?　　20世紀后期，隨著現代科技的迅速發展，電鍍技術有了很大的進步，特別是在電鍍過程中引進諸多物理因素如：磁場、聲場、溫度、電流波形及頻率、溶液流速和振動等，使鍍層質量和電鍍效率有了明顯提高。所有這些變化，對電鍍設備及其相關的配套裝置和元器件的性能、質量和品種提出了新的更加嚴格的要求。電鍍電源屬于低壓大電流設備，要求操作簡便，能承受輸入端的突變和輸出端短路及過載的沖擊。同時電源是電鍍行業最主要的能量消耗者，因此，高品質的電源是電鍍業節能增效的決定性因素，同時對電網的綠色化有重要影響。

　　本文回顧了電鍍電源的發展歷史，闡述其研究現狀，并分析電鍍電源的發展趨勢和方向。

　　第一階段為早期的交流2直流發電機組，開始于前蘇聯，由于經過2次能量轉換過程（電能、機械能、電能）， 機組效率低于60%，噪聲大且換向器維修不方便，這類變流設備現在已被列入淘汰產品行列，但在電鍍行業仍有少量單位使用該類高能耗設備。

　　第二階段為20世紀50年代的硒整流器和20世紀60年代的硅整流器，采用變壓器原邊抽頭或用調壓器、飽和電抗器方式調壓，副邊用硒或硅二極管整流作為電鍍電源。這類電源在我國電鍍電源中占有一定比例，20世紀80年代占70%左右，如GDA，GDAJ2F，GDS等系列， 目前，仍有部分生產和應用。該類電源結構簡單，造價低，但都存在體積大，笨重和輸出指標低，精度差和效率低等缺點。

　　第三階段是20世紀70年代晶閘管整流器，其性能指標比前2代產品有較大改善。采用了五芯柱變壓器、高壓大功率晶閘管等新技術，并出現了恒壓、恒流和恒電流密度等新特性。但是由于還是使用工頻變壓器和工作在低頻段，所以整流器體積大，重量重，效率較低，性能的進一步提高也受到電源體積的限制。近年來，以現代電力電子技術的高速發展為基礎，國內外相繼研制出電鍍用第四代直流電鍍電源2高頻開關電源。與傳統工頻整流電源相比，開關電源具有高效節能，重量輕，體積小，動態性能好，適應性強， 有利于實現工藝過程自動化和智能化控制等顯著的優點。因此，大功率開關電源具有廣泛的應用前景， 是當前國內外研究、開發、應用的主流和方向。但是，開關電源特別是大功率硬開關電源在可靠性、穩定性、效率等方面的缺點成為制約其應用和發展的“瓶頸”，按照傳統電源的設計思路和解 

　　2.電鍍電源的發展趨勢 

　　2.1.高頻高效化電鍍行業是著名的耗能大戶，其電能消耗是其主要生產成本之一。傳統的電鍍電源存在能耗高，效率低， 控制精度低，體積大，笨重等缺陷;工藝過程缺乏科學合理的控制手段，也造成大量的電能損耗。因此，電鍍電源裝置的高效化是其必然的發展趨勢，而高頻化是提高電源效率的主要途徑，主要包括下述方面。 

　　2.1.1在較大功率領域采用高頻開關電源代替傳統整流電源，降低損耗，提高功率密度。高頻開關式電源比傳統的工頻整流電源材料減少80%～90%，節能20%～30%，體積減少到傳統同容量電源的1/5以下， 動態反應速度提高2～3個數量級，因此，電源效率、功率密度及銅鐵材料等指標用量均有大幅度的改善。 

　　2.1.2應用推廣軟開關技術，使高頻開關電源的開關損耗明顯降低，開關頻率進一步提高。軟開關技術具有降低電力電子器件開關功耗，提高開關頻率，降低電磁干擾，改善器件的工作環境等優點。其本質是將器件換流過程和能量轉換、控制過程分時加以區別處理。采用這種變換模式可以使工作在高頻狀態下的功率開關管的開關損耗顯著降低，電源整體效率提高，同時使電源工作頻率進一步提高成為可能。升級將為新控制策略的實施提供方便、快捷的途徑。 

