等离子体电源和等离子放电方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种等离子体电源和等离子放电方法。该等离子体电源包括交流开关、主控制器、多个脉冲模组和等离子体装置；交流开关连接并联的多个脉冲模组，用于接入交流电；主控制器连接并联的多个脉冲模组，用于向相应的脉冲模组输入相应控制信号，以使各个脉冲模组将交流电转换为对应的脉冲信号输出，各个脉冲模组输出的脉冲信号用于形成组合脉冲信号；多个脉冲模组连接等离子体装置，等离子体装置用于根据组合脉冲信号进行等离子体放电。本发明专利技术实施例通过主控制器向组合的多个脉冲模组发送控制信号以使各脉冲模组按照预定输出模式输出相应的组合脉冲信号，从而实现高频、高电压、大电流的脉冲输出。大电流的脉冲输出。大电流的脉冲输出。

【技术实现步骤摘要】
等离子体电源和等离子放电方法


[0001]本专利技术涉及等离子体电源领域，尤其涉及一种等离子体电源和等离子放电方法。

技术介绍

[0002]等离子体电源在工业生产等各个领域起着重要作用。在实际应用过程中，为了满足需求，需要实现高电压、大电流的脉冲输出，而普通的高压脉冲电源因功率器件性能参数的限制，单个开关组很难实现高频大功率的脉冲输出，因此，如何设置等离子体电源以输出高压大电流脉冲是急需解决的问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，为了解决现有技术带来的问题，本专利技术提供一种等离子体电源和等离子放电方法。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种等离子体电源，包括：交流开关、主控制器、多个脉冲模组和等离子体装置；
[0005]所述交流开关连接并联的所述多个脉冲模组，还用于接入交流电；
[0006]所述主控制器连接并联的所述多个脉冲模组，用于向相应的脉冲模组输入相应的控制信号，以使各个所述脉冲模组将所述交流电转换为对应的脉冲信号输出，各个所述脉冲模组输出的所述脉冲信号用于形成组合脉冲信号；
[0007]所述多个脉冲模组连接等离子体装置，所述等离子体装置用于根据所述组合脉冲信号进行等离子体放电；
[0008]所述多个脉冲模组中设置有灭弧吸收电路，用于吸收所述等离子体装置中所产生的电弧。
[0009]在可选的实施方式中，所述等离子体电源还包括保护模块，所述保护模块连接所述多个脉冲模组；
[0010]所述保护模块包括第一预保护模块和第一检测模块；<br/>[0011]所述第一检测模块连接所述多个脉冲模组，用于检测所述多个脉冲模组输出的总电流值和总电压值；
[0012]所述第一预保护模块连接所述第一检测模块，用于根据所述第一检测模块所检测的总电流值和总电压值向连接的所述多个脉冲模组输出保护信号。
[0013]在可选的实施方式中，所述脉冲模组包括：交直流变换模块、功率模块、驱动模块、第二检测模块、第二预保护模块以及防护模块；
[0014]所述交直流变换模块、所述功率模块和所述防护模块依次连接；
[0015]所述功率模块分别连接所述第二检测模块以及所述驱动模块；
[0016]所述第二预保护模块分别连接所述第二检测模块以及所述驱动模块，所述第二预保护模块用于根据所述第二检测模块所检测的所述功率模块输出的电流值和电压值，向所述驱动模块和所述主控制器输出保护信号，以使所述主控制器根据接收的所述保护信号向
所述驱动模块调整控制信号；
[0017]所述驱动模块还分别连接所述第一预保护模块与所述第二预保护模块，所述驱动模块用于将所述控制信号和接收到的所述保护信号转换为驱动信号。
[0018]在可选的实施方式中，所述功率模块包括第一开关器件、第一无感电容、第一电感、第一续流二极管和第一尖峰吸收电路；
[0019]所述第一尖峰吸收电路连接所述第一开关器件，用于吸收所述第一开关器件产生的尖峰电压；
[0020]所述第一开关器件的一端分别连接所述第一无感电容与所述交直流变换模块，所述第一开关器件的另一端分别连接所述第一续流二极管和所述第一电感；
[0021]所述第一续流二极管和所述第一无感电容分别连接所述驱动模块；
[0022]所述第一电感连接所述防护模块。
[0023]在可选的实施方式中，所述脉冲模组还包括波形调整电路，所述波形调整电路分别连接所述功率模块和所述防护模块；
[0024]所述波形调整电路包括第二开关器件、第二无感电容、第二续流二极管和第二尖峰吸收电路；
[0025]所述第二尖峰吸收电路连接所述第二开关器件，用于吸收所述第二开关器件所产生的尖峰电压；
[0026]所述第二开关器件的一端分别连接所述第二无感电容和所述第一电感，所述第二开关器件的另一端用于分别连接所述防护模块和所述第二续流二极管；
[0027]所述第二续流二极管连接所述等离子体装置。
[0028]在可选的实施方式中，所述灭弧吸收电路分别连接所述功率模块和所述防护模块；
[0029]所述灭弧吸收电路包括第三开关器件、第四开关器件、电阻、第三无感电容和第二电感；
[0030]所述第三开关器件的一端分别连接所述第一电感和所述第二电感的一端，所述第三开关器件的另一端分别连接所述第四开关器件和所述第三无感电容，所述第二电感的另一端连接所述防护模块；
[0031]所述第四开关器件的一端连接所述第三无感电容的一端，所述第四开关器件的另一端连接所述电阻的一端；
