[發(fā)明專利]基于朗繆爾探針閉環(huán)控制的等離子體電源

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011510083.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN114649962A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范鵬;田修波;歐科軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松山湖材料實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): H02M7/04
• 分類號(hào): H02M7/04;H02M9/06;H02M3/335;H02M3/156;H02M3/157;H05H1/24
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 陳培瓊

1.一種基于朗繆爾探針閉環(huán)控制的等離子體電源，其特征在于，包括脈沖電源、直流電源、控制單元以及朗繆爾探針；

所述脈沖電源包括依次連接的第一整流濾波模塊、第一逆變模塊、第一變壓器、第一橋堆整流模塊以及IGBT斬波模塊；所述直流電源包括依次連接的第二整流濾波模塊、第二逆變模塊、第二變壓器、第二橋堆整流模塊以及IGBT開關(guān)模塊；所述脈沖電源的IGBT斬波模塊和所述直流電源的IGBT開關(guān)模塊匯合為公共輸出端；

所述控制單元包括主控、信號(hào)輸入及調(diào)解模塊、PWM輸出模塊以及移相PWM輸出模塊，所述主控分別與所述信號(hào)輸入及調(diào)解模塊、所述PWM輸出模塊以及所述移相PWM輸出模塊連接；

所述控制單元的信號(hào)輸入及調(diào)解模塊分別與所述脈沖電源的IGBT斬波模塊之輸出端、所述直流電源的IGBT開關(guān)模塊之輸出端以及所述朗繆爾探針連接；

所述移相PWM輸出模塊分別與所述脈沖電源的第一逆變模塊和所述直流電源的第二逆變模塊連接，所述PWM輸出模塊分別與所述脈沖電源的IGBT斬波模塊和所述直流電源的IGBT開關(guān)模塊連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于朗繆爾探針閉環(huán)控制的等離子體電源，其特征在于：所述第一逆變模塊包括場(chǎng)效應(yīng)管Q2、場(chǎng)效應(yīng)管Q5、場(chǎng)效應(yīng)管Q3以及場(chǎng)效應(yīng)管Q4；

所述場(chǎng)效應(yīng)管Q2、所述場(chǎng)效應(yīng)管Q5、所述場(chǎng)效應(yīng)管Q3以及所述場(chǎng)效應(yīng)管Q4構(gòu)成全橋逆變電路，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q2和所述場(chǎng)效應(yīng)管Q5為一對(duì)橋臂，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q3和所述場(chǎng)效應(yīng)管Q4為另一對(duì)橋臂，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極和所述場(chǎng)效應(yīng)管Q5的源極分別與所述第一整流濾波模塊的輸出端之兩極連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極和所述場(chǎng)效應(yīng)管Q4的源極分別與所述第一整流濾波模塊的輸出端之兩極連接；

所述移相PWM輸出模塊分別控制所述場(chǎng)效應(yīng)管Q2、所述場(chǎng)效應(yīng)管Q5、所述場(chǎng)效應(yīng)管Q3以及所述場(chǎng)效應(yīng)管Q4的開關(guān)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于朗繆爾探針閉環(huán)控制的等離子體電源，其特征在于：所述IGBT斬波模塊包括場(chǎng)效應(yīng)管Q1，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極與所述第一橋堆整流模塊的輸出端連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極為IGBT斬波模塊的輸出端；所述PWM輸出模塊控制所述場(chǎng)效應(yīng)管Q1的開關(guān)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于朗繆爾探針閉環(huán)控制的等離子體電源，其特征在于：所述第二逆變模塊包括場(chǎng)效應(yīng)管Q7、場(chǎng)效應(yīng)管Q10、場(chǎng)效應(yīng)管Q8以及場(chǎng)效應(yīng)管Q9；

所述場(chǎng)效應(yīng)管Q7、所述場(chǎng)效應(yīng)管Q10、所述場(chǎng)效應(yīng)管Q8以及所述場(chǎng)效應(yīng)管Q9構(gòu)成全橋逆變電路，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q7和所述場(chǎng)效應(yīng)管Q10為一對(duì)橋臂，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q8和所述場(chǎng)效應(yīng)管Q9為另一對(duì)橋臂，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q7的漏極和所述場(chǎng)效應(yīng)管Q10的源極分別與所述第二整流濾波模塊的輸出端之兩極連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q8的漏極和所述場(chǎng)效應(yīng)管Q9的源極分別與所述第二整流濾波模塊的輸出端之兩極連接；

所述移相PWM輸出模塊分別控制所述場(chǎng)效應(yīng)管Q7、所述場(chǎng)效應(yīng)管Q10、所述場(chǎng)效應(yīng)管Q8以及所述場(chǎng)效應(yīng)管Q9的開關(guān)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的基于朗繆爾探針閉環(huán)控制的等離子體電源，其特征在于：所述IGBT開關(guān)模塊包括場(chǎng)效應(yīng)管Q6，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q6的漏極與所述第二橋堆整流模塊的輸出端連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源極為所述IGBT開關(guān)模塊的輸出端；所述PWM輸出模塊控制所述場(chǎng)效應(yīng)管Q6的開關(guān)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于朗繆爾探針閉環(huán)控制的等離子體電源，其特征在于：所述控制單元還包括第一光耦隔離模塊，所述移相PWM輸出模塊通過所述第一光耦隔離模塊分別與所述脈沖電源的第一逆變模塊和所述直流電源的第二逆變模塊連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于朗繆爾探針閉環(huán)控制的等離子體電源，其特征在于：所述控制單元還包括第二光耦隔離模塊，所述PWM輸出模塊通過所述第二光耦隔離模塊分別與所述脈沖電源的IGBT斬波模塊和所述直流電源的IGBT開關(guān)模塊連接。