[发明专利]陡下降沿低功耗的等离子浸没离子注入用高压脉冲调制器及调制方法

权利要求书

1.一种陡下降沿低功耗的等离子浸没离子注入用高压脉冲调制器，其特征在于：它包括直流高压电源(1)、充电限流电感(2)、充电IGBT串联开关(3)、电流尖峰抑制电感(4)、负载限流电阻(5)、真空四极管(6)、灯丝电源(7)、高压脉冲电容器(8)、高压硅堆(9)、下拉放电限流电阻(R_p)、下拉IGBT串联开关(10)、寄生电容(CR)、二栅电源(11)、充电开关的驱动原始信号单元(12)、充电同步隔离驱动电路(13)、脉冲延迟电路(14)、电子管驱动电路(15)、下拉开关的驱动原始信号单元(16)和下拉同步隔离驱动电路(17)，

直流高压电源(1)的输出端连接充电限流电感(2)的一端，充电限流电感(2)的另一端连接充电IGBT串联开关(3)的集电极，充电IGBT串联开关(3)的发射极与调制器的负载接入端(A)之间串联高压脉冲电容器(8)，

充电IGBT串联开关(3)的发射极与真空四极管(6)的阳极之间串联电流尖峰抑制电感(4)和负载限流电阻(5)，灯丝电源(7)为该真空四极管(6)的阴极灯丝供电，真空四极管(6)的阴极灯丝一端连接调制器的负载接地端(T)；

调制器的负载接入端(A)连接高压硅堆(9)的正极，高压硅堆(9)的负极连接调制器的负载接地端(T)，

寄生电容(C_R)与高压硅堆(9)相并联，

调制器的负载接入端(A)连接下拉放电限流电阻(R_p)的一端，下拉放电限流电阻(R_p)的另一端连接下拉IGBT串联开关(10)的发射极，下拉IGBT串联开关(10)的集电极连接调制器的负载接地端(T)；

充电开关的驱动原始信号单元(12)的充电控制信号输出端连接充电同步隔离驱动电路(13)的充电控制信号输入端，充电同步隔离驱动电路(13)的信号输出端连接充电IGBT串联开关(3)的栅极，

充电开关的驱动原始信号单元(12)的充电控制信号输出端还连接脉冲延迟电路(14)的信号输入端，延迟电路(14)的电子管驱动信号输出端连接电子管驱动电路(15)的驱动信号输入端，电子管驱动电路(15)的输出端连接真空四极管(6)的一栅输入端，用来控制真空四极管(6)的通断，二栅电源(11)的输出端连接真空四极管(6)的二栅输入端；

延迟电路(14)的下拉驱动信号输出端连接下拉开关的驱动原始信号单元(16)的驱动信号输入端，下拉开关的驱动原始信号单元(16)的输出端连接下拉同步隔离驱动电路(17)的输入端，下拉同步隔离驱动电路(17)的输出端连接下拉IGBT串联开关(10)的驱动信号输入端。

2.根据权利要求1所述的陡下降沿低功耗的等离子浸没离子注入用高压脉冲调制器，其特征在于：它还包括下拉IGBT均压电路(18)，下拉IGBT均压电路(18)并联在下拉IGBT串联开关(10)的发射极与集电极之间。

3.根据权利要求2所述的陡下降沿低功耗的等离子浸没离子注入用高压脉冲调制器，其特征在于：所述下拉同步隔离驱动电路(17)采用脉冲变压器，脉冲变压器的初级线圈连接下拉开关的驱动原始信号单元(16)的输出端，脉冲变压器具有多个次级线圈；

下拉IGBT串联开关(10)由多个IGBT低压开关(Z)串联组成，

下拉IGBT均压电路(18)由多个阻容分压电路组成，每个阻容分压电路由分压电阻(R)和分压电容(C)相并联组成，

所述每个次级线圈并联在一个IGBT低压开关(Z)的集电极与栅极之间，每个IGBT低压开关(Z)的集电极与发射极之间并联一个阻容分压电路。

4.根据权利要求3所述的陡下降沿低功耗的等离子浸没离子注入用高压脉冲调制器，其特征在于：所述分压电容(C)的取值范围为10nf-1000nf。

5.根据权利要求1所述的陡下降沿低功耗的等离子浸没离子注入用高压脉冲调制器，其特征在于：所述下拉放电限流电阻(R_p)是可调电阻，其阻值可调范围为100Ω-50kΩ。

6.根据权利要求1所述的陡下降沿低功耗的等离子浸没离子注入用高压脉冲调制器，其特征在于：所述真空四极管(6)的耐压范围为10kV-100kV。

7.根据权利要求1所述的陡下降沿低功耗的等离子浸没离子注入用高压脉冲调制器，其特征在于：所述高压脉冲电容器(8)的取值范围为0.5μF-5μF。