Импульс блок питания: Одноплатные бескорпусные импульсные источники питания — какие они бывают (подборка

Содержание

определяем неисправности — ищем пути решения. Советы по ремонту импульсных блоков питания Ремонт блока питания на 12 вольт

В зависимости от причин и видов возникших поломок, могут потребоваться различные виды инструментов, обязательно необходимо иметь:

  • набор отверток с различными типами рабочих наконечников и размерами;
  • изоляционная лента;
  • пассатижи;
  • нож с острым лезвием;
  • паяльный аппарат, припой и флюс;
  • оплетка, предназначенная для удаления ненужного припоя;
  • тестер или ;
  • пинцет;
  • кусачки;

В наиболее сложных случаях, когда не удается установить точную причину неполадок, может понадобиться осциллограф.

Ремонт основных неисправностей


После осуществления диагностики, и выявления причин некорректной работы
, можно приступать к его ремонту:

  1. Скопившуюся внутри блока питания пыль можно просто устранить при помощи обычного бытового пылесоса.
  2. Если причина была в неисправном предохранителе , то необходимо приобрести новую деталь, которая имеется во всех соответствующих в магазинах. После этого, осуществляется удаление старого элемента и пайка нового предохранителя. Если эта последовательность действий не помогла, и блок питания так и не заработал, то остается отдать его в мастерскую для диагностики при помощи профессиональных видов оборудования, либо просто приобрести новое устройство.
  3. Если проблема была в конденсаторах или , то неисправность исправляется по такому же алгоритму: приобретаются новые детали и впаиваются в схему вместо старых элементов.
  4. Если проблема неисправности заключалась в дросселе , то его заменять необязательно, поскольку этот элемент можно починить по довольно легкой методике. Дроссель извлекается из блока питания, после чего его потребуется разобрать и начать сматывать обгоревший провод, при этом, важно внимательно считать сматываемые витки. Затем необходимо подобрать аналогичный провод с равным диаметром и намотать его вместо испорченного проводника, осуществляя такое же количество витков, которое было смотано. После осуществления этих действий, дроссель устанавливается обратно на свое место и, если все было сделано правильно, устройство должно функционировать.
  5. Термисторы ремонту не подлежат , их просто меняют на новые элементы, чаще всего это осуществляется вместе с предохранителями.
  6. Для профилактики , во время ремонта можно извлечь из устройства кулер и смазать машинным маслом, после чего установить его на место.
  7. Если на поверхности платы были обнаружены трещины, которые повредили соединение контактов, то их необходимо закрыть при помощи пайки. Таким же образом исправляется любое нарушение контактов в резисторе, индукторе или .

Устройство


структурная схема ИБП

Блоки питания подобного типа являются по своей сути разновидностью стабилизаторов напряжения, устройство которых выглядит следующим образом:

  1. Сетевой выпрямитель является одним из основных элементов, который необходим для сглаживания возникающих пульсаций. Также, он требуется для поддержания заряда фильтрующих конденсаторов во включенном режиме и непрекращающейся передаче электроэнергии в нагрузку, если напряжение в главной питающей сети упало ниже допустимых для работы параметров. В его конструкцию входят особые разновидности фильтров, позволяющие подавлять большинство возникающих помех.
  2. Преобразователь напряжения , основными составными частями которого являются конвертор и контроллер управляющего устройства.
  3. Конвертор также имеет сложную структуру, в которую входит трансформатор импульсного типа, инвертор, ряд выпрямителей и стабилизаторов, которые обеспечивают вторичную подпитку и снабжение нагрузки напряжением. Инвертор необходим для изменения формы постоянного выходного напряжения, которое после процесса преобразования становится переменным напряжением с прямоугольной формой. Наличие трансформатора, функционирующего на высоких частотах со значением выше 20 кГц, обусловлено необходимостью поддержания рабочего состояния инвертора в автогенераторном режиме, а также получения напряжения, которое используется для подпитки контроллера, нагрузочных цепей и ряда защитных схем.
  4. Контроллер выполняет функции по управлению транзисторным ключом, который входит в состав инвертора. Помимо этого, он стабилизирует параметры напряжения, подаваемого на нагрузку, и защищает устройство в целом от возможных перегрузок и нежелательных перегревов. Если в блоке питания имеется дополнительная функция, обеспечивающая дистанционное управление устройством, то за ее реализацию также отвечает контроллер.
  5. Контроллер блоков питания подобного типа состоит из целого ряда функциональных узлов, таких как источник, обеспечивающий его бесперебойным питанием; защитная система; модулятор длительности импульсов; логическая схема для обработки сигналов и формирователь особого вида напряжения, предназначенного для поступления на транзисторы, располагающие в конверторе.
  6. В большинстве современных моделей, присутствуют оптроны, используемые в качестве развязки. Они постепенно заменяют собой трансформаторные разновидности развязки, это происходит благодаря тому, что они занимают меньше свободного пространства и обладают возможностью передачи сигналов в гораздо более широком частотном спектре, но при этом требуют значительного количества промежуточных усилителей.

Основные неисправности и их диагностика


Иногда импульсные блоки питания ломаются и их неисправности могут носить самый разный характер, но существует ряд схожих случаев, на основе которых был составлен список наиболее часто встречающихся видов неисправностей:

  1. Нежелательное попадание внутрь устройства пыли, особенно строительной.
  2. Выход из строя предохранителя , чаще всего эта проблема вызывается другой неисправностью – выгоранием диодного моста.
  3. Отсутствие выходного напряжения при работоспособном и исправном предохранителе. Данная проблема может быть вызвана различными причинами, наиболее часто ими является поломка выпрямительного диода, либо перегорание фильтрационного дросселя в низковольтной области схемы.
  4. Выход из строя конденсаторов , чаще всего это случается по следующим причинам: потеря емкости, приводящая к плохому качеству фильтрации напряжения на выходе и повышению уровня рабочих шумов; чрезмерное увеличение параметров последовательного сопротивления; короткое замыкание внутри устройства или разрыв внутренних выводов.
  5. Нарушение соединений контактов , которое чаще всего вызывается трещинами в плате.

Если блок питания по каким-либо причинам вышел из строя, то перед самостоятельным проведением любых работ по устранению неполадок необходимо провести тщательную диагностику, чтобы выявить их причины.

В зависимости от разных ситуаций, эта процедура имеет свои особенности:

  1. Осмотреть блок питания в целом
    на наличие скопившейся в нем пыли, которая может быть причиной его некорректной работы.
  2. Проверить главную плату на наличие на ее поверхности трещин.
  3. Проведение визуального осмотра основной платы блока питания позволяет определить состояние п

Похожие книги

Импульсные блоки питания для IBM PC

Книга посвящена вопросам ремонта и обслуживания импульсных источников вторичного электропитания, которые используются практически во всем современном импортном и отечественном радиоэлектронном оборудовании. В книге рассмотрены теоретические вопросы проектирования и расчета импульсных источников питания, подробно описаны основы их схемотехники и принципы функционирования. Описываются различные способы стабилизации выходных напряжений, способы защиты источников питания от перегрузок во вторичных цепях, а также рассматриваются способы отключения источников питания при повышении выходных напряжений выше установленных пределов. В качестве примеров рассмотрены источники питания современных компьютеров AT и ATX форм-факторов. В соответствующих разделах рассмотрены типовые неисправности и методы их поиска и устранения. Книга предназначена для специалистов, занимающихся ремонтом и обслуживанием вычислительной техники и другой радиоэлектронной аппаратуры с импульсными источниками вторичного электропитания, подготовленных радиолюбителей и студентов высших и средних специальных учебных заведений.

Устройства импульсного электропитания для альтернативных энергоисточников

В книге рассматриваются современные принципы разработки импульсных преобразователей напряжения и подключения их в системы автономного энергопитания потребителей. Практическое пособие поможет мастеру-умельцу разобраться в схемотехнике отдельных узлов импульсных источников питания. А знание конструктивных особенностей преобразователей напряжения даст возможность монтировать системы энергопитания, состоящие из современных автономных и нетрадиционных источников питания, таких как ветрогенераторы и солнечные батареи, а также осуществлять качественный ремонт этих систем. Книга содержит полезные сведения по импортозамещению популярных радиоэлементов, используемых в мощных импульсных преобразователях напряжения. Издание для широкого круга читателей.

