一种扩散泵电磁加热电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及扩散泵技术领域，特别是涉及一种扩散泵电磁加热电源。
【背景技术】
[0002]实现PVD (物理气相沉积)镀膜工艺，首要的条件是提供一个真空环境，而真空的获得依赖于真空设备，油扩散泵正是真空设备获取高真空的必要设备。将扩散泵中的油不断加热并使其反复汽化冷凝来获取真空，扩散泵一般在200°C左右的温度下工作，主要通过加热扩散泵底部，扩散泵油受热达到170°C以上汽化。加热方式主要有电阻加热和电磁加热两种。电阻加热即采用电炉丝通电发热，通过热辐射将热量传导至扩散泵底部，加热扩散泵油。主要缺点是加热效率低，由于是间接加热，大量的热量通过空气对流散发到周围环境中，极大地浪费了电能，提升了生产成本；生产效率低，需将扩散泵加热一个小时左右才能使油温达到170°C以上；故障率高，高温的电炉丝暴露在空气中，寿命短，需频繁更换。电磁加热即采用电磁线圈通入高频交流电，在扩散泵底部感应出交变电场，交变电场使泵底的铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，扩散泵自身发热，属直接加热，加热效率高，故障率也大大降低。
[0003]中国专利(申请号:CN200920048233)公开了一种油蒸汽扩散真空泵电磁加热装置，该装置包括扩散泵，加热器，其特征在于:所述加热器包括感应线圈、电磁加热控制器和电源，所述感应线圈设置在所述扩散泵底部，所述电源与所述电磁加热控制器的输入端相连，所述感应线圈通过线圈引出线与电磁加热控制器的输出端相连。中国专利(CN201220157816)公开了一种扩散泵平型变频电磁加热器，该电磁加热器包括加热器线圈盘(I)、条形铜带(3)、捆扎线(6)、保温隔热层(4)、风机(10)、控制装置(11)组成，其特征在于:所述加热器线圈盘(I)表面设有一次机加工成型的平面螺旋槽(2)，所述条形铜带
[3]螺旋盘绕嵌入在平面螺旋槽(2)内，条形铜带(3)为扁状条形结构，其表层设有绝缘层，所述条形铜带(3)通过采用绝缘管材料的捆扎线(6)穿过引线孔(5)捆扎固定在加热器线圈盘⑴上，条形铜带(3)的两端分别从加热器线圈盘⑴的引线孔(5)处引出为线圈接头(7)，其线圈接头(7)与控制装置(11)连接，所述条形铜带(3)上面设有保温隔热层⑷，所述保温隔热层(4)固定在加热器线圈盘的(I)五个定位点(8)上。
[0004]然而上述装置也存在弊端:需要电磁加热电源，其控制由热电偶采样泵体温度送入温控仪，当高于设定加热温度时，温控仪令电磁加热电源停止加热，当低于设定加热温度时，温控仪令电磁加热电源开始加热。由于温度的迟滞性，不易精确控温，扩散泵油的温度会在设定加热温度上下大幅波动，造成镀膜设备真空值的波动，影响镀膜工艺。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型是针对现有技术中存在的不足，提供一种性能稳定、成本较低的一种扩散泵电磁加热电源，以克服现有技术中不易精确控温，影响镀膜工艺等问题。
[0006]本实用新型通过以下技术方案加以实现:
[0007]一种扩散泵电磁加热电源，包括依次连接的EMI滤波器、IGBT整流器、直流滤波电路、IGBT逆变器、谐振电路；其特征为:PWM驱动电路与功率调节电路及频率跟踪电路连接；所述PWM驱动电路驱动IGBT整流器、IGBT逆变器；频率跟踪电路采样IGBT逆变器信号，并将其采样信号进行处理后输出到PWM驱动电路；功率调节电路采集IGBT整流器信号，所述IGBT整流器信号与外部功率给定信号进行处理与运算，生成PWM信号，将PWM信号输出到PWM驱动电路，将功率值信号通过显示器显示。
[0008]优选为:所述EMI滤波器为低通滤波电路。
[0009]优选为:所述IGBT整流器与直流斩波电路连接；所述直流斩波电路中的开关管为IGBT,其输出的直流电压、电流信号输出到功率调节电路，所述功率调节电路控制PWM驱动电路，调整直流斩波电路的占空比。
[0010]优选为:所述直流滤波电路为电容器。
[0011]优选为:所述谐振电路为由电感、电容串联组成的谐振电路，当IGBT逆变器输出频率与电感电容固有频率相等时，电路输出等效为一个纯电阻状态。
[0012]优选为:所述IGBT整流器为全桥整流器；所述IGBT逆变器为4个IGBT组成的全桥逆变器。
[0013]有益效果:通过调节外部功率给定，可将特定扩散泵电磁加热功率最优化，保持扩散泵油温为一个稳定值，这样就克服了现在使用温控仪和热电偶结合控制方式造成的不易精确控温保证了镀膜工艺和生产，具有性能稳定、成本较低、安全可靠运行等优点。
【附图说明】
[0014]附图1为本实用新型的电路结构图。
【具体实施方式】
[0015]参见附图1。
