离子渗氮用脉冲电源的研制

3.2晶闸管触发控制电路

脉冲峰值电压的提供依赖于半控桥式整流电路，可由给定信号调节晶闸管的导通角，本电路中采用先进的TC787三相相位控制电路。电路中先产生一斜坡给定信号，然后再加上电流负反馈信号进行综合放大后送入TC787的4端，12、10、8端分别用于控制A、B、C三相晶闸管的控制极。见图5所示。

图5晶简管触发电路框图

3.3IGBT的驱动与保护电路

　　由综合放大电路板（ZHFD）产生的输出信号被送入SG3526，产生PWM脉冲，此信号与反馈信号进行逻辑运算后送入HL403B厚膜驱动器，当IGBT产生过流、短路故障时，借助于IGBT内部的短路、欠饱和、软关断、降栅压保护功能，保护信号通过光电耦合器加到NE555时基电路组成的自保电路封锁PWM脉冲，使IGBT的GE间产生负偏压而截止，见图6。

图6IGBT的驱动与保护电路

3.4灭弧控制电路及过流截止保护电路

　　打弧现象是离子渗氮炉内不可避免的，当出现打弧，且正常的电压下降无法灭掉弧光时，炉中电压下降，电流上升，炉中等效电阻接近于0Ω，若不及时灭掉将会使器件过流损坏，打弧信号的获得可以通过以下途径：

（1）电流最大值、电流上升率di/dt。

（2）电压最小值、电压下降率dv/dt，由于线路中难免存在分布电感，电流增长的速度比电压下降的速度要慢，所以检测电压下降信号可以较快地判别出打弧的发生，但要求电路能自动地区别正常脉冲的上下跳变与打弧引起的极间电压下降，为此专门设计打弧检测电路检测出打弧信号后，关断主电路电压，待弧光灭掉后，又重解除封锁。

3.5放大电路

此部分电路的功能是实现温度的PID控制，打弧信号的采集，电流、电压负反馈以及产生灭弧信号，输出信号将分别送往晶闸管触发控制电路及PWM脉宽给定电路，以实现对电源的整体控制。此外，本电源中还包括显示电路用以显示峰值电压、电流、平均电流、频率、导通比等，以及接触器、继电器控制电路，本文从略。

4结束语

设备装配以后进行了一些调试，各部分基本上达到了预期的设计目的，并与离子渗氮炉体进行联接，带载运行，各种功能正常，打弧阶段的时间明显缩短，灭弧时间经检测仅为5微秒左右。脉冲电源用于离子渗氮在技术上是可行的，它的优点已经得到了验证，可以预见，脉冲电源将逐步取代直流电源并会得到广泛的应用。