Дао Рейки-Иггдрасиль. Блоки «Файербол», «Машинный зал», «Эгрегоры»

В книге представлены описания настроек ДАО Рейки-Иггдрасиль, вошедших в блоки «Файербол», «Машинный зал», «Эгрегоры». Система ДАО Рейки-Иггдрасиль позволяет работать с энергетическими потоками, несущими определенные качества, которые активируются по мере необходимости, изменяя в лучшую сторону внутренний мир человека. Данный блок помогает нормализовать основные сферы жизни: финансы, взаимоотношения с людьми, личную жизнь, здоровье.

Дао Рейки-Иггдрасиль. Блок «Целительство»

В книге представлены описания настроек «Дао Рейки-Иггдрасиль», вошедшие в блок «Целительство». Система «Дао Рейки-Иггдрасиль» позволяет работать с энергетическими потоками, несущими определенные качества, которые активируются по мере необходимости, изменяя в лучшую сторону внутренний мир человека. Данный блок помогает нормализовать основные сферы жизни: финансы, взаимоотношения с людьми, личную жизнь, здоровье.

Дао Рейки-Иггдрасиль. Блок «Славянская магия»

В книге представлены описания настроек Рейки-Иггдрасиль, вошедших в блок «Славянская магия» и славянская заговорная традиция. Система «Рейки-Иггдрасиль» позволяет работать с энергетическими потоками, несущими определенные качества, которые активируются по мере необходимости, изменяя в лучшую сторону все сферы жизни и внутренний мир самого человека. Техники, представленные в данной книге помогают очистить, гармонизировать Род, наладить связь с предками, убрать негативные фиксации в теле и сознании человека и взрастить добродетели, а также нормализовать основные сферы жизни: финансы, взаимоотношения с людьми, личную жизнь, здоровье.

Прогулки с Блоком. Неизданное и несобранное

Сборник представляет читателям неизвестные страницы научного и литературного наследия выдающегося исследователя русского символизма Леонида Константиновича Долгополова (1928-1995). В книгу включены статьи, рецензии, воспоминания, письма и другие материалы из архива ученого. Издание сборника приурочено к 90-летию со дня рождения Л. К. Долгополова.

Дао Рейки-Иггдрасиль. Блок «Чжоу-И»

В книге представлены описания настроек «Рейки-Иггдрасиль», вошедших в блок «Чжоу-И». Система «Рейки-Иггдрасиль» позволяет работать с энергетическими потоками, несущими определенные качества, которые активируются по мере необходимости, изменяя в лучшую сторону внутренний мир человека. Данный блок помогает нормализовать основные сферы жизни: финансы, взаимоотношения с людьми, личную жизнь, здоровье.

Этруски. Предсказатели будущего

В этой книге рассказывается о таинственной цивилизации этрусков, исчезнувшей еще до нашей эры. Благодаря обширным материалам и захватывающему стилю повествования возникает отчетливое и яркое представление о зарождении и культурном развитии этрусского народа. Фотографии прилагаются только к бумажной книге.

Блок без глянца

Шаблон блоков для посадочной страницы

Данное издание и шаблон подойдет для тех, кто хочет собственноручно собрать высоко конверсионный лендинг и делать на нем хорошие продажи.Этот шаблон был разработан профессиональными маркетологами и протестирован огромное множество раз.

А что если, или Как преодолеть писательский блок

Каждый писатель сталкивается в жизни с монстром, который носит название «писательский блок». Причины нападения этого монстра могут быть разными, но вот способов борьбы с ним не так уж много.Используя предложенный мной прием, автор расписывается (фрирайтинг) и расписавшись, может вернуться к написанию глубоких рассказов, несущих в себе великую идею, которые он не смог закончить из-за нападения монстра.Рассказ интересен:Начинающим писателям – техника поможет избавиться от писательского блока (не путать с ленью).Читателям – увлекательным сюжетом, а также наглядным примером, как в целом работает воображение у писателей.

Александр Блок

«При первых встречах моих с Блоком мы, кажется, несколько дичились друг друга, хотя успели перекинуться «символическими» словами; «софианство» сближало нас, но оно же и ставило между нами преграду. Я, причастный этому внутреннему опыту, страшился его, однако. И этот страх перед соблазном нашел себе впоследствии выражение в моей статье «Поэзия Владимира Соловьева», на которую отозвался Блок примечательным письмом. Но об этом письме – после…»

Сборник рассказов. 1-й блок

В сборник вошли рассказы таких авторов, как: Ольга Кот, Дайви, Екатерина Селивёрстова, Герман Светлов, Ирина Гинайло, Руслан Веселов, Василиса Рерих, Катрин (Хамит Назипович), Мария Бершадская.

Блок за 30 минут

В данном очерке предложен экскурс в жизненный и творческий путь А.А. Блока, отображены этапы его становления как выдающегося поэта-символиста Серебряного Века. С самого рождения и до последнего вздоха он боготворил Россию, восхищался русской природой, чутко реагировал на все общественно-политические события в стране, пропуская их сквозь призму своего мировосприятия и запечатлевая в произведениях. Красной нитью сквозь все творчество Блока проходит его, во многом, болезненная любовь к супруге – Любови Дмитриевне Менделеевой – дочери известнейшего ученого-химика Дмитрия Ивановича Менделеева. Ей он посвящает множество возвышенных стихотворений. Именно эта нежная привязанность помогала ему жить и творить. Читатель может ознакомиться с подробным анализом наиболее выдающихся стихотворений поэта, понять повод для их создания, проникнуться символичностью образов, красотой слога и величием замысла. Произведения классика русской и мировой литературы, определенно, заслуживают Вашего внимания!

Блок Al18

Современный мир порождает бесконечное количество проблем и вопросов. Данное произведение лишь еще одна попытка достучаться до сознания людей и представить возможный ад, который мы сможем создать собственноручно.

Пересказ произведения Александра Блока «Двенадцать»

Серия «Классика для ленивых» – уникальный проект издательства Стрельбицкого, предназначенный для занятых людей, не располагающих временем, но стремящихся оставаться в отличной интеллектуальной и литературной форме. Краткие пересказы самых известных литературных шедевров помогут свободно ориентироваться в многообразии классической всемирной литературы за самое короткое время. «Двенадцать» – поэма великого русского поэта и писателя Александра Блока, которая является частью серии «Классика для ленивых». Заснеженный Петербург предстает перед читателем в первых главах поэмы. На дворе – большевистская революция. Патрульный отряд из двенадцати человек шествует по улицам города, вспоминая товарища Ваньку, который пренебрег светлой идеей революции ради любви к ветреной Катьке. Неожиданно отряд встречает повозку, на которой восседает Ванька со своей возлюбленной. В результате кровопролитной схватки Катька погибает…

Божественный глагол (Пушкин, Блок, Ахматова)

Основу нынешней книги составили работы последних четырех-пяти лет, написанные после подготовки и выхода в свет в нашем же издательстве предыдущей книги В. М. Есипова «Пушкин в зеркале мифов». Большинство их опубликовано в периодической печати или в специальных пушкиноведческих изданиях. Первый раздел состоит из работ, имеющих биографический характер. Во второй раздел «Комментируя Пушкина» вошли статьи и заметки, возникшие в результате подготовки к изданию нового собрания сочинений поэта, – плановой работы Института мировой литературы им. А. М. Горького, сотрудником которого является автор. Третий раздел составляют работы более общего характера, в которых рассматриваются трактовки некоторых пушкинских произведений и других произведений русской классики, представляющиеся автору сомнительными или неверными. Завершающий раздел, как и в предыдущей книге, обращен к классике XX века, к некоторым проблемам, связанным с творчеством Александра Блока и Анны Ахматовой.

Лучшие произведения. Блок 3—4

В сборник вошли произведения таких авторов, как: Ольга Кот, Дайви, Эльке Хейцер, Оксана Бунькова-Коннова, Василиса Рерих, Ольга Хилько, Мария Бершадская, Руслан Веселов, Герман Светлов, Виталий Вечер.

Снежный король. Сны об Александре Блоке

Повествование о первом поэте Серебряного века сквозь призму снов, стихотворений, мифов и сказок, которые и сам он о себе создавал, и помогли ему в том современники. Любимый жанр автора – мистический реализм – используется здесь во всей своей полноте. Рыцари, дамы, драконы, сны и грезы. Во второй части – повествование о Гамлете – любимом герое А. Блока плавно переливается в сказки о рыцарях и прекрасных дамах – главная тема его творчества. С любовью и нежностью к поэту и Серебряному веку.

