专利名称:离子镀膜用高压单脉冲引弧装置的制作方法
本发明属于电气装置。本发明提出的高压单脉冲引弧装置是用于引燃离子镀膜机阳极与阴极之间的电弧。
在目前已有的利用电弧放电原理的离子镀膜机中，国内外一般是采用直流高压引弧方法来引燃离子镀膜机阴阳极之间的直流电弧。有少数的离子镀膜机是采用高频引弧方法(如日本专利52053778)，或者是高频引弧与直流高压引弧并用的方法(如中国电工技术学会电子束离子束技术专业委员会第二届学术交流会论文集“35KW‘HCD’型镀膜机”)。采用直流高压引弧方法或高频引弧方法的离子镀膜机，除需要一台主弧电源作为工作电源外，还需要单独采用一台直流高压电源或者高频电源作为引弧电源。高频引弧与直流高压引弧并用的离子镀膜机甚至还需要采用两台引弧电源(一台高频引弧电源和一台直流高压引弧电源)。从而增大了离子镀膜机的体积和制作成本，并且使机器的使用操作也比较复杂。
本发明的目的是要克服现有离子镀膜机引弧装置的缺点，直接利用主弧电源产生高压单脉冲，以实现离子镀膜机的引弧。
本实用新型提出的高压单脉冲引弧装置，是采用一个附加在离子镀膜机主弧电源的输出端的、并由主弧电源进行供电的高压单脉冲引弧电路，它可以是利用电容放电或者电容充电的原理产生高压单脉冲，其输出端可以与主弧电源的输出端相互串联或者相互关联，而加到离子镀膜机的阳极与阴极之间。因此，本实用新型提出的高压单脉冲引弧装置所采用的引弧电路可包括放电——串联式、放电——并联式、充电——串联式 以及充电——并联式 四种。
图1为放电——串联式高压单脉冲引弧电路的一种具体电路示例。
图2为放电——并联式高压单脉冲引弧电路的一种具体电路示例。
图3为充电——串联式高压单脉冲引弧电路的一种具体电路示例。
图4为充电——并联式高压单脉冲引弧电路的一种具体电路示例。
下面将结合附图的具体电路示例进一步说明本发明的内容。
如图1所示，放电——串联式高压单脉冲引弧电路是利用电容放电的原理产生高压单脉冲，引弧电路的输出端是与主弧电源的输出端相互串联。在引弧电路中有一个由电容〔3〕和脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕并联的迴路，由主弧电源〔1〕先对电容〔3〕进行充电，然后再由电容〔3〕对脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕进行放电，利用电容放电电流流经脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕，而在脉冲变压器〔6〕的次级线圈〔8〕上感应出高压单脉冲，并输送到引弧电路的输出端。引弧电路的输出端是与主弧电源〔1〕的输出端相互串联，由引弧电路的输出端输出的高压单脉冲是与主弧电源〔1〕的空载输出电压串联迭加后，而加到离子镀膜机的阳极〔18〕与阴极〔19〕上。
如图2所示，放电——并联式高压单脉冲引弧电路是利用电容放电的原理产生高压单脉冲，引弧电路的输出端是与主弧电源的输出端相互并联。在引弧电路中有一个由电容〔3〕和脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕并联的迴路，由主弧电源〔1〕先对电容〔3〕进行充电，然后再由电容〔3〕对脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕进行放电，利用电容放电电流流经脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕，而在脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔8〕上感应出高压单脉冲，并输送到引弧电路的输出端。引弧电路的输出端是通过隔离二极管〔17〕而与主弧电源〔1〕的输出端相互并联。由引弧电路的输出端输出的高压单脉冲是与主弧电源〔1〕的空载输出电压并联加到离子镀膜机的阳极〔18〕与阴极〔19〕上。接在主弧电源〔1〕输出端的隔离二极管〔17〕，起着使主弧电源〔1〕能隔离由引弧电路所产生的高压单脉冲的作用。
