专利名称：：用于隔离层的冷等离子体沉积的方法和装置及使用该装置的机器的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于控制磁控管用的高压电源发电机的方法和装置，该磁控管用于隔离层的冷等离子体(cold-plasma)沉积(deposition)。本发明还涉及一种使用上述装置以用于隔离层的冷等离子体沉积的机器。
背景技术：
：在现有技术中，已经描述了一些方法，在这些方法中，在将源气体(precursorgases)，甚至气体混合物，例如基于碳和/或珪的，注入到由塑料例如PET制成的中空体(hollowbody)之后，以适于产生导致隔离层形成的冷等离子体。当这些中空体是容器时，这些层是特别合适的这是因为它们对于随后填入到该容器中的内容物进行保护，使其不与外部，特别是与空气中的氧气进行气体交换。这样的保护是特别有利的，例如但不限于，当填充到容器中的产品是食品时。在现有技术中，这样的方法是使用用于隔离层的冷等离子体沉积的机器来执行的，该机器包含至少一个带有空腔的处理站(treatmentstation)和产生微波的磁控管(magnetron)。将至少一个待处理中空体引入到该空腔中，并且该微波功率产生冷等离子体，该等离子体的活性粒子作用在中空体的壁上，其中，该微波功率被施加到含有之前注入的源气体的中空体的内部空间中的方4更的位置上。全部的这些活性粒子形成沉积隔离层，其防止中空体的内部和外部之间的气体交换。但是，对于这样的内部隔离层的沉积而言，现有技术的产生磁控管功率供应的装置不具有最佳的性能，其中，它们将接收到的电功率转化成它们发射的微波功率。为了获得高的生产率(productionrate),已知的是，隔离层沉积机器包含多个工作站(workstation)(在迄今已知的机器上可以多达48个)，每个工作站包含至少一个磁控管或者连接到磁控管的一个辐射天线。这将导致这些磁控管中单独的一个出现故障会引起生产损失。而且，磁控管(功率波形)电源的低精确度限制了该方法的性能以及这种磁控管的使用寿命。
发明内容本发明提供了对现有技术中这些缺陷的一种补救，它涉及一种用于控制磁控管用的高压电源发电机以在中空体内产生冷等离子体的方法，使得隔离层在该中空体内产生沉积。根据它的第一方面，本发明涉及一种用于控制磁控管用的高压电源发电机以在中空体内产生冷等离子体的方法，4吏得在所述的中空体内进行隔离层的沉积，其特征在于，该方法包含从多个运行模式中选择一发电机运行模式，通过改变至少一个系数来改变该发电机的所述运行模式，该系数根据磁控管的平均功率设定值(setpoint)P^定义了磁控管的供给功率波形最大功率P,,该磁控管的供给波形以周期传导比Th进行周期循环，传导比Th取决于平均功率设定值P^和/或最大功率Pmax。有利地，该波形的最大功率P,是根据功率设定值Pavg来预先确定的。根据本发明方法的运行模式的第一实施例，平均功率Pw和最大功率P,之间所述的关系具有下面的多项式形式P,=a*(Pavg)n+b〃Pa化广1+C+■"+k*(Pavg)n—p，其中n和p是整数，n大于或者等于p，并且(a,b,c，…k)是变系数(variablecoefficient)。有利地，所述的多项式等式具有抛物型Pmax=a*(Pavg)2+b*Pavg+c,其中a、b、c是变系数。优选地，以百分比为单位的周期传导比Th,通过下面的等式来确定Th=100*Pavg*7i/(2*Pmax)根据本发明方法的运行模式的第二实施例，以百分比为单位的周期6传导比Th通过具有下式的多项式等式而与平均功率设定值Pavg相关<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中n和p是整数，n大于或者等于p，并且(al,bl,cl,…kl)是变系数。有利地，所述的多项式关系具有抛物型Th-al(Pavg)2+bl*Pavg+cl，其中al、bl、cl是变系数。优选地，最大功率P陋是通过关系=T^Pavg/(2"h)来确定的。有利地，在一种运行模式中，所述系数的任何一个都不为0。可选择地，在另一种运行模式中，至少有两个所述系数为0。更准确地，在一种运行模式中，最大功率P,是固定常数。类似地，周期比Th'线性地依赖于平均功率Pavg。有利地，最大功率是以安全区域为基础来确定和变化的，该安全区域是由磁控管的最大功率的最大允许值Pmax,,和该最大功率的低限值P画,^来限定的，该最大功率的低限值P阳,min由磁控管及其电源的设计给出的最大周期传导比Th吣来确定的。有利地，在另一运行^t式中，最大功率P隨线性地依赖于平均功率定值P^的值。仍在另一运行模式中，周期传导比Th是固定的。仍在相同的其它运行模式中，波形的周期传导比Th是以安全区域为基础来确定和选^r的，该安全区域是由周期传导比Th,的最大允许的值和最小周期传导比Thmin的低限值来限定的，该低限值是根据最大允许的功率的上限,来确定的，最大允许的功率的上限Pmax,^取决于磁控管及其电源的特性。有利地，所述系数是依赖于一批中空体的处理试验来确定的，该试验中得出平均功率设定值Pavg、最大功率P阻和周期传导比Th之间的关系。