Поэзия Блока

«Книгоиздательство «Мусагет» выпустило недавно третью и последнюю книгу стихов Александра Блока. Шестнадцатилетие поэтических переживаний и дум налицо (все три книги стихов обнимают период от 1898 до 1914 г.). В продолжение 16 лет мы следили внимательно за этапами развития поэзии Александра Блока. И касаясь поэзии этой теперь, не хотелось бы мне отдаваться эмоциям…»

Александр Блок

«Этапы пути, который прошел Александр Блок „за 12 лет своей сознательной жизни“ (его собственное выражение), а также и после этих лет, намечены в его поэзии очень определенно, можно сказать, обведены черными контурами. Это – путь от одинокого созерцания к слиянию с жизнью, от попыток силой мечты проникнуть в тайну мира к спокойному и трезвому наблюдению действительности, от мистики к реализму. В то же время это – путь от отроческих мечтаний о венце пророка, о идеальной любви и идеальной жизни к пониманию своего призвания только как поэта, и ко всей сложности и подчас грубости современной действительности, медленно, но властно заполняющей душу и находящей в ней неожиданные отзвуки…»

Александр Блок. Нечаянная Радость

«Мысленно пропускаю я перед собой ряд образов: лики современных поэтов: Бальмонт, Вячеслав Иванов, Валерий Брюсов, Андрей Белый, Александр Блок – длинное ожерелье японских масок, каждая из которых остается в глазах четкостью своей гримасы…»

Александр Блок. Нечаянная Радость

«В книге А. Блока радует ясный свет высоко поднявшегося солнца, побеждает уверенность речи, обличающая художника, вполне сознавшего свою власть над словом…»

Александр Блок

«Когда скончался Блок – на лире новейшей русской поэзии оборвалась одна из ее певучих и драгоценных струн. Не так давно мы видели и слышали его; в своеобразной и целомудренной манере своей читал он свои стихи, не помогая им переливами голоса, бесстрастно перебирая их, как монах – свои четки. Теперь мы сами читаем их про себя и вслух, отдаваясь напевам его пленяющего творчества…»

Речь на вечере памяти Блока в Политехническом музее

«Товарищи, мы собрались чествовать память А. Блока. Вот по поводу характера этого чествования хотел бы я, открывая заседание, сказать несколько слов. Много раз уже повторялись вечера, посвященные памяти Блока. Многообразны подходы к опочившему поэту. Блок как поэт – отчего же не тема? Но, товарищи, поэзия есть целая планета со своими материками, со своими странами света. Чествовать Блока, как поэта вообще, можно, но это общо. Еще более неудовлетворительны те формы чествования, которые целостность творчества Блока раскрамсывают на части. То, что нас, участников собрания, объединяет, является отношением к Блоку, как к поэту – «нашему», народному, любимому. Мы не являемся какой-нибудь литературной, или политической, или даже идейной организацией…»

Импульсные источники питания | Электрознайка. Домашний Электромастер.

Здравствуйте уважаемые коллеги!!

     Как построить импульсный трансформатор на ферритовом кольце я уже рассказывал в своих уроках здесь. Теперь  расскажу как я изготавливаю трансформатор на Ш — образном ферритовом сердечнике. Использую я для этого подходящие по размеру ферриты от старого «советского»оборудования, старых компьютеров, от телевизоров и другой электротехнической аппаратуры, которое у меня в углу валяется «до востребования».

     Для ИБП по схеме двухтактного полумостового генератора,  напряжение на первичной обмотке трансформатора, согласно схемы составляет 150 вольт, под нагрузкой примем 145 вольт. Вторичная обмотка выполнена по схеме двухполупериодного выпрямления со средней точкой.
Смотреть схему ИБП здесь.

     Приведу примеры расчета и изготовления трансформаторов для ИБП небольшой мощности 20 — 50 ватт для этой схемы. Трансформаторы такой мощности я применяю в импульсных блоках питания  для своих светильников на светодиодах. Схема трансформатора ниже. Необходимо обратить внимание, чтобы сложенный из двух половинок, Ш — сердечник не имел зазора.    Магнитопровод с зазором используется только в однотактных  ИБП.

     Вот два примера расчета типичного трансформатора для различных нужд. В принципе, все трансформаторы на разные мощности имеют одинаковый способ расчета, почти одинаковые диаметры провода и одинаковые способы намотки.  Если вам нужен трансформатор для ИБП мощностью до 30 ватт, то это первый пример расчета. Если нужен ИБП мощностью до 60 ватт, то второй пример. 

        Первый пример.
Выберем из таблицы ферритовых сердечников №17,  Ш — образный сердечник Ш7,5×7,5. Площадь сечения среднего стержня Sк = 56 мм.кв. = 0,56 см.кв.
Окно Sо = 150 мм.кв. Расчетная  мощность 200 ватт.
Количество витков на 1 вольт у этого сердечника будет: n = 0,7/Sк = 0,7 / 0,56 = 1,25 витка.
     Количество витков в первичной обмотке трансформатора будет: w1 = n х 145 = 1,25 х 145 = 181,25.  Примем 182 витка.
     При выборе толщины провода для обмоток, я исходил из таблицы «Диаметр провода — ток».
В своем трансформаторе я применил, в первичной обмотке, провод  диаметром 0,43 мм. (провод   большим диаметром  не  умещается в окне). Он имеет площадь сечения S = 0.145 мм.кв.  Допустимый ток  (смотреть в таблице) I = 0,29 A.
Мощность первичной обмотки будет: Р = V x I = 145 х 0,29 = 42 ватта.
     Поверх первичной обмотки необходимо расположить обмотку связи. Она должна выдавать напряжение v3 = 6 вольт.    Количество витков ее будет: w3 = n x v3 = 1,25 x 6 = 7,5 витка. Примем 7 витков.  Диаметр провода 0,3 — 0,4 мм.
Затем мотается вторичная обмотка w2. Количество витков вторичной обмотки зависит от необходимого нам напряжения.       Вторичная обмотка, например на 30 вольт, состоит из двух равных полуобмоток, w3-1 и w3-2 (смотреть по схеме).
     Ток во вторичной обмотке, с учетом КПД (k=0,95) трансформатора:  I = k xР/V = 0,95 x 42 ватта / 30 вольт = 1,33 А ;
     Подберем провод под этот ток. Я применил провод, нашедшийся у меня в запасе, диаметром 0,6 мм.  Его площадь сечения  S = 0,28 мм.кв.
Допустимый ток каждой из двух полуобмоток  I = 0,56 А. Так, как эти две вторичные полуобмотки работают вместе, то общий ток равен 1,12 А, что немного отличается от расчетного тока 1,33 А.
Количество витков в каждой полуобмотке для напряжения 30 вольт: w2.1 = w2.2 = n х 30 = 1,25 х 30 = 37,5 вит.
     Возьмем по 38 витков в каждой полуобмотке.
Мощность на выходе трансформатора:  Рвых = V x I = 30 В х 1,12 А = 33,6 Ватт, что с учетом потерь в проводе и сердечнике, вполне нормально.

     Все обмотки: первичная, вторичная и обмотка связи вполне уместились в окне Sо = 150 мм.кв.  

     Вторичную обмотку можно таким образом рассчитать на любое напряжение и ток, в пределах заданной мощности.

                Второй пример.
    Теперь поэкспериментируем. Сложим два одинаковых сердечника №17,  Ш 7,5 х 7,5 . 

     При этом площадь поперечного сечения магнитопровода «Sк», увеличится вдвое. Sк = 56 х 2 = 112 мм.кв. или 1,12 см.кв.
Площадь окна останется та же «Sо» = 150 мм.кв.     Уменьшится показатель n (число витков на 1 вольт). n = 0,7 / Sк = 0,7 /1,12 = 0,63 вит./вольт.
Отсюда, количество витков в первичной обмотке трансформатора будет:
w1 = n х 145 = 0,63 х 145 = 91,35.    Примем 92 витка.

