DE102006043898A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Plasmaanlage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Plasmaanlage (2) und ein Verfahren hierfür, insbesondere eine Plasma-Beschichtungsvorrichtung, bei der ein Lichtbogen (3) und/oder ein Durchschlag zwischen mindestens einem Elektroden-Paar (4, 5) auftreten kann. Bei Auftreten des Lichtbogens (3) wird eine Energiezufuhr zu den Elektroden (4, 5) unterdrückt. Durch eine Betrachtung eines Stromes (I) und/oder einer Spannung (U) wird mit einer Steuerschaltung (8) der früheste Zeitpunkt für ein Wiedereinschalten der Energiezufuhr festgestellt und damit der Zeitpunkt für ein Wiedereinzünden eines Plasmas bestimmt. Dadurch wird die Beschichtungszeit verkürzt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Plasmaanlage, insbesondere eine Plasma-Beschichtungsvorrichtung, bei der ein Lichtbogen und/oder ein Durchschlag zwischen mindestens einem Elektroden-Paar auftreten kann, wobei die Plasmaanlage eine elektrische Versorgungseinheit mit einer elektrischen Energiequelle, deren Ausgangsanschlüsse mit den Elektroden der Plasmaanlage verbunden sind, und eine Steuerschaltung zum Erkennen des Auftretens des Lichtbogens bzw. des Durchschlags umfasst.
  • Bei Auftreten des Lichtbogens bzw. des Durchschlags unterbricht die Steuerschaltung die Energiezufuhr zu den Ausgangsanschlüssen und die elektrische Energiequelle wechselt von einem Last-Zustand in einen Leerlauf-Zustand.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Versorgungseinheit für eine Plasmaanlage, insbesondere eine Plasma-Beschichtungsvorrichtung, bei der ein Lichtbogen und/oder ein Durchschlag zwischen mindestens einem Elektrodenpaar auftreten kann, mit einer elektrischen Energiequelle, deren Ausgangsanschlüsse mit den Elektroden der Plasmaanlage verbunden sind, und mit einer Steuerschaltung zum Erkennen des Auftretens des Lichtbogens bzw. des Durchschlags, welche bei Auftreten des Lichtbogens bzw. des Durchschlags die Energiezufuhr zu den Ausgangsanschlüssen unterbricht und die elektrische Energiequelle von einem Last-Zustand in einen Leerlauf-Zustand versetzt.
  • Plasmaanlagen, für die die elektrische Versorgungseinheit bestimmt ist, werden beispielsweise zum „Besputtern" oder Beschichten von beispielsweise CDs, DVDs, Computer-Festplatten, Fensterscheiben, Brillengläsern, Folien, elektronischen Bauteilen und Textilien eingesetzt. Derartige Anlagen oder Einheiten haben eine elektrische Leistung in der Größenordnung von ca. einigen kW bis zu mehr als 100 kW. Die an die Elekt roden angelegte Betriebsspannung liegt dabei typischerweise in der Größenordnung von 300 V bis 1000 V, insbesondere von 500 V. Selbstverständlich sind dabei Abweichungen nach oben und/oder unten möglich. In der Offenlegungsschrift DE 102 08 173 A1 ist beispielsweise eine solche elektrische Versorgungseinheit beschrieben.
  • Bei der Entwicklung von elektrischen Versorgungseinheiten oder „DC Plasma Power Supplies" stehen die Entwickler neben beispielsweise folgenden verschiedenen konkurrierenden Zielen:
    • a) Reduzierung einer Ripple-Spannung am Ausgang der elektrischen Versorgungseinheit oder eines Schaltnetzteils, damit die für einen Beschichtungsprozess notwendige Spannung einen möglichst geringen Oberwellengehalt aufweist, welcher für eine exakte Messung der in den Prozess, insbesondere in den Plasmaprozess, eingebrachten Energie vorteilhaft ist,
    • b) Reduzierung der Lichtbogen- und/oder Durchschlags-Energie, welche dem Fachmann auch als ARC-Energie bekannt ist, um beispielsweise Beschädigungen an den zu beschichtenden Oberflächen und/oder an den Elektroden zu vermeiden,
    • c) Bereitstellung großer Zündspannungen, damit beispielsweise auch oxidierte oder verschmutzte Elektroden sicher zünden, auch dem Ziel
    • d) Reduzierung einer effektiven Beschichtungszeit gegenüber.
