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40kW中频脉冲溅射电源设计
资料介绍
随着生产生活和科学技术的不断发展，用户对镀膜产品质量的要求越来越高，需求量也越来越大。这就要求镀膜设备具有较高的精度、良好的稳定性，具有较高的镀膜效率和镀膜质量。磁控溅射作为镀膜技术的一个重要分支，也相应的得到了较快的发展，它分为直流磁控溅射，非平衡磁控溅射，射频磁控溅射和脉冲磁控溅射等磁控溅射方式。脉冲磁控溅射因其溅射效率高，溅射工艺也高于其它磁控溅射方式而成为目前磁控溅射领域的发展热门。
在脉冲磁控溅射中，关键部分脉冲磁控溅射电源。目前，脉冲磁控溅射电源向大功率、高频化方向发展，据有关实验研究和测试，脉冲磁控溅射电源的频率通常在10kHz~200kHz之间为易。由于开关电源的高频化使得开关电源的损耗增加，因此，人们开始使用零电压或零电流的软开关方式来减小开关损耗。本文的主要任务是利用移相软开关技术设计实现20kHz中频脉冲磁控溅射电源。
本电源采用移相控制方式，实现IGBT的零电压软开关，大大降低了电源的开关损耗，提高了电源的效率。同时，采用20kHz的开关频率，使电源具有较好的灭弧能力。利用输出过电流保护点设置的方法，使输出保护电流可调，并实现1μs时间迅速反应的过电流保护，在电源自动排除故障后，无需电源重启动，能迅速恢复正常工作。设计的多级保护功能使电源保护可靠、完善。在电源设计时，尽量考虑到EMC设计与电源的可靠性设计，增强电源的稳定性，提高电源的使用寿命。其次，电源采用数字化设计，可实现远近程控制权的切换，近程控制实现实时显示电流、电压、占空比等功能，远程控制可实现智能化控制等功能。
本文先对系统的组成和原理进行介绍，然后是系统各个部分的软硬件设计，最后对电源的输出波形和效率进行了分析。
关键词：磁控溅射；移相ZVS；软开关；单片机
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