     В обмотке обратной связи w3, для  6-ти вольт, будет: w3 = n x v3 = 0,63 х 6 = 3,78 витка. Примем 4 витка.
     Напряжение вторичной обмотки примем также как и в первом примере равным 30 вольт.
Количество витков вторичных полуобмоток, каждая по 30 вольт:     w2.1 = w2.2 = n х 30 = 0,63 х 30 = 18,9. Примем по 19  витков.
Провод для первичной обмотки я использовал диаметром 0,6 мм. : сечение провода 0,28 мм.кв.,  ток 0,56 А.
     С этим проводом мощность первичной обмотки будет:    Р1 = V1 x I = 145 В х 0,56 А = 81 Ватт.
Вторичную обмотку я мотал проводом диаметром 0,9 мм. Сечением  0,636 мм.кв. на ток 1,36 ампера.  Для двух полуобмоток  ток во вторичной  обмотке равен 2,72 ампера.
Мощность вторичной обмотки Р2 = V2 x I = 30 x 2,72 = 81,6 ватт.
Провод диаметром 0,9 мм. немного великоват, подходит с большим запасом, это не плохо.

     Провод  для обмоток я применяю из расчета 2 А на миллиметр квадратный (так он меньше греется, и падение напряжения на нем будет меньше), хотя все «заводские» трансформаторы мотают из расчета 3 — 3,5 А на мм.кв. и ставят вентилятор для охлаждения обмоток.
     Общий вывод из этих расчетов таков:
- при сложении двух одинаковых Ш — образных сердечников увеличивается площадь «Sк»  в два раза при той же площади окна «Sо».
     - число витков в обмотках (в сравнении с первым вариантом) изменяется.
     - первичная обмотка w1   с 182 витков уменьшается до 92 витка;
     - вторичная обмотка w2  с 38 витков уменьшается до 19 витков.

     Это значит, что в том же окне «Sо», с уменьшением количества витков в обмотках, можно разместить более толстый провод обмоток, то есть увеличить реальную мощность трансформатора в два раза.

     Я наматывал такой трансформатор, со сложенными сердечниками № 17, изготавливал под них каркас.

     Нужно иметь в виду, что трансформаторы,  по первому и второму примеру, можно использовать под меньшую нагрузку, вплоть от 0 ватт.  ИБП вполне хорошо и стабильно держат напряжение.

     Сравните внешний вид трансформаторов: пример-1, c одним сердечником  и пример-2, с двумя сложенными сердечниками. Реальные размеры трансформаторов разнятся незначительно.

Анализ ферритовых сердечников №18 и №19 подобен предыдущим примерам.
     Все наши выполненные расчеты — это теоретические прикидки. На самом деле, получить такие мощности от ИБП на трансформаторах этих размеров довольно сложно. Вступают в силу особенности построения схем самих импульсных блоков питания. Схему ИБП смотрите здесь.
Выходное напряжение (а следовательно и выходная мощность) зависят от многих причин:
     - емкости сетевого электролитического конденсатора С1,
     - емкостей С4 и С5,
     - падения мощности в проводах обмоток и в самом ферритовом сердечнике;
     - падения мощности на ключевых транзисторах в генераторе и на выходных выпрямительных диодах.
Общий коэффициент полезного действия «k» таких импульсных блоков питания около 85%.
Этот показатель все же лучше, чем у выпрямителя с трансформатором на стальном сердечнике, где  k = 60%. При том, что размеры и вес ИБП на феррите существенно меньше.

Порядок сборки ферритового  Ш — трансформатора.

            Используется готовый или собирается — изготавливается новый каркас под размеры сердечника.
Как изготовить «Каркас для Ш — образного трансформатора» смотрите здесь. Хотя в этой статье и говорится про каркас для трансформатора со стальным сердечником, описание вполне подходит и к нашему случаю.
     Каркас нужно поставить на деревянную оправку. Намотка трансформатора производится вручную.
      На каркас сначала  мотается первичная обмотка. Виток к витку заполняется первый ряд, затем слой тонкой бумаги, лакоткани, далее второй ряд провода и т.д.  На начало и конец провода надевается  тонкая ПВХ трубочка (можно изоляцию с монтажного провода) для жесткости провода, чтоб не обломился.
      Поверх первичной обмотки наносится два слоя бумаги (межобмоточная изоляция), затем нужно намотать витки обмотки связи  w3. Обмотка  w3 имеет  мало витков, а потому ее располагают скраю на каркасе. Затем наносятся витки вторичной обмотки.  Здесь желательно поступить таким образом, чтобы витки вторичной обмотки w2 не располагались поверх витков w3. Иначе могут возникнуть сбои в работе импульсного блока питания.
     Намотка ведется сразу двумя проводами (две полуобмотки), виток к витку в ряд, затем слой бумаги или скотч и второй ряд двух проводов. ПВХ трубку на концы провода можно не надевать, т.к. провод толстый и ломаться не будет.  Готовый каркас снимается с оправки и надевается на ферритовый сердечник. Предварительно проверьте сердечник на отсутствие зазора.
     Если каркас туго одевается на сердечник, будьте очень осторожны, феррит очень легко ломается.  Сломанный сердечник можно склеить. Я клею клеем ПВА, с последующей просушкой.
     Собранный ферритовый трансформатор, для крепости,  стягивается по торцу скотчем. Нужно проследить, чтобы  торцы половинок сердечника совпали без зазора и сдвига.

Курт Дж. Лескер Компания | IMPULSE ™ - Модули импульсной мощности 2 кВт для усовершенствованного магнетронного распыления

ПРИМЕЧАНИЕ: Если вам требуется конфигурация, не указанная в этой таблице, свяжитесь с нами по нажав здесь или позвоните по телефону +44 1424 458100 .

Advanced Kick Модель
SF-IMPULSE2KX-SH (одиночный)
SF-IMPULSE2KX-DH (двойной)
Характеристики входной мощности 1 фаза, 100-240 В переменного тока, 50/60 Гц, 2,5 А на модуль
Вход для зарядки -1000 В постоянного тока номинальное, допустимое -1250 В постоянного тока
Средняя по времени мощность -2 квт; с учетом долга и ставки
Пиковое выходное напряжение -1000 В номинальное, -1250 В допустимое
Максимальный выходной ток 200 А номинально, 400 А допустимо
Время обнаружения дуги
Время остановки дуги
Время отклика при превышении тока
Ограничитель максимального тока Выбирается пользователем до 400 А в режиме высокого тока, 200 А в режиме высокой частоты
Режим ограничения мощности Выбирается пользователем до 2 кВт
Частота импульсов Выбирается пользователем; Номинальный диапазон от 1 Гц до 2 кГц (сильноточный режим) или от 1 Гц до 4 кГц (высокочастотный режим),
с учетом кривой снижения мощности
Ширина импульса Выбирается пользователем; Номинальный диапазон от 2 мкс до 500 мкс
Время послесвечения Минимум 4 мкс; Выбирается пользователем с шагом 1 мкс
Заявка на получение патента положительного импульсного импульса Выбирается пользователем с шагом 1 В от 0 до +200 В с использованием внутреннего источника питания
Уставки импульса толчка Вкл / Выкл; Выбирается пользователем с шагом 1 мкс для ширины импульса
Уставки гасящего импульса НЕТ
Внешние коммуникации RJ-45 и RS-422 для управления вводом / выводом, USB тип A, линия синхронизации BNC, выход монитора BNC I-V
Импульсный модуль Sync
Кабели Стандартный высоковольтный разъем типа N
Хранилище конфигурации Встроенное хранилище для 20 выбираемых пользователем предустановок
Физические размеры стойка 2U; 19 дюймов (Ш) x 3.5 дюймов (В) x 22,5 дюйма (Д), включая ручки и плагины
482,6 мм (Ш) x 88,9 мм (В) x 571,5 мм (Д)
Масса Одиночный модуль: 26 фунтов, 14,8 унций. (12,21 кг)
Двойной модуль: 31 фунт, 13,0 унции (14,43 кг)
Рабочая температура от + 5C до + 40C, принудительное воздушное охлаждение

Курт Дж. Лескер Компания | Положительный толчок усиливает процесс импульсного магнетронного распыления высокой мощности

Дж. Р. Гейнс, младший Технический директор по образованию компании Курта Дж. Лескера

Введение

Магнетронное распыление с высокой импульсной мощностью, HIPIMS или HiPMS, впервые было сообщено в 1999 г. д-ром Владимиром Кузнецовым и др. от факультета физики Линчёпингского университета. HIPIMS отличается от классического магнетронного распыления на постоянном токе, или dcMS, потому что он использует серию быстрых импульсов при очень высоком напряжении, порядка 2000 В, и высокой плотности тока, приближающейся к 10 А / см2.Кроме того, HIPIMS также демонстрирует некоторую степень самораспыления, когда адатомы мишени ионизируются с некоторой рециркуляцией технологического газа и ионизированного материала мишени на поверхность мишени. Совсем недавно источники питания HIPIMS были модернизированы, чтобы подавать на цель как отрицательные, так и положительные импульсы [см. 1]. Этот прогресс предоставил новую гибкость в применении HIPIMS для решения множества задач по выращиванию тонких пленок.

