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匹配器对等离子清洗机放电有很大影响?快来认识它!

2021.8.22
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xujinping

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  等离子清洗机不放电或者放电不稳定是什么原因导致的?答案往往是因为等离子发生器和阻抗匹配有问题。当等离子发生器进行能量传输时,如果反应腔体和电极(以下简称负载)阻抗和传输线的特征阻抗不相等,就易在传输过程中形成反射,有部分能量就会因发热等方式而损失,而非全部被负载吸收,如此一来就会直接影响等离子表面处理的效果。因此,匹配器对等离子清洗机是非常重要的,你对它有所了解吗?今天就让我们来了解一些这方面的基础知识。

  1 反应腔体、电极与等离子发生器之间的桥梁

  阻抗匹配器可以看做是等离子清洗机反应腔体、电极、等离子发生器之间的桥梁。在高频放电回路中,为了保证用于放电区的功率消耗保护振荡器,通常会在高频电源与等离子腔体、电极之间设置阻抗匹配网络,按不同放电条件进行调节,使高频发生器的输出阻抗与负载阻抗相匹配,让等离子清洗机放电稳定,工作效率高。

  2 阻抗匹配的工作原理

  对一个带负载的直流回路来说,负载匹配的条件是一定要让外电路的负载电阻与电源内阻相等。直流回路的这一Z大功率定理实际上也存在于对应的交流回路中。下图为具有负载阻抗z的高频回路。

  设电源内阻抗即输出阻抗为(a+jb)Ω,那么要想在负载上获得Z大的功率输出,就需让负载阻抗与高频发生器输出阻抗“共轭匹配”。共轭匹配的结果就是把总阻抗变成纯电阻的,这意味着负载阻抗Z必须等于(a-jb)Ω。

  事实上,为控制回路中流过的高频电流值过大,通常会将高频发生器的输出阻抗设计成纯电阻的,阻值一般为50Ω。但高频放电阻抗通常为电容性阻抗,其值会随等离子清洗机反应腔体放电条件的变化而波动,这就要调节匹配网络的阻抗和放电阻抗相加合,使加合后的模拟负载的阻抗与高频发生器输出阻抗相一致,这样就能实现匹配。下图所示为一种典型的高频匹配网络。

  换句话说则是要根据各种放电条件来调节匹配网络,使模拟负载等于50Ω。此外,为防止匹配网络与等离子清洗机的反应腔体、电极间因反射引起流过的无效电流较大,从而造成发热和不必要的功率损耗,一般要将匹配网络的位置尽可能靠近等离子清洗机的反应腔体。

  3 影响等离子清洗机匹配效果的几个主要因素

  等离子清洗机的匹配器需要与等离子发生器相匹配,不可用小功率的匹配器去适应大功率的等离子发生器,要想等离子清洗机取得良好的匹配效果,还要注意以下几个方面。

  1)在设计等离子清洗机的反应腔体和电极的时候,要与匹配器供应商充分沟通有关的技术参数,以满足匹配要求;

  2)安装匹配器时,应尽量将其安装在靠近等离子清洗机反应腔体和电极的位置,以缩短连线,减少功率损耗;

  3)气体流量、真空度、处理产品的材质和数量等因素都可能会对阻抗匹配产生影响,需根据实际情况作出调整。

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