真空镀膜电源的防直通PWM驱动电路的制作方法

文档序号:11278761阅读:391来源:国知局

本发明涉及电源驱动电路技术领域,具体涉及到真空镀膜电源的防直通pwm驱动电路。



背景技术:

真空镀膜机主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜,具体包括很多种类,包括真空离子蒸发,磁控溅射,mbe分子束外延,pld激光溅射沉积等很多种。主要思路是分成蒸发和溅射两种。

需要镀膜的被称为基片,镀的材料被称为靶材。基片与靶材同在真空腔中。

蒸发镀膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来。并且沉降在基片表面,通过成膜过程(散点-岛状结构-迷走结构-层状生长)形成薄膜。对于溅射类镀膜,可以简单理解为利用电子或高能激光轰击靶材,并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来,并且最终沉积在基片表面,经历成膜过程,最终形成薄膜。

真空镀膜电源在真空镀膜中有着重要的作用,关系到镀膜的附着力,光洁度,色差等参数,所以电源的可靠性尤为重要。

真空镀膜电源逆变器过去对全桥的驱动都是一对一驱动,即独立的四个驱动器,这样假如有一个驱动器出现故障,逆变器的桥臂就会出现直通现象,使电源永久性损坏。此问题亟待解决。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的不足,本发明的目的是提供一种结构合理,使用方便的真空镀膜电源的防直通pwm驱动电路,它解决了上述的这些问题。

采用以下的技术方案:

真空镀膜电源的防直通pwm驱动电路,包括主电源,所述主电源连接至少一个pwm驱动电路,所述pwm驱动电路连接变频变压器,所述变频变压器连接至少一个绝缘栅双极晶体管。

优选地,所述变频变压器为软磁变压器。

优选地,所述软磁变压器为软磁铁氧体变压器。

优选地,所述电源将电输入到pwm驱动电路,再由pwm驱动电路直接连接软磁变压器,再由软磁变压器连通至少一个绝缘栅双极晶体管的其中一极,而且只能连通其中一极。

优选地,所述软磁铁氧体变压器为mn-zn、cu-zn、ni-zn合金其中一种。

优选地,所述软磁铁氧体变压器为锰镍镁锌软磁铁氧体变压器。

本发明的有益效果包括:

本发明现在我们采用驱动器加变压器的组合,从电路拓扑上避免了直通的现象,从而有效的保护桥臂,大大的提高了电源的可靠性。通过pwm驱动电路连接变频变压器,同时改进了变频变压器的性能,使用新材料制造变频变压器,增加了变频变压器的使用寿命,同时变频变压器的直通问题得到解决。

附图说明

图1为本发明真空镀膜电源的防直通pwm驱动电路电路图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明内容作进一步说明。

真空镀膜电源的防直通pwm驱动电路,包括主电源,所述主电源连接至少一个pwm驱动电路,所述pwm驱动电路连接变频变压器,所述变频变压器连接至少一个绝缘栅双极晶体管。

优选地,所述变频变压器为软磁变压器。

优选地,所述软磁变压器为软磁铁氧体变压器。

优选地,所述电源将电输入到pwm驱动电路,再由pwm驱动电路直接连接软磁变压器,再由软磁变压器连通至少一个绝缘栅双极晶体管的其中一极,而且只能连通其中一极。

优选地,所述软磁铁氧体变压器为mn-zn、cu-zn、ni-zn合金其中一种。

优选地,所述软磁铁氧体变压器为锰镍镁锌软磁铁氧体变压器。

原理如下:

使用条件包括两方面内容:可靠性和电磁兼容性。以前只注意可靠性,现在由于环境保护意识增强,必须注意电磁兼容性。

可靠性是指在具体的使用条件下,高频电源变压器能正常工作到使用寿命为止。一般使用条件对高频电源变压器影响最大的是环境温度。有些软磁材料,居里点比较低,对温度敏感。例如:锰锌软磁铁氧体,居里点只有215℃,其磁通密度,磁导率和损耗都随温度发生变化,故除正常温度25℃外,还要给出60℃,80℃,100℃时的各种参考数据。因此,将锰锌软磁铁氧体磁芯的工作温度限制在100℃以下,也就是环境温度为40℃时,温升只允许低于60℃,相当于a级绝缘材料温度。与锰锌软磁铁氧体磁芯相配套的电磁线和绝缘件,一般都采用e级和b级绝缘材料。