有利地，系数a在(-0.0020)到0.0020之间，系数b在0到4之间，并且系数c在O到3000之间。根据本发明的第二方面，本发明涉及一种用于控制磁控管用的高压电源发电机在隔离层产生冷等离子体沉积的装置，该装置包含-用于控制高压电源发电机的电路；-用于控制与功率波形设定值桥连的电路开关的控制电极的电路，所述的控制装置使用前文描述的方法，并包含-用于储存与预定的运行模式相关的传导的最大功率的参数的装置，-用于选择平均功率设定值Pavg的装置，-用于确定工作频率的装置，_用于选择发电机运行模式的装置，以及控制在沉积过程中温度升高的装置，该工作目标以在中空体内产生的沉积的性能及其完整性来表示的。根据本发明的第三方面，本发明涉及一种用于将隔离层沉积在塑料中空体，例如瓶子，的内壁上的机器，其使用磁控管激发的冷等离子体，该磁控管由高压发电机提供能量，并受前文所述的控制装置控制。本发明的其它特征和优点，将从实施例的描述以及相关的附图中而变得更加清楚，所述的实施例是示例性的，并不限定本发明的范围，在附图中-图l用三幅示意图la、lb、lc示出了一种用于控制高压电源发电机的装置，该电源发电机为冷等离子体隔离层沉积机器的磁控管供给能量，该冷等离子体是由动力推动的磁控管的孩么波辐射来激发的；-图2示出了两个瞬时功率波的例子；-图3示出了根据本发明方法的一个实施例的流程图；-图4a和4b示出了两个函数，分别是表示最大功率P瞪随着平均功率Pavg的变化的函数以及周期传导比Th随着平均功率Pavg的变化的函数，用于确定根据本发明的电源发电机的第一运行模式(模式l)的两个可选择方案的磁控管的电功率供给；-图5示出了一安全区域，其中磁控管电源波形的最大P^可以作为平均功率的函数而变化，用于确定根据本发明的电源发电机的第二运行模式(模式2)的磁控管的电功率供给；-图6示出了一安全区域，其中f兹控管电源波形的周期传导比Th可以作为平均功率的函数来选择，用于确定根据本发明的电源发电机的第三运行模式(模式3)的磁控管的电功率供给；-图7示出了一种用于在电源发电机的多个运行模式之间转换的电路，用来确定磁控管功率波的特性；-图8是第一发电机运行模式中获取的波形的示意图；-图9是第二发电机运行模式中获取的波形的示意图；-图IO是第三发电机运行模式中获取的波形的示意图。具体实施例方式图1概要地示意了一种用于控制磁电管用的高压电源发电机的供给的装置，所述的本发明的控制装置包含-在第一部分la中一处理和控制装置，用于处理和控制一种装置，该装置用于控制磁电管用的高压电源发电机；-在第二部分lb中功率转换器部分；以及國在第三部分lc中电源和电流的高压部分以及》兹控管16的电压测量部分。本发明的控制装置包括在la部分中所示的处理装置la,该装置位于微控制器IO的周围，微控制器IO接收至少两个测量信号和一个设定值信号，即-一电流Is测量信号，图lc所示的供给到磁控管16阳极的电流图形中，磁控管16,更准确地，其灯丝，由变压器15供电驱动；-一电压Us测量信号，在磁控管16的阳极与电路lc和块(mass)的电源之间的电源电压的图形；9-一设定值信号Pavg(平均功率设定值)，由用于确定功率设定值的装置ll提供。本发明的控制装置通过记录在微控制器10的存储器中的程序的形式来实施的，本发明的用于控制磁控管16用的高压电源发电机的方法的一实施例，将在下文进行更详细的描述。该:故记录的程序，特别是通过包含la-lc部分的控制装置的微控制器10的"DSP"电路来运行时，可周期性地测量由装置11所提供的平均设定值Pavg，以及电流Is和电压Us的测量值、以及确定四个控制信号，分别是IG1到IG4,所述四个控制信号被发送至电路13a和13b,用于控制功率开关Ql-Q4，所述功率开关4吏用PWM(脉冲宽度调节，PulseWidthModulation)技术来调节由电源19所提供的能量。该功率转换由电路12提供，电路12包括共振滤波器(resonancefilter)。受电路13a和13b控制的调节，是通过功率开关Q1-Q4来进行的，该功率开关能够以高频率转换大功率。该高压转换器的主要部分集成在共振电路12中。现有技术中已知的是提供一种装置，所述的装置用于当合适的源气体(单一气体或者气体混合物)已经被引入到塑料中空体中时，使用由产生微波辐射的磁控管激发和维持的冷等离子体将隔离层沉积在该塑料中空体上。该磁控管必须连接到高压发电机。为了将lb部分(即共振转换器部分)所产生的交流电压(A.C.voltage)转换为交流高电压(A.C.highvoltage)，已知的是，使用高压升压变压器(high-voltagestep-uptransformer)17，其集成在滤波器12中的主要电路被连接至位于功率开关Ql-Q4之间的支电流上，以及其次要电路被连接至高压整流桥18，该整流桥包括，例如，四个以已知方式(如Graetz桥，Graetzbridge)方式安装的二极管。此外，为了通过滤波以调整在整流桥18输出端发送的高压波的最大值，已知的是使用磁芯线圈(magnetic-corecoils)(未示出)来过滤》兹控管16端部的电流。在滤波的下游，磁控管16经由"负高压"-HT和"正高压"+HT线路而连接，用来连接"高压"电极块和"高压"丝。