【摘 要】
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磁控溅射作为一种镀膜工艺,以其优越的性能,广泛应用于能源、材料、物质、环境等诸多专业领域。由于这些领域中所使用的磁控溅射电源本身的问题一电源恒流特性差、易打弧等,
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磁控溅射作为一种镀膜工艺,以其优越的性能,广泛应用于能源、材料、物质、环境等诸多专业领域。由于这些领域中所使用的磁控溅射电源本身的问题一电源恒流特性差、易打弧等,容易造成膜层的缺陷,影响膜层的均匀性,严重时甚至损坏电源,已无法满足高要求的镀膜工艺。 本文针对上述问题,根据所掌握溅射工艺中等离子体负载特性及其等效电路模型,以一种双极性脉冲变换拓扑为依托,先对主电路拓扑进行了工作原理的介绍和分析,后重点对磁控溅射电源的控制方法和打弧的检测与抑制等关键技术进行了研究与分析。为了满足溅射工艺的需求,论文中引入了基于给定电流前馈补偿的电流外环电压内环双闭环复合控制策略,并采用极点配置法对所设计控制器的参数进行了设计;针对不同类型的电弧,设计了三重检测与两级保护相结合的打弧检测与抑制策略;最后以高性能DSP为核心控制芯片,设计了电源的整个控制系统,完成了磁控溅射电源的软硬件设计。 同时在Matlab/simulink仿真中模拟了等离子体负载以及整个闭环系统。最后在理论分析和仿真验证的基础上,搭建了一台6kw脉冲磁控溅射电源样机,实验结果证明了本设计电源控制系统的正确性和可行性,满足磁控溅射工艺的需求。
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