  • DE 199 37 859 A1 beschreibt eine elektrische Versorgungseinheit mit einer Spannungs-Unterbrechungsschaltung, welche aber aufgrund von Spannungsinversionen zu unerwünschten Effekten, beispielsweise „Mousebites", führen kann.
  • In US 5,535,906 und EP 1 195 793 A2 sind je eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, welche in einer aufwändigen Art und Weise die Häufigkeit von Lichtbögen unterdrücken.
  • DE 196 23 654 A1 beschreibt einen Lichtbogen-Steuer- und Umschaltelementschutz, welcher eine Umkehr-Vorspannung an die Elektroden anlegt.
  • In EP 0 692 138 B1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, welche mit einer Umkehrspannung Lichtbögen vermeidet und unterdrückt ohne den Plasmaprozess auszulöschen.
  • Bei den bekannten Verfahren oder Vorrichtungen ist es von Nachteil, dass entweder der Aufwand zur Unterdrückung und/oder Vermeidung von Lichtbögen immens hoch ist, oder dass die Totzeit nach Auftreten eines Lichtbogens und somit die effektive Beschichtungszeit unerwünscht lang ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, in einfacher Weise Störungen und/oder Schäden durch eine zu hohe Lichtbogen- und/oder Durchschlagsenergie zu unterdrücken und gleichzeitig die Beschichtungszeit zu verkürzen.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Plasmaanlage, insbesondere bei einer Plasma-Beschichtungsvorrichtung, der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Leerlauf-Zustand bis zu einem Zeitpunkt dauert, der nach jeder Unterbrechung jeweils dadurch gegeben ist, dass ein – vorgegebener, voreingestellter oder voreinstellbarer – Stromgrenzwertes eines Stromes, welcher über die Elektroden fließt, erreicht ist.
  • Durch eine gleichzeitige Betrachtung des Stromes und einer Ausschalt-Zeit, welche bislang fest parametriert war, wurde bei bekannten Vorrichtungen in einer „blinden Art und Weise" die Energiezufuhr periodisch unterbrochen. Mit einer Sensorik zur Feststellung des frühesten Zeitpunktes für ein Wiedereinschalten lässt sich mit der Erfindung solch eine Anlage wirtschaftlicher betreiben, da Maßnahmen zur Verkürzung der Beschichtungszeit quasi abhängig von der Energie des Lichtbogens, also dynamisch oder ereignisabhängig, ergriffen werden.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist, dass ein Zustandswechsel von dem Leerlauf-Zustand in den Lastzustand abhängig vom aktuellen Betrag des Stromes und/oder vom aktuellen Betrag der an den Elektroden anliegenden Spannung ist. Mit Vorteil ist so gewährleistet, dass vorzugsweise durch eine Betrachtung und Auswertung des Stromes eine Verzögerung zwischen dem Zustandswechsel besonders minimiert ist.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die Steuerschaltung zur Messung des Stromes und/oder einer an den Elektroden anliegenden Spannung hergerichtet. Vorteilhaft kann beispielsweise der Strom über einen Stromwandler mit einem nachgeschalteten Stromnullwert-Komparator bewertet werden. Alternativ kann der Zustandswechsel auch durch eine Spannungsmessung oder eine kombinierte Spannungs- und Strommessung ausgelöst sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuerschaltung über einen Steuerausgang, welcher mit der elektrischen Energiequelle verbunden ist, für den Zustandswechsel hergerichtet. Vorzugsweise ist der Steuerausgang mit einem wie in DE 102 08 173 A1 beschriebenen Wechselrichter verbunden und kann den Wechselrichter, welcher Bestandteil der elektrischen Energiequelle ist, aktivieren oder deaktivieren.