如图3所示，充电——串联式高压单脉冲引弧电路是利用电容放电的原理产生高压单脉冲，引弧电路的输出端是与主弧电源的输出端相互串联。在引弧电路中有一个由电容〔3〕和脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕串联的迴路，由主弧电源〔1〕对电容〔3〕进行充电，利用电容充电电流流经脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕，而在脉冲变压器〔6〕的次级线圈〔8〕上感应出高压单脉冲，并输送到引弧电路的输出端。引弧电路的输出端是与主弧电源〔1〕的输出端相互串联，由引弧电路的输出端输出的高压单脉冲是与主弧电源〔1〕的空载输出电压串联迭加后，而加到离子镀膜机的阳极〔18〕与阴极〔19〕上。
如图4所示，充电——并联式高压单脉冲引弧电路是利用电容放电的原理产生高压单脉冲，引弧电路的输出端是与主弧电源的输出端相互串联。在引弧电路中有一个由电容〔3〕和脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕串联的迴路，由主弧电源〔1〕对电容〔3〕进行充电，利用电容充电电流流经脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕，而在脉冲变压器〔6〕的次级线圈〔8〕上感应出高压单脉冲，并输送到引弧电路的输出端。引弧电路的输出端是通过隔离二极管〔17〕而与主弧电源〔1〕的输出端相互并联。由引弧电路的输出端输出的高压单脉冲是与主弧电源〔1〕的空载输出电压并联加到离子镀膜机的阳极〔18〕与阴极〔19〕上。接在主弧电源〔1〕输出端的隔离二极管〔17〕，起着使主弧电源〔1〕能隔离由引弧电路所产生的高压单脉冲的作用。
下面将对本发明所提出的上述放电——串联式、放电——并联式、充电——串联式、充电——并联式四种引弧电路中的一种具体引弧电路示例(图1所示的放电——串联式高压单脉冲引弧电路的一种具体电路示例)进行详细描述。
参见图1。放电——串联式高压单脉冲引弧电路的一种具体电路由电阻〔2〕、电容〔3〕、开关〔4〕、直流电压表〔5〕、脉冲变压器〔6〕、电阻〔10〕以及二极管〔11〕组成。整个引弧电路是连接在离子镀膜机的主弧电源〔1〕的输出端〔13〕和〔14〕，并由主弧电源〔1〕进行供电。在电容〔3〕和脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕的并联迴路中以及此并联迴路中与电阻〔2〕之间，接有开关〔4〕，它可以采用手动或者电动来实现电容〔3〕的充电和放电转换。依靠转换开关〔4〕，由主弧电源〔1〕先通过电阻〔2〕对电容〔3〕进行充电，使电容〔3〕被充电到主弧电源〔1〕的空载输出电压，然后再由电容〔3〕对脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕进行放电。当电容放电电流流经初级线圈〔7〕时，便在脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔8〕上感应出高压单脉冲，并通过电阻〔10〕而输送到引弧电路的输出端〔15〕和〔16〕。并联在电容〔3〕两端的直流电压表〔5〕是用来监测电容〔3〕上的充电电压的数值。并联在引弧电路输出端的二极管〔11〕为阻尼二极管，它能起着降低单脉冲负半波的作用，并能使电容〔3〕在对脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕放电过程中，基本上不致产生反方向充电现象，使电容〔3〕基本上处于固定极性的工作状态，这样就容许我们既可以采用工作在交流状态下的、无固定极性的电容器，也可以采用只能工作在直流状态下的、有固定极性的、具有大电容量的电解电容器，有利于提高高压单脉冲的能量。
引弧电路的输出端〔15〕和〔16〕是与主弧电源〔1〕的输出端〔13〕和〔14〕相互串联。使引弧电路输出的高压单脉冲与主弧电源〔1〕的空域输出电压进行串联迭加，而加到离子镀层膜机的阳极〔18〕与阴极〔19〕上。这种采用引弧电路输出端与主弧电源〔1〕输出端相互串联接法的优点是，能使引弧电路的阻尼二极管〔11〕与主弧电源〔1〕的隔离二极管〔17〕通用，而且在隔离二极管〔17〕(在此情况下，也就是阻尼二极管〔11〕)被击穿的情况下，主弧电源〔1〕也能免受引弧高压的电击穿。当离子镀膜机的阳极〔18〕与阴极〔19〕之间一出现由引弧电路输出的高压单脉冲，在阳极〔18〕与阴极〔19〕之间即开始引燃直流电弧〔20〕，主弧电源〔1〕使能通过隔离二极管〔17〕迅速输出直流电源，以维持在离子镀膜机阳极〔18〕与阴极〔19〕之间已被引燃的直流电弧〔20〕。
