0世紀(jì)后期，隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，電鍍技術(shù)有了很大的進(jìn)步，特別是在電鍍過程中引進(jìn)諸多物理因素如：磁場(chǎng)、聲場(chǎng)、溫度、電流波形及頻率、溶液流速和振動(dòng)等，使鍍層質(zhì)量和電鍍效率有了明顯提高。所有這些變化，對(duì)電鍍?cè)O(shè)備及其相關(guān)的配套裝置和元器件的性能、質(zhì)量和品種提出了新的更加嚴(yán)格的要求。電鍍電源屬于低壓大電流設(shè)備，要求操作簡(jiǎn)便，能承受輸入端的突變和輸出端短路及過載的沖擊。同時(shí)電源是電鍍行業(yè)最主要的能量消耗者，因此，高品質(zhì)的電源是電鍍業(yè)節(jié)能增效的決定性因素，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)的綠色化有重要影響。

　　本文回顧了電鍍電源的發(fā)展歷史，闡述其研究現(xiàn)狀，并分析電鍍電源的發(fā)展趨勢(shì)和方向。

　　第一階段為早期的交流2直流發(fā)電機(jī)組，開始于前蘇聯(lián)，由于經(jīng)過2次能量轉(zhuǎn)換過程（電能、機(jī)械能、電能）， 機(jī)組效率低于60%，噪聲大且換向器維修不方便，這類變流設(shè)備現(xiàn)在已被列入淘汰產(chǎn)品行列，但在電鍍行業(yè)仍有少量單位使用該類高能耗設(shè)備。

　　第二階段為20世紀(jì)50年代的硒整流器和20世紀(jì)60年代的硅整流器，采用變壓器原邊抽頭或用調(diào)壓器、飽和電抗器方式調(diào)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(guó)電鍍電源中占有一定比例，20世紀(jì)80年代占70%左右，如GDA，GDAJ2F，GDS等系列， 目前，仍有部分生產(chǎn)和應(yīng)用。該類電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但都存在體積大，笨重和輸出指標(biāo)低，精度差和效率低等缺點(diǎn)。

　　第三階段是20世紀(jì)70年代晶閘管整流器，其性能指標(biāo)比前2代產(chǎn)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(shù)，并出現(xiàn)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(jìn)一步提高也受到電源體積的限制。近年來(lái)，以現(xiàn)代電力電子技術(shù)的高速發(fā)展為基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)外相繼研制出電鍍用第四代直流電鍍電源2高頻開關(guān)電源。與傳統(tǒng)工頻整流電源相比，開關(guān)電源具有高效節(jié)能，重量輕，體積小，動(dòng)態(tài)性能好，適應(yīng)性強(qiáng)， 有利于實(shí)現(xiàn)工藝過程自動(dòng)化和智能化控制等顯著的優(yōu)點(diǎn)。因此，大功率開關(guān)電源具有廣泛的應(yīng)用前景， 是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究、開發(fā)、應(yīng)用的主流和方向。但是，開關(guān)電源特別是大功率硬開關(guān)電源在可靠性、穩(wěn)定性、效率等方面的缺點(diǎn)成為制約其應(yīng)用和發(fā)展的“瓶頸”，按照傳統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)思路和解 

　　2.電鍍電源的發(fā)展趨勢(shì) 

　　2.1.高頻高效化電鍍行業(yè)是著名的耗能大戶，其電能消耗是其主要生產(chǎn)成本之一。傳統(tǒng)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(xué)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(fā)展趨勢(shì)，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(lǐng)域采用高頻開關(guān)電源代替?zhèn)鹘y(tǒng)整流電源，降低損耗，提高功率密度。高頻開關(guān)式電源比傳統(tǒng)的工頻整流電源材料減少80%～90%，節(jié)能20%～30%，體積減少到傳統(tǒng)同容量電源的1/5以下， 動(dòng)態(tài)反應(yīng)速度提高2～3個(gè)數(shù)量級(jí)，因此，電源效率、功率密度及銅鐵材料等指標(biāo)用量均有大幅度的改善。 