  • Die verfahrensgemäße Aufgabe wird bezogen auf das eingangs genannte Verfahren dadurch gelöst, dass
    nach Erkennen des Auftretens des Lichtbogens bzw. des Durchschlags
    • a) ein Strom, welcher über die Elektroden fließt, mit einem vorgegebenen Stromgrenzwert verglichen wird, und/oder
    • b) eine Spannung, welche an den Elektroden anliegt, mit einem vorgegebenen Spannungsgrenzwert verglichen wird, und
    • c) bei Erreichen des Stromgrenzwertes bzw. des Spannungsgrenzwertes die Unterbrechung aufgehoben wird.
  • Ähnlich einer Regelungseinrichtung kann somit ohne eine nennenswerte Verzögerung die Energiezufuhr für den in einem Op timalfall kontinuierlich ablaufenden Plasmaprozess oder Beschichtungsprozess nach einem Lichtbogen wieder zugeschaltet werden.
  • In weiterer bevorzugter Ausgestaltung wird ein Zustandswechsel, von dem Leerlauf-Zustand in den Lastzustand, in Abhängigkeit vom aktuellen Betrag des Stromes ausgelöst.
  • Mit Vorteil ist so gewährleistet, dass eine Verzögerung zwischen dem Zustandswechsel besonders minimiert wird.
  • Alternativ kann der Zustandswechsel, von dem Leerlauf-Zustand in den Lastzustand, in Abhängigkeit vom aktuellen Betrag der Spannung ausgelöst werden.
  • Mit besonderem Vorteil wird die Versorgungseinheit derart betrieben, dass der Lichtbogen bzw. der Durchschlag mit Erreichen eines der Grenzwerte verloschen ist und es wird ein unkontrolliertes Zünden eines Plasmas durch den Zustandswechsel von dem Leerlauf-Zustand in den Last-Zustand vermieden. Das kontrollierte Führen eines Sputter-Prozesses ist für Qualität und Güte der zu veredelnden Oberflächen von besonderem Vorteil.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist, dass keine fest eingestellte Totzeit nach Auftreten des Lichtbogens bzw. des Durchschlags verwendet wird. Unter Totzeit ist die Summe der Zeiten, welche sich aus einem Lichtbogen-Bereich und aus einem Pausen-Bereich ergibt, zu verstehen. Durch den ereignisabhängigen Zustandswechsel wird eine Beschichtungszeit eines Materials, insbesondere eines Bauteils, verkürzt. Bezogen auf eine Massen und/oder Serienfertigung ist hier durch die Erfinder ein Einsparpotential im Hinblick auf die Gesamtfertigungszeit einer bestimmten Losgröße erkannt worden.
  • Zweckmäßig ist, dass eine Pausenzeit nach Erreichen des Stromgrenzwertes bzw. des Spannungsgrenzwertes mit einem Wert aus dem Bereich ins bis 10 μs angewendet wird. Um beispiels weise einem zeitlichen Jitter oder einer zeitlichen Unschärfe aufgrund von Bauteilerwärmung, Exemplarstreuungen von Bauteilen oder EMV-Effekten vorzubeugen wird die Pausenzeit nicht gänzlich zu Null gewählt, sondern auf eine Pausenzeit eingestellt, die dem Zeit- und/oder dem Frequenzverhalten der elektrischen Versorgungseinheit und der Plasmaanlage entspricht. Wobei dabei auch durchaus eine Pausenzeit mit annähernd Null vorkommen kann.
  • Vorzugsweise wird die elektrische Versorgungseinheit mit einem Tastverhältnis im Bereich zwischen 92 % und 98 %, insbesondere im Bereich von 95 %, betrieben. Ein hohes Tastverhältnis erlaubt eine optimale Dimensionierung von Filterelementen und einen vorteilhaften Einsatz von beispielsweise einem Ausgangskondensator und einer Ausgangsinduktivität.
