其缺點如下：

(1)離子滲氮過程中既要防止大電弧的形成，降低電弧能量、又要利用微弧清洗淨化工件，一般的電路除設計有LC振蕩滅弧
、電流截止滅弧以外，都串聯有限流電阻R，見圖1。

圖1：直流電源原理示意圖

(2)在離子滲氮過程中
，爐內電壓、電流須處於異常輝光放電區的範圍
，這樣才能保證工件均勻地被輝光覆蓋
，一般當離子功率密度大於0.4W/cm2時才足以產生輝光放電，見圖2。youshiyoushengwenjieduanzhuanxiangbaowenjieduan，weileweichiyidingdehuiguanggonglvbingbaochiwendu，zhiyouzengdalengqueshuiliuliang。jujieshao，yanzhongshilengqueshuidaizoudenengliangzhanzonggonglvde40％之多。

圖2：低壓氣體放電伏安特性曲線

(3)工件上的小孔、深孔、溝槽部分常會產生空心陰極效應，造成局部溫度過高

、硬度下降，對於形狀複雜的工件，如模具等難以獲得均勻的滲氮層。

如果是采用脈衝電源進行離子滲氮，可以克服以上不足之處，其優點如下：

(1)在脈衝電壓的作用下，爐內氣體放電受高頻電子開關的(de)通(tong)斷(duan)控(kong)製(zhi)，電(dian)流(liu)電(dian)壓(ya)自(zi)然(ran)過(guo)零(ling)，自(zi)身(shen)具(ju)有(you)滅(mie)弧(hu)的(de)功(gong)能(neng)

，由(you)於(yu)采(cai)用(yong)自(zi)關(guan)斷(duan)器(qi)件(jian)，滅(mie)弧(hu)速(su)度(du)可(ke)達(da)微(wei)秒(miao)級(ji)，因(yin)而(er)取(qu)消(xiao)了(le)限(xian)流(liu)電(dian)阻(zu)，可(ke)大(da)幅(fu)度(du)節(jie)能(neng)。

(2)在提供大的瞬時能量的同時，可以保持較小的平均能量，可將工件升溫、保溫所需的離子能量借助於導通比α來調節，從而將輝光放電的物理參數與控製溫度的參數分開

，實現獨立調整，提高滲氮質量。

(3)空心陰極效應的產生是由於離子－電(dian)子(zi)的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)
，產(chan)生(sheng)雪(xue)崩(beng)效(xiao)應(ying)，引(yin)起(qi)載(zai)流(liu)子(zi)的(de)聚(ju)集(ji)所(suo)造(zao)成(cheng)的(de)，采(cai)用(yong)脈(mai)衝(chong)電(dian)源(yuan)後(hou)載(zai)流(liu)子(zi)的(de)聚(ju)集(ji)被(bei)脈(mai)衝(chong)間(jian)隙(xi)中(zhong)斷(duan)

，從(cong)而(er)抑(yi)製(zhi)了(le)空(kong)心(xin)陰(yin)極(ji)效(xiao)應(ying)，改(gai)善(shan)了(le)複(fu)雜(za)零(ling)件(jian)的(de)溫(wen)度(du)均(jun)勻(yun)性(xing)。另(ling)外(wai)，對(dui)於(yu)原(yuan)來(lai)需(xu)要(yao)堵(du)孔(kong)屏(ping)蔽(bi)的(de)某(mou)些(xie)零(ling)件(jian)可(ke)直(zhi)接(jie)裝(zhuang)爐(lu)滲(shen)氮(dan)，簡(jian)化(hua)了(le)工(gong)序(xu)。

采用的方案

根據離子滲氮工藝的要求
，脈衝電源的工作頻率為2kHz左右，最高工作電壓為1000V
，電流幅值約為100A。在電源的控製電路中，要求對脈衝的占空比進行調節，對爐內溫度實現PID調節控製，對打弧進行檢測與保護。主電路可以有多種方式
，如：直流斬波方式、逆變方式等
，可選用的開關器件也很多。考慮到成本及電路的簡潔可靠

，本電源采用直流電源加斬波部分及控製部分
，具體框圖如下：

圖3：脈衝電源框圖

電源工作原理

主電路
　　
三相交流電經電源變壓器升壓後，再經晶閘管三相半控橋式整流

、濾波，輸出連續可調0～1000V直流電壓
，爐體陰極與電源負極之間接一大功率IGBT管進行斬波，IGBT兩端並聯一RCD緩衝吸收電路，用以吸收IGBT瞬時關斷時電路中形成的過壓，並配以LEM電流
、電壓傳感器向控製電路提供反饋信號。

