一种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得方法
【专利摘要】一种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得方法，涉及毛细管放电极紫外光刻光源中主脉冲电源的脉冲压缩技术。第n?1级和第n级磁脉冲压缩单元的电流脉冲宽度之比即脉冲压缩比gn为：第n级磁开关的环形磁芯体积Voln为：磁脉冲压缩网络的最佳脉冲压缩级数mopt为：mopt＝2lnG，根据获得的最佳脉冲压缩级数mopt确定磁脉冲压缩网络的级数，根据第n级磁开关的磁芯体积Voln确定磁开关的体积，根据脉冲压缩比确定磁开关的饱和电感。本发明适用于获得磁脉冲压缩网络的电路参数。
【专利说明】
-种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的 获得方法
技术领域
[0001] 本发明设及毛细管放电极紫外光刻光源中主脉冲电源的脉冲压缩技术。
【背景技术】
[0002] 毛细管机制放电等离子体(DPP)极紫外化UV)光刻光源采用Xe介质，在毛细管放电 Z髓缩机制下获得13.5nm( 2 %带宽)福射光输出，13.5nm(2 %带宽)波长的福射光能够实现 22皿甚至更小的光刻线。在毛细管放电过程中，高电压会使毛细管内沿着内表壁形成一层 Xe等离子体壳层，主脉冲放电时通过等离子体的强电流，受自身磁场作用，产生强大的洛仑 兹力，使等离子体沿径向髓缩(称之为Z髓缩）。在等离子体压缩的过程中，等离子体同时受 到排斥力、欧姆加热，使得等离子体溫度升高，碰撞Xe离子产生更高价态的Xe离子，等离子 体压缩到半径最小时（约300μπι)，此时将会实现抓V福射光输出。等离子体压缩到最小半径 时毛细管内的等离子体是一个很细的等离子体柱，运个等离子体柱中的每一个微小段均可 视为一个点光源，运个点光源将向四周仙立体角范围内均匀的福射EUV福射光，毛细管放电 形成的抓V福射光，经过后续的极紫外光学收集系统，成像在中间焦点（IF)点，从而实现IF 点具有一定功率的13.5nm(2 %带宽)福射光输出。IF点福射光作为后续光学系统的光源，最 终对光刻胶曝光实现32nm甚至更窄的线宽。
[0003] DPP EUV光源是利用高功率脉冲电源对负载放电形成高溫高密等离子体，从而实 现极紫外光的福射。高功率脉冲电源的性能决定了DPP EUV光源的功率、重复频率W及使用 寿命，而电源输出电流的上升沿决定了放电Z髓缩的过程，为了提高光源输出功率，需要对 脉冲进行压缩、同时实现电源的高重复频率工作。磁脉冲压缩网络是利用磁开关的非线性 电感特性来实现电路阻抗的巨大变化，从而控制电流的流动实现脉冲的压缩。磁开关实质 是一种含铁忍的非线性电感，是一种由铁磁性材料所构成的可饱和电抗器。它是利用磁忍 饱和前后电感迅速下降的特点来实现电路阻抗的巨大变化，实现开关动作。当线圈的磁忍 不饱和时，线圈电感很大，阻抗很高，相当于开关的断开状态；当线圈的磁忍饱和时，电感很 小，阻抗很低，相当于开关的导通状态。由于磁开关饱和W后电感迅速下降，因此脉冲经过 磁开关的饱和电感后，脉冲前沿明显变睹，脉冲宽度被压缩。单个磁开关在电路主要起到睹 化脉冲前沿的作用。磁开关对脉冲有很好的睹化作用，特别是在峰值功率很高的脉冲压缩 环节中，相比于其他开关，如火化间隙开关、等离子体开关，磁开关无电极烧蚀损害，放电噪 声小，且同样可在大功率下运行，重复频率高，寿命长。但由于磁开关及磁脉冲压缩网络中 器件成本较高，并且磁脉冲压缩实验在较高电压下进行，因此，设计前对磁脉冲压缩网络的 电路参数进行计算是至关重要的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了满足磁脉冲压缩网络的设计需求，从而提供一种用于极紫外 光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得方法。