还提供了第三灯丝加热线路，并且"负高压"-HT电源以及灯丝加热电压是由电源变压器15提供的，电源变压器15与磁控管16适配。"正高压"+HT端子被连接到本发明装置的高压块上。在该高压电源发电机的两个"负高压"和"正高压"端子之间的一旁路中，提供了一用于测量瞬时电压的电路，该待测量的"负高压"电压Us,在磁控管的阳极及其块之间的供给电压图形，其供给到磁控管16，并且其瞬时测量能够代表所施加的辐射微波能量，该辐射微波能量的目的是激发气体中的分子物质和维持冷等离子体，以产生隔离层o此外，电流Is的测量，依靠共振转换器lb部分传送的磁控管16阳极供给的电流的图形是在高电压整流桥18的输出端来进行的。因此，共振转换器lb部分所传输的电流的精确控制，以及施加到磁控管16的电压，允许产生磁控管16的瞬时功率消耗的表示。由于由磁控管16所提供的电功率到微波功率转换的预定的关系，所以能够控制在所引入的源气体中所产生的冷等离子体的状态。在前述步骤中，在众多的试验期间，确定施加到磁控管16的最佳的功率波特性(波形、频率、峰值)，以产生令人满意的隔离层，而无需过度地加热塑料中空体。实际上，为产生隔离层而使用精确特性，同时控制中空体的塑料壁温度的上升是绝对必要的，目的是避免其外观的变形或者改变。结果是，由于对定义波的特性的控制，以及对气体混合物分布到中空体内的压力的控制，一个合适的隔离层由此而产生。为了对磁控管的高压电源波的产生进行更容易和更好的控制，来获得正确地涂覆有均匀隔离层的中空体，并且所述的中空体无需承受冷等离子体过高的温度，以及为了沉积产生具有期待隔离性能的，特别是与其的厚度和均匀性相关的层，本发明提出了一种根据多种运行模式产生受控的功率波的方法，通过该方法，可以容易地根据中空体的特征以及所注入的气体，改变用于产生磁控管的电源波形的模式，以及根据通常的磁控管提供的波形的几种特性，选择发电机的一最佳运行模式。图2示出了根据本发明的一具体实施例，两个波形20和21的时序图。时间被绘制成x轴，瞬时功率P被绘制成y轴。根据本发明的方法，可以用参数表示最大振幅特性，即具有正的正弦曲线形的波形的最大供给功率Pmax具有作用持续时间Tmo,循环周期T通过周期传导比Tl^Tmo/T来相联系。4艮显然其它的波形同样可以通过本发明的方法来考虑，例如三角峰类型(triangularpeaktype)的波形或者冠状类型(cresttype)的波形。通常，周期传导比Th通过Th-Tmo/T来定义，其中Tmo是元波(elementarywave)的作用时间，T是循环周期。因此平均功率Pavg在整个周期T中进行定义。通过从0到1的"^=7^)&计算平均功率来获得该平均功率，在波是正弦曲线的情况中，其导出为根据本发明的方法，允许选择波形、相应的周期传导比Th以及其从一种循环到另一种循环的百分比改变(换言之，其同位相似变换)，目的是适于隔离层沉积处理的目标，该目标是通过所处理的中空体的着色、在应用微波等离子体过程中的中空体的温度，以及隔离层的均匀性来定义的，具体地，该均匀性用沉积厚度来表示。图2因此显示了磁控管的供给功率P随着时间的变化，由此形成两个例子的正弦曲线波，并且从第一波形20的波到新的功率设定值的第一循环的波21具有同位的减小，作用时间Tmo被减少到T，mo，同时周期T保持不变。具体地，本发明在波形的平均功率设定值Pavg、最大功率Pn^和循环传导或者周期传导比Th之间设定了一预定条件。例如，在其中波形在正弦曲线波形的足够长的时间期间内固定不变的情况下，这样的预定条件可以通过下面形式的等式来表示Pavg=(2*Pmax*Th)/7T,这里"7T"指的是角单位。在图2的示例性实施例中，第一正弦曲线20具有作用时间Tmo,其是重复周期T的第一部分的波形。为了完全地确定此供给到磁控管16的波，还必须确定瞬时功率轨迹的最大值。为了控制通过磁控管16施加到微波等离子体的能量，因此还要利用装置来调整在波形的整个循环周期T中，波形所施加的微波的最大功率Pmax和构成作用期间的第一部分的持续时间Tmo。为了控制磁电管16的高压电源发电机的运行，确定一运行模式，其中假设一个平均功率设定值，在下文的说明中该设定值用Pavg来表示，它被理解为，根据所选择的运行模式，本发明的控制装置包括一装置，该装置用于确定-实际的波形，^尤选i也，为正弦曲线波形；-表征波的参数，如微波的周期传导比Th以及波形循环周期T,和最大功率Pmax。该波是通过其形状(优选地，为正的半正弦曲线)、其自然周期和与传导比Th相关联的循环周期、以及最大功率P皿来定义的。换言之，本发明提出了一种用于控制磁控管16用的高压电源发电机以在中空体内产生冷等离子体的方法，以便在所述中空体内沉积隔离层，特征在于，该方法包含从多个运行才莫式中选择一发电机运行模式，发电机运行模式的改变引起至少一个系数的变化，该系数根据磁控管16的平均功率设定值Pavg定义了磁控管16所提供的功率波形的最大功率Pmax,以具有周期T的循环来重复磁控管16的供给波形。图3示出了根据本发明的方法的流程图。在步骤E1中，选择实际的功率波形，优选地，是正弦曲线形。在步骤E2中，从多个预定的模式中选择一运行模式。