大功率磁控濺射電源主電路的研究.pdf

1、磁控濺射作為一種鍍膜工藝，在物體上鍍制保護膜，增強物體的耐磨、抗氧化和抗腐蝕性能。由直流磁控濺射發(fā)展到非平衡磁控濺射，隨著材料的多樣化，促使磁控濺射又發(fā)展到射頻磁控濺射和脈沖磁控濺射階段。與直流磁控濺射相比，脈沖磁控濺射的濺射效率高、工藝性能好。但是由于磁控濺射負載的非線性，導(dǎo)致脈沖磁控濺射電源在應(yīng)用中產(chǎn)生負載電壓上升時期的振蕩。本文對磁控濺射脈沖工藝中存在的負載電壓振蕩及電源中存在FMI問題，做了理論分析和仿真及實驗驗證。
　　

2、 首先，本文結(jié)合磁控濺射脈沖工藝對電源的指標要求，理論上分析了電源在特定工藝條件下的實現(xiàn)方案，并對電源大功率輸出條件下的主電路及后級輸出電路進行了理論分析設(shè)計和參數(shù)計算，實現(xiàn)了負載所需要的三種脈沖輸出。用PSPICE對電源主電路進行了詳細的仿真分析。
　　 本文在掌握磁控濺射等離子體負載等效電路模型的基礎(chǔ)上，從理論上分析了產(chǎn)生振蕩的原因，在脈沖電源與負載回路串聯(lián)電感或電感和電阻串聯(lián)單元可以有效抑制電壓振蕩，但同時使脈沖電壓的上

3、升速率大大降低；針對這兩種方法存在的問題，本文研究了一種在負載回路串聯(lián)電感與二極管并聯(lián)單元的匹配電路，電感在抑制振蕩的同時起到了限流的作用，二極管在脈沖電壓換相時續(xù)流的同時加快電壓上升速率。對所研究的方法進行了仿真分析和實驗驗證，結(jié)果表明該方法在抑制振蕩的同時，提高了脈沖電壓的上升速率，保證了薄膜穩(wěn)定沉積。
　　 最后，在理論分析和仿真的基礎(chǔ)上，搭建了一臺磁控濺射脈沖電源的樣機，實驗結(jié)果證明了所設(shè)計主電路及匹配電路的可行性和正確