[0005] 本发明所述的一种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得 方法，磁脉冲压缩网络包括开关、电容、电感和m级磁脉冲压缩单元，m为大于1的整数；
[0006] 每级压缩单元为由一个电容和一个磁开关串联形成的串联支路，且该串联支路与 后一级压缩单元中的电容并联；
[0007] 开关、电容和电感依次串联，所形成的串联支路与第一级压缩单元中的电容并联； [000引第m级压缩单元与负载并联；
[0009] 第n-1级和第η级磁脉冲压缩单元的电流脉冲宽度之比即脉冲压缩比gn为：
[0010]
(7)
[0011] 其中，tn-功第η级压缩单元中的电容即第η级电容的充电时间，第η级电容和第n+1 级电容的电容值相等，为第n-1级压缩单元中的磁开关即第n-1级磁开关的饱和电感;η 为整数且复1=作，Lo为电感的电感值； V人I '
[0012] 第η级磁开关的环形磁忍体积Voln为：
[0013]
(17)
[0014] 其中，Ep是磁忍中的电场强度，μ〇是真空介电常数，Wrs为磁忍饱和时的磁导率，ΔΒη 为第η级磁开关磁感应强度的变化量，α为磁忍的层叠系数；
[0015] 磁脉冲压缩网络的最佳脉冲压缩级数niDpt为：
[0016] m〇pt = 21nG
[0017] 且
[0018]
朔 [0019]其中，G为脉冲压缩网络的总体脉冲压缩比；
[0020] 根据获得的最佳脉冲压缩级数niDpt确定磁脉冲压缩网络的级数，根据第η级磁开关 的磁忍体积Voln确定第η级磁开关的体积，根据脉冲压缩比确定磁开关的饱和电感。
[0021] 本发明能获得磁脉冲压缩网络的的最佳脉冲压缩级数niDpt、每级磁开关的磁忍体 积及脉冲压缩比，根据脉冲压缩比确定磁开关的饱和电感。根据本发明得到的电路参数可 W对磁脉冲压缩网络进行设计。
[0022] 本发明适用于获得磁脉冲压缩网络的电路参数。
【附图说明】
[0023] 图1是【具体实施方式】一中的磁脉冲压缩网络的结构示意图；
[0024] 图2是【具体实施方式】一中的磁脉冲压缩典型波形图；
[0025] 图3是【具体实施方式】五中的磁脉冲压缩网络的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]
【具体实施方式】一：结合图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种用 于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得方法，磁脉冲压缩网络包括开关 Κο、电容Co、电感kO和m级磁脉冲压缩单元，m为大于1的整数；
[0027] 每级压缩单元为由一个电容和一个磁开关串联形成的串联支路，且该串联支路与 后一级压缩单元中的电容并联；
[0028] 开关Κο、电容Co和电感kO依次串联，所形成的串联支路与第一级压缩单元中的电 容并联；
[0029] 第m级压缩单元与负载并联；
[0030] 第n-1级和第η级磁脉冲压缩单元的电流脉冲宽度之比即脉冲压缩比gn为：
[0031]
[0032] 其中，tn-功第η级压缩单元中的电容即第η级电容C-n的充电时间，第η级电容C- η和第η+1级电容C-n+1的电容值相等，巧__1为第n-1级压缩单元中的磁开关即第n-1级磁开 关MSn-i的饱和电感;η为整数且
L日为电感心0的电感值；
[0033] 第η级磁开关的环形磁忍体积Voln为：