Сравнение магнетронного распыления на постоянном токе (dcMS), импульсного dcMS и высокоимпульсного магнетронного распыления (HIPIMS)

Рисунок 1.Сравнение магнетрона постоянного тока, импульсного магнетрона постоянного тока и традиционного пульсирующего HIPIMS

Импульсы в HIPIMS могут быть на два порядка больше, чем при импульсном магнетронном напылении постоянного тока (рис. 1). Последние инновации в цикле HIPIMS включают положительный импульс на поверхности цели. [Ref. 1] Этот подход служит для выброса или исключения захваченных ионов мишени для распыления, которые могут быть возвращены на поверхность мишени, участвуя в самораспылении, так что после отбраковки они могут вносить свой вклад в поток адатомов, направляющихся к поверхности подложки.Кроме того, расширяющаяся плазма может ионизировать некоторые распыленные атомы, направляющиеся к подложке. Работа Ruzic и др. Предполагает, что количество высокоэнергетических ионов, падающих на подложку, увеличивается более чем на 18%. [Ref. 1].

Рис. 2. Пример биполярного импульсного режима HIPIMS, в котором за большим отрицательным импульсом следует небольшой положительный импульс

Импульсный толчок варьируется с точки зрения напряжения и длительности импульса, что позволяет с помощью новых параметров дополнительно настраивать свойства тонкой пленки (см. Рисунок 2).Это вводит новый уровень условий процесса для конкретного материала, который позволяет пользователю дополнительно настраивать морфологию своих пленок.

Схема системы

На следующем рисунке (см. Рис. 3) подробно описана одна из возможных конфигураций системы для преобразования традиционного источника питания для магнетронного распыления постоянного тока в источник HIPIM путем добавления «импульсного» источника питания, в данном случае модели Starfire Industries. 2-2. Для нанесения медных пленок [см.1] типичный набор параметров разряда включает в себя напряжение 710 В, длительность импульса 100 мкс и частоту 600 Гц. Катод представляет собой источник кольцевого магнетронного распыления Mag Keeper, совместимый с TORUS® UHV.

Рис. 3. Конфигурация системы HIPIMS с использованием стандартного источника питания постоянного тока и импульсной системы питания, которая обеспечивает как положительную, так и отрицательную импульсы.

Улучшенный подход к осаждению тонких пленок HIPIMS извлекает выгоду из использования несбалансированной конфигурации магнетрона.В несбалансированной конструкции в катоде используется ряд высокомощных магнитов, причем группа, составляющая краевые поля, значительно более энергична, чем центральные магниты. Это помогает исказить некоторые силовые линии магнитного поля, чтобы они располагались более перпендикулярно поверхности подложки. Это позволяет вторичным электронам, создаваемым как артефакт ионизированных столкновений технологического газа (и самораспыленных целевых ионов), перемещаться к подложке и продолжать способствовать ионизации как технологических, так и целевых адатомов (см. Рисунок 4).

Рис. 4. Изображение катода для магнетронного распыления, на котором показаны силовые линии удерживающего магнитного поля, а также линии, возникающие в результате "несбалансированной" конструкции магнита, который соединяет поле с подложкой. [Ссылка 10]

Подготовка основания

Подготовка подложки имеет решающее значение для сведения к минимуму возможности включения загрязняющих веществ и дефектов слоя наложения в тонких пленках. Хотя есть некоторые героические усилия, которые можно использовать для подготовки субстрата в атмосфере, в чистой комнате, наиболее эффективные способы включают в себя на месте, в высоком вакууме, в энергетических и первозданных условиях, когда нежелательные частицы с поверхностей могут быть удалены с поверхности поверхность подложек и в систему откачки.HIPIMS позволяет использовать импульсы высокой энергии как для абляции поверхностей субстрата от случайных частиц, таких как вода и водород, так и для создания смешанного слоя ионов металлов, и субстрат может улучшить адгезию пленки и снизить напряжение. Формирование промежуточного слоя из смешанного материала помогает функционализировать подложку и смягчать то, что может быть конкурирующим притяжением между пленкой и подложкой.

Люди заведомо некомпетентны, когда дело касается подготовки субстрата. В сотнях лекций по науке о вакууме, которые я прочитал, когда я заявляю, что ничто, попадающее в вакуумную камеру, включая подложки, никогда не могло быть затронуто руками человека, я вижу комнату, полную студентов, которая в свете фар выглядит как олень.HIPIMS обеспечивает агрессивную очистку с использованием плазмы аргона ниже 32 эВ или любого другого порога распыления, за которым следует импульс энергичных целевых ионов, которые выше 32 эВ и, более вероятно, близки к 100 эВ, могут проникать в поверхность подложки и создавать смешанный интерфейсный слой пленка / подложка, который снижает возможность резкого разрыва между осажденной формой и подложкой.

Скорость наплавки

Несмотря на улучшенные свойства пленки, достижимые с помощью обычного HIPIMS, эта технология не получила широкого распространения из-за снижения скорости осаждения, достигаемой для большинства металлов.Однако в работе, проделанной в Центре взаимодействия плазмы и материалов (CPMI) Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн, было показано, что добавление положительного импульса в технологический цикл HiPMS увеличивает скорость (см. Рисунок 5) более чем на 15 % [Ссылка 1]. Пиковый импульс с его положительным зарядом заставляет ионы, которые возвращаются на поверхность мишени, прижиматься к подложке.

Рис. 5. Скорость осаждения меди с использованием различных источников питания и отчетов об осаждении [Ref. 1]

Замена блока магнитов на блок, специально разработанный для HIPIMS, может еще больше увеличить этот показатель [Ref.15] и в некоторых случаях может даже превышать скорость распыления на постоянном токе.

Регулируемое распределение энергии ионов и соотношение ионов аргона и металла

Существует несколько опубликованных моделей тонкопленочных структур, которые предназначены для интеграции различных факторов, таких как базовое давление, смещение подложки, отношение температуры подложки к температуре плавления материала и энергия поступающих адатомов на морфологию. Может возникнуть необходимость обновить эти модели, чтобы включить в них дополнительные морфологии, достижимые с помощью подходов с импульсной высокой мощностью.Возможность настройки процесса HIPIMS для конкретных материалов и морфологий добавляет еще один инструмент в набор инструментов для распыления тонких металлических пленок. Исследователи продемонстрировали, что настройка параметров напряжения и продолжительности положительного удара может существенно повлиять на характеристики тонкой пленки, такие как плотность, напряжение и размер зерна.

Ruzic, et al, [Ref. 1] сообщают об увеличении на 18% количества ионов на поверхности подложки при использовании положительного толчка для осаждения меди на кремнии.Скорости ионов на расстоянии 6 см от источника составляют порядка 2500 метров в секунду. [Ref. 5].

Путем изучения временной эволюции импульсной плазмы, которая инициируется преимущественно составом, богатым аргоном, но затем, в конце импульса, переходит в плазму с ионами металлов, можно использовать селективное смещение подложки для выбора ионов металла или аргона. которым бомбардировать субстрат.

Самораспыление

В своем кратком обзоре «Физика разряда для импульсного магнетронного распыления большой мощности» [Ref.6] Доктор Андре Андерс описывает особый случай «безгазового» самораспыления. При самораспылении, вызванном HIPIMS, значительная часть атомов, выброшенных из мишени для распыления, ионизируется. Доля настолько высока, что атмосфера технологического газа в непосредственной близости от мишени становится разреженной за счет исключения технологического газа. Если в плазме распыления преобладает достаточно высокая фракция целевых ионов распыления, мишени являются самораспыляющимися, могут перейти в самоподдерживающийся режим, при котором традиционный рабочий газ системы может быть исключен (см. Рисунок 6).Кроме того, с добавлением функции положительного удара, распыляемые целевые ионы, направляющиеся обратно к цели, могут быть выброшены из области на поверхности мишени и оттолкнуты к подложке.

