離子滲氮用脈沖電源的研制

3.2晶閘管觸發(fā)控制電路

脈沖峰值電壓的提供依賴(lài)于半控橋式整流電路，可由給定信號(hào)調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角，本電路中采用先進(jìn)的TC787三相相位控制電路。電路中先產(chǎn)生一斜坡給定信號(hào)，然后再加上電流負(fù)反饋信號(hào)進(jìn)行綜合放大后送入TC787的4端，12、10、8端分別用于控制A、B、C三相晶閘管的控制極。見(jiàn)圖5所示。

圖5晶簡(jiǎn)管觸發(fā)電路框圖

3.3IGBT的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路

　　由綜合放大電路板（ZHFD）產(chǎn)生的輸出信號(hào)被送入SG3526，產(chǎn)生PWM脈沖，此信號(hào)與反饋信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算后送入HL403B厚膜驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)IGBT產(chǎn)生過(guò)流、短路故障時(shí)，借助于IGBT內(nèi)部的短路、欠飽和、軟關(guān)斷、降柵壓保護(hù)功能，保護(hù)信號(hào)通過(guò)光電耦合器加到NE555時(shí)基電路組成的自保電路封鎖PWM脈沖，使IGBT的GE間產(chǎn)生負(fù)偏壓而截止，見(jiàn)圖6。

圖6IGBT的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路

3.4滅弧控制電路及過(guò)流截止保護(hù)電路

　　打弧現(xiàn)象是離子滲氮爐內(nèi)不可避免的，當(dāng)出現(xiàn)打弧，且正常的電壓下降無(wú)法滅掉弧光時(shí)，爐中電壓下降，電流上升，爐中等效電阻接近于0Ω，若不及時(shí)滅掉將會(huì)使器件過(guò)流損壞，打弧信號(hào)的獲得可以通過(guò)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，由于線(xiàn)路中難免存在分布電感，電流增長(zhǎng)的速度比電壓下降的速度要慢，所以檢測(cè)電壓下降信號(hào)可以較快地判別出打弧的發(fā)生，但要求電路能自動(dòng)地區(qū)別正常脈沖的上下跳變與打弧引起的極間電壓下降，為此專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)打弧檢測(cè)電路檢測(cè)出打弧信號(hào)后，關(guān)斷主電路電壓，待弧光滅掉后，又重解除封鎖。

3.5放大電路

此部分電路的功能是實(shí)現(xiàn)溫度的PID控制，打弧信號(hào)的采集，電流、電壓負(fù)反饋以及產(chǎn)生滅弧信號(hào)，輸出信號(hào)將分別送往晶閘管觸發(fā)控制電路及PWM脈寬給定電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的整體控制。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(dǎo)通比等，以及接觸器、繼電器控制電路，本文從略。

4結(jié)束語(yǔ)

設(shè)備裝配以后進(jìn)行了一些調(diào)試，各部分基本上達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，并與離子滲氮爐體進(jìn)行聯(lián)接，帶載運(yùn)行，各種功能正常，打弧階段的時(shí)間明顯縮短，滅弧時(shí)間經(jīng)檢測(cè)僅為5微秒左右。脈沖電源用于離子滲氮在技術(shù)上是可行的，它的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)得到了驗(yàn)證，可以預(yù)見(jiàn)，脈沖電源將逐步取代直流電源并會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。