?脈沖發(fā)(fā)電機(jī)(jī)是一種在很短的時(shí)(shí)間內(nèi)(nèi)產(chǎn)(chǎn)生幾千伏高電壓的裝置。

其特征在于，盡管電壓上升時(shí)(shí)間極快，但仍以高頻（約100kHz）反復(fù)(fù)輸出高電壓（約30kV）。另外，由于不是連續(xù)(xù)輸出而是有冷卻時(shí)(shí)間，因此可以抑制設(shè)(shè)備本身和空間的溫度上升。

該器件用于需要高電壓輸出的學(xué)(xué)術(shù)(shù)和工業(yè)(yè)領(lǐng)(lǐng)域（例如等離子體發(fā)(fā)生電源）。

脈沖電源的應(yīng)(yīng)用

1. 用于等離子體生成

等離子體產(chǎn)(chǎn)生需要高輸出電壓，而脈沖電源是等離子體產(chǎn)(chǎn)生的理想電源?？梢醞ㄟ^(guò)改變脈沖寬度和頻率來(lái)控制所提供的功率，這在需要高密度能量時(shí)(shí)是有利的，例如在等離子體生成中。

脈沖電源通常用作等離子體應(yīng)(yīng)用設(shè)(shè)備的電源。它用于使等離子體產(chǎn)(chǎn)生的光、電子和離子等帶電粒子作用于物體，并利用脈沖放電產(chǎn)(chǎn)生的沖擊波進(jìn)(jìn)行滅菌和水處理。

2. 準(zhǔn)(zhǔn)分子激光用

為了驅(qū)(qū)動(dòng)準(zhǔn)(zhǔn)??分子激光器等高輸出、高效率的激光器，需要瞬間激發(fā)(fā)激光氣體，因此需要短時(shí)(shí)間、高輸出的脈沖電源。還有驅(qū)(qū)動(dòng)此類高輸出激光器的應(yīng)(yīng)用。我們?yōu)榘雽?dǎo)體曝光技術(shù)(shù)的發(fā)(fā)展做出貢獻(xiàn)(xiàn)。

3、其他

脈沖電源還用于EUV脈沖電源和等離子體CVD，在基材和基板的表面吸附并沉積薄膜和細(xì)(xì)顆粒。 EUV 代表極紫外光。

等離子體CVD用于半導(dǎo)(dǎo)體的絕緣膜和保護(hù)(hù)膜。它還可用于在切削工具邊緣和齒輪接觸區(qū)(qū)域涂覆氮化碳或氮化鈦。

小型脈沖電源也可用于測(cè)量?jī)x器。為掃描電子顯微鏡 (SEM)、質(zhì)(zhì)譜 (MS) 等提供高速高壓脈沖。

脈沖電源原理

脈沖電源分為充電器部分和脈沖發(fā)(fā)生器部分。

1. 充電器

輸入脈沖電源的交流電首先經(jīng)(jīng)整流電路變換為直流電，然后經(jīng)(jīng)過(guò)逆變器升壓后輸出。然后脈沖發(fā)(fā)生器中的第一級(jí)電容器被充電。

2. 脈沖產(chǎn)(chǎn)生

充電功率通過(guò)絕緣柵雙極晶體管 (?IGBT?)轉(zhuǎn)(zhuǎn)換為脈沖。?IGBT是一種功率半導(dǎo)(dǎo)體，能夠以大功率進(jìn)(jìn)行高速開(kāi)關(guān)(guān)。

除了IGBT之外，還使用了被稱為飽和電抗器的元件。飽和電抗器在電流較小的區(qū)(qū)域具有高磁導(dǎo)(dǎo)率，不允許電流通過(guò)，但當(dāng)(dāng)電流增大且磁通密度超過(guò)一定水平時(shí)(shí)，電抗器就變得能夠通過(guò)電流。 。該電路稱為磁壓縮電路。

接下來(lái)，將產(chǎn)(chǎn)生的脈沖電壓感應(yīng)(yīng)到下一級(jí)準(zhǔn)(zhǔn)備的飽和電抗器中。然后，通過(guò)升壓并使用磁壓縮電路，可以向負(fù)(fù)載輸出壓縮至100ns或更小的短脈沖。電容器的充電速率與飽和電抗器的飽和值之間的關(guān)(guān)系決定了電路的充電電壓特性。

通過(guò)使電抗器的電感小于第一級(jí)的電感，可以在更短的時(shí)(shí)間內(nèi)(nèi)產(chǎn)(chǎn)生脈沖電壓。如果需要更短的脈沖，請(qǐng)?zhí)峁┒嗉?jí)過(guò)飽和反應(yīng)(yīng)器。

脈沖電源的特點(diǎn)(diǎn)

1. 瞬時(shí)(shí)輸出

脈沖電源可以在輸出為0時(shí)(shí)將能量存儲(chǔ)在電容器中，因此在輸出打開(kāi)時(shí)(shí)可以瞬間產(chǎn)(chǎn)生高輸出能量。

2. 可快速啟動(dòng)和高速重復(fù)(fù)

當(dāng)(dāng)通用電源打開(kāi)時(shí)(shí)，輸出需要一段時(shí)(shí)間才能達(dá)(dá)到上限。另一方面，脈沖電源的上升時(shí)(shí)間非常短，大??約在微秒到納秒內(nèi)(nèi)達(dá)(dá)到上限。也可以快速重復(fù)(fù)該輸出。

3. 發(fā)(fā)熱少

脈沖電源可以控制輸出時(shí)(shí)間，因此可以間歇運(yùn)(yùn)行以提供冷卻時(shí)(shí)間。這有助于降低設(shè)(shè)備和空間的溫升。因此，它可以用作對(duì)熱敏感的設(shè)(shè)備的電源。

4、壽命長(zhǎng)

它是全固態(tài)(tài)的，可以長(zhǎng)時(shí)(shí)間提供穩(wěn)(wěn)定的脈沖輸出。