本实用新型提出的高压单脉冲引弧装置具有两个特点第一，产生高压单脉冲，以引燃离子镀膜机阴阳极之间的直流电弧。第二，整个引弧装置是附加在离子镀膜机主弧电源的输出端，并且不需要另外单独的直流电源或交流电源供电，而是利用主弧电源的空载输出电压供电，这样就使得离子镀膜机的主弧电源兼有引弧的功能，能完全省去一台单独的引弧电源(高频引弧电源或者直流高压引弧电源)。
此种附加在主弧电源输出端的高压单脉冲引弧装置，同直流高压引弧电源或高频引弧电源相比，结构简单，使用操作简便，能降低整个离子镀膜机的制作成本和提高经济效益，具有实际的生产使用价值。
本发明的一个具体实施例如下参看图1、电阻〔2〕采用300Ω的披釉线绕电阻。电容〔3〕采用电解电容器。阻尼二极管〔11〕是由两个ZP——200A型硅整流管串联。脉冲变压器〔6〕为升压的脉冲变压器，可以采用铁淦氧磁环、坡莫合金或者普通硅钢片作为变压器铁芯〔9〕。当采用铁淦氧磁环作为变压器铁芯时，所采用铁淦氧磁环的型号为MXO——2000型，变压器的初级线圈〔7〕和次级线圈〔8〕均采用线径φ0.44mm的铜漆包线绕圈，次级线圈与初级线圈的匝数比N＝15。
权利要求
1.一种高压单脉冲引弧装置，其特征是它采用一个附加在离子镀膜机主弧电源[1]输出端的高压单脉冲引弧电路，这个高压单脉冲引弧电路连接在离子镀膜机主弧电源[1]的输出端[13]和[14]上，利用主弧电源[1]的空载输出电压供电而产生高压单脉冲，因而使离子镀膜机的主弧电源[1]兼有引弧的功能。
2.按权利要求
1规定的高压单脉冲引弧装置，其特征是所采用的高压单脉冲引弧电路是利用电容放电的原理而产生高压单脉冲；在引弧电路中有一个由电容〔3〕和脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕并联的迴路，由主弧电源〔1〕先对电容〔3〕进行充电，然后再由电容〔3〕对脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕进行放电，利用电容放电电流流经脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕，而在脉冲变压器〔6〕的次级线圈〔8〕上感应出高压单脉冲，并由引弧电路的输出端加到离子镀膜机的阳极〔18〕与阴极〔19〕上；引弧电路的输出端或者与主弧电源〔1〕的输出端相互串联，或者通过隔离二极管〔17〕而与主弧电源〔1〕的输出端相互并联。
3.按权利要求
1规定的高压单脉冲引弧装置，其特征是所采用的高压单脉冲引弧电路是利用电容充电的原理而产生高压单脉冲；在引弧电路中有一个由电容〔3〕和脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕串联的迴路，由主弧电源〔1〕对电容〔3〕进行充电，利用电容充电电流流经脉冲变压器〔6〕的初级线圈〔7〕，而在脉冲变压器〔6〕的次级线圈〔8〕上感应出高压单脉冲，并由引弧电路的输出端加到离子镀膜机的阳极〔18〕与阴极〔19〕上；引弧电路的输出端或者与主弧电源〔1〕的输出端相互串联，或者通过隔离二极管〔17〕而与主弧电源〔1〕的输出端相互并联。
4.按权利要求
1和2规定的高压单脉冲引弧装置，其特征是电容〔3〕既可以采用工作在交流状态下的、无固定极性的电容器，也可以采用只能工作在直流状态下的、有固定极性的电解电容器；脉冲变压器〔6〕为升压的脉冲变压器，可以采用铁淦氧磁环、坡莫合金或者普通硅钢片作为变压器铁芯〔9〕。
5.按权利要求
1和3规定的高压单脉冲引弧装置，其特征是电容〔3〕既可以采用工作在交流状态下的、无固定极性的电容器，也可以采用只能工作在直流状态下的、有固定极性的电解电容器；脉冲变压器〔6〕为升压的脉冲变压器，可以采用铁淦氧磁环、坡莫合金或者普遍硅钢片作为变压器铁芯〔9〕。
专利摘要
本实用新型属于电气装置，它所公开的一种用于引燃离子镀膜机阴阳极之间直流电弧的高压单脉冲引弧装置有两个特点第一，能产生高压单脉冲，用于引燃离子镀膜机阴阳极之间的直流电弧；第二，整个引弧装置是附加在离子镀膜机主弧电源的输出端，利用主弧电源的空载输出电压供电，这样就使得离子镀膜机的主弧电源兼有引弧的功能，能完全省去一台单独的引弧电源。
文档编号C23C14/24GK86201021SQ86201021
公开日1986年11月5日 申请日期1986年2月21日
发明者游本章, 黄经筒 申请人:中国科学院电工研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan