CN211645373U - 一种真空镀膜蒸发源控制装置的模拟量变换输出模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于真空镀膜蒸发源控制装置的模拟量变换输出模块，该输出模块包括高速光耦、数模转换电路、基准电源电路、四种标准电压输出模式电路、两种标准电流输出模式电路和输出模式选择组合电路。本实用新型的的模拟量变换输出模块结构简单，调节方式多样，具有四种标准电压输出模式，且工作可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种真空镀膜设备的蒸发源控制装置，特别是涉及一种基于真空镀膜蒸发源控制装置的模拟量变换输出模块。
背景技术
蒸发镀膜与其他真空镀膜方法相比，具有较高的沉积速率，可镀制单质以及得到不易热分解的化合物膜的特点。蒸发镀膜设备是一种通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面上的设备。蒸发镀膜设备也称为真空镀膜机或者真空镀膜系统。蒸发镀膜设备包括真空罩（也称为真空镀膜室）和抽真空系统，还包括设置在真空罩中的基片和蒸发源。基片位于蒸发源上方。基片就是待镀工件，如金属、陶瓷、塑料等。蒸发源是用来加热膜材使之气化蒸发的装置。所述的膜材就是蒸发物质，蒸发物质通常为固体金属（例如铝）和化合物。
蒸发源有三种类型。①电阻加热源：用难熔金属如钨、钽制成舟箔或丝状,通以电流,加热在它上方的或置于坩埚中的蒸发物质。电阻加热源主要用于蒸发Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料；②高频感应加热源：用高频感应电流加热坩埚和蒸发物质；③电子束加热源：适用于蒸发温度较高（不低于2000℃）的材料，即用电子束轰击材料使其蒸发。蒸发源是真空镀膜设备的核心组件。真空镀膜设备根据设备规格大小配置数量不等的蒸发源。蒸发源控制的自动化程度、精度和稳定性是关系镀膜效率、薄膜质量的关键因素之一。
现有技术对变压器一次侧的电流电压调节方式均较为简单，电压输出的模式较少。
发明内容
为避免上述技术的不足，本实用新型要解决的技术问题也即本实用新型的目的是，提供一种电压输出的模式较多的真空镀膜蒸发源控制装置的模拟量变换输出模块。
本实用新型的技术方案是：本实用新型的
模拟量变换输出模块，包括高速光耦、数模转换电路、基准电源电路、四种标准电压输出模式电路、两种标准电流输出模式电路和输出模式选择组合电路；高速光耦设有输入端和输出端；数模转换电路设有输入端、输出端和电源端；基准电源电路设有输入端和输出端；四种标准电压输出模式电路设有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；两种标准电流输出模式电路设有第一输入端、第二输入端和输出端；输出模式选择组合电路设有第一输出端和第二输出端。
高速光耦的输入端即为模拟量变换输出模块的输入端；高速光耦的输出端与数模转换电路的输入端相连；数模转换电路的电源端与基准电源电路的输出端相连；数模转换电路的输出端与四种标准电压输出模式电路的第一输入端相连；四种标准电压输出模式电路的第二输入端与输出模式选择组合电路的第一输出端相连；四种标准电压输出模式电路的第二输出端与两种标准电流输出模式电路的第二输入端相连；两种标准电流输出模式电路的第一输入端与输出模式选择组合电路的第二输出端相连。
本实用新型具有的积极效果：
（1）本实用新型的的模拟量变换输出模块结构简单，调节方式多样，具有四种标准电压输出模式，且工作可靠。
附图说明
图1为本实用新型的模拟量变换输出模块的结构框图。
图2为图1所示的模拟量变换输出模块用于蒸发源控制装置中时，该蒸发源控制装置的结构框图。
上述附图中的附图标记如下：
微控制器1，开关量调理模块2，光电隔离器3，光电隔离器4，开关量输出驱动模块5，模拟量输入调理模块 6，模拟量变换输出模块 7，光电隔离器8，CAN总线接口模块9，主控制器包括电源模块10，状态指示接口11，高速光耦7a，数模转换电路7b，基准电源电路7c，四种标准电压输出模式电路7d，两种标准电流输出模式电路7e，输出模式选择组合电路7f。
具体实施方式
（实施例1、模拟量变换输出模块）
