專利名稱：電鍍用電流波形與電量控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于NI-W-P脈沖電鍍的電流波形與電量控制器。具體地說，是一種頻率、占空比、電量分別可調(diào)和指示的斬波器。
現(xiàn)有的NI-W-P鍍層是通過化學鍍方式所獲。該鍍層具有良好的機械性能。因化學鍍的通病是難以得到厚鍍層，且鍍液壽命短促、性能不穩(wěn)，壽終溶液無害化處理費用大，導致生產(chǎn)成本居高不下，從而至今未能工業(yè)化生產(chǎn)。即將公開的由郭秋豐發(fā)明的以電化學途徑獲得該鍍層的工藝需使用脈沖電源?，F(xiàn)有電鍍用脈沖設(shè)備因技術(shù)、器件等歷史原因，容量偏小，功能、結(jié)構(gòu)不盡合理，且售價高昂，不利于脈沖電鍍工藝的推廣。本實用新型即為此而設(shè)計。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的由可調(diào)振蕩器和通斷比控制器產(chǎn)生電鍍規(guī)范所需頻率和通斷比的控制波形，經(jīng)緩沖后控制主開關(guān)對流過電鍍槽的電流進行斬波控制。該電流波參數(shù)由頻率表、峰值電流表、通斷比開關(guān)和安培小時計分別顯示。
以下通過本實用新型實施例的附圖對本實用新型做進一步詳述。


圖1是本實用新型的電路框圖；圖2是本實用新型實施例的可調(diào)振蕩器1和可調(diào)分頻器2；圖3是本實用新型實施例的通斷比控制器3和緩沖器4；圖4是本實用新型實施例的分流器6和主開關(guān)5；圖5是本實用新型實施例的電流信號放大器7、比較器8和峰值電流表10；圖6是本實用新型實施例的頻率指示電路9；圖7是本實用新型實施例的電量控制與指示電路11。
由
圖1，可調(diào)振蕩器1產(chǎn)生約1-106Hz方波信號，可調(diào)分頻器按需將其1--------4096分頻后送入通斷比控制器3。該信號由4緩沖后，一路去頻率表9予以顯示，一路控制主開關(guān)5，將由電鍍槽來并經(jīng)過取樣分流器6的直流電斬成電鍍規(guī)范所需波形后返回整流設(shè)備。由分流器6取出的電流信息經(jīng)放大器7予以比例放大后，一路由峰值電流表10顯示該電流的峰值，一路作用于電量控制與指示電路11的VCO入端，所生方波經(jīng)計數(shù)后以LED顯示。此電量間接顯示出鍍層厚度和鍍液中不能靠陽極補充的成分的耗量。另一路經(jīng)比較器8后，倘有過流，則作用于充作通斷比控制器3的4-16線譯碼器的INH端，使之輸出無效電平而切斷主開關(guān)，保護設(shè)備。
圖2繪出了本實施例的振蕩器1和分頻器2。圖中，IC1(CD4046)和接于其P6、7間的C、P11的R及P9的W滑臂構(gòu)成了可調(diào)振蕩器1。調(diào)節(jié)W滑臂的位置即可改變IC的VCO的輸入電位，使頻率線性變化。D1、D2是為了消除電位控制的盲區(qū)。IC2(CD4040)和波段開關(guān)K則構(gòu)成可調(diào)分頻器。改變K的刀位可達到1-12級二分頻。W用于細調(diào)，K用于粗調(diào)。
圖3示出了通斷比控制器3和緩沖器4。圖中，由IC1-1/2四位二進制計數(shù)器CD4520與IC2-四線十六線譯碼器CD4515和開關(guān)K1-K16、二極管D1-D16、電阻R4構(gòu)成通斷比控制器3。依此閉合K1、K2---K16即可得到1/15、2/14---16/0的通斷比。設(shè)在面板上的開關(guān)K1---K16的狀態(tài)即可指示通斷比。接于IC2INH端的由G1、G2、R1-R3、AN1、AN2、D1組成的雙穩(wěn)FF，可被來自比較電路8、電量控制與指示電路11的有效電平和AN2所翻轉(zhuǎn)，AN1為復位鈕，按之，可使已翻轉(zhuǎn)的FF返回，使IC2恢復工作。R4-R7、FET1-FET3構(gòu)成緩沖器4，用以將定好頻率和通斷比的信號電流緩沖放大到足以推動主開關(guān)5的功率電平。采用源極輸出的目的在于減少主開關(guān)電路5的上升和下降時間。
