[实用新型]离子源弧电源打坑系统

说明书

技术领域

本实用新型是为了满足离子源物理领域对其弧电源在引出高压电源系统投入或者打火时刻特殊要求的一种装置，具体涉及控制离子源弧电源输出电流在引出高压投入或打火时刻快速分流后迅速恢复的电流分流系统。

背景技术

在离子源引出离子束时，根据等离子体放电和引出高压之间的密切关系，在束流引出时为了得到更合适的导流系数，必须使弧流与引出高压相匹配，特别是在束流引出的初始时刻为了得到稳定的束引出至关重要，因此在高压建立的时刻需要进行弧打坑。其基本原理是弧电源输出电流基本稳定并流向负载的情况下，在等离子体电极电源开通时刻，使弧电源输出电流的20%～30%左右的电流旁路，弧电源输出电流形成一个凹坑，（凹坑的宽度由等离子体电极电源上升速度决定），然后，配合中性束其他电源的时序停止打坑，使电流快速转移到负载回路，完成一次打坑过程。

实用新型内容

为了满足上述离子源对弧电源的要求，本实用新型提供了一种离子源弧电源打坑系统，其在有外部控制信号输入时（离子源引出高压投入或打火时刻），通过所设计的阶梯脉冲编码器设置时序，发出控制脉冲来编码导通弧电源输出端并联的绝缘栅双极型晶体管，快速实现弧电源电流的分流和迅速恢复其输出的功能，达到离子源在引出离子束时引出高压与弧流之间的匹配的目的。

本实用新型的技术方案如下：

一种离子源弧电源打坑系统，其主要包括：弧电源输出端并联的多只绝缘栅双极型晶体管和电阻组合的支路；由阶梯脉冲编码器和绝缘栅双极型晶体管触发板构成的触发系统；阶梯脉冲编码器设置有外部控制其脉冲输出的接口，用于接收离子源引出高压开通和打火时刻的信号。

本系统以阶梯脉冲编码器为控制核心，在接收到来自外部的控制信号（离子源引出高压投入或打火时刻所发）后发出设置好的阶梯型下降和上升的触发脉冲序列，通过控制绝缘栅双极型晶体管的开通和关断来实现打坑过程，其阶梯脉冲编码器发出的脉冲序列的时序都可以通过软件调节，以满足不同的打坑时间的需求。

本实用新型的有益效果：

（1）、本实用新型采用以数字控制芯片为核心来设计复杂的阶梯脉冲编码器，大大简化控制触发脉冲的设计，不同打坑时间通过软件设置，使得整个系统的操作更加的简单；

（2）、本实用新型采用绝缘栅双极型晶体管和电阻组成整个分流支路，利用绝缘栅双极型晶体管的快速开关性保证了对打坑时间的快速性的要求；

（3）、本实用新型可以应用于其他需要快速将电源输出电流分流和迅速恢复的相关场合。

附图说明

图1为本实用新型电路结构示意图。

具体实施方式

参见图1，离子源弧电源打坑系统其主要包括：弧电源输出端并联的多只绝缘栅双极型晶体管和电阻组合的支路；由阶梯脉冲编码器和绝缘栅双极型晶体管触发板构成的触发系统；阶梯脉冲编码器设置有外部控制其脉冲输出的接口，用于接收离子源引出高压开通和打火时刻的信号。其关键技术在于绝缘栅双极型晶体管多管串并联技术和编码触发技术。

本实用新型的工作过程为：当阶梯脉冲编码器接收来到自离子源引出高压投入时刻或打火时刻发出的控制信号时后，发出设置好的脉冲序列至绝缘栅双极型晶体管的驱动板，由绝缘栅双极型晶体管的驱动板控制弧电源输出端并联的绝缘栅双极型晶体管的开通和关断，实现一次分流并恢复（即打坑）过程，完成一次打坑过程后，系统复位，等待下一次控制信号的到来。

实际使用中，本系统能控制弧电源输出电流在微妙至毫秒的时间范围内被旁路20%～30%，满足了在离子源引出高压投入或打火时刻与弧电流相匹配的要求。