专利名称：一种采用触摸屏控制的电刷镀电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电刷镀电源，尤其是一种采用触摸屏控制的电刷镀电源，用于将交流功率输入变换为直流功率输出，属于刷镀的电源技术领域。
背景技术：
通常，完成一次电刷镀过程有多个工艺步骤，一般会有以下几个步骤:电净一活化一镀过渡层一镀沉积镀层，每个工艺步骤对电源的输出电压值和极性有不同的要求，需要不断地对电源进行调节。据申请人了解，现有电刷镀电源工艺参数的调整，大多在电源面板上通过转换开关、旋钮等控制元件来实现。在刷镀过程中，经常会有刷镀液滴落、粘附在控制元件上，刷镀液具有一定的腐蚀性，工作环境也有一定的腐蚀性气体产生，这些因素都会腐蚀控制元件里的金属触点，造成控制元件工作寿命下降，可靠度降低等情况。检索发现89218910.X、CN101698954B的中国专利分别公开了用于电刷镀的电源技术改进方案，其中CN101698954B公开了一种具有远程控制功能的电刷镀电源，可以做到电源主机和远程控制盒分屋存放，以避免损害电源主机，但其公开的控制输入元件仍旧是传统的主令电器，如电位器、电开关、旋转编码器。上述专利均未能解决刷镀液对控制元件其造成损害的问题。
发明内容
本发明的目的在于:针对上述现有技术存在的问题，提出一种采用触摸屏控制的电刷镀电源，取消面板上的所有主令电器，实现对电刷镀电源输出参数的电子调节。
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为了达到以上目的，本发明为采用触摸屏控制的电刷镀电源；所述电源含有:输入整流电路，用以将输入的交流电转变为直流电提供给逆变电路；逆变电路，用以将输入的直流电转变为受PWM脉宽调制控制电路I控制的交变电压，输出到高频变压器的初级；高频变压器，用以将初级的交变电压降压转变为次级的交变电压，提供给整流输出电路；整流输出电路，用以将输入的交变电压转变为直流电压，提供给电刷镀；所述电源含有MCU单片机控制电路2，接收来自触摸屏3的控制命令，控制PWM脉宽调制控制电路I输入受控端的控制电压，改变PWM脉宽调制控制电路I输出端的脉冲占空比，用以调控电源输出电压的大小，提供电刷镀工艺所需电参数。本发明进一步的完善是，所采用的触摸屏3为工业通用触摸屏，其内部含有嵌入式组态软件，通过连接计算机可对其创建组态工程，也可以通过插入U盘对内部组态工程进行改变。组态完成后的触摸屏3可脱离计算机或U盘独立运行内部组态工程，触摸屏3可以通过串口与其他智能设备通信。MCU单片机控制电路2通过串口和触摸屏3的串口相连；PWM脉宽调制控制电路I输入受控端和MCU单片机控制电路2控制输出端通过固态非易失性电位器IC耦合连接，建立了由“触摸屏3――>MCU单片机控制电路2――>PWM脉宽调制控制电路I——> 电源输出电压”控制回路，以实现控制电源输出电压的目的。工作时，由触摸屏3内部含有的嵌入式组态软件，经过组态，建立图形化的控制界面，通过触碰不同功能的控制图元，发出不同的控制命令，经串口传送给MCU单片机控制电路2，对PWM脉宽调制控制电路I进行控制，输出满足电刷镀工艺要求的电参数。触摸屏3采用电阻触摸屏，面板防护等级IP65。显然，采用本发明后可有效避免刷镀液的侵蚀，操作手感好，图形化的操作界面方便电刷镀操作，减轻了劳动强度，提高刷镀层的质量。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。图1为本发明一个实施例的整体结构示意图。图2为图1实施例的电路原理图。图3为图2中PWM脉宽调制控制电路I的电路原理图。图4为图2中MCU单片机控制电路2的电路原理图。图中ICl型号为TL494，IC2型号为MAX1232，IC3型号为ADM485，IC4型号为AT89C2051, IC5 型号为 X9C103。