[0034]
(17)
[0035] 其中，Ep是磁忍中的电场强度，μ〇是真空介电常数，Wrs为磁忍饱和时的磁导率，ΔΒη 为第η级磁开关磁感应强度的变化量，α为磁忍的层叠系数；
[0036] 磁脉冲压缩网络的最佳脉冲压缩级数niDpt为：
[0037] m〇pt = 21nG [00：3引且
[0039]
(23)
[0040] 其中，G为脉冲压缩网络的总体脉冲压缩比；
[0041] 根据获得的最佳脉冲压缩级数niDpt确定磁脉冲压缩网络的级数，根据第η级磁开关 的磁忍体积Voln确定磁开关的体积，根据脉冲压缩比确定磁开关的饱和电感。
[0042] 磁脉冲压缩网络的原理：
[0043] 磁脉冲压缩网络是利用磁开关的非线性电感特性来实现电路阻抗的巨大变化，从 而控制电流的流动实现脉冲的压缩。图1所示为一个多级磁脉冲压缩网络，初始时刻每一级 磁开关的磁忍被复位到负向剩余磁感应强度点。当开关Κο闭合W后，电容Co通过电感心0 对磁脉冲压缩网络的第一级电容C-1充电，第一级电容C-1电压上升的同时，第一级磁开 关MSi线圈两端电压随之上升，MSi磁忍磁通量增加，磁感应强度增加，在MSi的磁忍未达到饱 和状态时，磁忍的磁感应强度急剧变化，磁开关的不饱和电感很大；当第一级电容C-1的电 压达到最大值时，通常设计成MSi的磁忍在此时达到正向饱和状态，由于磁忍饱和W后磁开 关电感迅速下降，此时第一级电容C-1通过第一级磁开关MSi的饱和电感对第二级电容C- 2谐振充电，将能量传递给第二级电容C-2。由于磁开关MSi的饱和电感远小于前面的电感 L-0，因此第一级电容C-1对第二级电容C-2的充电时间相比于Co对第一级电容C一 1的充 电时间下降很多，第二级电容C-2的电压上升沿急剧变睹，电流脉冲宽度得到了压缩，功率 被放大。从图2的波形可W看出，第二级电容C-2电压的上升时间T2小于第一级电容C-1的 电压上升时间τι，脉冲宽度得到压缩。磁开关MSi的磁忍达到正向饱和状态后，若此时第一级 电容C-1反向对第一级电容C-1充电，则磁开关线圈要流过方向相反的电流，则磁忍从正 向饱和区又将穿越不饱和励磁区，此时磁开关的电感又变为很大的不饱和电感，阻止第二 级电容C-2反向对第一级电容C-1充电，因此磁开关为单向开关。第二级电容C-2将通过 下一级磁开关MS2的饱和电感对第Ξ级电容C-3充电，将能量向后传递。由于设计的磁脉冲 压缩网络每级磁开关的饱和电感远小于前级磁开关的饱和电感，因此脉冲宽度被逐级压 缩，最后在负载上形成满足要求的脉冲。
【具体实施方式】 [0044] 二:本实施方式是对一所述的一种用于极紫外光源的 电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得方法作进一步说明，本实施方式中，获得第n-1级 和第η级磁脉冲压缩电路的脉冲压缩比gn的具体方法为：
[0045] 第η级磁脉冲压缩电路的谐振角频率ω η为：
(1)
[0046]
[0047] 其中，Cn为第η级电容C-n的电容值，Cn+i为第η+1级电容C-n+1的电容值，
[004引第η级电容C-n对第n+1级电容C-n+1的充电时间为：
[0049]
口）
[0050] 第n+1级电容C-n+1的电压ucn+i为：
[0化1]
(3)
[0化2] 其中，ucn为第η级电容C-n的电压，t为充电时间，
[0053]当t = tn时，第n+1级电容C-n+1充电结束，充电结束后的电压为：
[0化4]
(4)
[0055] 第η级电容C-n传递给第n+1级电容C-n+1的能量W心为：
[0化6]
[0057]则能量传递效率为
[0化引
（()）