  • Ein bevorzugtes, jedoch keinesfalls einschränkendes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Zur Verdeutlichung ist die Zeichnung nicht maßstäblich ausgeführt, und gewisse Merkmale sind nur schematisiert dargestellt. Im Einzelnen zeigt die
  • 1 eine Plasmaanlage mit einer elektrischen Versorgungseinheit,
  • 2 Spannungs- und Stromverläufe an Elektroden einer Plasmaanlage nach dem Stand der Technik, und die
  • 3 einen Stromverlauf an den Elektroden der Plasmaanlage der 1.
  • 1 zeigt eine elektrische Versorgungseinheit 1 mit einer Energiequelle 100. Die Energiequelle 100 mit ihren Ausgangsanschlüssen A+, A ist ein Schaltnetzteil, wie es beispielsweise in DE 102 08 173 A1 beschrieben ist. Der positive Ausgangsanschluss A+ des Schaltnetzteils 100 ist mit einer Elektrode, der Anodenelektrode 4, einer Plasmaanlage 2 verbunden. Der negative Ausgangsanschluss A ist über eine Induktivität L mit einer weiteren Elektrode, der Kathodenelektrode 5, der Plasmaanlage 2 verbunden. Über die Elektroden 4 und 5 fließt ein Strom I, welcher einen Spannungsabfall U zur Folge hat.
  • Die Versorgungseinheit 1 weist weiterhin eine Steuerschaltung 8 auf, die für drei Aufgaben hergerichtet ist:
    • 1. Erfassen des Stromes I und der Spannung U mittels einer Strommesseinrichtung 15 und einer Spannungsmesseinrichtung 16.
    • 2. Bewerten der Messgrößen nach mindestens einer der Kriterien: Spannungseinbruch, Überschreiten einer maximalen Spannungsgrenze, Unterschreiten einer minimalen Spannungsgrenze, Erfassen eines schnellen Stromanstiegs, Überschreiten einer maximalen Stromgrenze und Unterschreiten einer minimalen Stromgrenze.
    • 3. Steuern des Schaltnetzteils 100.
  • Mittels zweier Messeingänge nimmt die Steuerschaltung 8 die Strom- und Spannungswerte I, U der Messeinrichtungen 15 und 16 entgegen und überwacht diese auf ein Eintreten eines Lichtbogens 3 – auch als ARC bezeichnet. Ist ein solcher detektiert, wird über einen Steuerausgang 10 der Steuerschaltung 8 das Schaltnetzteil 100 in einen Leerlauf-Betrieb versetzt, d.h. ein Ausgangsgleichrichter 14 des Schaltnetzteiles 100 wird nun im Freilauf betrieben und ein Wechselrichter des Schaltnetzteils 100 wird deaktiviert. Es gelangt nun keine weitere Energie mehr über die Ausgangsklemmen A+ und A zur Plasmaanlage 2. Der Wechselrichter kann also über den Steuerausgang 10 aktiviert oder deaktiviert werden. Eine Aktivierung bedeutet, dass ein Energiefluss zu den Ausgangsanschlüssen A+ und A gewährleistet ist. Eine Deaktivierung bedeutet, dass der Energiefluss zu den Ausgangsanschlüssen A+ und A unterbrochen ist. Ein Kondensator C ist als Filterelement zwischen die Ausgangsanschlüsse A und A+ geschaltet.
  • Bei Auftreten eines Lichtbogens 3 bricht die Spannung U von einer Plasma-Spannung von ca. 500 V auf einen Bereich einer Lichtbogenspannung um ca. 80 V ein. Dies ist die Spannung, bei der der Lichtbogen brennt. Ist der Lichtbogen 3 also über eine Grenzwertdefinition mittels der Steuerschaltung 8 erkannt worden und der Energiefluss zu den Ausgangsklemmen A+ und A unterbrochen, dann kann sich eine in der Induktivität L gespeicherte Energie als Stromfluss über den Ausgangsgleichrichter 14 mit dem parallel geschalteten Kondensator C über die Elektroden 4 und 5 entladen. Der durch die Induktivität L getriebene Strom I nähert sich dem Stromgrenzwert IAUS = 0. Mit Erreichen des Stromgrenzwertes IAUS = 0 kann sicher gesagt werden, dass der Lichtbogen 3 verloschen ist. Gleichzeitig sinkt die Lichtbogenspannung, welche zuvor einen Wert von ca. 80 V hatte auch annähernd auf Null. Der Strom I und die Spannung U haben den Zeitpunkt des Verlöschens 42 (s. 2) erreicht. Von nun an wird die Energiezufuhr des Schaltnetzteils 100 zu den Ausgangsklemmen A+ und A wieder frei geschaltet. Nach dem Zeitpunkt des Verlöschens 42 kann ein neuer Plasma-Brennprozess gestartet werden.