[0016]一种扩散泵电磁加热电源，该装置包括依次连接的EMI滤波器、IGBT整流器、直流滤波电路、IGBT逆变器、谐振电路；其特征为:所述PWM驱动电路与功率调节电路及频率跟踪电路连接；所述PWM驱动电路驱动IGBT整流器、IGBT逆变器；频率跟踪电路采样IGBT逆变器信号，并将其采样信号进行处理后输出到PWM驱动电路；功率调节电路采集IGBT整流器信号，所述IGBT整流器信号与外部功率给定信号进行处理与运算，生成PWM信号，将PWM信号输出到PWM驱动电路，将功率值信号通过显示器显示。
[0017]EMI滤波器为低通滤波电路，抑制高频干扰和设备干扰。IGBT整流器为全桥整流器及与之串联的直流斩波电路，直流斩波电路中的开关管为IGBT。其输出的直流电压电流信号送入功率调节电路，功率调节电路控制PWM驱动电路，调整直流斩波电路的占空比，进而使得外部功率给定与IGBT整流器输出功率相等。直流滤波电路为电容器，电容并接于IGBT整流器输出端，电容两端为输出端，接IGBT逆变器。直流滤波电路目的是降低IGBT整流器输出纹波。IGBT逆变器为4个IGBT组成的全桥逆变器。其输出电流信号送入频率跟踪电路，频率跟踪电路控制PWM驱动电路，进而使得输出频率跟踪负载的变化而变化，使得电源输出一直处于谐振状态，实现功率传输的最大化。谐振电路为电感电容串联组成的谐振电路，当IGBT逆变器输出频率与电感电容固有频率相等时，电路输出等效为一个纯电阻状态，此时功率传输最大，效率最高。所述功率调节电路控制IGBT整流器的功率输出，保持与外部功率给定信号一致。频率跟踪电路控制IGBT逆变器的频率输出，保证电源输出处于谐振状态。
[0018]本实用新型中的PWM驱动电路主要功能为:接收功率调节电路及频率跟踪电路的信号，生成脉冲信号和脉冲宽度及频率的调整。
[0019]本实用新型的工作原理:380V工频交流电通过EMI滤波器，IGBT整流器通过PWM驱动电路和功率调节电路的控制生成脉冲直流，经直流滤波电路变为纹波很小的直流电，IGBT逆变器通过驱动电路和频率跟踪电路的控制与谐振电路共同作用，将直流电变为高频交流电。功率调节电路用以保证电源输出功率与外部给定一致，频率跟踪电路用以保证电源工作在谐振状态。
[0020]在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种扩散泵电磁加热电源，包括依次连接的EMI滤波器、IGBT整流器、直流滤波电路、IGBT逆变器、谐振电路；其特征为:PWM驱动电路与功率调节电路及频率跟踪电路连接；所述PWM驱动电路驱动IGBT整流器、IGBT逆变器；频率跟踪电路采样IGBT逆变器信号，并将其采样信号进行处理后输出到PWM驱动电路；功率调节电路采集IGBT整流器信号，所述IGBT整流器信号与外部功率给定信号进行处理与运算，生成PWM信号，将PWM信号输出到PWM驱动电路，将功率值信号通过显示器显示。2.根据权利要求1所述的扩散泵电磁加热电源，其特征为:所述EMI滤波器为低通滤波电路。3.根据权利要求1所述的扩散泵电磁加热电源，其特征为:所述IGBT整流器包括全桥整流器及与之串联的直流斩波电路；所述全桥整流器为三相全桥整流器；所述直流斩波电路中的开关管为IGBT，其输出的直流电压、电流信号输出到功率调节电路，所述功率调节电路控制PWM驱动电路，调整直流斩波电路的占空比。4.根据权利要求1所述的扩散泵电磁加热电源，其特征为:所述直流滤波电路为电容器。5.根据权利要求1-4任一所述的扩散泵电磁加热电源，其特征为:所述谐振电路为由电感、电容串联组成的谐振电路，当IGBT逆变器输出频率与电感电容固有频率相等时，电路输出等效为一个纯电阻。6.根据权利要求1-4任一所述的扩散泵电磁加热电源，其特征为:所述IGBT整流器为三相全桥整流器及与之串联的直流斩波电路；所述IGBT逆变器为4个IGBT组成的全桥逆变器。
【专利摘要】一种扩散泵电磁加热电源，包括依次连接的EMI滤波器、IGBT整流器、直流滤波电路、IGBT逆变器、谐振电路；其特征为：PWM驱动电路与功率调节电路及频率跟踪电路连接；所述PWM驱动电路驱动IGBT整流器、IGBT逆变器；频率跟踪电路采样IGBT逆变器信号，并将其采样信号进行处理后输出到PWM驱动电路；功率调节电路采集IGBT整流器信号，所述IGBT整流器信号与外部功率给定信号进行处理与运算，生成PWM信号，将PWM信号输出到PWM驱动电路，将功率值信号通过显示器显示。该电源通过调节外部功率给定，可将特定扩散泵电磁加热功率最优化，保持扩散泵油温为一个稳定值，这样就克服了现在使用温控仪和热电偶结合控制方式造成的不易精确控温保证了镀膜工艺和生产。
【IPC分类】F04F9/00, H05B6/06
【公开号】CN204652704
【申请号】CN201520156861
【发明人】窦久存
【申请人】唐山标先电子有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年3月19日