[0059]当Cn二Cn+l时，能重传递效率取最大值1 ,令Cn二Cn+l二C,由W上磁脉冲压缩单兀的 C-L-C谐振电路特性可知，第n-1级和第η级磁脉冲压缩单元的电流脉冲宽度之比即脉冲压 缩比扣为：
[0060]
(7)。
[0061] 因此，磁脉冲压缩网络的各级电容取值相等。有时也可W根据需要调整每一级的 电容改变传递效率，获得不同的输出波形。相邻两级磁脉冲压缩网络的电流脉冲宽度之比 即脉冲压缩比gn为饱和电感之比的平方根，设计磁脉冲压缩网络时可W通过改变磁开关的 饱和电感来改变脉冲压缩比gn。
[0062] 磁脉冲压缩网络是利用磁开关饱和W后电感迅速下降的特点实现脉冲宽度的压 缩。磁脉冲压缩网络相邻两级电压脉冲的上升沿之比和电流脉冲的宽度之比取决于相邻两 级压缩单元中磁开关的饱和电感之比。当第η级电容c-n的电压达到一定值时，第η级磁开 关MSn磁忍饱和，磁开关导通。为了达到最大能量传递效率，设计Cn电压达到最大值时磁忍饱 和，此时第η级电容C-n通过磁开关MSn的饱和电感1Λ对下一级电容C-n+1的充电为一个典 型的CA-C电路。根据求解CA-C电路的微分方程可知，该电路在磁开关MSn磁忍饱和时电感 为?Λι，则第η级磁脉冲压缩电路的谐振角频率ω η如公式(1)所示。
【具体实施方式】 [0063] 本实施方式是对二所述的一种用于极紫外光源的 电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得方法作进一步说明，本实施方式中，获得第η级磁 开关的环形磁忍体积Voln的具体方法为：
[0064] 根据磁忍的伏秒积平衡公式，磁开关线圈两端电压对时间的积分等于磁忍磁通量 的变化：
[00化]
焊)
[0066] 巧,价为第η级磁开关MSn线圈两端的电压，V、巧，为第η级磁开关MSn的线圈应数， 为第η级磁开关MSn磁忍有效截面积，α为第η级磁开关MSn磁忍的层叠系数；
[0067] 由于磁开关不饱和时的电感很大，因此当第η级电容C-n充电时，流过磁开关MSn 的电流很小可W忽略，因此第n+1级电容C-n+1上的电压几乎为零，则磁开关线圈两端电压 近似等于第η级电容C-n的电压，由前一级磁开关饱和时的C-kC电路可知第η级电容C-n 的电压为：
[0073] tn-i为第η级电容C-n的充电时间，也为第n-1级磁脉冲压缩单元的谐振半周期，也 是第η级磁开关MSn的磁忍从负向剩余磁感应强度-Br变化到正向饱和磁感应强度+?所用的 时间，Vo为磁脉冲压缩网络的初始电压；
[0074] 由相邻两级脉冲压缩比可知
[0075] tn-l = tn 抑(12)
[0076] tn为第n+1级电容C-n+1的充电时间，也为第η级磁脉冲压缩单元的谐振半周期，
[0077]
(13)
[0078] 第η级磁开关MSn的饱和电感巧的精确公式为：
[0079]
(14)
[0080] 其中，Nn为线圈应数，μ日是真空介电常数，Wrs为磁忍饱和时的磁导率，h为环形磁忍 的高度，ro为环形磁忍外径，ri为环形磁忍内径，Ar为磁开关绕线与磁忍的绝缘距离，环形 磁忍的体积为：
[0081 ]
(15)
[0082] 根据公式(11)、（12)、（13)、（14)、（15)得到第11级磁开关的环形磁忍体积￥〇1。为：
[0083]
(化）
[0084] 其中，Ep是环形磁忍中的电场强度，
[0085] 式（14)中的磁忍饱和电感考虑到了磁忍横截面上的磁场强度沿半径倒数分布，并 且考虑到了磁开关绕线的半径，因此电感公式更加精确，所得到的磁忍体积公式（16)更为 准确，
[0086] 忽略环形磁忍横截面上的磁场分布，假设磁场均匀分布，并忽略磁开关绕线与磁 忍的绝缘距离，可得到磁忍体积的近似公式为：
[0087]
(!7)