见图1，本实施例的模拟量变换输出模块7包括高速光耦7a、数模转换电路7b、基准电源电路7c、四种标准电压输出模式电路7d、两种标准电流输出模式电路7e和输出模式选择组合电路7f。其中的四种标准电压输出模式电路7d、两种标准电流输出模式电路7e和输出模式选择组合电路7f组成信号调理模块，且四种标准电压输出模式电路7d和两种标准电流输出模式电路7e具有放大和滤波功能。
高速光耦7a设有输入端和输出端；数模转换电路7b设有输入端、输出端和电源端；基准电源电路7c设有输入端和输出端；四种标准电压输出模式电路7d设有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；两种标准电流输出模式电路7e设有第一输入端、第二输入端和输出端；输出模式选择组合电路7f设有第一输出端和第二输出端。
高速光耦7a的输入端即为模拟量变换输出模块7的输入端；高速光耦7a的输出端与数模转换电路7b的输入端相连；数模转换电路7b的电源端与基准电源电路7c的输出端相连；数模转换电路7b的输出端与四种标准电压输出模式电路7d的第一输入端相连；四种标准电压输出模式电路7d的第二输入端与输出模式选择组合电路7f的第一输出端相连；四种标准电压输出模式电路7d的第二输出端与两种标准电流输出模式电路7e的第二输入端相连；两种标准电流输出模式电路7e的第一输入端与输出模式选择组合电路7f的第二输出端相连。
（应用例1、真空镀膜设备的蒸发源控制装置）
见图2，本应用例的真空镀膜设备的蒸发源控制装置包括主控制器和CAN总线。主控制器包括电源模块10、微控制器1、开关量调理模块2、开关量输出驱动模块5、模拟量输入调理模块6、CAN总线接口模块9、状态指示接口11和实施例1得到的模拟量变换输出模块7。
主控制器使用时能够由其微控制器1通过CAN总线接口模块9与CAN总线双向信号连接。
微控制器1为主控制器的控制中心，为高性能的8/16位单片机，其型号为AT90128CAN。
开关量调理模块2是使用时能够对开关输入量的电平进行转换和整型的电路，其输入端与开关量控制仪表相连，输出端通过光电隔离器3与微控制器1相连。
开关量输出驱动模块5是使用时能够对开关输出信号隔离和放大的电路，其输入端通过光电隔离器4与微控制器1相连，另输出端与开关量仪表接口相连。模拟量输入调理模块6是使用时能够用于多路模拟量的滤波和调理电路，其输入端与多个传感器相连，输出端与微控制器1相连。
模拟量变换输出模块7是使用时能够用于把输出的数字控制信号转换为多种标准的模拟控制信号的电路，其输入端与微控制器1相连，输出端与控制仪表相连。
电源模块10可为各输入、输出模块和微控制器1提供隔离电源。电源模块10选用DC-DC开关电源，其可将5V转换为与之隔离的±15V电源，以供模拟量输出模块使用。
状态指示接口11是使用时可指示主控制器所处的工作状态的电路，其输入端与微控制器1相连，输出端与外围指示二极管相连。状态指示接口11根据控制程序的输出信号显示当前主控制器模块的状态信息，包括工作状态、通信状态、报警状态等。
本应用例的真空镀膜设备的蒸发源控制装置在使用时，其微控制器1与管理计算机以及其他控制节点相配合，从而实现对真空镀膜设备蒸发源进行控制的过程：
（1）主控制器上电后所述的蒸发源控制装置系统进行初始化，其中包含系统自检，微控制器1将自检得到的信息以及工作过程中的重要信息进行存储。
（2）微控制器1对各端口的开关信号和模拟量输入信号进行采集，并对输入信号进行数字滤波和去除畸点等预处理，然后进行存储；对CAN信息进行接收和处理，也即将从总线上接受来自管理计算机以及其他控制节点的信息，按照应用层协议进行解码，并将其中的用于对工作模式和控制模式进行选择的码字和控制目标值存入相应的存储器中；对从各端口采集的开关信号和模拟量输入信号信息进行故障诊断。
（3）经上述故障诊断，如存在故障，则向CAN总线发送信息，将系统检测、部分计算和处理结果等信息根据CAN应用层协议进行编码打包，然后启动相应的CAN消息发送函数而发送到CAN总线。
