一种脉冲电源脉冲精度控制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种脉冲电源脉冲精度控制电路，该电路包括ＤＳＰ控制板，主控制板，按键显示板和开关电源主电路板；ＤＳＰ控制板与主控制板之间形成外环控制回路，主控制板采用ＰＷＭ控制技术形成内环控制回路。本发明专利技术方案建设性的采用数字加模拟的双闭环控制电路来控制脉冲基值和峰值，从而达到了较高的输出精度，双闭环控制方式包括内环控制和外环控制。本发明专利技术进一步解决了现有技术中控制电路的精度差不能满足使用要求和无法实现智能化的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及脉冲电源
，尤其涉及一种脉冲电源脉冲精度控制电路。
技术介绍
随着当前IT产业地飞速发展，对半导体元件、连接器、电路板的精度要求日益提 高，集成电路的小型化，终端产品的小型化，这就要求生产加工更小封装的元件和连接器、 更精细的电路板印制线和过孔、更精密的柔性电路板。这些快速发展的电子产品对电子电 镀行业提出了更高的要求，而整流器作为电镀生产的最主要动力，需要它提供了更加精确 可控的电能。更为重要的是当前世界范围内对减少能源消耗的意识提高到了空前的高度， 这对于高能耗的金属表面处理行业来说具有极高的挑战性。而脉冲电镀对于传统的直流电 镀来讲具有更高的效率，在相同的能量损耗下可以有着更高的产量，并且实验证明在脉冲 电镀条件下贵重金属(金，银等)的使用可以更少，而获得更为致密的镀层，这对于这一行 业来讲既节省了能量的消耗，又节约了贵重金属的使用。因此可以预见未来的金属表面处 理将会以脉冲电镀为主。脉冲电源在贵重金属电镀时有着很好的优势，而质量良好的脉冲输出波形起着至 关重要的作用，通常情况下需要输出方波如图1，而且幅值和时间精度在内方可保证电 镀质量。要达到这样高的精度，精度控制电路是必不可少的。而现有技术中尚不存在这样 的高精度控制电路。目前，现有的解决方案是采用普通8位或16位单片机处理器组成一个脉冲发生器 来控制脉冲输出，也有直接使用高性能处理器如DSP (Digital SignalProcessing数字信号 处理器)直接控制功率元件输出的单闭环控制模式。如果采用纯模拟控制方案，那么在脉冲控制上就会有着很大的实现难度，因为脉 冲输出本身就是离散的，而模拟控制是连续的，需要用纯硬件电路来实现。这样要么硬件电 路非常复杂，实现控制功能成本很高，可靠性和可维修性大大的降低，要么只能实现简单功 能控制，电压、电流和脉冲波形的控制精度很差，不能满足使用要求和智能化的需求。如果采用纯数字控制方案，目前使用的数字处理器主要是单片机和DSP，后者在速 度和性能上有着巨大的优势。以美国德州仪器工业股份有限公司的C28XX系列的DSP为例， 该处理器是专门针对工业控制的一款优秀的处理器，具有100MHz的工作时钟，由处理器内 部PWM(Pluse Width Moudlation脉冲宽度调制)提供开关驱动信号，应对当前开关电源 几十千赫兹的工作频率已经是足够了，但是用来调制高频开关信号时便会出现问题。实验 证明无论算法如何先进都不能很好保证输出脉冲的波形和精度，有时会出现丢失脉冲的现 象，所以DSP无法对脉冲的波形进行及时和精准的控制，完全依赖数字处理器会造成整个 系统的控制缺失。还有的就是数字加模拟的方式，这样的基本做法就是电源的PWM驱动信号由模拟 的方式来实现，而数字电路部分负责人机界面和脉冲调制的控制。但是由于目前该方案通 行的控制方案只有一个内闭环控制环路，这就导致了有时候会出现脉冲基值和峰值精度低的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种脉冲电源脉冲精度控制电路， 以解决现有技术中控制电路的精度差不能满足使用要求和实现智能化的问题。实现本专利技术的技术方案如下一种脉冲电源脉冲精度控制电路，包括DSP (Digital Signal Processing数字信 号处理器)控制板，主控制板，按键显示板和开关电源主电路板；DSP控制板与主控制板之 间形成外环控制回路，主控制板采用PWM(Pluse WidthMoudlation脉冲宽度调制)控制技 术形成内环控制回路。