　　2.1.2應(yīng)用推廣軟開關(guān)技術(shù)，使高頻開關(guān)電源的開關(guān)損耗明顯降低，開關(guān)頻率進(jìn)一步提高。軟開關(guān)技術(shù)具有降低電力電子器件開關(guān)功耗，提高開關(guān)頻率，降低電磁干擾，改善器件的工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。其本質(zhì)是將器件換流過程和能量轉(zhuǎn)換、控制過程分時(shí)加以區(qū)別處理。采用這種變換模式可以使工作在高頻狀態(tài)下的功率開關(guān)管的開關(guān)損耗顯著降低，電源整體效率提高，同時(shí)使電源工作頻率進(jìn)一步提高成為可能。升級(jí)將為新控制策略的實(shí)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(duì)電源的智能化提出了更高的要求。如迅速發(fā)展的鋁型材表面處理技術(shù)，對(duì)質(zhì)量的穩(wěn)定性要求較高，通過不同程序改變電源調(diào)節(jié)曲線，可調(diào)整不同的陽(yáng)極氧化層色調(diào)，使得氧化產(chǎn)品多姿多彩。一些在生產(chǎn)過程中頻繁調(diào)節(jié)電源參數(shù)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(shù)較多， 將脈沖電源與微機(jī)控制相結(jié)合的智能化脈沖電源，可以根據(jù)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(fù)合電流波形，所有脈沖參數(shù)可以在給定的范圍內(nèi)設(shè)定。此外，還可以實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)和定時(shí)功能、溫度測(cè)控功能、電量（安2時(shí)）計(jì)量和定量功能等，有利于采用統(tǒng)計(jì)控制方法實(shí)現(xiàn)添加劑的補(bǔ)加和主鹽濃度調(diào)整。從節(jié)能角度出發(fā)，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(duì)電解液濃度、溫度、電極距離等參數(shù)在線檢測(cè)，實(shí)時(shí)對(duì)電源的電流、電壓輸出進(jìn)行調(diào)整和合理配置，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能增效和提高工藝質(zhì)量的目的。從控制角度看，電鍍工藝過程及開關(guān)式電鍍電源的能量轉(zhuǎn)換過程均為非線性時(shí)變系統(tǒng)，難以建立準(zhǔn)確的模型進(jìn)行傳統(tǒng)的控制。智能控制能夠不依賴受控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，利用人的操作經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和推理以及控制系統(tǒng)的某些信息和性能得到相應(yīng)的控制規(guī)則（如專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等）。這些智能控制的應(yīng)用將大大提高電鍍電源的性能及工藝質(zhì)量。因此，隨著電鍍技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)迅速開發(fā)適應(yīng)不同工藝過程的智能化電源設(shè)備，以滿足新世紀(jì)的新技術(shù)發(fā)展需求。 

　　2.3.數(shù)字化電鍍電源的數(shù)字化技術(shù)意義重大。采用數(shù)字化技術(shù)，從電源的電氣性能來(lái)看，可以應(yīng)用現(xiàn)有電源的各種研究成果（功率電路拓?fù)浼翱刂品绞降龋ㄟ^系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)技術(shù)并降低電磁干擾，提高電源的穩(wěn)定性和智能化程度;從電源的工藝效果來(lái)看，數(shù)字化電源由于控制策略調(diào)整靈活，控制精度高以及控制參數(shù)穩(wěn)定性高，所以具有更好的工藝穩(wěn)定性和更好的工藝效果及節(jié)能效果。同時(shí)，數(shù)字化電源方便的通信接口功能為現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)提供了良好的硬件基礎(chǔ)。從電鍍工藝研究的角度，數(shù)字化電鍍電源為實(shí)施創(chuàng)新性的工藝控制策略和實(shí)現(xiàn)多功能提供了全新的途徑。數(shù)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(guān)型電鍍電源目前主要局限于1500A以下的中小功率領(lǐng)域，在國(guó)內(nèi)也只有少量廠家生產(chǎn)，從技術(shù)角度看主要限于硬開關(guān)變換模式和模擬控制方式，具有明顯的局限性，同焊接等領(lǐng)域全面推廣應(yīng)用開關(guān)式電源的情況具有較大差距。 

　　2.4.綠色可靠電鍍電源長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)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(yīng)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(yīng)、功率管工作環(huán)境、器件質(zhì)量及工藝水平等因素。由于開關(guān)電鍍電源工作在開關(guān)狀態(tài)且占空比變化較大，使輸入波形發(fā)生畸變，由它所產(chǎn)生的電磁干擾源，經(jīng)某種傳輸途徑傳輸至敏感設(shè)備，使該設(shè)備表現(xiàn)出某種形式的響應(yīng)，并產(chǎn)生干擾的效果，而且功率愈大干擾愈強(qiáng)。在國(guó)外，德國(guó)、美國(guó)以及國(guó)際電子安全會(huì)都制定了標(biāo)準(zhǔn)。按這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，若不及早解決電磁兼容問題，將會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的后果。因此，如何采取對(duì)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(gè)迫切的任務(wù)，又是當(dāng)前的熱點(diǎn)問題。電源器件的熱效應(yīng)是影響電源可靠性的另一關(guān)鍵因素，電鍍開關(guān)電源傳遞變換著幾十千瓦以上的電能量， 功率開關(guān)管、功率變壓器、平波電抗器、初次級(jí)整流管及其他器件均存在顯著的熱耗，如果熱效應(yīng)得不到合理的減少和控制，各環(huán)節(jié)的性能及壽命就會(huì)嚴(yán)重下降，電源的可靠性就會(huì)受到嚴(yán)重影響。同傳統(tǒng)電源不同的是，開關(guān)電源的功率開關(guān)管及次級(jí)整流管均工作在中高頻狀態(tài)，開關(guān)工作過程中存在較大的電壓電流應(yīng)力，較大的di/dt，du/dt也會(huì)對(duì)其可靠性產(chǎn)生較大影響。通過采用軟開關(guān)技術(shù)、緩沖吸收、磁性參數(shù)的合理匹配等措施是解決問題的有效途徑。此外，電源的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降額容差設(shè)計(jì)，采用高性能器件和先進(jìn)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(guān)鍵因素。