[發(fā)明專利]一種砷化鎵單晶爐電氣控制系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110429502.2
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102445919A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳莉;何連洋
• 申請（專利權(quán)）人: 北京京儀世紀(jì)電子股份有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;C30B29/42;C30B35/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種砷化鎵單晶爐電氣控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近幾十年來，隨著砷化鎵(GaAs)材料在微電子和光電子領(lǐng)域應(yīng)用的日益廣泛和多元化，而用于生產(chǎn)砷化鎵單晶的設(shè)備其傳統(tǒng)的功能已經(jīng)不能滿足市場產(chǎn)品的多元化需求，尤其是砷化鎵單晶爐的電氣控制部分主要是采用繼電器的控制方法，該控制方法采用的是固定的手工接線、安裝，如果生產(chǎn)過程有所改動，必須重新設(shè)計電路接線安裝，幾乎不可能在原設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，它不能隨著產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝改變而改變，它的電機(jī)控制部分控制精度和可靠性差，大量的繼電器會產(chǎn)生大量的熱及噪聲，消耗了大量的電能，不能滿足工藝要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種砷化鎵單晶爐電氣控制系統(tǒng)，用于提高砷化鎵(GaAs)材料生產(chǎn)過程的精度和可靠性，容易實現(xiàn)功能擴(kuò)展，降低電能消耗。

本發(fā)明實施例提供了一種砷化鎵單晶爐電氣控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：中心控制部分、運(yùn)動控制部分、氣體控制部分、溫度控制部分、水路檢測部分和操作面板，運(yùn)動控制部分、控制部分、溫度控制部分、水路檢測部分和操作面板分別與中心控制部分相連；中心控制部分包括通信模塊和可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器通過通信模塊和操作面板進(jìn)行通信，以及通過其輸入輸出模塊和運(yùn)動控制部分、氣體控制部分、溫度控制部分及水路檢測部分進(jìn)行通信；運(yùn)動控制部分包括輔助繼電器、直流驅(qū)動器和電機(jī)，輔助繼電器和輸入輸出模塊以及直流驅(qū)動器相連，電機(jī)和直流驅(qū)動器相連；氣體控制部分包括：質(zhì)量流量計和氣壓控制器，質(zhì)量流量計和氣壓控制器與輸入輸出模塊相連；溫度控制部分包括：連接器和多段溫度控制器，多段溫度控制器通過連接器和所述輸入輸出模塊相連；水路檢測部分包括水溫傳感器、水壓表及水流量傳感器，水溫傳感器和輸入輸出模塊相連，水壓表及水流傳感器和輸入輸出模塊相連。

優(yōu)選地，本發(fā)明實施例中輸入輸出模塊包括數(shù)字量輸入輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊。

優(yōu)選地，本發(fā)明實施例中數(shù)字輸入模塊為施耐德公司的TM5SDI12D型數(shù)字量輸入模塊，數(shù)字輸出模塊為施耐德公司的TM5SDO12T型數(shù)字量輸出模塊，模擬輸入模塊為施耐德公司12位TM5SAI4L型模擬量輸入模塊以及16位的TM5SAI4H型模擬量輸入模塊，模擬輸出模塊為施耐德公司的TM5SAO4L型模擬量輸出模塊。

優(yōu)選地，本發(fā)明實施例中電機(jī)還包括一編碼器，所述編碼器用于將反饋信號分為兩路，一路作為負(fù)反饋信號反饋給所述直流驅(qū)動器，與所述直流驅(qū)動器構(gòu)成一閉合回路，另一路反饋給所述可編程邏輯控制器。

優(yōu)選地，本發(fā)明實施例還包括加熱器，所述加熱器和所述多段溫度控制器相連，所述加熱器用于將反饋信號分為兩路，一路作為負(fù)反饋信號反饋給所述多段溫度控制器，與所述多段溫度控制器構(gòu)成一閉合回路，另一路反饋給所述可編程邏輯控制器。

優(yōu)選地，本發(fā)明實施例還包括一信號控制器，所述信號控制器用于將反饋給所述多段溫度控制器的信號控制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，本發(fā)明實施例中可編程邏輯控制器為施耐德公司的M258型可編程邏輯控制器。

優(yōu)選地，本發(fā)明實施例中直流驅(qū)動器為敬業(yè)北微微電機(jī)廠的直流力矩控制器PWM1000和機(jī)組130LCX-1，或者所述直流驅(qū)動器為美國公司的815-BR-21，機(jī)組三洋公司生產(chǎn)的電機(jī)V730-012。

優(yōu)選地，本發(fā)明實施例中溫度控制器為英國公司的3508，美國公司的鉑銠10熱電偶。

優(yōu)選地，本發(fā)明實施例中操作面板為觸控面板。

本發(fā)明實施例采用了可編程邏輯控制器作為電氣控制系統(tǒng)的中心控制部分，提升了系統(tǒng)性能、而且可以使得系統(tǒng)具有靈活的集成功能、靈活的本地控制功能及遠(yuǎn)程控制功能；另外本發(fā)明實施例運(yùn)動控制部分采用了PWM型高精度直流驅(qū)動器，該驅(qū)動器是采用MM型伺服放大器為核心部件，由高速功率MOSFET或IGBT器件組成的H橋以雙極PWM方式運(yùn)行，驅(qū)動直流電機(jī)，具有高精度、高穩(wěn)定性、高效率，高的組態(tài)靈活性。最后，本發(fā)明實施例的溫度控制部分采用了多段溫度控制，實現(xiàn)了砷化鎵單晶在生產(chǎn)過程中溫度的可控可調(diào)

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種砷化鎵單晶爐電氣控制系統(tǒng)的簡單系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；