圖4的FL為分流器6，由R1、R2與FET組成主開關(guān)5。FL為普通表用分流器。FET為根據(jù)設(shè)備的電流容量并聯(lián)在一起的數(shù)個至數(shù)十個MOSFET。R1為防止高頻寄振的消振電阻；R2為柵極的泄放電阻。
圖5是放大器7、峰值電流表10和比較電路8。圖中，R1-R7、W、ICA-1/2LF353構(gòu)成放大器8。自FL6C點來的電流信號接于本圖C點，通過R7流入IC的P3。R1、R2和W為IC的調(diào)零電路。放大后的信號由P1輸出。D1、C1、電壓表構(gòu)成峰值電流表。R8、R9和LF353的另一半、D2、R10與光耦GO則構(gòu)成比較電路8。當VC1超過由R8、R9設(shè)置的給定電壓時，P7輸出高電平，通過D2、R10使GO的發(fā)光管通導發(fā)光，使接于圖3的FF翻轉(zhuǎn)，G2輸出高電平，作用于INH端，從而其Q1---Q16均輸出無效的高電平，導致FET2和FET3的輸出端B為低電平，主開關(guān)5關(guān)閉。
圖6是專為本實用新型設(shè)計的頻率指示電路9。圖中，時基電路NE7555和R3、C3(C4)、C2構(gòu)成單穩(wěn)電路，R1、R2為偏置電路，C1為輸入電容，自緩沖器4的B點來的信號通過C1輸入IC的P2。由于R3、C3的時間常數(shù)小于工作頻率，P3的輸出平均電壓便隨輸入的頻率而變。KB為量程轉(zhuǎn)換開關(guān)。撥動KB，改變串入表頭的電阻，可使該頻率計的滿度值為100、250、1K、2.5K、10KHZ。KB1是在滿度值為100--1KHZ時將C4并于C3，以加大時間常數(shù)。R4-R8為量程電阻。
圖7是本實施例的電量控制與指示電路11。自放大器7的D點來的電流信號經(jīng)R1、C1組成的一階LPF進入由IC1(4046)、R2、C2組成的VCO。調(diào)整R2或C2的值，可使本AH計得以校正。K是換檔開關(guān)，改變其刀位，選擇與R2并聯(lián)的R2`1-R2`5的值，使VCO的自由振頻提高合適倍率，以適應(yīng)各種電量的量測。由VCO所生方波，經(jīng)IC2-IC4做六級十進制計數(shù)，計數(shù)結(jié)果由IC3-IC8分別譯成7段顯示碼，由LED示之。D1-D24、K1-K24、R3和N1組成符合電路。當K1-K24預置的電量數(shù)值與計數(shù)器輸出的十進制BCD碼相符時，由D1-D24、R3和N組成的與非門電路輸出有效的低電平，作用于圖3中的E點，使由G1、G2組成的雙穩(wěn)FF翻轉(zhuǎn)，IC2的INH端得高電平，其輸出端便輸出無效電平使主開關(guān)5關(guān)閉，結(jié)束電鍍過程。由于IC5-7、8-10組成的上4位計數(shù)、譯碼與圖中詳繪的下2位完全相同，故以虛框示之，不再詳繪。一端接正電源另一端接各計數(shù)IC的CR的AN、R4構(gòu)成清零電路。無論何時按下AN，均可使AH計的數(shù)碼歸零。
本實用新型所述的本實施例系專為1500LNI-W-P中試設(shè)計試制。其參數(shù)為峰流0-1KA；頻率0-10KHZ、二分頻十二檔粗調(diào)且每檔均可連續(xù)細調(diào)；通斷比1∶15-16∶0，1/16級進；電量顯示六位有效數(shù)字，指示、控制范圍9.99999---99999.9AH。整機采用通用CMOS器件，主開關(guān)亦為MOSFET，具有較高的噪聲容限而適于工廠的生產(chǎn)環(huán)境且成本亦可大幅下降---本實施例的材料費用電子部分僅數(shù)百元。經(jīng)實驗，本實用新型亦可用于ZN、CU等鍍種。本實用新型的實施，將加速我國脈沖電鍍工藝的普及。
