离子化学和表面热处理中调制式电源控制方法及电路 本发明属于交流和直流之间用于电源或类似的电力系统的变换设备，确切说，本发明涉及离子化学和表面热处理中所应用的调制式离子电源控制方法及其相应电路。
机械行业中，为了改善机械零件的表面质量和机械性能，广泛采用离子化学及表面热处理工艺，在离子化学及表面热处理设备中，离子电源是关键部件，工件在真空炉体中，要经过清理、打弧、升温、保温、降温等阶段，在清理打弧时，要求电源提供一定能量的弧光放电，通过打弧清除工件上残留的油污，但又不能损坏工件，在升温，保温阶段所产生的辉光放电，也必须防止由于气压等诸多工艺参数的变化而导致的弧光放电，为此，要求所用的离子电源装置不仅能够提供上千伏的直流电压，同时必须具备可靠的灭弧措施，用以满足严格的工艺要求。
在现有技术中，为完成上述工艺处理所用的离子电源线路有两种，一种为普通可调直流电源：另一种为直流脉冲电源。九三年及九四年，中铁科学技术开发公司及武汉市等离子体技术研究所均向社会公开发行了上述脉冲电源的使用说明书。
目前所采用的普通直流电源线路是将工频交流电压升压后经可控硅整流成为连续可调直流电压，为避免大的弧光放电，电源接有振荡回路，并有电流截出反馈。这种直流离子电源可以满足一般工件处理中的工艺要求，阻却无法达到高标准，严要求，它的缺陷在于：①由于连接有一定的电阻直的限流电阻，将损耗整个电源20％～30％的电能。②对于带有深孔，狭缝的工件，易产生空心阴极效应，为避免这种效应的产生，待处理工件须屏蔽，使工序繁锁，③电压、电流、气压、温度等各参数相互关连，不便独立调节，给控制和操作带来困难。
直流脉冲电源是近年来开拓的新的离子电源产品，其结构特征是在直流电源后加一斩波器，输出固定频率(如1000HZ)地脉冲电压，通过调节脉冲幅值和宽度得到不同功率的输出，上述改进虽然克服了直流电源的不足，但仍存在下述缺点：
1在弧光放电时，必须减小脉冲宽度以避免大的弧光能量损坏工件及电路上的其它器件，由于脉冲宽度过窄，使得输出功率极小，迫使工件打弧时间过长，影响效率。
2频率低，抑制空心阴极效果不是最佳，使得工件上直径小的深孔或狭缝不能得到处理。
3检测控制弧光放电电路复杂，影响电源可靠性。
4线路复杂，生产成本高。
为克服上述二种电源存在的缺点，本发明的目的在于提供一种用于离子化学和表面热处理中的调制式离子电源控制方法及高效率的离子电源电路，其对工件离子化学和表面热处理中的清理打弧优于现有的脉冲电源，提高功率，缩短打弧时间，有效的抑制空心阴极效应，并可使工艺参数独立调节，整个装置结构简单，控制操作也十分简单。且线路简单，成本低廉。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：将调制技术应用于离子化学及表面热处理工艺所使用的离子电源线路中。具体实施方案：在直流电源后边加一特殊斩波器环节，使其输出脉冲幅度和宽度为可调直流脉冲，该脉冲为高、低频率混合调制，以高频(数十千赫)为基波，调制成低频(数千赫)脉冲。通过功放级，将此调制信号控制开关管栅极，构成直流电源后特殊的斩波器环节。
现结合附图及实施例，进一步阐明本发明结构特征及工作原理。
图1为本发明原理方框图。
图2为本发明装置线路主回路线路图。
图3-A为本发明触发控制线路图实施例。(以下简称控制电路)
图3-B为本发明触发控制线路的又一实施例。
图3-C为本发明触发控制线路的另一实施例。
图4-A为未经调制的高频信号，
图4-B为低频信号，
图4-C为高，低频混合后的信号。
其中图1中的1为已有技术中的可调直流电源。2为斩波器，该斩波器是由开关管与图3(包含图3—A，图3—B，图3—C)触发控制线路组合为一体。3为续流限流环节。方框图的E，F为接连炉体端线。
由图1可知，当斩波器中的开关管工作于开关犬态，开关管导通，电路中有电流流过；当开关管关闭，电路中电流为零。
图2中、(整流桥为已有技术)，斩波器中的开关管采用N1与N2复合连接方式，也可采用单一开关管与触发控制线路连接。开关管的集电极与续流限流电路连接。该续流限流电路由二极管D与线圈L构成，二极管与线圈结合点与开关管N2的集电极连接。开关管的发射极与直流电源连接，栅极接控制线路。