Рис. 6. Ветер распыления, состоящий из нескольких компонентов, включая ионы распыляемой мишени, которые могут идти к подложке или возвращаться обратно к мишени, и традиционное газовое распыление

3D конформное осаждение

Распыление - это процесс нанесения тонких пленок при относительно высоком давлении.Термическое и электронно-лучевое испарение, молекулярно-лучевая эпитаксия, а также импульсное лазерное осаждение выполняются при давлениях порядка 10 -7 Торр или менее, которые достаточно низки, чем средняя длина свободного пробега или среднее расстояние, которое молекула должна пройти, прежде чем столкнется с другой, количество случайных газов в камере осаждения существенно больше, чем расстояние от источника до подложки. Хотя адатомы, поступающие в результате этих процессов, имеют только тепловую энергию и, вероятно, нуждаются в помощи для создания плотных пленок, они с меньшей вероятностью содержат газовые включения / дефекты и с большей вероятностью прибудут с углом падения, нормальным к подложке, или под некоторым контролируемым углом для таких процессов, как осаждение под углом или GLAD [Ref.7]. Технологические газы под высоким давлением при распылении и цепочка столкновений, вероятная для молекулы-мишени распыления на пути к подложке, приводят к тому, что угол падения поступающего материала является совершенно случайным. Поскольку эти адатомы обычно имеют нейтральный заряд, они попадают на подложку без предпочтительных углов. Это влияет на такие характеристики, как коэффициенты прилипания и образование слоя.

Традиционный HIPIMS генерирует значительное количество целевых ионов для распыления, на которые может существенно влиять смещение подложки.Для популяции целевых ионов для распыления, поступающих на подложку, существует множество полезных характеристик, которые можно настроить. При некотором критическом напряжении смещение подложки может быть настроено так, чтобы угол падения приходящих ионов с большей вероятностью был нормальным к подложке. Например, соответствие тонкой пленки на подложках с высоким соотношением сторон может быть улучшено за счет положительного удара, который существенно увеличивает количество ионов-мишеней распыления на подложке, и в сочетании со смещением эти ионы могут попадать под углом падения, более перпендикулярным подложке. .Нанесение защитных покрытий в глубокие траншеи всегда было проблемой. Такие подходы, как осаждение атомного слоя (ALD), были полезны для реакций материала / прекурсора, которые могут быть завершены с помощью тепла, но они менее эффективны с глубокими траншеями. В случае большинства металлов требуется процесс, называемый Plasma Enhanced ALD, чтобы управлять химическими реакциями между прекурсорами, но плазма рассеивается по глубине переходного отверстия.

Добавление положительного импульса к циклу HIPIMS позволяет отбрасывать оставшиеся целевые ионы распыления на поверхности источника, вынуждая их к подложке.В работе, проделанной Ruzic et al… [Ref. 13] они оценивают, что поток материала мишени на подложку увеличивается более чем на 18%. Отправляя большую часть ионизированного материала мишени для распыления на подложку, положительный ударный импульс увеличивает скорость осаждения HIPIMS, а также дает больше энергии пленке, что может способствовать подвижности адатомов.

В случае, когда подложка может быть смещена, на угол падения поступающих адатомов можно влиять так, чтобы их прибытие было преимущественно нормальным по отношению к подложке и / или электрически притягивалось к любому доступному участку на подложке.Хотя могут существовать альтернативные методы для эффективного покрытия глубоких траншей, HIPIMS, близкий к пределу самораспыления, добавляет к этой технике осаждения под высоким давлением нечто большее, чем пути столкновения на линии участка.

Чрезвычайно гладкие тонкие пленки

Характеристики тонкой пленки, такие как гладкость, сильно зависят от энергии поступающих адатомов. Чем более энергичен адатом, тем более вероятно, что он обладает достаточной подвижностью на границе раздела подложки и пленки, чтобы перемещаться и заполнять любое доступное открытое место в текущем монослое.Конечно, существует золотая середина между адатомами со слабой энергией, которые образуют пленочные пленки, и веществами с повышенной энергией, которые будут активно травить пленку и подложку. Энергия HIPIMS может достигать 100 эВ или превышать ее.

Работа, проделанная Дж. П. Марией в Университете штата Северная Каролина, продемонстрировала чрезвычайно гладкие, а также толстые пленки за счет использования положительного толчка в традиционном цикле HIPIMS (см. Рисунок 7). В своей работе по созданию высококачественных плазмонных тонких пленок из легированного оксида кадмия ему удалось значительно увеличить плотность и гладкость пленки благодаря высокому потоку очень энергичных ионов мишени для распыления на подложку.

Рис. 7 Чрезвычайно гладкие и плотные пленки CdO, полученные с помощью HIPIMS с использованием положительного удара [Ref. 8]

Осаждение плотных пленок на изолирующие / полупроводниковые подложки

Способность отбрасывать или отталкивать целевые ионы распыления с поверхности источника гарантирует, что большое количество заряженных адатомов направляется к подложке. Это позволяет использовать изолирующие или полупроводниковые подложки, которые не могут быть эффективно смещены. Поскольку ионы-мишени для распыления выбрасываются, они могут добраться до подложки без влияния заряда на границе раздела пленка / подложка.С дополнительными 18% ионов, попадающих на подложку, пленки, вероятно, будут более плотными, а с доступной дополнительной энергией порядка 100 эВ прибывающие адатомы обладают большой подвижностью и с большей вероятностью образуют монослои. [Ref. 9]

Улучшенное содержание пр. 3 Содержание алмазоподобных углеродных тонких пленок

Грааль покрытий из алмазоподобного углерода (DLC) состоит в том, чтобы максимально увеличить содержание sp 3 в пленках произвольной толщины. Четыре валентных электрона углерода позволяют ему находиться в трех состояниях гибридизации: sp 3 , который является преобладающим веществом в алмазе; sp 2 - материал из графита; и sp, который похож на щелочной.Орбиталь sp 3 является наиболее распространенной версией алмазов - как таковая, наиболее востребованной по твердости, теплопроводности и оптическим пленкам. HIPIMS был успешно использован для изготовления пленок DLC, и высокая энергия, создаваемая в процессе, кажется, оказывает положительное влияние на образование sp 3 [Ref. 10]. Одна из причин того, что HIPIM были настолько успешными, - это огромная энергия, достигаемая в отдельных импульсах, И возможность специально настраивать пики импульсов для оптимизации характеристик материала, таких как фазообразование (см. Рисунок 8).

Рис. 8 Энергия падающих ионов и% sp 3 , образовавшихся в тонких пленках. Импульсы высокой энергии, доступные в HIPIM, могут быть настроены для генерации номинального оптимального импульса 80 эВ. [Ref. 11]

В работе, выполненной Теллом из Уппсальского университета [Ссылка 11], оптимальная энергия субплантации для углеродной фазы sp 3 была найдена равной 80 эВ. Минимум составлял около 32 эВ, но путем настройки энергии импульса содержание sp 3 в тонких пленках было увеличено до 80%.При энергиях более 80 эВ поверхность пленок релаксирует, и содержание sp 3 уменьшается.

В дополнение к возможности улучшить долю sp 3 в DLC, включение положительного толчка в цикл HIPIM позволяет получать пленки, которые существенно более гладкие, чем dcMS только традиционных HIPIMS (см. Рисунок 9) [Ref. . 12]

Рис. 9 Сравнение шероховатости DLC-пленок HIPIMS и HIPIMS плюс положительный толчок [См. 13]

Кроме того, авторы сообщают об увеличении плотности пленки на 11% между HIPIMS plus kick и традиционным процессом HIPIMS.Кроме того, пленки, изготовленные методом HIPIMS + kick, были дополнительно оптимизированы для увеличения плотности DLC-пленок.