所述开关电源主电路板向主控制板提供反馈信号、BLOCK信号和限流信号。所述主控制板内环控制电路包括PWM控制器、电压电流采样放大电路 CPLD (Complex Programmadle Logic Device复杂可编程逻辑器件)可编程芯片、模拟多路 复用器及驱动芯片；其中，主控制板对电流和电压反馈信号经过运算放大电路进行放大，放 大后的信号再经过PWM调制和CPLD驱动脉冲整形，驱动信号经过变压器耦合送至功率管， 主控制板根据限流信号和BLOCK软关机信号进行相应的输出调整。所述DSP控制板与按键显示板、主控制板及开关电源主电路板分别进行交互；其 中，DSP控制板与开关电源主电路板的交互内容包括控制主电路的缓启动、主电路风扇的启 停和调速、RS-485通讯数据交换、继电器信号输出，并接受主电路上的功率板温度信号、初 级电压检测。所述外环控制回路的信号流动包括，DSP控制板接收主控制板的电压、电流和异常 检测信号，并回输基值设置、峰值设置和脉冲调制信号，同时建立主控制板与按键显示板之 间显示信号及控制信号的连接。所述外环控制回路通过比较器完成电压、电流的基值和峰值与由A/D采样处理的 反馈信号之间的比较环节。所述比较器环节包括连续恒压比较，连续恒流比较，脉冲电压基值比较，脉冲电 压峰值比较，脉冲电流基值比较，脉冲电流峰值比较。所述DSP控制板中的三组模拟多路复用器选定CV/CC控制、输出模式控制、脉冲调 制控制三个外加控制信号，并将其作为内环设定信号输入到内环控制回路。所述DSP控制板采用PID控制算法，其运行步骤包括a、初始化各外设，读取运行参数；b、扫描按键显示板是否有按钮按下，如果有则进行进入按钮事件处理子程序并执 行步骤c，如果没有则进行步骤d ；c、根据用户的操作，保存更改的参数，并进入步骤e ；d、扫描是否有旋钮调节，如果有旋钮调节，则进入旋钮调节事件处理子程序并执 行步骤c ；如果没有旋钮调节，则进入步骤e ；e、判断电源工作模式是否是连续输出；如果是则执行步骤f，如果不是则执行步 骤g;f、对信号采样滤波后测出电压电流有效值，进行外环PID控制及DA输出，并执行步骤h ；g、采样滤波电源输出的基值和峰值，并执行步骤h ；h、判断是否到了 1/4秒时钟中断，如果没有到，则转到主循环程序的开始；如果到 了 1/4秒时间，则统计安时及进行控制节点信号输出，并执行步骤i ；i、判断电源是否工作在连续恒流输出模式，如果是则对电流输出的非线性段进行 补偿，并输出脉冲调制控制信号；如果不是则直接输出脉冲调制控制信号，并执行步骤j ；j、判断电源是否在连续输出模式，如果不是则根据脉冲设置计算PID脉冲输出外 环控制信号来控制脉冲精度，进行显示和I/O 口输出处理，如果是则直接显示和I/O 口输出 处理，并至此返回完成主循环。本专利技术与现有技术相比，有以下优点1、本专利技术建设性的采用数字加模拟的双闭环控制电路来控制脉冲基值和峰值，从 而达到了较高的输出精度。2、本专利技术的具体实施例经过大量的实验证明该控制电路符合脉冲电源输出精度 的控制要求，从而使脉冲电源在贵重金属电镀方面发挥了巨大的优势。3、由于电源处于不同的工作模式使得控制电路的比较器数量会比较多，本专利技术中 采用了模拟多路复用器对信号进行选择，从而减少了控制比较器的数量，及减少了模拟控 制元件的数量，有效防止了资源浪费。附图说明图1是本专利技术脉冲电源脉冲精度控制电路的脉冲输出波形示意图；图2是本专利技术硬件电路结构示意图；图3是本专利技术控制回路示意图；图4是本专利技术主控制板模块电路示意图；图5是本专利技术DSP控制板模块电路示意图；图6是本专利技术精度控制软件流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲电源脉冲精度控制电路，其特征在于：该电路包括ＤＳＰ控制板，主控制板，按键显示板和开关电源主电路板；ＤＳＰ控制板与主控制板之间形成外环控制回路，主控制板采用ＰＷＭ控制技术形成内环控制回路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓洪，郑雷，
申请(专利权)人：北京华浩森科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]