  • Eine nach dem Stand der Technik fest vorgegebene Wartezeit bis zum nächsten Wiedereinzünden des Plasmas ist mit der Erfindung hinfällig geworden. Da die Wartezeit von dem zu beschichtenden Material, dem Plasma-Gas-Gemisch, dem Plasma-Druck und der Reinheit des Sputter-Materials abhängt, musste früher eine großzügige Reserve auf die Wartezeit nach einem Lichtbogen aufgerechnet werden, um jeder Materialeigenschaft gerecht zu werden. Eine fest vorgegebene Wartezeit ist erfindungsgemäß nicht mehr notwendig.
  • 2 zeigt den Stromverlauf 34 des Stromes I, welcher über die Elektroden 4 und 5 aus 1 fließt und den Spannungsverlauf 30 der Spannung U, welche zwischen den Elektroden 4 und 5 aus 1 messbar ist. Die Kurven 30 und 34 repräsentieren einen Spannungsverlauf U bzw. einen Stromverlauf I, die sich ohne die erfindungsgemäße Grenzwertüberwachung und das dadurch bedingte Zuschalten des Wechselrichters, also nach dem Stand der Technik, an der Vorrichtung gemäß 1 ergeben würden.
  • Die Kurvenverläufe lassen sich grundsätzlich in vier Bereiche aufteilen: einen Plasma-Bereich 20, einen Lichtbogen-Bereich 21, einen Pausen-Bereich 22 und einen Zünd-Bereich 23. Der dargestellte Spannungsverlauf 30 startet im Plasma-Bereich 20 mit der Plasma-Spannung von 500 V. Beim Auftreten eines Lichtbogens 3 zum Zeitpunkt 40 bricht die Spannung U von der Plasma-Spannung auf die Lichtbogenspannung von ca. 80 V ein. Der Spannungsverlauf 30 wechselt von dem Plasma-Bereich 20 in den Lichtbogen-Bereich 21. Für den Stromverlauf 34 gilt im Plasma-Bereich 20 eine Stromstärke von ca. 10 A, welche man auch als Plasma-Strom bezeichnen kann. Mit Auftreten des Lichtbogens 3 zum Zeitpunkt 40 erfährt der Strom I eine etwa 10%ige Erhöhung, fällt aber sodann kontinuierlich bis zu einem Zeitpunkt des Verlöschens 42 des Lichtbogens 3 ab. Mit Ende des Lichtbogen-Bereichs 21 ist die Spannung U annähernd zu Null geworden auch der Stromverlauf 34 des Stromes I hat seinen Nullpunkt erreicht und damit ist der Lichtbogen verloschen. Es folgt ein fest eingestellter Pausenbereich 22, in dem die Spannung U und der Strom I Null bleiben, bis zu einem Zündbereich 23. Im Zündbereich 23 steigen Strom und Spannung auf ihre Plasma-Werte an und der Plasma-Betrieb kann im Plasma-Bereich 20 weiterlaufen. Der Pausenbereich 22 ist – zusammen mit dem Lichtbogen-Bereich 21 – derart eingestellt, dass auch stärkere Lichtbögen (3), deren Stromverläufe 34', 34'' beispielhaft gestrichelt eingezeichnet sind, noch sicher innerhalb des Pausenbereichs 22 erlöschen.
  • Die nach dem Stand der Technik fest vorgegebene Tot- oder Wartezeit bis zum nächsten Wiedereinzünden des Plasmas, welche den Lichtbogenbereich 21 und den Pausenbereich 22 abdeckt, kann nun erfindungsgemäß erheblich verkürzt werden.
