基于FPGA的多參數(shù)組合脈沖電鍍電源控制器設(shè)計(jì)研究及應(yīng)用.pdf

1、電鍍脈沖在細(xì)化結(jié)晶、改善鍍層物理化學(xué)性能、縮短電鍍周期、節(jié)約貴金屬等方面比傳統(tǒng)的直流電鍍有著無(wú)可比擬的優(yōu)越性。脈沖參數(shù)與鍍層結(jié)構(gòu)、性能之間有密切的關(guān)系，要想獲得更理想的沉積層，必須有效的控制脈沖參數(shù)，多參數(shù)組合脈沖電鍍電源逐漸顯示出普通單向脈沖和雙脈沖電鍍電源無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有多參數(shù)組合脈沖電鍍電源控制器的研究，多是以單片機(jī)、ARM處理器或者PLC為控制核心，外擴(kuò)其他邏輯電路完成系統(tǒng)控制任務(wù)，雖參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，但功能相對(duì)較少，不利于

2、優(yōu)化工藝。本課題的主要任務(wù)就是基于FPGA設(shè)計(jì)出高精度、高可靠性、高集成度和柔性化的多參數(shù)組合脈沖電鍍電源控制器，滿足生產(chǎn)需求，也便于在科研上尋求最優(yōu)的電鍍參數(shù)組合。
　　整個(gè)多參數(shù)組合脈沖電鍍電源控制器采用基于FPGA的SOPC的設(shè)計(jì)方式，實(shí)現(xiàn)了雙向不對(duì)稱脈沖參數(shù)(包括正、負(fù)脈沖頻率、占空比、脈沖個(gè)數(shù)以及正負(fù)脈沖交替運(yùn)行次數(shù)等參數(shù))的大范圍連續(xù)可調(diào)，同時(shí)該控制器還可設(shè)定正負(fù)脈沖恒流/恒壓幅值。該控制器可適應(yīng)不同的電鍍行業(yè)，具有良

3、好的通用性、柔性、實(shí)用性和可推廣性。本控制器系統(tǒng)由SOPC核心系統(tǒng)及其外圍硬件電路組成。
　　SOPC核心系統(tǒng)為面向目前脈沖電鍍電源的通用系統(tǒng)，對(duì)于不同系統(tǒng)需求，不需改動(dòng)SOPC核心板電路，僅需微調(diào)SOPC設(shè)計(jì)文件并增減相應(yīng)的外圍硬件電路即可。
　　采用Verilog HDL進(jìn)行了控制器SOPC設(shè)計(jì)，按照自頂向下的設(shè)計(jì)方法首先將該SOPC劃分成微控制單元和多參數(shù)組合脈沖發(fā)生兩個(gè)功能模塊，然后又將這兩個(gè)功能模塊繼續(xù)劃分成多個(gè)子