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高性能磁控溅射电源的研制

作　者: 金力
导　师: 孙强
学　校: 西安理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 磁控溅射有限双极性控制零电压开通零电流关断
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

磁控溅射作为一种重要的表面改性技术得到了广泛关注。其中,由于溅射工艺所需的电源性能对工艺效果起着至关重要的作用,研究高性能磁控溅射电源对满足工业需求和对工艺的进一步提升有着重要的意义。本文对一台自主研制的磁控溅射电源的核心部分—有限双极性ZVZCS PWM DC/DC变换器进行了研究。本文针对研制高性能磁控溅射电源的相关技术展开研究。在对比分析不同控制方式的基础上,对有限双极性ZVZCS PWM DC/DC变换器的工作原理进行了详细的分析,并对变换器的几个特性进行了论述,推导了实现宽负载变化范围内超前桥臂开关管零电压开通和滞后桥臂开关管零电流关断的公式；根据工艺技术指标,完成了主电路和控制电路等相关参数的计算和电路设计。在理论分析和参数设计的基础上,进行了恒流控制系统及主电路的仿真分析,并完成了1kW样机的搭建,实验结果表明,样机能在宽负载变化范围内实现超前桥臂开关管的零电压开通和滞后桥臂开关管的零电流关断。样机运行良好,性能稳定,能较好的满足实际工艺的需要。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-13
  1.1 磁控溅射技术简介  7-9
    1.1.1 磁控溅射技术的发展现状  7-8
    1.1.2 磁控溅射技术的原理  8-9
  1.2 磁控溅射技术对电源的要求  9-11
    1.2.1 电源输出的要求  9-10
    1.2.2 负载特性的要求  10-11
  1.3 国内外磁控溅射电源的研究现状  11-12
  1.4 本文的主要研究内容  12-13
2 有限双极性ZVZCS PWM DC/DC变换器的工作原理  13-24
  2.1 全桥PWM DC/DC变换器及其控制方式  13-15
  2.2 软开关技术介绍  15-16
  2.3 有限双极性ZVZCS PWM DC/DC变换器  16-23
    2.3.1 工作原理分析  16-17
    2.3.2 工作模态分析  17-20
    2.3.3 拓扑特性分析  20-23
  2.4 小结  23-24
3 磁控溅射电源整体方案与变换器主电路的参数设计  24-44
  3.1 电源整体方案设计  24-25
  3.2 变换器的控制方式选择  25-27
    3.2.1 变换器的技术指标  25
    3.2.2 控制方式的选择  25-27
  3.3 有限双极性ZVZCS PWM DC/DC变换器主电路的参数设计  27-43
    3.3.1 输入电路的设计  27-30
    3.3.2 主功率开关管及输出整流二极管的选择  30-31
    3.3.3 阻断电容与串联二极管的选择  31-32
    3.3.4 功率变压器的设计  32-36
    3.3.5 输出滤波电路的设计  36-40
    3.3.6 副边RCD钳位电路的设计  40-43
  3.4 小结  43-44
4 控制与驱动电路的设计  44-56
  4.1 控制电路的设计  44-53
    4.1.1 SG3525芯片介绍  44-46
    4.1.2 有限双极性控制PWM信号的生成原理  46-47
    4.1.3 电流闭环控制电路的设计与仿真  47-52
    4.1.4 灭弧保护电路的设计  52-53
  4.2 驱动电路的设计  53-55
    4.2.1 功率MOSFET驱动电路的分析  53-54
    4.2.2 IR2110芯片介绍  54-55
    4.2.3 驱动电路的设计  55
  4.3 小结  55-56
5 仿真与实验验证  56-64
  5.1 工作原理的仿真与实验验证  57-59
  5.2 软开关实现效果的仿真与实验验证  59-62
    5.2.1 ZVS实现效果的仿真与实验验证  59-60
    5.2.2 ZCS实现效果的仿真与实验验证  60-62
  5.3 RCD钳位效果的仿真与实验验证  62-63
  5.4 小结  63-64
6 全文总结  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-67

高性能磁控溅射电源的研制

内容摘要

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