本技術涉及脈沖電鍍的，尤其是涉及一種脈沖電鍍方法及其相關設備。

背景技術：

1、在pcb電鍍流程中，電解方法用于將金屬或合金沉積在工件表面，形成均勻、致密且結合力良好的金屬層。電鍍銅層以其優(yōu)良的導電性、導熱性和機械延展性等特點，成為印制電路板（pcb）制造中不可或缺的關鍵電鍍技術之一。雙脈沖電源比單脈沖電源電鍍更細致，光潔度更好。雙脈沖電源的反向脈沖的陽極化溶解使陰極表面金屬離子濃度迅速回升，這有利于隨后的陰極周期使用高的脈沖電流密度，因而鍍層致密、光亮、孔隙率低；雙脈沖電源的反向脈沖的陽極剝離使鍍層中有機雜質（含光亮劑）的夾附大大減少，因而鍍層純度高，抗變色能力強。

2、相關技術手段中，廣泛使用雙脈沖pcb電鍍脈沖電源技術，通過先將交流電轉化為直流電，再對其輸出進行控制，以實現(xiàn)負載上的脈沖電壓。這一過程通常利用fpga和mcu雙控制器組合，確保脈沖波形的高質量，并通過高速adc反饋實現(xiàn)對脈沖的精確控制，達到優(yōu)良的電鍍效果。

3、針對上述技術方案，雖然雙脈沖的控制方式能有效實現(xiàn)精確脈沖電壓的施加，但在控制起始脈沖同步性時，傳統(tǒng)的mcu往往難以滿足需求，導致系統(tǒng)復雜度和成本上升。

技術實現(xiàn)思路

1、為了改善在控制起始脈沖同步性時，傳統(tǒng)的mcu往往難以滿足需求，存在著穩(wěn)定性底、可靠性差以及成本高的問題，本技術提供一種脈沖電鍍方法及其相關設備。

2、本發(fā)明提供了一種脈沖電鍍方法，包括：基于預設的功率模塊獲取直流電源的電流數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)；對所述電流數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，得到電流瞬時值、電流平均值以及電流變化率；利用所述電流瞬時值對所述電壓數(shù)據(jù)進行圖譜分析，得到電壓波動范圍和電壓穩(wěn)定度，根據(jù)所述電壓波動范圍和所述電流平均值計算功率波動，對所述電壓穩(wěn)定度和所述電流變化率進行映射，得到電鍍穩(wěn)定性；對所述功率波動和所述電鍍穩(wěn)定性進行綜合分析，得到綜合電鍍參數(shù)，將所述綜合電鍍參數(shù)輸入預設的控制模塊，得到若干個pwm信號；對所有的所述pwm信號進行圖譜分析，得到圖譜數(shù)據(jù)和圖譜序列，對所述圖譜數(shù)據(jù)進行分析，得到關鍵頻率和振幅特征，利用所述關鍵頻率和振幅特征對所述圖譜序列進行優(yōu)化，得到pwm調制參數(shù)，根據(jù)所述pwm調制參數(shù)對所有的所述pwm信號進行同步，得到同步后的pwm信號；將所述同步后的pwm信號輸入所述功率模塊，通過預設在所述功率模塊的驅動單元對pcb進行脈沖電鍍。

3、作為優(yōu)選方案，所述基于預設的功率模塊獲取直流電源的電流數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)的步驟，包括：通過預設在所述功率模塊中的電流傳感器獲取直流電源的電流數(shù)據(jù)；通過預設在所述功率模塊中的電壓傳感器獲取直流電源的電壓數(shù)據(jù)。

4、作為優(yōu)選方案，所述對所述電流數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，得到電流瞬時值、電流平均值以及電流變化率，利用所述電流瞬時值對所述電壓數(shù)據(jù)進行圖譜分析，得到電壓波動范圍和電壓穩(wěn)定度的步驟，包括：利用快速傅里葉變換算法對所述電流數(shù)據(jù)進行頻域分析，得到頻率分量和相位信息，利用所述頻率分量計算出電流瞬時值，計算公式如下：