根据所选择的模式，在步骤E3中，可能需要输入参数(Pm^或者Th)的值和检查该参数的值与准备用于所述应用的Pavg设定值范围相一致。用来计算该界限的方法在后面进行说明(操作范围)。在开始处理中空体之前，在步骤E4中定义一过程，该过程使得操作人员能获得平均功率设定值pavg。如果需要，则在步骤E5中，包括微控制器10的所述控制装置运行一序列(例如计算机程序)，该序列包括用于计算最大功率Pmax参数和/或周期传导比Th的运算法则。然后定义满足平均功率设定值的波。在一实施例中，微13控制器IO也包括用于确定瞬时功率设定值的装置，允许对磁控管16的功率供给进行调节。最后，在步骤E6中，通过块la控制的磁控管16的供给装置，根据先前的步骤El-E5所定义的波，进行产生和调，。图4a示出了作为磁控管16的平均功率设定值Pavg的函数，磁控管16供给波的最大功率P皿的值的变化(换言之，磁控管16的功率消耗)。在多个试验中，使用其容量低于lkW的磁控管，并在大约2.45GHz的额定频率和正弦曲线波形进行运行，对于额定频率而言，可以确定的是最大功率Pmax可以用下面的等式所确定的抛物线部分来恰当地表示Pmax—a*(PaVg)+b*Pavg+C其中常数a、b和c是通过使用根据本发明的隔离层沉积机器在中空体的一个很大范围上进行试验来确定的。更通常地，已经发现在平均功率Pavg和最大功率Pmax之间的等式具有下面的多项式形式Pmax=a*(Pavg)+b*(Pavg)+c*(Pavg)+…+k*(Pavg)p,其中n和p是整数，n大于或者等于p，并且(a，b,c，...，k)是变系数，其被理解为该等式的优选形式是抛物型。图4a因此示出了根据第一运行模式的在两个极限运行点之间的一个抛物曲线部分，该部分曲线介于最小平均功率Pavg，曲与最大功率下限值Pmax，誦对应的点以及最大平均功率Pavg'max与最大功率上限值Pmax，max对应的点之间。已经显示了周期传导比可以通过下面的等式来给出对于正弦曲线波形来说，Th(%)=100*Pavg*7r/(2*Pmax)。通常，周期传导比可以通过下面类型的式子来给出Th=F(Pavg)。因此，具有两个特性曲线Pmax:f(Pavg)和Th-F(Pavg)，能满足用户定义期望的设定值值Pavg。在一个具体实施例中，微控制器也包括用于自动确定Pmax值和Th值的装置，这是在知道其他必要的参数(频率等等)情况下，并且以引入到上述两个曲线中的存储图形为基础，根据所述的必要参数的变化来进行的。由此可以精确计算在微波(由磁控管提供)的调节过程中使用的正弦曲线波的特性。这两个特性曲线f(Pavg)和F(Pavg)能够结合来建立第一运行模式，以达到前文描述的目标，即对于中空体及其依靠冷等离子体沉积获得的隔离层。可选择地，当周期传导比Th不是用等式Th(%)=100*(Pavg)*7r/(2*Pmax)来模拟的时(即当波形不是正弦曲线类型时)，还可以根据平均功率Pavg来模拟周期传导比Th的变化。为了做到这样，在多个试验中，使用容量低于lkW并在大约2.45GHz的额定频率运行的》兹控管，可以确定周期比Th还可以通过一部分的抛物线来模拟，该抛物线用等式Th=al*Pavg2+bl*Pavg+cl确定，并受到坐标点(Pavg,min;Thmin)和(Pavg,max;Thmax>々限制，其中常数al、bl和cl是从用根据本发明的隔离层沉积机器在中空体的大范围上进行的试一验来确定的。更通常地，已经发现以百分比为单位的周期传导比Th通过下面的多项式等式而依赖于平均功率设定值Pavg:Th=al*(Pavg)n+blU"+cl*(Pavg)n-2+…+kl其中n和p是整数，n大于或者等于p，(al,bl,cl，...kl)是变系数。在波是正弦曲线形的情况下，该最大功率Pmax可以通过下面的等式计算得到Pmax=r*Pavg/(2*Th)以此方式，在知道两个特性曲线Pma^g(Pavg)和TbG(Pavg)的情况下，用户足以定义所期望的设定值Pavg，从而以根据本发明的第一运行模式运行发电机。因此，简而言之，在使用正弦曲线波形的情况下，第一发电机运行模式包含了两种可选项，其中要么使用公式对(P丽^^(Pavg)^b承Pavg+C;Th(%)=100*Pavg*Pi/(2*P,))，要么使用另一15公式对(Tl^aPPavg2+bPPavg+cl;Pmax=7r*Pavg/(2*Th))。选择使用哪个公式对，取决于用于等离子体沉积隔离层的装置的控制参数(例如源气体的注入速率、内部体积等等)。图5示出了根据本发明的发电机的第二运行模式的示意图(模式2)。最大功率Pmax的变化被显示为为有关平均微波功率Pavg的函数。第二运行模式的最大功率Pmax是根据处理后容器所期望的特性确定的。它是在梯形区域中进行选择的，该梯形区域是由对应于最小平均功率Pavg,匪和对应于最大平均功率Pavg，max的垂直线、对应于不超出磁控管16及其电源的最大功率上限值Pmax,max的水平线33、以及位于点(Pavg,匪；P腿,匪)和(Pavg,丽；Pl)之间的斜线34所限定的，Pmax,腿的值对应于与最小平均功率Pavg,醒相关的最大功率值，PI的值对应于与最大平均功率Pavg，max相关的、并通过线34的最低可能的最大功率的值，与这两点相关的等式如Pmax=a2*Pavg+b2,这里确定系数a2和b2来使得P呻不超过周期比Th的极限值。