Модернизация электрической схемы установки вакуумного

2.2. Модернизация электрической схемы установки вакуумного

напыления

В параграфе 2.1.4 описана электрическая схема базовой установки. Как следует из рис. 7, ее исполнение не позволяет выполнять одновременное испарение металлов из двух лодочек, кроме того управление по первичной обмотке трансформатора при разогреве лодочек приводит к значительным потерям электрической мощности и не позволяет осуществлять достаточно точную регулировку тока через испарители. Базовая электрическая схема не предусматривала возможность поддержания постоянной температуры подложки. В настоящей работе мы выполним модернизацию блока управления температурой подложки и испарителей с целью обеспечения более высокой точности управления токами через испарители и нагреватель подложки, а также осуществление режима поддержания постоянства температуры подложки.

Рис. 8 Виды испарителей: проволоч­ные (1—10), ленточные (//—14) тигли (15—19) и электронно-лучевой (20)

2.2.1. Расчет силового трансформатора

Для конструктивного расчета силового трансформатора устанавливаем следующие исходные данные:

- напряжение питающей сети - U₁ = 200 В;

- действующее напряжение вторичных обмоток U₂ = U₃ = 40 В, U₄ = 20 В;

- действующие токи вторичных обмоток I₂ = I₃  = 50 A; I₄ = 5 A.

1. Определяем сумму мощностей всех вторичных обмоток при полной нагрузке

P_II = P₂ + P₃ + P₄ = I₂U₂ + I₃U₃ + I₄U₄ = 2 х 40 х 50 + 5 х 20 = 4100 Вт.

Мощность трансформатора определяется формулой P_тр = P_II/ =

= 4100/0,9  4600 Вт. Принимаем величину индукции В = 1110³ гс, плотность тока = 2,8 А/мм².

2. Определяем необходимую активную площадь сечения сердечника S_c по формуле:

где a = 5,0, f = 50 Гц - частота питающей сети:

S_c = 700 = 85,6 см²

Поперечное сечение сердечника с учетом коэффициента заполнения

k₃ = 0,92, S_с= S_c/k₃ = 93 см².

3. Определяем число витков обмоток

2.2

2.3

С учетом 10% поправки ; .

4. Определяем диаметры проводов обмоток

d₂ = d₃ = 1,13= 4,8 мм; d₄ = 3,1 мм. 2.4

5. Ток в первичной обмотке определяем по формуле

6. I₁ = 1,1 = 1,1. 2.5

6. Определяем число витков в первичной обмотке

 2.6

при диаметре провода d₁ = 3,25 мм.

2.2.2. Разработка трехканального устройства регулирования тока

Для обеспечения независимого управления нагревом лодочек-испарителей, а также температурой подложки, на которую осуществляется нанесение тонкой металлической пленки, разработано трехканальное устройство управления током. Устройство предназначается для регулирования температуры мощных низковольтных нагревательных элементов. Оно состоит из трех независимых блоков, подключенных к отдельным понижающим обмоткам силового трансформатора и позволяет осуществлять регулировку тока в каждой из нагрузочных цепей независимо друг от друга. Принципиальная электрическая схема трехканального устройства управления токами нагрузки, чертежи печатной платы и монтажной платы приведены на рис. 9.

Сетевое напряжение (~220 В) понижается силовым трансформатором до расчетных значений напряжений U₂, U_3, U₄ (см.п.2.2.1) и подается на схемы регулирования тока 1,2 и 3, состоящие из мощных силовых симисторов и интегральных драйверов. Интегральный драйвер выполнен на основе интегральной микросхемы КР1182ПМ1, предназначенной для регулирования тока через активную нагрузку мощностью до 150 Вт, либо для управления внешними тиристорами, либо симисторами. На выводах 14 и 15, а также 10 и 11 микросхемы формируются импульсы с частотой питающей электросети, скважность импульсов зависит от сопротивления переменного резистора, которым и осуществляется регулирование тока через активную нагрузку (лодочку-испаритель). Каналы 1 и 2, управляющие мощными симисторами ТС-161-160-2, обеспечивают регулировку тока через испарители. Канал 3 предназначается для управления током через нихромовую спираль, служащую для подогревания подложки, в нем использован симиcтор средней мощности ТС122-25-2, рассчитанных на токи до 10 А. Оптимальная технология изготовления печатной платы трехканального устройства регулирования тока приведены в табл.2

Рис. 9 Принципиальная схема управления тока спиралей

Примечание: Блоки А1; А2; А3 эдентичны, за исключением блока А3 где установлен семистор ТС122-25-2

Похожие работы

Схемотехническое и функциональное проектирование вакуумной коммутационной аппаратуры

Скачать

172573

0

0

... вующих систем автоматизированного проектирования подтвердил отсутствие разработок по автоматизации схемотехнического и функци- онального проектирования объектов класса ВКА. . - 41 - 2. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ВАКУУМНОЙ КОММУТАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ 2.1. Системная модель ВКА при функциональном и схемотехни- ческом проектировании. Анализ существующих конструкций ВКА ...

Разработка источников диффузионного легирования для производства кремниевых солнечных элементов

Скачать

152301

14

18

... что образование на тыльной стороне p – n перехода существенно ухудшает электрофизические параметры СЭ. ВЫВОДЫ Одним из наиболее перспективных методов диффузионного легирования кремния для производства кремниевых солнечных элементов является диффузия из поверхностного источника. Особенностью этого метода является то, что создание слоя примесносиликатного стекла, из которого будет идти диффузия ...

Разработка композита на основе более дешевых компонентов и технологической схемы его производства

Скачать

72115

9

2

... пород. 4.  возможность использования в рецептуре композита вторичных сырьевых материалов (отходов потребления полимерной химии и деревопереработки) без ухудшения качества композита. 5.  разработка двух технологических схем производства микрокомпозита (экструдер-режущее устройство-сушка-упаковка) и нанокомпозита (виброакустическая мельница – экструдер-режущее устройство). 5. Расчетно- ...

Давно ли люди гибнут за металл и как именно закалялась сталь

Скачать

399022

0

36

... они брали ту самую "чистую" медь, почему соединили ее именно с оловом, а не с каким-нибудь другим металлом, в каких месторождениях встречается в природе медь, в каких именно химических соединениях, где эти месторождения расположены и насколько легко было древним людям ее вырабатывать и переплавлять? Очень странно, что кабинетные историки совершенно не утруждают себя подобными вопросами. А, ведь, ...