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      數字化射頻電源網絡主動匹配器的研制

      發布時間:2021-08-25

             跟著射頻電源技能進入鍍膜工藝之后,射頻匹配也隨之成為需求解決的問題。射頻電源的功率應盡或許的用于鍍膜工藝中,體系的輸入功率直接影響到等離子體的濃度和壓力,也就直接影響了鍍膜的質量,關系到工藝水平的好壞。

            在一定條件下,鍍膜體系負載是隨時間發生改變的,這使得阻抗的主動匹配變得更為必要。而國內現在都是以手動匹配為主,射頻電源主動阻抗匹配器的發展是一個瓶頸。因此,主動匹配技能的研討有很重要的意義。 本文以真空實驗室的射頻RF-500型射頻等離子體增強CVD鍍膜機相配套的射頻電源阻抗匹配器RS-500為研討目標,對射頻電源的手動阻抗匹配器的原理和規劃進行研討,并把傳入電表的信號傳入計算機中進行主動操控,完成主動匹配。

            本文以功率檢測模塊的詳盡規劃和對體系樹立的數學模型進行操控仿真為要點研討內容,結合功用較為完善、技能相對老練的其他模塊如傳動模塊、信號轉換模塊等的分析研討,提出了射頻電源主動阻抗匹配器較為完善的規劃辦法,在全體結構規劃原理上有一個相對完好的知道。 本文電路的規劃是基于匹配原理的,即跟著鍍膜過程中等離子體阻抗的改變,經過阻抗匹配器來完成全體傳輸電路的共軛阻抗匹配,使得入射功率一直到達最大,反射功率到達最小,以確保鍍膜的質量。

            等離子體的改變,可以等視為電路中的一個阻抗,匹配器經過調理自身模塊中的兩個可變電容,來完成整個傳輸電路的共軛匹配。確定共軛匹配的辦法是經過檢測入射功率和反射功率,使得入射功率到達最大,反射功率到達最小為宜。功率可由電流、電壓和兩者之間的相位來表征,即P=U*I*cos¢。在功率檢測模塊,丈量電流的電流互感器選用功能優于傳統線圈的Rogowski線圈,丈量電壓的電壓互感器選用電容式電壓互感器,因為兩者的相位在鍍膜過程中固定,因此兩者的相位角不變,不用丈量。

            由電流互感器和電壓互感器組成的定向耦合設備,是功率檢測模塊的中心部分。本文著重分析了功率檢測模塊的電路,提出了合理的規劃方案。然后經過對其他各個模塊的分析,得出可行性的規劃方案。最終對傳輸電路進行數學模型的樹立,并用MATLAB對信號進行PID操控仿真,得出了有用的操控辦法。收

             針對國產射頻匹配器只要模仿電路操控式產品并與國外數字化產品有很大功能差距的現狀,研制了一種數字化射頻電源網絡主動匹配器。其原理是經過調理Γ型網絡的電容值來完成電源與負載的動態匹配,由反射系數檢測器、數字信號處理器、電容方位傳感器和電機驅動電路等組成一個閉環體系,操控電機來調理電容以完成上述原理。
             測試標明其可匹配阻抗范圍增大、端對端匹配時間小于12s,歸納功能顯著優于模仿電路操控式匹配器。
      關鍵詞查找:射頻電源,高頻等離子電源,晶控膜厚儀,直流負偏壓電源,低溫等離子滅菌電源
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