Рис. 10 Сравнение плотностей пленок HIPIMS + Kick по изменению напряжения удара и длительности импульса. Источник Результаты внутреннего исследования KJLC

Резюме

Добавление настраиваемой функции положительного толчка к традиционному циклу HIPIMS позволило сделать несколько усовершенствований по сравнению с тем, что уже было важным новым инструментом для нанесения высококачественных тонких пленок.Несколько исследовательских групп, получивших широкий спектр применения, сообщили об улучшениях в своих фильмах, в том числе:

  1. Очистка и функционализация подложки
  2. Скорость наплавки
  3. Селективная бомбардировка мишени аргоном или ионным распылением с контролируемой энергией
  4. Самораспыление
  5. Конформные покрытия на трехмерных подложках
  6. Гладкость пленки
  7. Плотные пленки на изолирующих или полупроводниковых подложках, не допускающие смещения
  8. Повышенное содержание sp 3 в алмазоподобных углеродных пленках
  9. Контроль напряжения в пленке [Ref.14]

Вероятно, по мере того, как HIPIMS, усиленный положительным толчком, получит широкое распространение, появятся и другие преимущества. Например, оказывается, что оптимальная конструкция импульса по напряжению и длительности может зависеть от материала. Таким образом, когда этот подход будет расширен на весь набор электропроводящих материалов, которые используются в качестве тонких пленок, могут быть обнаружены дополнительные новые морфологии популярных материалов. Безусловно, улучшение основных свойств, таких как плотность, адгезия и гладкость, вероятно, будет продемонстрировано в большинстве проводящих тонкопленочных материалов.

Ссылки:

  1. Пленки Cu, полученные методом биполярного импульсного импульсного магнетронного распыления большой мощности, Б. Ву, И. Хенлейн, И. Щелканов, Дж. МакЛейн, Д. Патель, Дж. Улиг, Б. Юрчик, Ю. Ленг, Д. Рузич, Vacuum 150 (2018) 216-221
  2. Низкое трение и износостойкие тонкие пленки из нитрида углерода для прокатных деталей, диссертация Константиноса Д. Бакоглидиса, Технологический институт Университета Линчёпинга, 2015.
  3. Структурные исследования алмазоподобных углеродных тонких пленок, осажденных HIPIMS, с использованием рамановской спектроскопии, Андреас Эриксен Телль, Уппсальский университет, апрель 2017 г.
  4. Напряжение и текстура в тонких пленках HIPIMS TiN, Мачунце и др.… Технологический университет Делфта, Тонкие твердые пленки, 2009.
  5. Ионизированное напыление с использованием импульсного магнетронного разряда с чрезвычайно высокой плотностью плазмы, К. Макак, В. Кузнецов, Дж. Шнайдер, У. Хельмерссон и И. Петров, Journal of Vacuum Science & Technology A 18, 1533 (2000)
  6. Физика разряда мощного импульсного магнетронного распыления, Андре Андерс, Технология поверхностей и покрытий, 13 октября 2010 г.
  7. Скульптурные тонкие пленки и осаждение под скользящим углом: Механика роста и приложения, К.Робби и М.Дж. Бретт, Journal of Vacuum Science & Technology A 15, 1460 (1997)
  8. Фотонно настраиваемые режимы MIR с эпсилоном, близкие к нулю, в тонких пленках CdO, Э. Радью, Э. Раннерстром, К. Келли, JP Мария и П. Хопкинс, доклад конференции, Laser Science 2018, Вашингтон, округ Колумбия, 16-20 сентября 2018 г., стендовая сессия II (jTu3A)
  9. Частное сообщение, Брайан Юрчик, Starfire Industries, 7 августа 2018 г.
  10. Новые процессы осаждения тонких пленок на основе HIPIMS, Асим Айджаз, Технологический институт Линчёпингского университета, Отделение физики плазмы и покрытий, лиценциат.1537
  11. Структурные исследования тонких алмазоподобных углеродных пленок, осажденных HIPIMS, с использованием рамановской спектроскопии, Андреас Эриксен Телль, Уппсальский университет, апрель 2017 г.
  12. High sp 3 DLC с iPVD посредством модифицированного высокоимпульсного магнетронного распыления, I. Haehnlein, B. Wu, E. Barlaz, J. McLain, B. Jurczyk, D. Ruzic, Центр взаимодействия плазмы и материалов, представленный на HIPIMS 2018, Шеффилд, Великобритания, 27 июня 2018 г.

Дополнительные ссылки:

  1. Баохуа Ву, Ян Ю, Цзянь Ву, Иван Щелканов, Дэвид Н.Ruzic, Nan Huang, Y.X. Ленг, “Изменение свойств тонкой пленки титана при импульсном магнетронном распылении большой мощности”, Vacuum 150, 144-154 (2018).
  2. Дж. Маклейн, П. Раман, Д. Патель, Р. Спредбери, Дж. Улиг, И. Щелканов, Д. Н. Рузич, «Линейный магнетрон HIPIMS High Deposition Magnet Pack», Vacuum 155, 559-565 (2018).
  3. П. Раман, И.А. Щелканов, Дж. Маклейн, Д. Н. Рузич, “Импульсное магнетронное распыление большой мощности: метод увеличения скорости осаждения”, J. Vac. Sci.Technol. A 33 (3), май / июнь (2015).
  4. П. Раман, И. Щелканов, Дж. Маклейн, М. Ченг, Д. Н. Рузич, И. Хенлейн, Б. Юрчик, Р. Стабберс, С. Армстронг, «Симметричный магнитный блок с высокой скоростью осаждения для импульсного магнетронного распыления большой мощности» , Серфинг. Пальто. Technol. 293, 10 (2015).

Автор Дж. Р. Гейнс
Технический директор по образованию
Компания Курта Дж. Лескера

Дж. Р. Гейнс-младший является техническим директором по образованию Курта Дж.Компания Lesker. Он проработал почти 40 лет в области материаловедения. Как преподаватель и автор, г-н Гейнс отвечает за программу технического образования для KJLC по всему миру, включая курс Lesker U по вакуумным технологиям.

Купить импульсный блок питания онлайн

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для импульсных источников питания. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы найдете новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот импульсный источник питания высшего класса должен в кратчайшие сроки стать одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели импульсный блок питания на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в импульсном блоке питания и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести импульсный источник питания по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Импульсное магнетронное распыление постоянного тока | Процесс распыления постоянным током

В импульсном процессе магнетронного распыления постоянного тока путем ускорения положительных ионов по направлению к материалу мишени (который имеет отрицательный потенциал) и столкновения с его поверхностью из-за отсутствия электропроводности поверхности для перемещения заряда положительный заряд накапливается на поверхности целевого материала.Из-за этого явления тенденция положительных ионов двигаться к материалу мишени снижается, и процесс распыления не функционирует должным образом.

В процессе распыления постоянного тока диэлектрического материала внутренняя стенка вакуумной камеры также покрывается непроводящим материалом и улавливает электрический заряд. Это явление, называемое исчезающим анодом, заставляет электрические заряды наклоняться к этому непроводящему слою.Из-за этого явления во время процесса осаждения образуются мини- и макродуги, в результате чего атомы неравномерно удаляются из мишени; эти частицы включаются в осажденные пленки. Для строительства высокотехнологичных систем требуются тонкие пленки с приемлемой однородностью; неоднородность нанесенной тонкой пленки приводит к разрушению тонких пленок. Помимо вышеперечисленного, дуги могут повредить блок питания.

ВЧ источники питания были предложены для того, чтобы избежать проблем, возникающих при распылении постоянного тока диэлектрических материалов.Источник питания 13,56 МГц подается на целевой материал, но для передачи максимальной мощности необходимо использовать коробку согласования импеданса. В этом механизме материал мишени и держатель подложки действуют как два электрода. При подаче питания электроны колеблются с приложенной частотой между двумя электродами. Поскольку подвижность ионов ниже, чем подвижность электронов, ионы остаются в центре двух электродов. В положительном полупериоде материал мишени действует как анод и поглощает электроны с одной стороны, но из-за низкой подвижности ионов отрицательный электрод не поглощает большую часть положительного заряда, и то же самое верно для отрицательного полупериод.В результате оба электрода заряжаются отрицательно относительно плазмы. Это отрицательное смещение заставляет материал мишени не поглощать электроны в положительном полупериоде, и только в отрицательном полупериоде он имеет тенденцию поглощать положительные ионы для нейтрализации отрицательного заряда на поверхности. В этот момент мишень имеет отрицательное смещение постоянного тока, притягивающее ионы технологического газа и приводящее к распылению и осаждению материала мишени. Если электроды симметричны, процесс будет полностью симметричным, и ни один из двух электродов не будет иметь отрицательного смещения относительно друг друга.Чтобы удалить атомы с поверхности материала мишени и нанести их на подложку, материал мишени должен быть точкой мишени для положительных ионов, поэтому размер электродов (материал мишени и подложка) рассматривается по-разному. Поскольку в этом методе распыления мощность разделяется между двумя электродами, эффективная мощность на уровне материала мишени составляет 50% от приложенной мощности при разбрызгивании методом постоянного тока. В результате скорость ВЧ-распыления ниже, чем для постоянного.Кроме того, из-за высокой стоимости источников питания ВЧ и их блока согласования импеданса, а также их сложности использование ВЧ распыления не очень популярно.

