什么是脉冲电源？

  脉冲发电机是一种在很短的时间内产生几千伏高电压的装置。

其特征在于，尽管电压上升时间极快，但仍以高频（约100kHz）反复输出高电压（约30kV）。另外，由于不是连续输出而是有冷却时间，因此可以抑制设备本身和空间的温度上升。

该器件用于需要高电压输出的学术和工业领域（例如等离子体发生电源）。

脉冲电源的应用

1. 用于等离子体生成

等离子体产生需要高输出电压，而脉冲电源是等离子体产生的理想电源。可以通过改变脉冲宽度和频率来控制所提供的功率，这在需要高密度能量时是有利的，例如在等离子体生成中。

脉冲电源通常用作等离子体应用设备的电源。它用于使等离子体产生的光、电子和离子等带电粒子作用于物体，并利用脉冲放电产生的冲击波进行灭菌和水处理。

2. 准分子激光用

为了驱动准​​分子激光器等高输出、高效率的激光器，需要瞬间激发激光气体，因此需要短时间、高输出的脉冲电源。还有驱动此类高输出激光器的应用。我们为半导体曝光技术的发展做出贡献。

3、其他

脉冲电源还用于EUV脉冲电源和等离子体CVD，在基材和基板的表面吸附并沉积薄膜和细颗粒。 EUV 代表极紫外光。

等离子体CVD用于半导体的绝缘膜和保护膜。它还可用于在切削工具边缘和齿轮接触区域涂覆氮化碳或氮化钛。

小型脉冲电源也可用于测量仪器。为扫描电子显微镜 (SEM)、质谱 (MS) 等提供高速高压脉冲。

脉冲电源原理

脉冲电源分为充电器部分和脉冲发生器部分。

1. 充电器

输入脉冲电源的交流电首先经整流电路变换为直流电，然后经过逆变器升压后输出。然后脉冲发生器中的第一级电容器被充电。

2. 脉冲产生

充电功率通过绝缘栅双极晶体管 ( IGBT )转换为脉冲。 IGBT是一种功率半导体，能够以大功率进行高速开关。

除了IGBT之外，还使用了被称为饱和电抗器的元件。饱和电抗器在电流较小的区域具有高磁导率，不允许电流通过，但当电流增大且磁通密度超过一定水平时，电抗器就变得能够通过电流。 。该电路称为磁压缩电路。

接下来，将产生的脉冲电压感应到下一级准备的饱和电抗器中。然后，通过升压并使用磁压缩电路，可以向负载输出压缩至100ns或更小的短脉冲。电容器的充电速率与饱和电抗器的饱和值之间的关系决定了电路的充电电压特性。

通过使电抗器的电感小于第一级的电感，可以在更短的时间内产生脉冲电压。如果需要更短的脉冲，请提供多级过饱和反应器。

脉冲电源的特点

1. 瞬时输出

脉冲电源可以在输出为0时将能量存储在电容器中，因此在输出打开时可以瞬间产生高输出能量。

2. 可快速启动和高速重复

当通用电源打开时，输出需要一段时间才能达到上限。另一方面，脉冲电源的上升时间非常短，大​​约在微秒到纳秒内达到上限。也可以快速重复该输出。

3. 发热少

脉冲电源可以控制输出时间，因此可以间歇运行以提供冷却时间。这有助于降低设备和空间的温升。因此，它可以用作对热敏感的设备的电源。

4、寿命长

它是全固态的，可以长时间提供稳定的脉冲输出。