微弧氧化又称微等离子体氧化或阳极火花沉积,是一种新型的表面处理方法。利用此技术形成的表面膜层具有与基体的结合力强、硬度高、耐磨性、耐蚀性、抗热震性高、膜层电绝缘性好、击穿电压高等优异的物理化学性能。在材料表面处理领域中,微弧氧化技术正成为一个研究的热点。应用于微弧氧化技术的电源称为微弧氧化电源。电源是微弧氧化技术制备陶瓷膜的关键设备,目前用微弧氧化方法处理金属表面时,所用的电源大多为直流电源或单向脉冲式电源,本系统是在消除现有电源不足的基础上而设计的基于DSP控制的双端脉冲式变压变频微弧氧化电源。该电源是一种正、负脉冲幅度、频率、占空比以及脉冲个数分别连续可调的双极性大功率电源。通过对工作脉冲参数的优化选择,能确保获得最佳的陶瓷结构层,较高的生产效率和安全、可靠、方便的操作性能。因此可以满足微弧氧化实验研究工作及工业生产的需要。针对微弧氧化设备工作在高电压、大电流的具体情况,本文对微弧氧化设备的主电路部分的易损器件进行了可靠性分析,并提出了相应的解决办法。在微弧氧化设备中,IGBT的开通、关断决定着设备输出的脉冲频率和占空比等电参数,因此IGBT的正常工作决定着设备的可靠性。本文对常用的IGBT驱动模块M57959、EXB841、2SD315这三种驱动电路的结构、工作原理以及使用性能做了深入分析与对比。通过驱动模块对IGBT驱动实验,发现前两者驱动功率不够,造成IGBT处于不完全导通状态,开关损耗大,极易损坏。SCALE系列的2SD315能输出很大的峰值电流,具有很强的驱动能力和高隔离电压能力,适合用于大功率微弧氧化设备的驱动。IGBT在开通关断过程中会出现过压过流。为了IGBT能安全可靠的工作,分析了IGBT的结构及失效机制,针对工作过程中可能出现的过压、过流及过热等情况,提出了多种保护方法。微弧氧化过程比较复杂,不同的电源模式对微弧氧化膜的性能有着较大的影响。因此,进行了不同电源模式下的微弧氧化工艺试验,对工艺进行了较为深入的研究,为今后大规模工业化微弧氧化表面处理提供借鉴。