（4）经上述故障诊断，如不存在故障，则微控制器1调用存储器中的对工作模式进行选择的码字和控制目标值，在蒸发源启动预处理、蒸发源停止预处理、蒸发源算法控制和自诊断故障运行的子程序中选择相应一个运行；所述的对工作模式进行选择的码字和控制目标值中，还包括在循环运行本主程序的上一周期中，管理计算机接收到进行分闸操作的信息后所发出的运行“程序结束”子程序的码字（该码字的优先级大于其他码字），并且该码字是管理计算机向显示装置发出是否停机的询问信息后5分钟内无回应、或者是5分钟内人工输入确认指令后而发出的，若5分钟内人工输入否认指令则不发出该码字。
（4.1）若运行“程序结束”子程序，则微控制器1控制关闭主控制器的电源而停机。
（4.2）若运行“蒸发源启动预处理”子程序，则微控制器1通过开关量输出驱动模块5启动变压器一次侧电流电压调节硬件装置，使之处于就绪状态，可随时接收“蒸发源算法控制”子程序的控制信息并进行调节控制；如果是系统第一次工作，则通过开关量输出驱动模块5首先进行动力电合闸操作，然后通过开关量输出驱动模块5启动变压器一次侧电流电压调节硬件装置，使之处于就绪状态；然后将系统检测、部分计算和处理结果等信息根据CAN应用层协议进行编码打包，启动相应的CAN消息发送函数而发送到CAN总线。
（4.3）若运行“蒸发源关闭预处理”子程序，则微控制器1通过开关量输出驱动模块5关闭变压器一次侧电流电压调节硬件装置，使之处于待机状态，暂时不响应“蒸发源算法控制”子程序的控制信息；如果系统工作结束，则通过开关量输出驱动模块5进行动力电分闸操作；然后将系统检测、部分计算和处理结果等信息根据CAN应用层协议进行编码打包，启动相应的CAN消息发送函数而发送到CAN总线。
（4.4）若运行“自诊断故障运行”子程序，则微控制器1根据开关量调理模块2和模拟量输入调理模块6的信息综合判断是否发生故障以及故障类型，如果发生故障类型为过流、硬件故障，通过开关量输出驱动模块5对变压器一次侧电流电压调节硬件装置进行复位操作，复位后如果正常，则退出“自诊断故障运行”子程序；复位后如果仍然不正常，继续执行复位；连续执行3次复位，则认为系统不可恢复，直接调用“蒸发源关闭预处理”子程序，并通过开关量输出驱动模块5进行动力电分闸操作；如果故障类型为短路，直接通过开关量输出驱动模块5进行动力电分闸操作；然后将系统检测、部分计算和处理结果等信息根据CAN应用层协议进行编码打包，启动相应的CAN消息发送函数而发送到CAN总线。
（4.5）若运行蒸发源算法控制子程序，则微控制器1运行该子程序，然后将系统检测、部分计算和处理结果等信息根据CAN应用层协议进行编码打包，启动相应的CAN消息发送函数而发送到CAN总线。
如此反复循环，直至停机。
显然，上述实施例和应用例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
Claims (1)
1.一种真空镀膜蒸发源控制装置的模拟量变换输出模块，其特征在于：所述的模拟量变换输出模块（7）包括高速光耦（7a）、数模转换电路（7b）、基准电源电路（7c）、四种标准电压输出模式电路（7d）、两种标准电流输出模式电路（7e）和输出模式选择组合电路（7f）；高速光耦（7a）设有输入端和输出端；数模转换电路（7b）设有输入端、输出端和电源端；基准电源电路（7c）设有输入端和输出端；四种标准电压输出模式电路（7d）设有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；两种标准电流输出模式电路（7e）设有第一输入端、第二输入端和输出端；输出模式选择组合电路（7f）设有第一输出端和第二输出端；
高速光耦（7a）的输入端即为模拟量变换输出模块（7）的输入端；高速光耦（7a）的输出端与数模转换电路（7b）的输入端相连；数模转换电路（7b）的电源端与基准电源电路（7c）的输出端相连；数模转换电路（7b）的输出端与四种标准电压输出模式电路（7d）的第一输入端相连；四种标准电压输出模式电路（7d）的第二输入端与输出模式选择组合电路（7f）的第一输出端相连；四种标准电压输出模式电路（7d）的第二输出端与两种标准电流输出模式电路（7e）的第二输入端相连；两种标准电流输出模式电路（7e）的第一输入端与输出模式选择组合电路（7f）的第二输出端相连。
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| GR01 | Patent grant | ||
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