2019/09/12 09:39
开关电镀电源未来发展趋势如何？
开关电镀电源已经成为电镀行业中使用最多的电镀电源，这一产品在我国的发展现状是怎样的呢？未来发展趋势又会怎样呢？今天我们来聊聊这些问题。
1、开关电镀电源的发展现状
20世纪90年代开始，开关电镀电源开始在我国的合资和外资企业的电路板（PCB）的电镀生产线上使用。
20世纪90年代中后期，国内许多整流器生产厂开始尝试研制大功率高频开关电源，一些原来生产小功率开关电源也开始进入大功率开关电源的领域，并在全国范围内推广应用。
国内每年采用高频开关金属表面处理电源、电流在5000A以下的市场总量在5000万元以上，特别是在某些行业，例如印刷板电镀、贵重金属电镀等，输出电流小于500A的金属表面处理电源使用率已超过50％。
近年来有些高频开关电源生产厂开始采用的是积木式、小功率并联输出方式研制大电流电源，但由于存在许多技术上的问题尚未解决，目前还不能应用到生产中。
由此可见，高频开关电镀电源应用在金属表面处理及小功率范围内的国内市场已经接受，具有广阔的市场前景。但产品主要局限于1500A以下的中小功率领域，在国内也只有少量厂家生产，从技术角度看主要限于硬开关变换模式和模拟控制方式，可靠性、EMC及工艺结构等方面具有明显的局限性，同焊接等领域全面推广应用开关式电源的景况具有较大差距。
2、开关电镀电源的发展趋势
（1）高频高效化
在较大功率领域采用高频开关电源代替传统整流电源，降低损耗，提高功率密度。
目前电镀开关电源主要局限于1500A以下的中小功率领域，所以通过运用先进的功率电子器件和高频逆变技术，克服目前功率器件和磁性材料输出功率的局限性，通过变压器串并联的方式发挥现有开关管的功率输出能力，提高单机功率输出级别；采用多单元积木式并联技术进一步提高电源的输出能力。
软开关技术具有降低电力电子器件开关功耗、提高开关频率、降低电磁干扰、改善器件的工作环境等优点，是近10年来国际电力电子领域研究的热点。这种功率变换模式仅在短暂的功率器件换流期间，应用谐振原理，实现零电压或零电流自然导通和自然关断，而在其他大部分时间采用恒频脉宽调制方式，完成对电源输出电压或电流的控制。它的本质是将器件换流过程和能量转换、控制过程分时加以区别处理。采用这种变换模式可以使工作在高频状态下的功率开关管的开关损耗显著降低，电源整体效率提高，同时使电源工作频率进一步提高成为可能。
（2）智能化
电镀工艺如何消除人为因素的影响及减少过程能量损耗的需求，对电源的智能化提出了更高的要求。从节能及提高工艺质量角度出发，电镀过程中，除电源装置的能耗以外，工艺过程的能耗占绝大部分。而影响工艺过程能耗的因素主要是电流效率和槽压，通过对电解液浓度、温度、电极距离等参数在线检测，实时对电源的电流电压输出进行调整和合理配置，进而达到节能增效和提高工艺质量的目的。
从控制角度看，电镀工艺过程及开关式电镀电源的能量转换过程均为非线性时变系统，难以建立准确的模型进行传统的控制。智能控制能够不依赖受控对象的数学模型，利用人的操作经验、知识和推理以及控制系统的某些信息和性能得到相应的控制规则。这些智能控制的应用将大大提高电镀电源的性能及工艺质量。
因此，随着电镀技术的不断发展，应迅速开发适应不同工艺过程的智能化电源设备，以满足新世纪的新技术发展需求。
（3）数字化
电镀电源的数字化技术意义重大。采用数字化技术，从电源的电气性能来看，可以应用现有电源的各种研究成果（功率电路拓扑及控制方式等），通过系统软件实现软开关技术并降低电磁干扰，提高电源的稳定性和智能化程度；从电源的工艺效果来看，数字化电源由于控制策略调整灵活、控制精度高以及控制参数稳定性高，所以具有更好的工艺稳定性和更好的工艺效果及节能特征。同时，数字化电源方便的通信接口功能为现代化的网络化生产提供了良好的硬件基础。从电镀工艺研究的角度，数字化电镀电源为实施创新性的工艺控制策略和实现多功能提供了全新的途径。数字化电源的在线控制程序升级将发挥作用，为新控制策略的实施提供方便、快捷的途径。
以DSP为平台实现开关电镀电源数字化主要包括三个层面的内容：第一层面为实现电信号及过程参数的实时检测、显示及动作控制功能；第二层面为根据检测信号采用合理的智能控制算法确保电源具有较高的动态性能指标且满足多特性电镀工艺的需求，并达到节能增效的目的；第三层面实现数字化PWM触发信号的输出及数字PFC，进一步提高电源装置的多方面性能指标。
（4）绿色可靠
电镀电源长时连续工作在极为苛刻的工况下，因此其可靠性和绿色化是电源推广应用的前提。影响电源可靠性及绿色化的主要因素有电磁干扰、热效应、功率管工作环境、器件质量及工艺水平等因素。根据工程可靠性理论，在设计和研制过程采取适当的措施使电源绿色化高可靠性必将是电镀电源长期的追求目标。
以上就是关于开关电镀电源在我国的发展现状与趋势的一些介绍。相信随着技术的进步，电镀电源会更加先进。