[0088] 利用该公式计算的磁忍体积比利用公式（16)计算的小，可视该体积为磁忍的极限 体积。在实际设计时可用该公式来估算磁忍体积，可W看出磁忍体积与脉冲压缩比的平方 及所传递的能量成正比，与磁感应强度变化量的平方成反比。
[0089] 磁脉冲压缩网络的性能取决于每一级磁开关的设计质量，因此磁开关的优化设是 很重要的。磁开关的设计包括磁忍材料的选取，选择具有特定正向饱和磁感应强度Bs、剩余 磁感强度Br、矫顽力出的磁性材料做为磁忍;磁忍体积的计算，尺寸的选择，如环形磁忍的内 径、外径、高度;磁开关线圈应数的计算。
【具体实施方式】 [0090] 四：本实施方式是对Ξ所述的一种用于极紫外光源的 电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得方法作进一步说明，本实施方式中，获得磁脉冲 压缩网络的最佳脉冲压缩级数niDpt的方法为：
[0091] 在多级磁脉冲压缩网络的设计中，脉冲压缩网络的初始脉冲宽度与最后输出的脉 冲宽度之比即脉冲压缩网络的总体脉冲压缩比G是已知的，而脉冲压缩的级数影响到所需 的磁忍总体积。根据公式（17)可知每级磁脉冲压缩单元的磁忍体积与脉冲压缩比的平方成 正比，
[OOW]设
[0093]
(18)
[0094] 若磁脉冲压缩网络中磁开关的材料选定，那么Q为一个常量，则有：
[0095]
(19)
[0096] 总的磁忍体积Vol为：
[0097]
(20)
[0098] 脉冲压缩网络的初始脉冲宽度与最后输出的脉冲宽度之比即脉冲压缩网络的总 体脉冲压缩比为G，则
[0103]当G为定值时，总的磁忍体积Vol是脉冲压缩级数m的函数，求函数最小值可知，当m 取21nG时，所需总的磁忍体积取最小值，最佳级数mnpt = 21nG，此时
[0 …4]
(23).,
[0105]
【具体实施方式】五:结合图3具体说明本实施方式，本实施方式是对上述任意一项具 体实施方式所述的一种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得方法 作进一步说明，本实施方式中，磁脉冲压缩网络还包括m组磁忍复位电路，m组磁忍复位电路 分别与m级磁开关相对应，磁忍复位电路包括，直流电源DC、磁开关MS、电阻R、电感L和复位 绕组Lrest;
[0106] 第η级磁开关MSn和复位绕组kest禪合在同一个磁忍上，复位绕组kest与直流电源 DC、磁开关MS、电阻R和电感L依次串联，形成闭合回路。
[0107] 磁脉冲压缩网络在每次工作前需要将各级磁开关复位到负向剩余磁感应强度-Br 处。从磁忍的磁滞回线可W看出，当磁忍达到正向饱和磁感应强度Bs时，随着正向励磁电流 的逐渐减小，磁场强度逐渐减小到零，此时的磁忍达到正向剩余磁感应强度Br，若没有外加 反向磁场的作用，磁忍的磁感应强度不会降低到零。对软磁材料来说Br与Bs接近，在下一个 脉冲到来时刻，磁忍马上又回到正向饱和磁感应强度Bs点，磁开失去了开关的作用，相当于 始终处于导通状态。同时磁忍的伏秒积一定时，磁感应强度的变化量ΔΒ越大，磁开关所需 的线圈应数越小，饱和电感越小，磁忍的利用率越高，因此在下一次脉冲压缩前将磁忍复位 到负向剩余磁感应强度-Br点附近，该点为磁开关每次工作的起始点，磁开关每次对脉冲进 行压缩后都需要复位到该起始点。
[0108] 磁忍复位可W通过在磁开关上外加复位绕组产生一个与工作电压相反的负向伏 秒积或产生一个反向磁场对磁忍进行复位;也可W通过脉冲电源本身电路结构的特点进行 磁开关的脉冲自复位，例如通过前级储能电容的初级充电电流对磁忍进行复位。利用复位 绕组对磁开关进行复位通常是利用直流电源对磁忍进行复位。
[0109] 图3的电路是利用外加直流电源对磁忍进行复位，当磁开关工作完毕后，复位绕组 产生一个负向伏秒积