5、

6、其中，為電流瞬時值，為頻率分量的幅值，為頻率分量的頻率，為相位信息；對所述電流瞬時值和所述相位信息進行濾波處理，得到電流平均值，根據(jù)所述電流瞬時值和所述電流平均值計算出電流變化率，計算公式如下：

7、

8、其中，為電流變化率，為電流平均值，為時間間隔。

9、作為優(yōu)選方案，所述利用所述電流瞬時值對所述電壓數(shù)據(jù)進行圖譜分析，得到電壓波動范圍和電壓穩(wěn)定度，對所述電壓波動范圍和所述電流平均值進行計算，得到功率波動，對所述電壓穩(wěn)定度和所述電流變化率進行映射，得到電鍍穩(wěn)定性的步驟，包括：根據(jù)小波變換對所述電流瞬時值進行時間頻率分析，得到小波系數(shù)、頻譜強度以及能量分布，通過小波閾值去噪對所述小波系數(shù)進行去噪處理，得到去噪系數(shù)和重構信號；利用所述去噪系數(shù)對所述頻譜強度進行峰值檢測，得到峰值點，利用所述重構信號對所述峰值點進行擬合分析，得到擬合曲線；利用所述能量分布和所述擬合曲線對所述電壓數(shù)據(jù)進行圖譜分析，得到電壓波動范圍和電壓穩(wěn)定度，根據(jù)波動范圍對所述擬合曲線進行幅值調整，得到電壓穩(wěn)定度；利用所述電壓波動范圍和所述電流平均值計算出功率波動，計算公式如下：

10、

11、其中，為功率波動，為電壓波動范圍，為電流平均值；通過映射函數(shù)對所述電壓穩(wěn)定度和所述電流變化率進行映射，得到電鍍穩(wěn)定性，映射公式如下：

12、

13、其中，為電鍍穩(wěn)定性，為電壓穩(wěn)定度，為電流變化率。

14、作為優(yōu)選方案，所述對所述功率波動和所述電鍍穩(wěn)定性進行綜合分析，得到綜合電鍍參數(shù)，將所述綜合電鍍參數(shù)輸入預設的控制模塊，得到若干個pwm信號的步驟，包括：通過多變量分析方法對所述功率波動和所述電鍍穩(wěn)定性進行因子分析，得到主因子、負荷矩陣以及因子方差，對所述主因子進行旋轉變換，得到旋轉因子負荷和旋轉因子，利用所述旋轉因子負荷對所述負荷矩陣進行主成分提取，得到主成分；利用所述主因子對所述因子方差進行分解處理，得到因子分解矩陣，利用所述旋轉因子對所述因子分解矩陣進行組合處理，得到綜合電鍍參數(shù)，將所述綜合電鍍參數(shù)輸入預設的控制模塊，在所述控制模塊中利用模糊控制算法對所述綜合電鍍參數(shù)進行模糊邏輯處理，得到若干個pwm信號。

