一種直流磁控濺射電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電子器械領(lǐng)域，具體涉及一種直流磁控濺射電源。
【背景技術(shù)】
[0002]1842年，從Grove發(fā)現(xiàn)陰極濺射現(xiàn)象以來，經(jīng)過一百多年的發(fā)展，磁控濺射已成為真空鍍膜技術(shù)中發(fā)展最迅速和應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。磁控濺射能夠有效降低靶室的工作壓力和靶的工作電壓，提高膜層的沉積速率，降低基片溫度，減小等離子體對膜層的破壞。由于磁控濺射引起的沉積涂層性能優(yōu)良，磁控濺射技術(shù)目前已在潤滑、磨損、電子半導(dǎo)體和光學(xué)等領(lǐng)域，尤其是大面積鍍膜生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]磁控濺射鍍膜機(jī)主要應(yīng)用于建筑玻璃和真空集熱管鍍膜，磁控濺射鍍膜技術(shù)是先進(jìn)的玻璃鍍膜技術(shù)之一。這種鍍膜工藝是在真空件下，使濺射靶(陰極)和基片(欲鍍膜的材料，陽極)之間，在填充氫氣或其它氣體的真空中形成輝光放電，產(chǎn)生正離子和自由電子，正離子撞擊帶負(fù)電的陰極，即鍍膜材料靶，離子對陰極靶的撞擊使靶材原子從表面逸出，而附著在玻璃上。用磁場束縛住自由電子，從而產(chǎn)生了高密度的等離子體，產(chǎn)生較高的濺射速率。磁控濺射的特點是膜層附著牢固均勻、鍍膜速度快。
[0004]磁控濺射真空鍍膜機(jī)也在不斷發(fā)展中，主要的技術(shù)革新體現(xiàn)在電氣控制系統(tǒng)之上。此外，工藝流程的更科學(xué)性、合理性以及性能的不斷提高，使得真空鍍膜機(jī)的鍍膜效果更好、質(zhì)量更高。隨著微電子技術(shù)和材料學(xué)科的迅速發(fā)展，功率開關(guān)器件、輸出整流器、快速整流二極管等器件性能不斷改進(jìn)，在器件容量加大的基礎(chǔ)上，其頻率也在提高，不僅能夠獲得更好的電氣特性，而且控制性能不斷得到優(yōu)化。電力電子器件制造水平的提高必將促使電源向著高頻率、大容量、小型化的方向發(fā)展。
[0005]現(xiàn)有技術(shù):直流磁控濺射電源的研制，采用以下方案:電路由主電部分、控制保護(hù)部分、驅(qū)動部分、檢測部分和通訊部分組成?？刂撇糠钟蒔WM控制，IGBT驅(qū)動，恒流控制，溫度保護(hù)，過流保護(hù)等部分組成。在IGBT逆變和輸出環(huán)節(jié)對過電流進(jìn)行保護(hù)，可以通過控制IGBT的通斷時間獲得需要的電壓、電流及功率。主電路的包括三相可控硅整流、濾波電路、IGBT全橋逆變電路、高頻變壓器、輸出整流濾波。IGBT驅(qū)動和過流保護(hù)電路分兩部分組成:放大部分和過流保護(hù)部分，其采用高速光耦6N137，其中也還需要高頻特性好的陶瓷電容。該技術(shù)的主電路部分設(shè)計為三相交流電輸入，利用三相可控硅整流、濾波電路兩部分進(jìn)行整流濾波，其準(zhǔn)確度提升，可是卻大大提高的設(shè)計的復(fù)雜性，增加了電源的體積以及事故發(fā)生率，另外其驅(qū)動和過留保護(hù)電路其適用于大功率IGBT的驅(qū)動以及高頻應(yīng)用場合，在低頻、小功率IGBT中就會造成資源浪費(fèi)且不能進(jìn)行精確控制。
[0006]針對這些情況，本發(fā)明提供了一種直流磁控濺射電源，包括輸入整流濾波電路、IGBT全橋逆變電路、高頻變壓器、輸出整流濾波電路，其中，所述輸入整流濾波電路的輸入端接供電電網(wǎng)，其輸出端連接IGBT全橋逆變電路的輸入端；所述IGBT全橋逆變電路的輸出端連接高頻變壓器的輸入端；所述高頻變壓器的輸出端連接輸出整流濾波電路的輸入端；所述輸入整流濾波電路將全橋整流與電容濾波電路結(jié)合在一起；所述IGBT全橋逆變電路還包括IGBT的驅(qū)動和過流保護(hù)電路，其采用EXB841模塊。本實用新型將現(xiàn)有技術(shù)中的三相可控硅整流、濾波電路進(jìn)行整合，使用輸入整流濾波電路將之替換，降低了電路設(shè)計的復(fù)雜性，減少了相應(yīng)的元器件，減小了體積；同時將IGBT原有的驅(qū)動和過流保護(hù)電路中的相關(guān)部分替換為EXB841快速型IGBT驅(qū)動專用模塊，且對EXB841快速型IGBT驅(qū)動專用模塊中的不足進(jìn)行改進(jìn)，在其中的快恢復(fù)二極管和IGBT的C端串接第一穩(wěn)壓管，以此來降低過流檢測電壓，在其管腳的2腳和9腳之間外接電阻和第二穩(wěn)壓管，以此來延長EXB841的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)電路設(shè)計復(fù)雜，EXB841快速型IGBT驅(qū)動專用模塊中的過流檢測電壓過高及使用壽命短等缺點，提供一種直流磁控濺射電源。
