、溫🛀🏻度(du)🏃、濃度🤩、酸堿度等工(gōng)藝條件發生改變(biàn)時，常規整流器電(diàn)♉流會發生波動。而(ér)恒電流模式下，輸(shū)出電流自動恒定(dìng)在設定值🈲不發生(sheng)改變。這對需精确(què)計💜算硬鉻厚度情(qíng)況下是很有用的(de)。采用恒流模式時(shi)💜的限壓功能目的(de)是保護設備不被(bèi)燒⛷️壞。

　　第二，恒電壓(ya)限流模式。當電鍍(dù)工藝參數發生改(gai)變時，輸出電⛱️壓自(zi)動恒定在設定值(zhi)不發生改變。這種(zhong)模式👨‍❤️‍👨硬鉻電鍍不(bu)常使用，但對于鋁(lü)氧化着色則大有(yǒu)作用。

　　1.3.2 多段式運行(hang)模式。鋁陽極氧化(hua)或硬鉻電鍍時，往(wang)往需要進行反向(xiàng)電解、大電流沖擊(jī)、階梯送電等操作(zuò)。傳統電源隻能靠(kao)手工實✌️現。而具有(you)多段式運行模式(shi)的脈沖電源則隻(zhi)需提前設定，生産(chan)時可自動按順序(xù)進行🧑🏽‍🤝‍🧑🏻自動調節。這(zhe)一功能對硬鉻電(dian)鍍是非常👉有用的(de)。國産脈沖電源已(yi)達到三段式運行(háng)，每一段時間可在(zài)0～255秒内調節設定。

　　1.3.3 雙(shuang)向脈沖功能。正負(fù)脈沖頻率、占空比(bǐ)、正反向輸出時間(jian)均可獨立調節，使(shǐ)用靈活、方便。配合(he)硬鉻電鍍工藝，可(kě)獲得不同物⁉️理性(xìng)能的鍍層。

　　1.3.4 直流疊(die)加功能。輸出正反(fan)向脈沖電流的同(tóng)時，由同一📱台電源(yuan)疊加輸出一純直(zhi)流成分，更拓寬了(le)脈沖電源的使用(yòng)範圍及用途。

　　近幾(jǐ)年來，國産多功能(néng)脈沖電源技術已(yi)趨于成熟，其中❤️脈(mo)⛷️沖波👈形垂直程度(du)，波形平穩程度、穩(wěn)定性、抗㊙️幹擾👉性等(děng)指标達到😄甚至超(chāo)過了國外水平。

　　直(zhí)流電源波形對電(diàn)鍍質量有突出的(de)影響，例如：高頻率(lǜ)定脈寬高頻穩壓(yā)/穩流脈沖電源電(diàn)鍍時會産生特殊(shu)效應，這🌈也是普通(tōng)✍️直流電源電鍍無(wú)法達到的效果，有(yǒu)些現象還不📞能用(yòng)常規電化🚶‍♀️學理論(lùn)來加以解釋。而直(zhí)流波形對電鍍沉(chen)積的影響還難以(yǐ)從理論上進行預(yù)測，隻能通過大量(liang)的試驗來作相對(duì)👌比較，篩選出适宜(yí)的波形。

　　近幾年來(lái)新出現的零電壓(ya)轉換(zvT)和零電流轉(zhuan)換(ZCT)技術，或者稱“軟(ruǎn)開關”技術，綜合了(le)PWM 開關與諧振變換(huàn)技㊙️術兩者的優點(diǎn)：既有脈沖方波高(gao)效傳遞功率和恒(heng)🐆頻控制便于優化(hua)參數，又有諧振技(jì)術的低損耗和零(ling)電壓轉換的特點(dian)。這種“零開關”技術(shù)充分利用變壓器(qi)的漏感于功率管(guǎn)的輸出結電容之(zhī)間的諧振，産生滿(mǎn)足零🔞電㊙️壓導通和(hé)零電流截止的條(tiáo)件🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，在開關管導通(tōng)時電壓為零，截止(zhǐ)時流經☁️開關管的(de)電流為零。因此大(dà)大減少了功率管(guan)的開關電壓、電流(liu)應力和尖刺幹擾(rao)，降低了功耗，開關(guān)效率明顯提🔴高。

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