具体实施例方式实施例一 本实施例采用触摸屏控制的电刷镀电源如图1所示，由安装在电源机壳上的触摸屏3进行调节控制。其中电源的电路原理图如图2所示，由输入整流电路、逆变电路、PWM脉宽调制控制电路1、高频变压器、输出整流电路组成。输入整流电路由整流桥ZD构成，用以将输入的220V交流电转变为直流电提供给逆变电路；逆变电路为由电容C2、C3、VM0S管V1、V2、T1组成的半桥拓扑逆变电路，用以将输入的直流电转变为受PWM脉宽调制控制电路I控制的交变电压，输出到高频变压器Tl的初级；高频变压器Tl用以将交变电压降压转变为次级的交变电压，提供给整流输出电路；整流输出电路由整流二极管D1、D2构成，用以将输入的脉冲电压转变为直流电压，电感L1、电容C4滤波后经极性切换控制电路J1、J2提供给电刷镀。PWM脉宽调制控制电路I具体构成如图3所示，以脉宽调制芯片ICl为核心，ICl的控制输出端8脚和11脚分别输出一组相位相反且带有死区的方波信号，分别经晶体管Ql Q4组成的放大电路进行功率放大，通过脉冲变压器T2、T3隔离驱动后分别接至大功率VMOS管V1、V2的栅极，以控制其通断产生交变电压；IC1的输入受控端I脚经电阻RH、电阻R13连接到整流输出电路的输出端电容C4的正极，作为输出电压的反馈，用以稳定输出电压；IC1的参考电压输出端14脚输出5V稳定电压，经电阻R14连接到通过固态非易失性电位器IC5中内部电位器的高端，经IC5内部滑臂分压后，IC5受控输出端5脚输出控制电压到ICl的另一输入受控端2脚，经由ICl内部放大器产生O 48%占空比的方波信号用于控制电源输出O 22V直流电压；固态非易失性电位器IC5亦称数字电位器，其受控输入端和MCU单片机控制电路2中单片机IC4的受控输出端相连，IC5内部的电位器滑臂的位置决定了控制电压的大小。MCU单片机控制电路2具体构成如图4所示，单片机IC4的串口通过串口接口芯片IC3按RS485通讯方式连接到触摸屏3的串口，IC4接收来自触摸屏3的控制命令，命令中包含IC5调节滑臂位置的信息，IC4根据命令改变IC5内部滑臂的位置，从而改变IC5受控输出端的控制电压的大小，进而改变ICl输出脉冲占空比的大小，达到调节电源输出电压值的目的。另外，触摸屏3也可以通过串口发出改变极性的命令给MCU单片机控制电路2，通过单片机IC4的受控输出端脚13经电阻R22、晶体管Q5驱动继电器J，改变中间继电器Jl、J2状态，改变输出极性，从而实现用触摸屏3控制电源的目的。
工作时，交流220V电压经过整流电路ZD，变成约310V左右的直流电，逆变电路在PWM脉宽调制控制电路的控制下，产生28KHz的PWM信号，驱动VMOS管Vl和V2交替导通和关断，从而在脉冲变压器T的次级产生最大22V左右的脉冲电压，经二极管D1、D2全波整流，电感LI和电容C4滤波后得到最大22V左右的直流电压，供电刷镀使用。改变IC5受控输出端的控制电压即可改变脉宽的占空比，即可调节输出电压的值；改变继电器J的状态，就可以改变电源的输出极性。以上两个调节参数的控制，由触摸屏3通过内部的组态工程来实现，从而实现调节电源参数，满足刷镀工艺的要求。本发明所采用的触摸屏3为工业通用触摸屏，其内部固化有操作系统，有嵌入版组态应用软件，通过连接计算机可对其创建组态工程，也可以通过U盘对组态工程进行改变，组态完成后的触摸屏3可脱离计算机或U盘独立运行内部组态工程，触摸屏3可以通过串口与其他设备通信。