[0110] UresTres = -NABS (24)
[0111] 式中等式左边为负的伏秒积，N是绕组的线圈应数，S是绕组所在磁忍的有效截面 积，ΔΒ为磁感应强度的变化量，Tres为复位时间，Ures为直流电压。当脉冲电源重复频率运行 时，要求复位时间小于脉冲间隔时间。脉冲电源在较低重复频率运行时，脉冲间隔时间较 长，复位时间Tres较长，则需要很小的直流电压在较长时间内便可W完成磁忍复位。因此，可 W使复位绕组始终加在磁忍上对磁忍进行复位，当脉冲到来的时候，大的电压脉冲又将磁 忍从点推向了+?处。因此在较低重复频率下运行时可W将较小的负向直流电压始终加 在复位绕组两端对磁忍进行复位。但是在高重复频率运行时，相邻脉冲时间间隔很短，对磁 忍的复位需重新考虑。另外，在较低重复频率运行时，若脉冲电源前级的充电电流与后级脉 冲压缩网络中的电流方向相反，可利用前级较长时间的充电电流对磁忍进行自复位。
【主权项】
1. 一种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的获得方法，磁脉冲压缩 网络包括开关(Ko)、电容(Co)、电感(L-0)和m级磁脉冲压缩单元，m为大于1的整数； 每级压缩单元为由一个电容和一个磁开关串联形成的串联支路，且该串联支路与后一 级压缩单元中的电容并联； 开关(Ko)、电容(Co)和电感(L-0)依次串联，所形成的串联支路与第一级压缩单元中的 电容并联； 第m级压缩单元与负载并联； 其特征在于， 第n-1级和第η级磁脉冲压缩单元的电流脉冲宽度之比即脉冲压缩比gn*:(7): 其中，为第η级压缩单元中的电容即第η级电容(C一η)的充电时间，第η级电容(C一 η)和第η+1级电容(C-η+1)的电容值相等，为第η-1级压缩单元中的磁开关即第η-1级磁 开关(MS^)的饱和电感;η为整数且1彡η彡m，葛L〇为电感(L-0)的电感值； 第η级磁开关的环形磁芯体积Voln*:(17) 其中，匕是磁芯中的电场强度，μ〇是真空介电常数，为磁芯饱和时的磁导率，ΔΒη为第 η级磁开关磁感应强度的变化量，α为磁芯的层叠系数； 磁脉冲压缩网络的最佳脉冲压缩级数HkptS : m〇Pt = 21nG 且(23) 其中，G为脉冲压缩网络的总体脉冲压缩比； 根据获得的最佳脉冲压缩级数nbPt确定磁脉冲压缩网络的级数，根据第η级磁开关的磁 芯体积V〇 In确定磁开关的体积，根据脉冲压缩比确定磁开关的饱和电感。2. 根据权利要求1所述的一种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的 获得方法，其特征在于，获得第n-1级和第η级磁脉冲压缩电路的脉冲压缩比g n的具体方法 为： 第η级磁脉冲压缩电路的谐振角频率ω "为：(1) 其中，Cn为第η级电容(C 一 η)的电容值， 第η级电容(C 一 η)对第η+1级电容(C 一 η+1)的充电时间1为：第n+1级电容（C一n+1)的电压ucn+i为：(3) 其中，ucn为第η级电容(C-η)的电压，t为充电时间， 当t = tn时，第n+1级电容(C 一 n+1)充电结束，充电结束后的电压为：(4) 第η级电容(C 一 η)传递给第n+1级电容(C 一 n+1)的能量％^为：(5) 则能量传递效率为(6) 当Cn = Cn+i时，能量传递效率取最大值1，令Cn = Cn+i = C，第n-1级和第η级磁脉冲压缩单 元的电流脉冲宽度之比即脉冲压缩Kgn为：(外3.根据权利要求2所述的一种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的 获得方法，其特征在于，获得第η级磁开关的环形磁芯体积Voln的具体方法为： 根据磁芯的伏秒积平衡公式，磁开关线圈两端电压对时间的积分等于磁芯磁通量的变 化： j的"=八(8) 的为第η级磁开关(MSn)线圈两端的电压，为第η级磁开关(MSn)的线圈匝数， 尽??