專利名稱：離子源弧電源打坑系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是為了滿足離子源物理領(lǐng)域?qū)ζ浠‰娫丛谝龈邏弘娫聪到y(tǒng)投入或者打火時(shí)刻特殊要求的一種裝置，具體涉及控制離子源弧電源輸出電流在引出高壓投入或打火時(shí)刻快速分流后迅速恢復(fù)的電流分流系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在離子源引出離子束時(shí)，根據(jù)等離子體放電和引出高壓之間的密切關(guān)系，在束流引出時(shí)為了得到更合適的導(dǎo)流系數(shù)，必須使弧流與引出高壓相匹配，特別是在束流引出的初始時(shí)刻為了得到穩(wěn)定的束引出至關(guān)重要，因此在高壓建立的時(shí)刻需要進(jìn)行弧打坑。其基本原理是弧電源輸出電流基本穩(wěn)定并流向負(fù)載的情況下，在等離子體電極電源開通時(shí)刻， 使弧電源輸出電流的20% 30%左右的電流旁路，弧電源輸出電流形成一個(gè)凹坑，(凹坑的寬度由等離子體電極電源上升速度決定)，然后，配合中性束其他電源的時(shí)序停止打坑，使電流快速轉(zhuǎn)移到負(fù)載回路，完成一次打坑過程。

實(shí)用新型內(nèi)容為了滿足上述離子源對(duì)弧電源的要求，本實(shí)用新型提供了一種離子源弧電源打坑系統(tǒng)，其在有外部控制信號(hào)輸入時(shí)(離子源引出高壓投入或打火時(shí)刻)，通過所設(shè)計(jì)的階梯脈沖編碼器設(shè)置時(shí)序，發(fā)出控制脈沖來編碼導(dǎo)通弧電源輸出端并聯(lián)的絕緣柵雙極型晶體管，快速實(shí)現(xiàn)弧電源電流的分流和迅速恢復(fù)其輸出的功能，達(dá)到離子源在引出離子束時(shí)引出高壓與弧流之間的匹配的目的。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種離子源弧電源打坑系統(tǒng)，其主要包括弧電源輸出端并聯(lián)的多只絕緣柵雙極型晶體管和電阻組合的支路；由階梯脈沖編碼器和絕緣柵雙極型晶體管觸發(fā)板構(gòu)成的觸發(fā)系統(tǒng)；階梯脈沖編碼器設(shè)置有外部控制其脈沖輸出的接口，用于接收離子源引出高壓開通和打火時(shí)刻的信號(hào)。本系統(tǒng)以階梯脈沖編碼器為控制核心，在接收到來自外部的控制信號(hào)(離子源引出高壓投入或打火時(shí)刻所發(fā))后發(fā)出設(shè)置好的階梯型下降和上升的觸發(fā)脈沖序列，通過控制絕緣柵雙極型晶體管的開通和關(guān)斷來實(shí)現(xiàn)打坑過程，其階梯脈沖編碼器發(fā)出的脈沖序列的時(shí)序都可以通過軟件調(diào)節(jié)，以滿足不同的打坑時(shí)間的需求。本實(shí)用新型的有益效果(1)、本實(shí)用新型采用以數(shù)字控制芯片為核心來設(shè)計(jì)復(fù)雜的階梯脈沖編碼器，大大簡(jiǎn)化控制觸發(fā)脈沖的設(shè)計(jì)，不同打坑時(shí)間通過軟件設(shè)置，使得整個(gè)系統(tǒng)的操作更加的簡(jiǎn)(2)、本實(shí)用新型采用絕緣柵雙極型晶體管和電阻組成整個(gè)分流支路，利用絕緣柵雙極型晶體管的快速開關(guān)性保證了對(duì)打坑時(shí)間的快速性的要求；(3)、本實(shí)用新型可以應(yīng)用于其他需要快速將電源輸出電流分流和迅速恢復(fù)的相關(guān)場(chǎng)合。
圖1為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，離子源弧電源打坑系統(tǒng)其主要包括弧電源輸出端并聯(lián)的多只絕緣柵雙極型晶體管和電阻組合的支路；由階梯脈沖編碼器和絕緣柵雙極型晶體管觸發(fā)板構(gòu)成的觸發(fā)系統(tǒng)；階梯脈沖編碼器設(shè)置有外部控制其脈沖輸出的接口，用于接收離子源引出高壓開通和打火時(shí)刻的信號(hào)。其關(guān)鍵技術(shù)在于絕緣柵雙極型晶體管多管串并聯(lián)技術(shù)和編碼觸發(fā)技術(shù)。本實(shí)用新型的工作過程為當(dāng)階梯脈沖編碼器接收來到自離子源引出高壓投入時(shí)刻或打火時(shí)刻發(fā)出的控制信號(hào)時(shí)后，發(fā)出設(shè)置好的脈沖序列至絕緣柵雙極型晶體管的驅(qū)動(dòng)板，由絕緣柵雙極型晶體管的驅(qū)動(dòng)板控制弧電源輸出端并聯(lián)的絕緣柵雙極型晶體管的開通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)一次分流并恢復(fù)(即打坑)過程，完成一次打坑過程后，系統(tǒng)復(fù)位，等待下一次控制信號(hào)的到來。實(shí)際使用中，本系統(tǒng)能控制弧電源輸出電流在微妙至毫秒的時(shí)間范圍內(nèi)被旁路 20% 30%，滿足了在離子源引出高壓投入或打火時(shí)刻與弧電流相匹配的要求。
權(quán)利要求1. 一種離子源弧電源打坑系統(tǒng)，其主要包括弧電源輸出端并聯(lián)的多只絕緣柵雙極型晶體管和電阻組合的支路；由階梯脈沖編碼器和絕緣柵雙極型晶體管觸發(fā)板構(gòu)成的觸發(fā)系統(tǒng)；階梯脈沖編碼器設(shè)置有外部控制其脈沖輸出的接口，用于接收離子源引出高壓開通和打火時(shí)刻的信號(hào)。
專利摘要一種離子源弧電源打坑系統(tǒng)，其主要包括弧電源輸出端并聯(lián)的多只絕緣柵雙極型晶體管和電阻組合的支路；由階梯脈沖編碼器和絕緣柵雙極型晶體管觸發(fā)板構(gòu)成的觸發(fā)系統(tǒng)；階梯脈沖編碼器設(shè)置有外部控制其脈沖輸出的接口，用于接收離子源引出高壓開通和打火時(shí)刻的信號(hào)。本實(shí)用新型大大簡(jiǎn)化控制觸發(fā)脈沖的設(shè)計(jì)，不同打坑時(shí)間通過軟件設(shè)置，使得整個(gè)系統(tǒng)的操作更加的簡(jiǎn)單，保證了對(duì)打坑時(shí)間的快速性的要求，能控制弧電源輸出電流在微妙至毫秒的時(shí)間范圍內(nèi)被旁路20%～30%，滿足了在離子源引出高壓投入或打火時(shí)刻與弧電流相匹配的要求。
文檔編號(hào)H05H1/48GK201967234SQ201020691889
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者劉智民, 劉勝, 胡純棟, 蔣才超 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所