电磁兼容性是指高频电源变压器既不产生对外界的电磁干扰,又能承受外界的电磁干扰。电磁干扰包括可闻的音频噪声和不可闻的高频噪声。高频电源变压器产生电磁干扰的主要原因之一是磁芯的磁致伸缩。磁致伸缩大的软磁材料,产生的电磁干扰大。例如,锰锌软磁铁氧体,磁致伸缩系数λs为21×10-6,是取向硅钢的7倍以上,是高磁导坡莫合金和非晶合金的20倍以上,是微晶纳米晶合金的10倍以上。因此锰锌软磁铁氧体磁芯产生的电磁干扰大。高频电源变压器产生电磁干扰的主要原因还有磁芯之间的吸力和绕组导线之间的斥力。这些力的变化频率与高频电源变压器的工作频率一致。因此,工作频率为100khz左右的高频电源变压器,没有特殊原因是不会产生20khz以下音频噪声的。既然提出10w以下单片开关电源的音频噪声频率,约为10khz~20khz,一定有其原因。由于没有画出噪声频谱图,具体原因说不清楚,但是由高频电源变压器本身产生的可能性不大,没有必要采用玻璃珠胶合剂粘合磁芯。

屏蔽是防止电磁干扰,增加高频电源变压器电磁兼容性的好办法。但是为了阻止高频电源变压器的电磁干扰传播,在设计磁芯结构和设计绕组结构也应当采取相应的措施,只*加外屏蔽带并不一定是最佳方案,因为它只能阻止辐射干扰,不能阻止传导干扰。

高频电源变压器完成功能有3个:功率传送,电压变换和绝缘隔离。功率传送有两种方式。第一种是变压器功率的传送方式,加在原绕组上的电压,在磁芯中产生磁通变化,使副绕组感应电压,从而使电功率从原边传送到副边。在功率传送过程中,磁芯又分为磁通单方向变化和双方向变化两种工作模式。单方向变化工作模式,磁通密度从最大值bm变化到剩余磁通密度br,或者从br变化到bm。磁通密度变化值δb=bm-br。为了提高δb,希望bm大,br小。双方向变化工作模式磁通度从+bm变化到-bm,或者从-bm变化到+bm。磁通密度变化值δb=2bm,为了提高δb,希望bm大,但不要求br小,不论是单方向变化工作模式还是双方向变化工作模式,变压器功率传送方式都不直接与磁芯磁导率有关。第二种是电感器功率传送方式,原绕组输入的电能,使磁芯激磁,变为磁能储存起来,然后通过去磁使副绕组感应电压,变成电能释放给负载。传送功率决定于电感磁芯储能,而储能又决定于原绕组的电感。电感与磁芯磁导率有关,磁导率高,电感量大,储能多,而不直接与磁通密度有关。虽然功率传送方式不同,要求的磁芯参数不一样,但是在高频电源变压器设计中,磁芯的材料和参数的选择仍然是设计的一个主要内容。

1、磁性材料的差别:工频变压器采用硅钢片作为磁芯材料的;高频变压器是采用铁氧体磁芯材料。

2、工作频率的差别:工频变压器的工作频率一般是指50hz货60hz的电源频率;高频变压器的工作频率一般都在1khz以上,甚至几十khz或者上百khz,应用范围不同频率也不一样。

3、应用方面:工频变压器一般多用于将220v或者110v工频高压变换成工频低压,供小家电的电路板供电使用(如豆浆机、抽油烟机、音响等等,应用范围比较广泛;高频变压器用途就广泛了(如;手机充电器,电子镇流器,开关电源,彩电电源,电脑电源,液晶驱动及电源等等许多场合都有使用)

----因不管制作任何一种变压器(任何材质),几个重要的参数就是【感抗】.【磁通量】.所需感应电动势而得出的【匝数比】。

在【磁通量】确定后(由变压器所用导磁材质决定),【感抗】是制作变压器的一个很重要参数。因为【感抗】是计算变压器初级静态电流与极限工作电流的主要指标,也是计算变压器自身功耗(损耗)与磁饱和量的关键参数。由公式可知:

【感抗】(xl)=2πfl=2x3.14x工作频率x电感量

从公式中得知频率与【感抗】成正比。在同等条件下工作频率越高,【感抗】就越高,及制作变压器时所需线圈匝数也就越少(匝数少相对变压器外形体积也就缩小)。再加上铁氧体对高频电流来说导磁效率很高(磁通量高),所以制作高频变压器所需铁氧体,体积很小就能达到高频【感抗】与【功率输出】的要求。因此高频电路里的变压器体积可以做的很小。

开关电源为什么因为工作频率高就不需要工频变压器

提高频率采用高频变压器的目的就是为了省掉工频变压器,因为工频变压器的体积大,重量重,效率低,并且工频变压器的磁芯是矽钢片,而矽钢片的工作频率最高也不过400hz.所以不能用工频变压器。

本发明解决了真空镀膜电源逆变器过去对全桥的驱动都是一对一驱动,即独立的四个驱动器,这样假如有一个驱动器出现故障,逆变器的桥臂就会出现直通现象,使电源永久性损坏。

通过pwm驱动电路连接变频变压器,同时改进了变频变压器的性能,使用新材料制造变频变压器,增加了变频变压器的使用寿命,同时变频变压器的直通问题得到解决。

本说明书列举的仅为本发明的较佳实施方式,凡在本发明的工作原理和思路下所做的等同技术变换,均视为本发明的保护范围。

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