该极限值为一与平均功率设定值Pavg无关的常数，通过磁控管16及其电源的设计被给出。在一优选运行模式中,操作者在人机界面(man-machineinterface)提供的用于输入最大功率值的装置上输入Pmax的值，即值Pmax,x。围PP，的装置，该范围位于前文描述的梯形中。图5中给出的范围PP，与两个极限最大功率P丽相关，该最大功率P腿是在P腿,幽和P腿,應之间变化的最大功率。简而言之，根据该第二运行模式，Pmax,x是预先选择的，然后Pavg值是在线PP，上选取的。为了执行该第二运行模式，本发明的控制装置包括用于运行计算序列的装置，所述装置的输出被连接到用于显示给操作者作为Pmax值的函数的P^可能使用的范围的装置，该Pmax值是操作者为了获得数值而在一装置上输入的。如果在步骤E4中，Pavg值是在这些界限之外，即在图5所示的梯形之外，则控制装置会禁止通过到步骤E6，该控制装置包括用于测试平均功率Pavg值的装置以及用于抑制冷等离子体激励步骤的装置。本发明的控制装置因此可以包括用于显示等离子体激励抑制状态的装置。因此有必要通过改变Pavg值，或者重新考虑P丽值，以扩大在步骤E4中的Pavg值的窗口。为此目的，本发明的控制装置相应地包括用于输入新的平均功率Pavg值的装置，和/或扩大最大功率值Pmax的窗口的装置，特别是通过输入新的最大功率Pmax值来扩大的装置，其中所述新的平均功率Pavg值对应于显示等离子体激励抑制状态的装置的激活。图6表示了示意第三运行模式的图，该模式用于获得中空体及其通过冷等离子体沉积的隔离层的目标。示出了周期传导比Th作为磁控管16所消耗的平均功率设定值Pavg的函数的的面积选择。在第三运行模式中，周期比Th是根据处理后的容器所期望的特性来确定的。它是在梯形区域中进行选择，该梯形区域是由对应于最小平均功率消耗Pavg,min(与最小周期比Thmm值相关)和最大平均功率消耗Pavg,max的垂直线、对应于不超过用于本发明的隔离层沉积机器中的磁控管16及其电源电路的运行安全的最大周期比Thmax值的水平线35、以及斜线36来限定的，斜线36的等式如Th=c*Pavg+d,其中系数c和d根据磁控管的类型确定的，并不得超过磁控管及其电源的特性所给定的最大功率Pmax,并且平均功率Pavg介于最小值Pavg,腿和最大值Pavg，腿之间。这样，使用图6所示的梯形，对于一给定的平均功率Pavg,x，可以确定范围QQ，，其中周期比Thx可以在该范围中变化。因此，在该第三运行模式中，一旦选择了Thx的值，Pavg值可能的变化范围可以用图6中的线RR，来表示，线RR，是对应于从x轴的值为P，醒和y轴的值为Thx的点R开始到位于线36上且y轴的值为Thx的点R，之间的水平线。简而言之，在该第三运行模式中，Thx是预先选择的，然后在线RR，上选择Pavg。为了执行该第三运行模式，本发明的控制装置包括，用于运行计算序列的装置，所述装置的输出被连接到用于显示给操作者作为Thx值的函数的Pavg可能使用的范围的装置，该Thx值是操作者为了获得数值而在一装置上所输入的。如果在步骤E4中，P呻值是在这些界限之外，则控制装置包括和激活用于禁止进入步骤E6的装置。因此有必要通过修改Pavg值，或者重新考虑Th值，以扩大在步骤E4中的Pavg值的窗口。结果是，本发明的装置还包括用于修改波形的周期传导(或者重复)比Th值的装置、用于修改功率设定值P^值的装置和用于选择上述第一装置或者第二装置的装置。在图7中，本发明的装置还包括用于选择在步骤E2所表示的运行模式的电路、并入到微控制器中的电路，以及包括对应于运行模式要求的模式选择电路71。电子开关72连接到三个电路72、73和74，这三个电路的每一个对应于运行模式l(图4)，模式2(图5)和模式3(图6)。根据本发明的一个方面，本发明因此涉及一种装置，其用于控制磁控管用的高压功率发电机以冷等离子体沉积本发明的隔离层，该装置包括-控制高压电源发电机的电路；-控制与功率波形设定值桥连的高频功率开关的控制电极的电路，所述的控制装置执行本发明的方法并包括-储存与预定的运行模式相关的传导的最大功率参数的装置，-用于选择平均功率设定值Pavg的装置，-用于确定循环T的工作频率的装置，-用于选择发电机运行模式(模式1,模式2,模式3)的装置，以及-用于确定定义工作靶(worktarget)的功率波的全部瞬态设定值参数(峰功率，频率，循环频率)，同时控制在沉积过程中温度升高的装置，该工作目标是以在中空体中产生的沉积性及其完整性来表示的。根据本发明的另一方面，本发明涉及依靠冷等离子体将隔离层沉积在塑料中空体内壁上的机器，通过将中空体转移机构(transfermechanism)和至少一个施加冷等离子体到中空体或体的工作站(workstation)进行装配来获得的，所述的中空体或体是在该机器的转移机构的每个运行步骤中被插入的。这种处理要求将至少一个磁控管16和与之关联的高压发电机的每个工作站进行组合。我们从上面已经看到，根据本发明的方法涉及一种控制磁控管16用的高压电源以在中空体内产生冷等离子体的方法，目的是在所述的中空体内进行隔离层的沉积，该方法的特4i在于，它包括从多个运行模式(模式l,模式2,模式3)中选择(步骤E2)发电机运行模式，通过改变至少一个系数((a，b，c,);(al,bl,cl))来改变发电机的运行模式(模式1,模式2,模式3)，该系数根据磁控管16的平均功率设定值Pavg定义磁控管16的供给功率波的最大功率Pmax，该磁控管16的供给波形以周期传导比Th进行周期循环，传导比Th取决于平均功率设定值Pavg和/或最大功率Pmax。根据本发明方法的第一运行模式，所述波的最大功率Pmax是根据功率设定值Pavg而预定的。根据执行该第一运行模式的一种可选方案，在平均功率Pavg和最大功率P腿之间的等式具有抛物型P,=a*Pavg2+b*Pavg+c，这里a、b和c是变系数，周期传导比Th通过下面的等式来确定Th=100*Pavg*7T/(2*Pmax)。通常，与发电机运行模式无关，系数a介于(-0.002)到0.002之间，系数b介于0到4之间，系数c介于0到3000之间。更精确地，对于该第一发电机运行才莫式，a=(-0.0012),b=3.22和c=247.6。因此，对于350W的平均功率Pavg来说，该最大功率Pmax是大约1230W，并且所计算的周期比是大约45%。因此，图8示出了获自第一发电机运行模式的这些设定参数的代19表性波形。可选择地，还可以设定具有周期传导比Th的发电机运行模式，该Th通过下面式子的等式而与平均功率设定值Pavg相关Th(%)=al(Pavg)2+bl*Pavg+cl这里al，bl,Cl是变系数，然后最大功率Pmax通过等式P腿二^Pavg/(2叮h)来确定。系数al，bl和cl因此还定义了最大功率pmax与平均功率pavg之间的关系。作为例举，al的值可以介于(-10,到(-10力之间，bl的值可以介于0.03到0.06之间，cl的值可以介于25到30之间。优选地，al是(画5*10-6),bl是0.0529，cl是27.85。优选地，在一种运行模式中，例如在模式l中，系数((a,b,c);(al，bl,cl))不为0。在发电机的另一运行模式(模式2,模式3)中，a,b和c中至少两个系H为0。更精确地，在第二运行模式(模式2)中，最大功率P皿是固定不变的，优选地，取值为2100W,且具有90%的周期比Thmax的上限值。根据该第二运行模式，系数a和b的值是O，c的值因此是2100。由此获得的周期比Th线性地依赖于平均功率Pavg,优选地，在波是正弦曲线类型的情况下，Th是大约0.07Pavg。在波是正弦曲线类型的情况中，Th的值是通过等式Th(。/。"10(PPavg、/(2申Pmax)来计算的。因此，对于350W的平均功率Pavg来说，最大功率P丽是2100W,周期比Th是25。/。，并且获得如图9所示的波形。已经如图5描述和所示的，根据该第二实施例，最大功率Pmax是以安全区域为基础进行确定和变化的，该安全区域通过磁控管16的最大功率的最大允许值P腿,max和低限的最大功率值P應，min来限定，低限的最大功率值Pmax,min是通过由磁控管16及其电源的设计所给出的最大周期传导比Thm^来确定的。根据第三发电机运行模式，最大功率Pmax线性地依赖于平均功率设定值Pavg值。在这种情况中，系数a和c是0，并且优选地，b的值设定在1.745,因此Pmax=1.745Pavg。根据该第三实施例，周期传导比Th是固定的，并优选地，固定在90%。因此，对于350W的平均功率Pavg来说，最大功率Pmax是610W,并且获得了如图IO中所示的波形。已经如图6描述和所示的，根据该第三实施例，波形的周期传导比Th是以安全表面为基础进行确定和变化的，该安全表面通过最大允许的周期传导比TlWx值和较低的最大周期传导比Thmin来限定，较低的最大周期传导比Thmin是作为最大允许的功率上限Pmax,max的函数来确定的，最大允许的功率上限Pmw取决于磁控管16及其电源的特性。通常，系数((a,b,c);(al,blcl))是通过在一批中空体上的处理试验来确定的，从其中得出在平均功率设定值Pavg、最大功率P^x和周期传导比Th之间的最优等式。为了测试用不同的发电机控制模式形成的内部隔离层的密封性(leaktightness)，在三种模式上进行对比试验，该对比试验是通过将乙炔气体C2H2注入到放置在腔体中的中空体，例如瓶子，的内部体积中来进行的。实际上，用于通过形成等离子体来沉积隔离层的装置，包括圆柱形腔体，在其中可以放置中空体，含有连接到功率发电机的微波天线的微波波导，这种腔体本身连接到一真空系统和一用于注射气体，例如乙炔的系统上。设定参数是介于200W~450W之间的平均功率Pavg、介于60sccm-160sccm(标准立方厘米/分钟)之间的注入到中空体内部体积中的乙炔气体流速以及介于1.2-4秒之间的沉积时间。其它参数，例如沉积压力和脉冲频率，保持恒定。在下面的每个实施例中，对于三种运行才莫式的每一个，都测试一批个数为五个的瓶子，所获得的氧气渗透性的值是使用Ox-Tran(注册商标，registeredtrademark)测量系统进行测量，其提供cc/瓶/24h21(cc/bottle/24h)的值。所使用的瓶子是PET瓶，其具有520ml的容积和28g的重量，已知没有涂层的PET瓶子的渗透性值是0.04cc/瓶/24h(cc/bottle/24h)。实施例No.l设定参数如下乙炔流速160sccm平均功率设定值350W;冗积时间1.4s脉冲频率100Hz<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>根据这些设定的参数，可以观察到模式1和模式2的阻隔改进系数(BIF)是最佳的。实施例No.2设定参数如下-乙炔流速60sccm-平均功率设定值200W-沉积时间4s-脉冲频率100Hz<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>根据这些设定参数，同样可以观察到，模式1和模式2的阻隔改进系数(BIF)是最佳的。实施例No.3设定参数如下-乙火夬流速120sccm-平均功率设定值210W-沉积时间1.4s-脉沖频率100Hz<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>根据这些设定参数，可以观察到，模式2的阻隔改进系数(BIF)是最佳的。类似地，根据本发明的用于沉积内部隔离层的发电机的三种运行模式的效率，通过连续沉积两个不同的层得到了测试，第一沉积，是通过将HMDSO(六甲基二硅醚，hexamethyldisiloxane)和氮气N2的气体混合物，注入到中空体的内部体积中来产生的；第二沉积，是通过将HMDSO、氮气N2和氧气02的气体混合物，注入到中空体的内部体积中来产生的。所测试的变化的参数，涉及到在200W到450W之间变化的平均功率Pavg、从4到20sccm变化的HMDSO气体流速、从10到100sccm变化的氮气流速、从40到200sccm秒变化的氧气流速、从0.5到2秒变化的第一层的沉积时间、以及从2到4秒变化的第二层的沉积时间。所述的瓶子所具有的特性与前述相同，为520ml的体积和28g的重量。所获得的氧气渗透性的值是使用Ox-Tran(注册商标)测量系统来测量的，其提供cc/瓶/24h的值，已知没有涂层的PET瓶子的渗透性的值是0.04cc/bottle/24h。下面示出了用于这样的两层隔离层的三种运行模式的对比试验的三个实施例，其中步骤1用于沉积第一层，步骤2和用于沉积第二<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>实施例5运行条件(实施例5条件的平均功率P呻低于实施例4条件的平均功率Pavg)______<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>理过的并瓦子的渗透性值的比率实施例6运行条件(与实施例4的运行条件相比，仅仅步骤1的平均功率Pavg降低了)_<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>所获得的结果在下表中给出:<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>因此可以观察到，在实施例4-6中，三种运行模式是大致相当的，尽管在BIF方面，实施例4中的模式2与实施例6中的模式3相比，其结果不太令人满意。因此，可以根据本发明的方法，可以快速和简单地选择用于在中空体内形成内部隔离层的最佳的波的特性参数，以及改变和最大功率Pmax、平均功率Pavs和周期循环比Th相关的变系数。权利要求1.一种用于控制磁控管(16)用的高压电源发电机以在中空体内产生冷等离子体的方法，以便在所述中空体内进行隔离层的沉积，其特征在于，该方法包括从多个运行模式(模式1、模式2、模式3)中选择(E2)一种发电机运行模式，通过改变至少一个系数((a，b，c)；(a1，b1，c1))来改变该发电机的运行模式(模式1、模式2、模式3)，该系数根据所述磁控管(16)的平均功率设定值Pavg来定义所述磁控管(16)的供给功率波形最大功率Pmax，所述磁控管(16)的供给波形以周期传导比Th进行周期循环，所述传导比Th取决于所述平均功率设定值Pavg和/或最大功率Pmax。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述波形的最大功率P,是根据所述功率设定值Pavg预先确定。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述平均功率Pavg和最大功率Pmax之间的关系具有下面多项式形式P隨-a*(Pavg)n+b*(Pavg)n—1+c*(Pavg)n-2十…+k*(Pavg)n-p其中n和p是整数，n大于或者等于p，并且(a,b，c,…k)是变系数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的多项式等式具有抛物型P,=a*(Pavg)2+b*Pavg+c，其中a、b、c是变系数。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，以百分比为单位的所述周期传导比Th通过下面的等式来确定Th=100*Pavg*7r/(2*Pmax)。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以百分比为单位的所述周期传导比Th依据平均功率设定值Pavg并通过具有下式的多项式等式确定Th=al*(Pavg)n+cl*(Pavg)n-2+...+kl*(Pavg)n-p其中n和p是整数，n大于或者等于p，并且(al,bl,cl,...kl)是变系数。7.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述的多项式等式具有抛物型Th=al(Pavg)2+bl*Pavg+cl，其中al、bl、cl是变系数。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述最大功率P,是通过下面的等式来确定P咖-7i*Pavg/(2*Th)。9.根据权利要求3-8中任一所述的方法，其特征在于，在一运行模式(模式l)中，系数((a,b,c);(al，bl,cl))不为0。10.根据权利要求3-8中任一所述的方法，其特征在于，在运行模式(模式2，模式3)中，至少两个系数((a，b,c);(al，bl，cl))为0。11.根据权利要求1-8和权利要求10中任一所述的方法，其特征在于，在一运行模式(模式2)中，所述最大功率P陋是固定不变的。12.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述周期传导比Th线性地依赖于所述平均功率Pavg。13.根据权利要求10-12中任一所述的方法，其特征在于，所述最大功率是以安全区域为基础来确定和变化的，该安全区域是由所述磁控管(16)的最大功率的最大允许值Pmax,,和该最大功率的低限值Pmax,^来限定的，该最大功率的低限值Pmax,^由所述磁控管(16)及其电源的设计给出的最大周期传导比Thmax来确定的。14.根据权利要求1-8和权利要求10中任一所述的方法，其特征在于，在一运行模式(模式3)中，所述最大功率P,线性地依赖于所述平均功率设定值P^的值。15.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述周期传导比Th是固定的。16.根据权利要求IO、14和15中任一所述的方法，其特征在于，所述波形的周期传导比Th是以安全区域为基础来确定和选择的，该安全区域是由最大允许的周期传导比Th,值和最小周期传导比Th^的较低限值来限定的，该较低限值是根据最大允许功率的上限P阻,幅来确定的，该最大允许功率P隨,阻的上限取决于所述磁控管(16)及其电源的特性。17.根据权利要求3-16中任一所述的方法，其特征在于，所述系数((a,b,c);(al，bl,cl))是依靠对一批中空体的处理试验来确定的，从所述试验中得出所述平均功率设定值Pavg、所述最大功率P^和所述周期传导比Th之间的关系。18.根据权利要求3-16中任一所述的方法，其特征在于，所述系数a介于(-O.0020)和0.0020之间，所述系数b介于0到4之间，并且所述系数c介于0到3000之间。19.一种用于控制磁控管用的高压电源发电机在隔离层产生冷等离子体沉积的装置，该装置包括-控制高压电源发电机的电路；-控制与功率波形设定值桥连的电路开关的控制电极的电路，所述控制装置使用根据前述权利要求中任一所述的方法，并包括-储存与预定的运行模式相关的传导的最大功率参数的装置，-用于选择平均功率设定值Pavg的装置，-用于确定工作频率的装置，-用于选择发电机运行模式(模式l、模式2、模式3)的装置，以及控制在沉积过程中温度升高的装置，该工作目标是以在中空体内产生的沉积性及其完整性来表示的。20.—种用于将隔离层沉积在塑料中空体，例如瓶子，的内壁上的机器，使用磁控管(16)激发的冷等离子体，该磁控管由高压发电机提供能量，并受根据前述权利要求所述的控制装置的控制。全文摘要一种用于控制磁控管(16)用的高压电源发电机来在中空体中产生冷等离子体的方法，目的是在所述的中空体中进行边界层的沉积，特征在于该方法包含从多个运行模式(模式1、模式2、模式3)中选择(E2)一种发电机运行模式，通过改变至少一个系数((a，b，c)；(a1，b1，c1))来改变该发电机的运行模式(模式1、模式2、模式3)，该系数根据磁控管(16)的设定平均功率P<sub>avg</sub>来定义磁控管(16)的供给功率波形最大功率P<sub>max</sub>，该磁控管(16)的供给波形以周期传导比Th进行周期循环，传导比Th取决于设定平均功率P<sub>avg</sub>和/或取决于最大功率P<sub>max</sub>。文档编号H01J37/32GK101536136SQ200780036579公开日2009年9月16日申请日期2007年8月2日优先权日2006年8月7日发明者奈依迈·鲍特洛伊,尔泰·塞缇奈尔,尼古拉斯·乔梅尔申请人:西德尔公司