为第η级磁开关(MSn)磁芯有效截面积，α为第η级磁开关(MSn)磁芯的层叠系数； 当第η级电容(C一η)充电时，第η级磁开关(MSn)线圈两端的电压近似为第η级电容(C一 η)的电压，(? 将公式(9)代入公式(8)有：得的 (II) 为第η级电容(C一η)的充电时间，也为第n-1级磁脉冲压缩单元的谐振半周期，也是 第η级磁开关(MSn)的磁芯从负向剩余磁感应强度-Br变化到正向饱和磁感应强度+B S所用的 时间，Vo为磁脉冲压缩网络的初始电压； 由相邻两级脉冲压缩比可知 tn-l = tngn (12) tn为第n+1级电容(C 一 n+1)的充电时间，也为第η级磁脉冲压缩单元的谐振半周期，(13) 第η级磁开关(MSn)的饱和电感4的精确公式为：(14) 其中，Nn为线圈匝数，μο是真空介电常数，yrs为磁芯饱和时的磁导率，h为环形磁芯的高 度，ro为环形磁芯外径，η为环形磁芯内径，Δ r为磁开关绕线与磁芯的绝缘距离， 环形磁芯的体积为： Vol = jrh(r〇2-ri2) (15) 根据公式（11)、（12)、（13)、（14)、（15)得到第11级磁开关的环形磁芯体积￥〇111为 ：(10； 忽略环形磁芯横截面上的磁场分布，假设磁场均勾分布，并忽略磁开关绕线与磁芯的 绝缘距离，可得到磁芯体积的近似公式为：(17)。4.根据权利要求3所述的一种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络的电路参数的 获得方法，其特征在于，获得磁脉冲压缩网络的最佳脉冲压缩级数111￥的方法为： 设(18) 若磁脉冲压缩网络中磁开关的材料选定，那么Q为一个常量，则有： ? 從 (19) 总的磁芯体积Vol为： m ?〇1 = y ν〇Ιη = (+ + - - - + ) 〇 (2D) 脉冲压缩网络的初始脉冲宽度与最后输出的脉冲宽度之比即脉冲压缩网络的总体脉 冲压缩比为G，则 (21) 在glg2"_gm = G为常数的情况下，m = 时，r〇/ = ZFo/? =(发 12+於2+，" + €0取最小值， 厂0)="心、(？ (22) 当G为定值时，总的磁芯体积Vol是脉冲压缩级数m的函数，当m取21nG时，所需总的磁芯 体积取最小值，最佳级数nbPt = 21nG，此时(23)。5.根据上述任意一项权利要求所述的一种用于极紫外光源的电源中磁脉冲压缩网络 的电路参数的获得方法，其特征在于，磁脉冲压缩网络还包括m组磁芯复位电路，m组磁芯复 位电路分别与m级磁开关相对应，磁芯复位电路包括，直流电源(DC)、磁开关(MS)、电阻(R)、 电感(L)和复位绕组(Lrest); 第η级磁开关(MSn)和复位绕组(Lrest)耦合在同一个磁芯上，复位绕组(Lrest)与直流电 源(DC)、磁开关(MS)、电阻(R)和电感(L)依次串联，形成闭合回路。
【文档编号】G06F17/50GK106066923SQ201610458140
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月22日 公开号201610458140.2, CN 106066923 A, CN 106066923A, CN 201610458140, CN-A-106066923, CN106066923 A, CN106066923A, CN201610458140, CN201610458140.2
【发明人】王骐, 吕鹏, 徐强, 赵永蓬
【申请人】哈尔滨工业大学