[0008]為此，本實用新型提供了一種直流磁控濺射電源，包括輸入整流濾波電路、IGBT全橋逆變電路、高頻變壓器、輸出整流濾波電路，其特征在于:所述輸入整流濾波電路的輸入端接供電電網(wǎng)，其輸出端連接IGBT全橋逆變電路的輸入端；所述IGBT全橋逆變電路的輸出端連接高頻變壓器的輸入端；所述高頻變壓器的輸出端連接輸出整流濾波電路的輸入端；所述輸入整流濾波電路將全橋整流與電容濾波電路結(jié)合在一起；所述IGBT全橋逆變電路還包括IGBT的驅(qū)動和過流保護(hù)電路；所述IGBT的驅(qū)動和過流保護(hù)電路采用EXB841模塊；所述EXB841模塊的快恢復(fù)二極管和IGBT的C端串接第一穩(wěn)壓管，管腳的2腳和9腳之間外接電阻和第二穩(wěn)壓管。
[0009]所述輸入整流濾波電路的電能傳輸效率取0.8，最大輸出功率1.6KW，輸入電壓頻率 50Hz，所用電容 0=1.5*103uFo
[0010]所述IGBT全橋逆變電路中的IGBT的通態(tài)壓降Vce為3V，耐壓為1200V，額定直流電流Ic是200A，Ims內(nèi)脈寬最大電流Icp是400A，開通延遲時間tdon為0.lus。
[0011]所述輸出整流濾波電路采用全橋整流，其中整流二極管選用額定電流為91A的輸出整流二極管模塊。
[0012]本實用新型的有益效果:本實用新型提供了一種直流磁控濺射電源，包括輸入整流濾波電路、IGBT全橋逆變電路、高頻變壓器、輸出整流濾波電路，其中，所述輸入整流濾波電路的輸入端接供電電網(wǎng)，其輸出端連接IGBT全橋逆變電路的輸入端；所述IGBT全橋逆變電路的輸出端連接高頻變壓器的輸入端；所述高頻變壓器的輸出端連接輸出整流濾波電路的輸入端；所述輸入整流濾波電路將全橋整流與電容濾波電路結(jié)合在一起；所述IGBT全橋逆變電路還包括IGBT的驅(qū)動和過流保護(hù)電路，其采用EXB841模塊。本實用新型將輸入電路部分的整流和濾波整合在一起，降低電路設(shè)計的復(fù)雜性，減少故障率，同時在IGBT的驅(qū)動和過流保護(hù)電路上采用EXB841快速型IGBT驅(qū)動專用模塊，保證其可靠并快速反應(yīng)，使得電源系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)較好，同時減小了電源的體積和輸出電流的脈動，另外又對EXB841快速型IGBT驅(qū)動專用模塊中的不足進(jìn)行了改進(jìn)，在EXB841的快恢復(fù)二極管和IGBT的C端串接第一穩(wěn)壓管，以此來降低過流檢測電壓，在其管腳的2腳和9腳之間外接電阻和第二穩(wěn)壓管，以此來延長EXB841的使用壽命。
[0013]以下將結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型一種直流磁控濺射電源的電路圖。
[0015]圖2是本實用新型一種直流磁控濺射電源的EXB841工作原理圖。
[0016]圖3是本實用新型一種直流磁控濺射電源的EXB841的典型接線圖。
【具體實施方式】
[0017]實施例1:
[0018]如圖1所示是本實用新型一種直流磁控濺射電源，包括輸入整流濾波電路1、IGBT全橋逆變電路2、高頻變壓器3、輸出整流濾波電路4，所述輸入整流濾波電路I的輸入端接供電電網(wǎng)，其輸出端連接IGBT全橋逆變電路2的輸入端；所述IGBT全橋逆變電路2的輸出端連接高頻變壓器3的輸入端；所述高頻變壓器3的輸出端連接輸出整流濾波電路4的輸入端；所述輸入整流濾波電路I將全橋整流與電容濾波電路結(jié)合在一起；所述IGBT全橋逆變電路2還包括IGBT的驅(qū)動和過流保護(hù)電路；所述IGBT的驅(qū)動和過流保護(hù)電路采用EXB841模塊；如圖3，對EXB841模塊進(jìn)行改進(jìn)，在EXB841的快恢復(fù)二極管和IGBT的C端串接第一