　　2.2.智能化電鍍工藝如何消除人為因素的影響及減少電鍍過程能量損耗的需求，對電源的智能化提出了更高的要求。如迅速發展的鋁型材表面處理技術，對質量的穩定性要求較高，通過不同程序改變電源調節曲線，可調整不同的陽極氧化層色調，使得氧化產品多姿多彩。一些在生產過程中頻繁調節電源參數的電鍍工藝，也要求專用智能化電源。脈沖換向電鍍與直流疊加脈沖電鍍等新工藝要求控制的參數較多， 將脈沖電源與微機控制相結合的智能化脈沖電源，可以根據工藝要求選擇直流供電，單向脈沖和換向脈沖供電以及直流疊加脈沖的多種復合電流波形，所有脈沖參數可以在給定的范圍內設定。此外，還可以實現計時和定時功能、溫度測控功能、電量（安2時）計量和定量功能等，有利于采用統計控制方法實現添加劑的補加和主鹽濃度調整。從節能角度出發，電解電鍍過程中，除電源裝置的能耗以外，工藝過程的能耗占絕大部分。而影響工藝過程能耗的因素主要是電流效率和槽壓，通過對電解液濃度、溫度、電極距離等參數在線檢測，實時對電源的電流、電壓輸出進行調整和合理配置，進而達到節能增效和提高工藝質量的目的。從控制角度看，電鍍工藝過程及開關式電鍍電源的能量轉換過程均為非線性時變系統，難以建立準確的模型進行傳統的控制。智能控制能夠不依賴受控對象的數學模型，利用人的操作經驗、知識和推理以及控制系統的某些信息和性能得到相應的控制規則（如專家系統、模糊控制和神經網絡等）。這些智能控制的應用將大大提高電鍍電源的性能及工藝質量。因此，隨著電鍍技術的不斷發展，應迅速開發適應不同工藝過程的智能化電源設備，以滿足新世紀的新技術發展需求。 

　　2.3.數字化電鍍電源的數字化技術意義重大。采用數字化技術，從電源的電氣性能來看，可以應用現有電源的各種研究成果（功率電路拓撲及控制方式等），通過系統軟件實現軟開關技術并降低電磁干擾，提高電源的穩定性和智能化程度;從電源的工藝效果來看，數字化電源由于控制策略調整靈活，控制精度高以及控制參數穩定性高，所以具有更好的工藝穩定性和更好的工藝效果及節能效果。同時，數字化電源方便的通信接口功能為現代化的網絡化生產提供了良好的硬件基礎。從電鍍工藝研究的角度，數字化電鍍電源為實施創新性的工藝控制策略和實現多功能提供了全新的途徑。數字化電源的在線控制程序解決辦法， 不能從根本上解決其所面臨的諸多問題。高頻開關型電鍍電源目前主要局限于1500A以下的中小功率領域，在國內也只有少量廠家生產，從技術角度看主要限于硬開關變換模式和模擬控制方式，具有明顯的局限性，同焊接等領域全面推廣應用開關式電源的情況具有較大差距。 

　　2.4.綠色可靠電鍍電源長時間連續工作在極為苛刻的工況下，因此，其可靠性和綠色化是電源推廣應用的前提。影響電源可靠性及綠色化的主要因素有電磁干擾、熱效應、功率管工作環境、器件質量及工藝水平等因素。由于開關電鍍電源工作在開關狀態且占空比變化較大，使輸入波形發生畸變，由它所產生的電磁干擾源，經某種傳輸途徑傳輸至敏感設備，使該設備表現出某種形式的響應，并產生干擾的效果，而且功率愈大干擾愈強。在國外，德國、美國以及國際電子安全會都制定了標準。按這些標準規定，若不及早解決電磁兼容問題，將會帶來嚴重的后果。因此，如何采取對策措施，提高逆變式電鍍電源，特別是大功率逆變式電源的電磁兼容能力，是一個迫切的任務，又是當前的熱點問題。電源器件的熱效應是影響電源可靠性的另一關鍵因素，電鍍開關電源傳遞變換著幾十千瓦以上的電能量， 功率開關管、功率變壓器、平波電抗器、初次級整流管及其他器件均存在顯著的熱耗，如果熱效應得不到合理的減少和控制，各環節的性能及壽命就會嚴重下降，電源的可靠性就會受到嚴重影響。同傳統電源不同的是，開關電源的功率開關管及次級整流管均工作在中高頻狀態，開關工作過程中存在較大的電壓電流應力，較大的di/dt，du/dt也會對其可靠性產生較大影響。通過采用軟開關技術、緩沖吸收、磁性參數的合理匹配等措施是解決問題的有效途徑。此外，電源的結構設計，降額容差設計，采用高性能器件和先進工藝，控制電路的接地、隔離、屏蔽等因素也是影響電源可靠性的關鍵因素。