15、作為優(yōu)選方案，所述對所有的所述pwm信號進行圖譜分析，得到圖譜數(shù)據(jù)和圖譜序列，對所述圖譜數(shù)據(jù)進行分析，得到關鍵頻率和振幅特征，利用所述關鍵頻率和振幅特征對所述圖譜序列進行優(yōu)化，得到pwm調制參數(shù)，根據(jù)所述pwm調制參數(shù)對所有的所述pwm信號進行同步，得到同步后的pwm信號的步驟，包括：根據(jù)頻率分析技術對所有的所述pwm信號進行時域分析，得到時域信號、頻譜圖以及諧波成分；利用短時傅里葉變換對所述時域信號進行窗函數(shù)處理，得到時頻矩陣，通過所述頻譜圖對所述時頻矩陣進行譜線分析，得到譜線頻率，根據(jù)所述諧波成分對所述譜線頻率和所述時域信號進行諧波調整，得到圖譜數(shù)據(jù)；根據(jù)自相關函數(shù)對所述譜線頻率和所述時頻矩陣進行相關性分析，得到圖譜序列；通過譜峰檢測算法對所述圖譜數(shù)據(jù)進行峰值提取，得到頻率峰值和振幅峰值，對所述頻率峰值進行帶通濾波，得到關鍵頻率，利用包絡檢測對振幅峰值和頻率峰值進行幅值濾波，得到振幅特征；根據(jù)帶寬選擇法對所述關鍵頻率和所述振幅特征進行帶寬優(yōu)化，得到帶寬參數(shù)、相位參數(shù)以及調制系數(shù)，根據(jù)所述帶寬參數(shù)和所述相位參數(shù)對所述圖譜序列進行序列重構，得到重構序列，利用所述調制系數(shù)對所述重構序列進行調制，得到pwm調制參數(shù)；將所述pwm調制參數(shù)輸入同步控制模塊，在所述同步控制模塊中利用相位同步技術對所有的所述pwm信號進行同步，得到同步后的pwm信號。

16、作為優(yōu)選方案，所述將所述同步后的pwm信號輸入所述功率模塊，通過預設在所述功率模塊的驅動單元對pcb進行脈沖電鍍的步驟，包括：利用功率放大器對所述同步后的pwm信號進行放大處理，得到放大后的信號，將所述放大后的信號輸入所述功率模塊；通過預設在所述功率模塊的驅動單元對所述同步后的pwm信號進行功率控制，得到電鍍功率信號，根據(jù)所述電鍍功率信號對pcb進行脈沖電鍍。

17、本技術還提供了一種脈沖電鍍裝置，包括：數(shù)據(jù)獲取模塊，用于基于預設的功率模塊獲取直流電源的電流數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊，用于對所述電流數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，得到電流瞬時值、電流平均值以及電流變化率；分析計算模塊，用于利用所述電流瞬時值對所述電壓數(shù)據(jù)進行圖譜分析，得到電壓波動范圍和電壓穩(wěn)定度，根據(jù)所述電壓波動范圍和所述電流平均值計算功率波動，對所述電壓穩(wěn)定度和所述電流變化率進行映射，得到電鍍穩(wěn)定性；信號生成模塊，用于對所述功率波動和所述電鍍穩(wěn)定性進行綜合分析，得到綜合電鍍參數(shù)，將所述綜合電鍍參數(shù)輸入預設的控制模塊，得到若干個pwm信號；信號優(yōu)化模塊，用于對所有的所述pwm信號進行圖譜分析，得到圖譜數(shù)據(jù)和圖譜序列，對所述圖譜數(shù)據(jù)進行分析，得到關鍵頻率和振幅特征，利用所述關鍵頻率和振幅特征對所述圖譜序列進行優(yōu)化，得到pwm調制參數(shù)，根據(jù)所述pwm調制參數(shù)對所有的所述pwm信號進行同步，得到同步后的pwm信號；信號輸出模塊，用于將所述同步后的pwm信號輸入所述功率模塊，通過預設在所述功率模塊的驅動單元對pcb進行脈沖電鍍。

18、本技術還提供了一種電子設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述中任一項所述的脈沖電鍍方法。

19、本技術還提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序在被處理器運行時使得所述處理器執(zhí)行如上述中任一項所述的脈沖電鍍方法。

20、與現(xiàn)有技術相比，本技術具有以下有益效果：穩(wěn)定性強、可靠性高。通過采用支持輸出多路同步觸發(fā)pwm信號的mcu進行控制，提升了起始脈沖的同步性，減少了復雜的硬件需求，不僅提高了電鍍的穩(wěn)定性和均勻性，還有助于提高電鍍層的純度，最終確保產(chǎn)品質量的可靠性和一致性，改善在控制起始脈沖同步性時，傳統(tǒng)的mcu往往難以滿足需求，存在著穩(wěn)定性底、可靠性差以及成本高的問題。