在本实施例中触摸屏3为北京昆仑通态自动化软件科技有限公司生产的TPC1062KS，是一套以ARM结构嵌入式低功耗CPU为核心的高性能嵌入式一体化触摸屏，采用10英寸高亮度TFT液晶显示屏，四线电阻式触摸屏，内建WinCE操作系统，预装MCGS嵌入式组态软件，面板防护等级IP65，可通过计算机或U盘对其内部的组态工程进行改变，其串口以RS232和RS485两种方式和其他智能设备通讯。由于采用了触摸屏3作为控制元件，取消了面板上的所有主令电器和调节元件，采用数字信号作为控制信号，有效地避免了刷镀液对主令电器触点带来的损害。总之，本实施例采用触摸屏控制的电刷镀电源通过逆变技术，将220V交流电源变换成直流O 22V左右的直流电压，供电刷镀工艺所需，另外采用触摸屏3对电源输出参数进行调节。与现有技术相比有以下优点:采用逆变技术，取消了传统铁芯变压器，大大地减轻了设备重量，节约了铜用量，降低了电源空载损耗，提高了电源转换效率；采用单片机控制的PWM脉宽调制技术，通过数字电位器，替代了普通电位器，提高了产品的可靠性:采用触摸屏3，实现了控制数字化，控制界面图形化，提高了产品的灵活性，避免了潮气、灰尘、腐蚀性气体带来的接触问题，提高了产品的可靠性。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.一种采用触摸屏控制的电刷镀电源，其特征在于:电源机壳上装有触摸屏(3)； 所述电源含有:输入整流电路，用以将输入的交流电转变为直流电提供给逆变电路；逆变电路，用以将输入的直流电转变为受PWM脉宽调制控制电路⑴控制的交变电压，输出到高频变压器的初级；高频变压器，用以将初级的交变电压转变为次级的交变电压，提供给输出整流电路；输出整流电路，用以将输入的交变电压转变为直流电压，提供给电刷镀；所述电源含有MCU单片机控制电路(2)，接收来自触摸屏(3)的控制命令，控制PWM脉宽调制控制电路⑴输入受控端的控制电压，改变PWM脉宽调制控制电路⑴输出端的脉冲占空比，用以调控电源输出电压的大小，提供电刷镀工艺所需电参数。
2.根据权利要求1所述的采用触摸屏控制的电刷镀电源，其特征在于:所采用的触摸屏(3)为工业通用触摸屏，其内部含有嵌入式组态软件，通过连接计算机可对其创建组态工程，也可以通过U盘对组态工程进行改变，触摸屏可以通过串口与其他智能设备通信。
3.根据权利要求1所述的采用触摸屏控制的电刷镀电源，其特征在于:MCU单片机控制电路(2)中的单片机(IC4)的串口通过串口接口芯片(IC3)和触摸屏(3)的串口相连。
4.根据权利要求1所述的采用触摸屏控制的电刷镀电源，其特征在于:PWM脉宽调制控制电路(I)控制输入端和MCU单片机控制电路(2)控制输出端通过固态非易失性电位器(IC5)耦 合连接。
全文摘要
本发明涉及一种采用触摸屏控制的电刷镀电源，属于刷镀的电源技术领域。该电源由安装在机壳上的触摸屏(3)通过串口和MCU单片机控制电路(2)相连，触摸屏(3)内部含有嵌入式组态软件，通过建立图形化的控制界面，触碰不同功能的控制图元，发出不同的控制命令，经串口传送给MCU单片机控制电路(2)，对PWM脉宽调制控制电路(1)进行控制，输出满足电刷镀工艺要求的电参数。本发明的技术效果在于，用触摸屏取代了以往电刷镀电源面板上所有主令开关及调节元件，触摸屏(3)面板IP65防护，有效地避免刷镀液的侵蚀，操作手感好，图形化的操作界面方便刷镀操作，操作手感好，减轻了劳动强度，提高了刷镀层的质量。
文档编号H02M7/04GK103147103SQ20131009970
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月25日 优先权日2013年3月25日
发明者任晓方 申请人:任晓方