權(quán)利要求1.一種電鍍用電流波形與電量控制器，其特征在于由可調(diào)振蕩器(1)、可調(diào)分頻器(2)、通斷比控制器(3)、緩沖器(4)依次串連后，一路接頻率顯示器(9)、一路接主開關(guān)(5)的控制端，主開關(guān)(5)的主電流經(jīng)分流器(6)串于整流設(shè)備與鍍槽之間，分流器(6)的取樣端接放大器(7)的輸入端，峰值電流表(10)、電量控制與指示電路(11)和比較器(8)均接于放大器(7)的輸出端，比較器(8)的輸出接通斷比控制器(3)的INH端組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征為所述的可調(diào)振蕩器(1)和分頻器(2)由VCO和電位器、12級2進制計數(shù)器和波段開關(guān)按頻率發(fā)生器和分頻器的程式連接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征為所述的通斷比控制器(3)由4位2進制計數(shù)器和4-16線譯碼器與外圍D1-D16、K1-K16、R1-R6、FET組成的或門電路組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征為所述的緩沖器(4)和主開關(guān)(5)由緩沖器(4)由FET2、FET3組成的源極輸出器構(gòu)成，主開關(guān)(5)由根據(jù)設(shè)備容量所需并聯(lián)在一起的若干MOSFET組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征為所述的電流信號放大電路(7)由1/2LF353和外圍元件按比例放大器聯(lián)接組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述控制器，其特征為所述的頻率指示電路(9)由時基電路及外圍元件構(gòu)成的不可重觸發(fā)單穩(wěn)電路和換檔開關(guān)K及阻容元件與電壓表構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述控制器，其特征為所述的電量控制與指示電路(11)由VCO與外圍元件、換檔開關(guān)K、換檔電阻R2`1-R2`5構(gòu)成的電流-頻率變換單元、雙十進計數(shù)器構(gòu)成的計數(shù)單元、D1-D24、K1-K24、R3、反相器N構(gòu)成的與非門即符合單元、BCD-7段譯碼器與LED數(shù)碼管構(gòu)成的指示單元及由接于各計數(shù)IC CR端的R6、AN構(gòu)成的清零單元組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述控制器，其特征為所述的保護電路由1/2LF353與外圍元件構(gòu)成的比較單元、光耦、與非門G1、G32構(gòu)成的雙穩(wěn)單元與用于復位的AN構(gòu)成。
專利摘要本實用新型是一種電鍍用電流波形與電量控制器，其特征為主開關(guān)(5)經(jīng)分流器(6)串聯(lián)于鍍槽與整流設(shè)備間，可調(diào)振蕩器(1)、分頻器(2)、通斷比控制器(3)串聯(lián)后經(jīng)緩沖器(4)接主開關(guān)(5)的入端，頻率表(9)接緩沖器(4)，分流器(6)的電流信號經(jīng)放大器(7)后接峰值電流表(10)、電量指控單元(11)和比較器(8)，比較器(8)的輸出端接通斷比控制器(3)的INH端組成。本實用新型專為代鉻工藝脈沖電鍍N－W－P設(shè)計。因整機數(shù)字部分全部采用CMOS IC，開關(guān)用MOS FET，具有結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、材料易得、參數(shù)范圍寬廣和甚易擴大容量及成本特別低廉的特點。經(jīng)實驗，本控制器亦可用于其它鍍種和電鑄。本實用新型的實施將加速我國脈沖電鍍工藝的普及。
文檔編號C25D21/12GK2545218SQ02206458
公開日2003年4月16日 申請日期2002年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月23日
發(fā)明者郭秋豐, 安雅雅 申請人:郭秋豐