图3—A为本发明触发控制线路的实施例，该实施例中采用二片TL494芯片。芯片TL494A14与16脚分别与电位器W3连接，电位器活动端与芯片15及4脚相连；芯片8脚通过R4接地，该电阻与8脚相连端与芯片TL494B的4脚相连，芯片TL494A6脚通过R3与电位器W2的一固定端连接，电位器W2的活动端与该电位器另一固定端与地连接。TL494A与TL494B的5脚通过电容C1、C2与地相连。芯片TL494A3脚通过电阻R2与二极管D1、D2及电阻R1相接，R1另一端接地。二极管D1的负极与D2的正极的连接点与芯片TL494A的1脚相连。芯片TL494B的14脚与电位器W1固定端连接，W1的另一固定端接地：W1的活动端与芯片TL494B的3脚相连，芯片TL494B的10脚与9脚相接后输出至功放级(可为任何形式的功放电路)的输入端：功放级的输出端信号送至开关管的栅极。TL494B的6脚通过R5与电位器W4的一固定端连接，电位器另一端与W4的活动端相接并接地。
现将上述触发控制线路工作原理详细阐述如下：芯片TL494B，振荡器电路R3、C2、W4将产生几十KHZ以上的振荡频率，输出端将产生相应频率的方波，该波形的占空比调节范围为0％—95％4脚作为脉冲封锁端，当电位呈高位时，输出端方波被锁定，输出为零电位，当4脚为低电位时，则输出端输出为方波，其波形图如图4—A所示。
芯片TL494A，振荡频率为1KHZ左右。输出端8脚可输出相应频率的方波。该方波的占空比的上限由W3锁定，根据离子电源恒流特性要求，使3脚电位不断变化，迫使也在0％～95％之间变化，从而可达到恒流目的。该方波输出波形见图4—B。该方波从TL494A8脚输入至TL494B的4脚，对TL494B的高频方波进行调制，调制后的波形从TL494B的9.10脚输出，波形图如图4—C所示。
图3—B为本发明触发控制线路的又一实施例，在该实施例中，芯片采用SG3524，在SG3524A中，1脚与D1负极、D2正极、R3，R4的一端相连，R4另一端接地，R3的另一端与SG3524A的9脚相连；D1的正极与D2的负极与2脚相接并输入电流反馈信号Vin.6脚通过电阻R2与电位器W3的固定端连接，固定端的另一点与地连接，W3的活动点与R2一端连接：7脚通过电容C2接地。10脚与电位器W4的活动端连接，电位器的固定端与16脚相连，另一固定端接地。12脚一方面通过电阻R5与电源正极相连，同时12脚与SG3524B的10脚相连，SG3524B自9脚与电位器W2的活动端相接，电位器W2的一固定端接地，另一固定端与16脚相连。SG3524B的6脚通过电阻R1与电位器W1的固定端相连，其W1的活动端与另一固定端接地。SG3524B的输出端11脚至功放级的输入端，功放级的输出端信号送至开关管的栅极。
该实施例的工作原理与相应波形同图3—A相同，在此不再复述。
图3—C为本发明触发控制线路的另一实施例。在该实施例中，芯片采用SG3525(含SG3527，SG3525与SG3527仅仅是反相位)，与图3—B所用芯片SG3524不同点在于，其振荡回路R1、C1、W1及R2、C2、W2与芯片SG3525A，SG3525B的5.6二脚相连。其工作原理与波形皆与图3—A所用芯片TL494A与TL494B相同，此间不在复述。
从上述所列举的三个实施例中，不难看出本控制线路可采用任何芯片连接，其振荡回路电容、电阻及电位器，依据各芯片引脚特征，分别接在芯片振荡端上，低频脉冲输出端从一个芯片输出，送入另一芯片的脉冲封锁端上。芯片的输出端至功放级的输入端，功放级的输出端接在开关管的栅极。
在上述三种实施线路图中，凡出现””符号，均表示该点引脚被接于本发明的外围线路中。
从上述三种实施例中看出，本发明充分体现了发明人技术改进的主导思想：即将调制技术应用在离子化学和表面热处理工艺中所使用的一种新型离子电源中，解决了长期以来机械工件热处理中存在的种种不尽人意的问题，它在以下三方面充分体现本发明所产生的积极效果：
1.由于在频率f1(1/TA)中包含更高的频率f2(1/TB)，使炉体电流持续时间有了一个上限，不必象现有技术中将打弧清洗阶段中占空比调到很小，现有技术中一般为2％。本发明采用上述方法及技术措施，仍可在打弧清洗阶段做到大占空比的输出。例如T6＝25μS.T′6＝20μS.B＝20/25＝80％，这意味着在弧光清洗阶段时本发明能保持大的功率输出，从而有效地缩短了开炉时间，进而提高了工作效率，从试验得出的数据判断，本发明清洗效果远优于普通直流电源，所用于清洗时间仅为前者的1/2～1/3。
2.高频f2抑制空心阴极的效应远胜于低频，所以更有效地对深孔狭缝工件进行离子热处理。
3.本发明对炉体电流能有效地控制，所以弧光电流检测线路十分简单。使成本降低。
4.各工艺参数(指用于线路中各振荡回路参数)可独立调节，从而使用灵活，控制简单方便。