圖4：主電路原理簡圖

晶閘管觸發控製電路

脈衝峰值電壓的提供依賴於半控橋式整流電路，可由給定信號調節晶閘管的導通角，本電路中采用先進的TC787三相相位控製電路。電路中先產生一斜坡給定信號
，然後再加上電流負反饋信號進行綜合放大後送入TC787的4端，12、10、8端分別用於控製A、B
、C三相晶閘管的控製極。見圖5所示。

圖5：晶簡管觸發電路框圖

IGBT的驅動與保護電路
　　
由綜合放大電路板（ZHFD）產生的輸出信號被送入SG3526，產生PWM脈衝，此信號與反饋信號進行邏輯運算後送入HL403B厚膜驅動器
，當IGBT產生過流、短路故障時，借助於IGBT內部的短路、欠飽和、軟關斷、降柵壓保護功能，保護信號通過光電耦合器加到NE555時基電路組成的自保電路封鎖PWM脈衝，使IGBT的GE間產生負偏壓而截止
，見圖6。

圖6：IGBT的驅動與保護電路

滅弧控製電路及過流截止保護電路
　　
打da弧hu現xian象xiang是shi離li子zi滲shen氮dan爐lu內nei不bu可ke避bi免mian的de
，當dang出chu現xian打da弧hu，且qie正zheng常chang的de電dian壓ya下xia降jiang無wu法fa滅mie掉diao弧hu光guang時shi，爐lu中zhong電dian壓ya下xia降jiang，電dian流liu上shang升sheng，爐lu中zhong等deng效xiao電dian阻zu接jie近jin於yu0Ω，若不及時滅掉將會使器件過流損壞
，打弧信號的獲得可以通過以下途徑：

（1）電流最大值、電流上升率di/dt。
（2）電壓最小值、電壓下降率dv/dt
，由you於yu線xian路lu中zhong難nan免mian存cun在zai分fen布bu電dian感gan，電dian流liu增zeng長chang的de速su度du比bi電dian壓ya下xia降jiang的de速su度du要yao慢man，所suo以yi檢jian測ce電dian壓ya下xia降jiang信xin號hao可ke以yi較jiao快kuai地di判pan別bie出chu打da弧hu的de發fa生sheng，但dan要yao求qiu電dian路lu能neng自zi動dong地di區qu別bie正zheng常chang脈mai衝chong的de上shang下xia跳tiao變bian與yu打da弧hu引yin起qi的de極ji間jian電dian壓ya下xia降jiang
，為wei此ci專zhuan門men設she計ji打da弧hu檢jian測ce電dian路lu檢jian測ce出chu打da弧hu信xin號hao後hou
，關guan斷duan主zhu電dian路lu電dian壓ya，待dai弧hu光guang滅mie掉diao後hou，又you重zhong解jie除chu封feng鎖suo。

放大電路

此部分電路的功能是實現溫度的PID控製，打弧信號的采集，電流、電壓負反饋以及產生滅弧信號
，輸出信號將分別送往晶閘管觸發控製電路及PWM脈寬給定電路，以實現對電源的整體控製。此外，本電源中還包括顯示電路用以顯示峰值電壓、電流、平均電流
、頻率、導通比等
，以及接觸器、繼電器控製電路，本文從略。

shebeizhuangpeiyihoujinxingleyixietiaoshi
，gebufenjibenshangdadaoleyuqideshejimude，bingyulizishendanlutijinxinglianjie，daizaiyunxing，gezhonggongnengzhengchang

，dahujieduandeshijianmingxiansuoduan，miehushijianjingjiancejinwei5微(wei)秒(miao)左(zuo)右(you)。脈(mai)衝(chong)電(dian)源(yuan)用(yong)於(yu)離(li)子(zi)滲(shen)氮(dan)在(zai)技(ji)術(shu)上(shang)是(shi)可(ke)行(xing)的(de)
，它(ta)的(de)優(you)點(dian)已(yi)經(jing)得(de)到(dao)了(le)驗(yan)證(zheng)
，可(ke)以(yi)預(yu)見(jian)
，脈(mai)衝(chong)電(dian)源(yuan)將(jiang)逐(zhu)步(bu)取(qu)代(dai)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)並(bing)會(hui)得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。