[0032]所述第三无感电容的另一端分别连接所述第一续流二极管和所述等离子体装置，所述电阻的另一端分别连接所述第一续流二极管和所述等离子体装置。
[0033]在可选的实施方式中，所述交直流变换模块包括交直流变换器和储能装置；
[0034]所述交直流变换器连接所述储能装置，用于将所述交流电进行直流转换并通过所述储能装置进行能量存储；
[0035]所述第一检测模块包括第一电流检测单元和第一电压检测单元；
[0036]所述第二检测模块包括第二电流检测单元和第二电压检测单元；
[0037]所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元分别为电流互感器或采样电阻或罗茨线圈；
[0038]所述第一电压检测单元和所述第二电压检测单元分别为电阻分压采样电路或霍
尔传感器或隔离变压器；
[0039]所述第一预保护模块和所述第二预保护模块分别包括放大器、比较器、延时器与逻辑芯片的任意一种或多种组合；
[0040]所述防护模块为二极管或隔离变压器；
[0041]所述主控制器为ARM逻辑芯片、FPGA逻辑芯片、DSP逻辑芯片的任意一种或多种组合。
[0042]在可选的实施方式中，所述等离子体电源还包括人机界面模块，所述人机界面模块连接所述主控制器，用于显示状态数据以及运行波形显示记录。
[0043]第二方面，本专利技术提供一种等离子放电方法，用于如前述实施方式中任一项所述的等离子体电源，所述方法包括：
[0044]控制向相应的脉冲模组输入相应控制信号，以使各个所述脉冲模组将接入的交流电转换为对应的脉冲信号输出，各个所述脉冲模组输出的所述脉冲信号用于形成组合脉冲信号并输入到等离子体装置以进行等离子体放电。
[0045]在可选的实施方式中，所述组合脉冲信号包括同幅值的高频脉冲信号或不同幅值不同输出频率的高频脉冲信号。
[0046]本专利技术具有如下有益效果：
[0047]本专利技术提供了一种等离子体电源,该等离子体电源包括交流开关、主控制器、多个脉冲模组和等离子体装置；交流开关连接并联的多个脉冲模组，用于接入交流电；主控制器连接并联的多个脉冲模组，用于向相应的脉冲模组输入相应控制信号，以使各个脉冲模组将交流电转换为对应的脉冲信号输出，各个脉冲模组输出的脉冲信号用于形成组合脉冲信号；多个脉冲模组连接等离子体装置，等离子体装置用于根据组合脉冲信号进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体电源，其特征在于，包括：交流开关、主控制器、多个脉冲模组和等离子体装置；所述交流开关连接并联的所述多个脉冲模组，还用于接入交流电；所述主控制器连接并联的所述多个脉冲模组，用于向相应的脉冲模组输入相应的控制信号，以使各个所述脉冲模组将所述交流电转换为对应的脉冲信号输出，各个所述脉冲模组输出的所述脉冲信号用于形成组合脉冲信号；所述多个脉冲模组连接等离子体装置，所述等离子体装置用于根据所述组合脉冲信号进行等离子体放电；所述多个脉冲模组中设置有灭弧吸收电路，用于吸收所述等离子体装置中所产生的电弧。2.根据权利要求1所述的等离子体电源，其特征在于，所述等离子体电源还包括保护模块，所述保护模块连接所述多个脉冲模组；所述保护模块包括第一预保护模块和第一检测模块；所述第一检测模块连接所述多个脉冲模组，用于检测所述多个脉冲模组输出的总电流值和总电压值；所述第一预保护模块连接所述第一检测模块，用于根据所述第一检测模块所检测的总电流值和总电压值向连接的所述多个脉冲模组输出保护信号。3.根据权利要求2所述的等离子体电源，其特征在于，所述脉冲模组包括：交直流变换模块、功率模块、驱动模块、第二检测模块、第二预保护模块以及防护模块；所述交直流变换模块、所述功率模块和所述防护模块依次连接；所述功率模块分别连接所述第二检测模块以及所述驱动模块；所述第二预保护模块分别连接所述第二检测模块以及所述驱动模块，所述第二预保护模块用于根据所述第二检测模块所检测的所述功率模块输出的电流值和电压值，向所述驱动模块和所述主控制器输出保护信号，以使所述主控制器根据接收的所述保护信号向所述驱动模块调整控制信号；所述驱动模块还分别连接所述第一预保护模块与所述第二预保护模块，所述驱动模块用于将所述控制信号和接收到的所述保护信号转换为驱动信号。4.根据权利要求3所述的等离子体电源，其特征在于，所述功率模块包括第一开关器件、第一无感电容、第一电感、第一续流二极管和第一尖峰吸收电路；所述第一尖峰吸收电路连接所述第一开关器件，用于吸收所述第一开关器件产生的尖峰电压；所述第一开关器件的一端分别连接所述第一无感电容与所述交直流变换模块，所述第一开关器件的另一端分别连接所述第一续流二极管和所述第一电感；所述第一续流二极管和所述第一无感电容分别连接所述驱动模块；所述第一电感连接所述防护模块。5.根据权利要求4所述的等离子体电源，其特征在于，所述脉冲模组还包括波形调整电路，所述波形调整电路分别连接所述功率模块和所述防护模块；所述波形调整电路包括第二开关器件、第二无感电容、第二续...

【专利技术属性】
技术研发人员：田修波，欧科军，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：发明
国别省市：