Использование импульсного источника питания постоянного тока - это стратегия, которая заменила использование источников питания RF. При импульсном разбрызгивании мощность прикладывается к материалу мишени при τ на . В это время, называемое «время включения», к материалу мишени прикладывается отрицательное напряжение в несколько сотен вольт, а в конце этого времени напряжение переключается на положительную полярность с меньшей амплитудой (около 20 вольт).Приложенное напряжение остается на этом уровне в течение τ от , называемого «время отключения». Это также называется «обратным временем» (τ об. ) из-за инверсии полярности приложенного напряжения в интервале «время выключения». Поверхность диэлектрического материала, которая заряжается во время «работы», разряжается во «время отключения». Продолжительность «включения» должна быть достаточно короткой, чтобы нагрузки на поверхности не могли вызвать дуги в этот временной интервал, и, с другой стороны, «время простоя» должно быть достаточно большим, чтобы отсортированные заряды на поверхности полностью исчезли. разряжается во время «включения», чтобы избежать накопления заряда в последовательных циклах «включения» и «обратного хода».Обычно интервал «времени выключения» составляет 1/10 интервала «времени включения». Кроме того, длительность «времени включения» и «обратного времени» определяет самую низкую частоту импульсов (f c = 1 / τ цикл ) , известную как критическая частота, f c, и самый высокий рабочий цикл для бездугового импульсного реактивного напыления на постоянном токе. Pulse DC Sputtering Источники питания работают в режиме постоянного тока. Таким образом, при возврате к отрицательному импульсу первоначально высокое напряжение быстро ускоряет ионы к цели и восстанавливает ток и скорость осаждения.В противном случае току потребуется короткое время для нарастания и падения импеданса плазмы, который был немного увеличен во время положительного импульса. Время, необходимое для образования и стабилизации плазмы, зависит от множества факторов, в том числе от длительности импульса, частоты импульсов, мощности и давления. В импульсах меньшей длины и большей частоты преобладает фаза наращивания плазмы, и импульсный импульс магнетронного распыления будет работать в режиме напряжения. При более длительных импульсах и более низких частотах преобладает стационарная плазменная фаза и импульсный магнетрон работает в токовом режиме.

В октябре 2001 года был представлен метод под названием высокомощное импульсное магнетронное распыление (HPIMS), получивший патентную награду США. Было показано, что использование высокой мощности (в 100 раз превышающей обычную мощность) приводит к высокому процентному содержанию ионов. Эти ионы не только образуются в результате ионизации газа, но и при такой мощности ионизируются разбрызгивающиеся материалы. Результатом этой плазмы с высокой ионизацией было равномерное осаждение пленки на подложке. Используемые импульсы составляли от 0,1 кВт до 1 МВт с пиковым напряжением 0.От 5 кВ до 5 кВ. Импульсы имели длительность менее 1 мс и возникали с интервалом от 10 мс до 1000 с.

Этот метод напыления имеет много преимуществ перед другими методами. Благодаря высокой мощности импульсов, 90% разбрызгиваемых частиц ионизируются, которые направляются непосредственно на подложку электрическими и магнитными полями. В результате к процессу осаждения можно применять высокий уровень контроля. Тонкая пленка, нанесенная этим методом, будет иметь высокую плотность. Например, заявленная плотность для тонкой углеродной пленки, осажденной с помощью HPIMS, составляет 2.7 г / см 3 , в то время как заявленная плотность для тонкой пленки, нанесенной магнетронным распылением постоянного тока, составляет 2 г / см 3 .

В 2005 году был введен метод разделения импульсов на две фазы. На первом этапе плазма создается за счет низкой ионизации, а на втором этапе плазма доводится до конечной фазы, которая представляет собой высокий процент ионизации. Этот метод снизил энергопотребление HPIMS.

Дополнительные сведения см. В следующих ресурсах.

Ссылки:

  1. Источники распыления, Мэтью М.Уэйт , Вест-Честерский университет Пенсильвании, Западный Честер, Пенсильвания; С. Исмат Шах, , Делавэрский университет, Ньюарк, Делавэр; Дэвид А. Глокер , Isoflux Incorporated, Рочестер, Нью-Йорк
  2. Импульсное магнетронное распыление - обзор процесса и приложения, П. Дж. Келли, Дж. У. Брэдли, JOURNAL OF OPTOELECTRONICS AND ADVANCED MATERIALS, Vol. 11, No. 9, сентябрь 2009 г., стр. 1101 - 1107
  3. Определение характеристик плазмы импульсного магнетронного распыления постоянного тока, А. Белкинд, А. Фрейлих, Дж. Лопес, З. Чжао, В. Чжу и К. Беккер, New Journal of Physics 7 (2005) 90, DOI: 10.1088 / 1367-2630 / 7/1/090

Источник питания для распыления - Типы мощности для распыления - Импульсный - RF

Существует несколько типов источников питания, используемых при магнетронном распылении, в том числе постоянного тока, высокочастотного, импульсного постоянного тока, высокочастотного переменного тока и HIPIMS. Ниже приводится краткое описание различий между этими типами питания.

DC Постоянный ток Распылительная мощность

DC Power обычно используется с электропроводящими материалами мишени. Это простой в управлении и недорогой вариант.

RF Мощность радиочастотного распыления

RF Power может использоваться со всеми материалами, но обычно находит наибольшее применение при нанесении пленок из диэлектрических материалов мишени. Скорость осаждения (обусловленная относительным рабочим циклом) по сравнению с постоянным током, как правило, довольно низкая, а поток электронов (из-за разницы в подвижности электронов и ионов в плазме) на подложке намного выше и может вызвать значительный нагрев. Из-за основных соображений стоимости источников питания RF, осаждение RF обычно ограничивается меньшими размерами подложек.

Импульсная мощность распыления постоянного тока

Импульсный постоянный ток (переменная частота) нашел широкое применение в приложениях реактивного распыления, где положительный всплеск напряжения, наведенный на некоторой частоте на форме волны мощности, может использоваться для очистки поверхности мишени и устранения накопления толстого диэлектрического слоя, который может быть подвержен риску. до дуги. Обычно используются диапазоны частот от 40 до 200 кГц. Этот подход обычно называют однополярным импульсным распылением. Другой вариант, известный как биполярное импульсное распыление, использует два импульса, сдвинутых по фазе на 180 градусов, которые применяются к двум соседним магнетронам, в которых каждый магнетрон чередуется как катод, так и анод, смягчая эффекты диэлектрического накопления и значительно уменьшая исчезающий анодный эффект.Эта техника также нашла широкое промышленное применение.

MF Среднечастотное распыление на переменном токе

MF Распыление обычно используется для нанесения непроводящих материалов. Используются два катода в двойной конфигурации, и переменный ток переключается между каждым катодом, позволяя очищать поверхность мишени при каждом обратном цикле. Это снижает искрение из-за накопления заряда и устраняет необходимость очистки анода, что обеспечивает долгосрочную стабильность процесса. MF напыление сегодня широко используется во многих поточных производственных системах.

HIPIMS

Импульсное магнетронное распыление высокой мощности - это новый процесс, в котором используется сильный импульс тока для значительного увеличения ионизации распыляемого материала. Эти ионизированные атомы имеют гораздо более высокие энергии, чем атомы, распыленные при обычном магнетронном распылении, и было обнаружено, что они дают очень плотные и стабильные пленки.

Для получения дополнительной информации о блоках питания для распыления или для обсуждения вашего проекта позвоните по телефону 412-469-8466 или свяжитесь с нами через Интернет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *