我国离子渗氮多采用冷壁炉,在生产过程中需用冷却水的方式带走冷壁炉的热量,这样就导致了大量的能源被浪费掉。曾有企业采取“保温”措施,最后却带来所处理的工件不合格。根据对离子渗氮热处理机理的分析和等离子体微观参数诊断,提出了中频直流脉冲电源的指标:效率大于0.90;输出电压在0～1000 V可调;输出脉冲频率为50kHz。同时把用该电源对工件的渗氮效果与1kHz的脉冲电源的渗氮效果进行比较。根据电源的总体方案,论文介绍了开关电源的主电路结构设计和控制、驱动电路设计。主电路的开关管的选择、功率器件的选择、磁性器件的设计、缓冲电路的选择、中频变压器的设计;控制及驱动电路设计部分主要论述了控制及驱动电路相关模块电路的工作原理、检测保护电路的设计、弧光放电的检测与保护、空心阴极效应的抑制与保护。同时讨论了电源调试中出现的问题和解决办法。通过渗氮对比实验,从渗氮的深度、渗氮后的硬度及能量消耗等角度与1kHz电源进行比较,验证了50kHz脉冲电源的优越性和电源的实用性,通过实验证明了该系统达到了设计要求。该电源用于离子渗氮,工艺参数容易控制,升温速度快,保温效果好,更节约能源,产品质量可以保证。