專利名稱：金屬蒸汽真空弧的脈沖低電流弧電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于金屬蒸汽真空弧的脈沖低電流弧電源。
背景技術(shù)：
金屬蒸氣真空弧技術(shù)已被廣泛使用，例如中國(guó)專利ZL91224858.6描述的金屬蒸氣真空弧離子源技術(shù)、美國(guó)專利US 5,013,578描述的金屬蒸氣真空弧鍍膜技術(shù)和現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的離子鍍膜技術(shù)等的核心都是金屬蒸氣真空弧技術(shù)。但是真空弧放電將在陰極斑附近產(chǎn)生了大量的尺寸在0.1μm到10μm間的液滴或顆粒。這些液滴或顆粒沉積在處理工件的表面，將導(dǎo)致了鍍層的大量缺陷，例如鍍層表面光潔度差、薄膜容易脫落(結(jié)合力差)、抗腐蝕能力差等；或者由于這些液滴或顆粒沉積在離子源的絕緣部件上，破壞相關(guān)的絕緣性，降低離子源的壽命。大家知道，液滴或顆粒的多少與金屬蒸氣真空弧放電電流的大小有關(guān)。電流越大，液滴或顆粒就越多。因此，降低弧放電電流可以減少液滴或顆粒。
對(duì)于通常的脈沖陰極弧放電是采用形成線放電的方式獲得。如果放電電流減小，電弧的引燃就將變得很困難。一般的解決方法是增加電源空載電壓并增加變壓器的漏感，從而導(dǎo)致電源損耗增加，效率降低。對(duì)于不同的陰極金屬材料，弧放電的起始電壓不同。當(dāng)形成線上的充電電壓低于100伏時(shí)，就很難引燃弧放電。但是弧放電一經(jīng)引燃，可以在較低的放電電流下維持工作。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種用于金屬蒸汽真空弧的脈沖低電流弧電源。所采用的技術(shù)方案是在形成線的輸出端前一級(jí)連接了一個(gè)快速二極管之后，再通過(guò)一個(gè)快速二極管與一個(gè)較高電壓、高內(nèi)阻的電源并聯(lián)，使得起始電壓較高，電弧的引燃容易。一旦電弧引燃，由于阻抗的關(guān)系，電弧將由形成線維持。形成線上的電壓較低，提供較小的放電電流。從而減少液滴或顆粒。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。圖中，電源U1為形成線供電，電壓可調(diào)到較低值，但在整個(gè)脈沖持續(xù)期內(nèi)高于電弧可靠工作電壓；Lc為充電扼流圈；L和C是形成線的電感和電容；U2是本實(shí)用新型為引燃電弧設(shè)計(jì)的高電壓、高內(nèi)阻電源；D1和D2是快速二極管，耐壓高于二倍U2電壓，電流容量大于二倍放電電流；R是一個(gè)放電限流電阻。其工作要點(diǎn)是U2先對(duì)一個(gè)電容C充電到高電壓，當(dāng)高壓短脈沖觸發(fā)電弧時(shí)，這個(gè)電容C通過(guò)D2放電，引燃電弧。這個(gè)電容C放完電后，由于U2內(nèi)阻高，對(duì)電容充電慢，因此電弧會(huì)轉(zhuǎn)到由形成線通過(guò)D1維持。由于U1電壓較低，電弧電流可以很低。
具體實(shí)施方式
在一個(gè)實(shí)施例中，形成線阻抗1歐姆，放電限流電阻2歐姆，充電電容50微法、耐壓450伏。可以得到1.2毫秒的陰極真空弧放電。如果不加U2，U1電壓必須在100伏以上才容易引燃電弧，此時(shí)弧放電電流為110安培。加上U2，使其電壓為120伏，U1電壓為60伏，可以很容易引燃弧放電。放電電流為60安培?？焖俣O管采用MUR110。
權(quán)利要求1.一種用于金屬蒸汽真空弧的脈沖低電流弧電源。其特征在于在通常采用的脈沖形成線的輸出端前一級(jí)增加一個(gè)用于引燃電弧的高電壓電源U2。電路間用快速二極管分開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)的脈沖低電流弧電源，其特征在于形成線充電電源U1電壓低于U2，但在整個(gè)脈沖持續(xù)期內(nèi)U1電壓高于電弧可靠工作電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)的脈沖低電流弧電源，其特征在于形成線輸出端前一級(jí)增加電壓高、內(nèi)阻大的電源U2。電壓通常大于120伏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)的脈沖低電流弧電源，其特征在于形成線和電源U2支路通過(guò)快速二極管分開(kāi)，快速二極管耐壓大于二倍U2電壓，電流容量大于二倍放電電流。
專利摘要一種用于金屬蒸汽真空弧的脈沖低電流弧電源。通常的脈沖陰極弧放電是采用形成線放電的方式獲得。如果放電電流減小，電弧的引燃就將變得很困難。但是弧放電一經(jīng)引燃，可以在較低的放電電流下維持工作。因此在形成線的輸出端前一級(jí)連接了一個(gè)快速二極管之后，再通過(guò)一個(gè)快速二極管與一個(gè)較高電壓、高內(nèi)阻的電源并聯(lián)，使得起始電壓較高，電弧的引燃容易。一旦電弧引燃，由于阻抗的關(guān)系，電弧將由形成線維持。形成線上的電壓較低，提供較小的放電電流。從而減少金屬蒸汽真空弧產(chǎn)生的液滴或顆粒。
文檔編號(hào)C23C16/00GK2794031SQ20052000519
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2005年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月3日
發(fā)明者吳先映, 張薈星 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)