  • 3 zeigt diese Verkürzung. Der Stromverlauf 34 aus 2 ist dem Stromverlauf 35 bis zum Erreichen des Zeitpunktes des Verlöschens 42 ähnlich. Nach Erreichen des Zeitpunktes des Verlöschens 42 bleibt der Strom I des Stromverlaufs 35 für eine Zeit, die einem Sicherheitsbereich 22a entspricht, Null. Die Zeit des Sicherheitsbereichs 22a beträgt 1 μs, wird aber vorzugsweise zu Null gewählt. Auch die Ströme bei denen kleinere Lichtbögen auftreten, deren Stromverläufe 35a, 35b beispielhaft gestrichelt in 3 eingezeichnet sind, können mit der Erfindung nach Erkennen eines Lichtbogens 3 und seinem Verlöschen unverzüglich auf ihren angestrebten prozessbedingten Plasma-Strom gebracht werden.
  • Durch die Messung von Strom I und Spannung U gemäß 1 und die Auswertung der Strom- und Spannungswerte hinsichtlich eines tatsächlichen Verlöschens des Lichtbogens kann der Pausenbereich 22 (siehe 2) in seiner Zeitausdehnung auf einen Bruchteil 22a der bisherigen Zeitausdehnung verkleinert oder ganz auf Null gesetzt werden. Mit Erreichen des Zeitpunktes des Verlöschens 42 kann der Zündbereich 23 unmittelbar an den Lichtbogenbereich 21 anschließen. Der bei bekannten Verfahren aus Unkenntnis über den richtigen Zeitpunkt für ein Wiedereinzünden des Plasmas großzügig gewählte Pausenbereich 22 (siehe 2) ist nicht mehr notwendig.
  • Weiterhin sind die Zeiten stark materialabhängig und ohne das erfindungsgemäße Bestimmen des Wiedereinschaltzeitpunktes konnte es auch dazu kommen, dass der fest vorgegebene Pausenbereich 22 nicht ausreichte und somit zu früh die Energiezufuhr eingeschaltet wurde. Durch den fortlaufend zu früh gestarteten Plasmaprozess, welcher dadurch unmittelbar wieder in den ungewollten Zündbereich wechselte, wurde eine Gesamtfertigungszeit unnötig verzögert.

Claims (11)

  1. Plasmaanlage (2), insbesondere Plasma-Beschichtungsvorrichtung, bei der ein Lichtbogen (3) und/oder ein Durchschlag zwischen mindestens einem Elektroden-Paar (4, 5) auftreten kann, umfassend eine elektrische Versorgungseinheit (1), mit – einer elektrischen Energiequelle (100), deren Ausgangsanschlüsse (A+, A) mit den Elektroden (4, 5) der Plasmaanlage (2) verbunden sind, und – einer Steuerschaltung (8) zum Erkennen des Auftretens des Lichtbogens (3) bzw. des Durchschlags, welche bei Auftreten des Lichtbogens (3) bzw. des Durchschlags die Energiezufuhr zu den Ausgangsanschlüssen (A+, A) unterbricht und die elektrische Energiequelle (100) von einem Last-Zustand in einen Leerlauf-Zustand versetzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Leerlauf-Zustand bis zu einem Zeitpunkt (42) dauert, der nach jeder Unterbrechung jeweils dadurch gegeben ist, dass ein Stromgrenzwert (IAUS) eines Stromes (I), welcher über die Elektroden (4, 5) fließt, erreicht ist.
  2. Plasmaanlage (2), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zustandswechsel von dem Leerlauf-Zustand in den Last-Zustand abhängig vom aktuellen Betrag des Stromes (I) und/oder vom aktuellen Betrag der an den Elektroden (4, 5) anliegenden Spannung (U) ist.
  3. Plasmaanlage (2), nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (8) zur Messung des Stromes (I) und/oder der Spannung (U) hergerichtet ist.
  4. Plasmaanlage (2), nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (8) über einen Steuerausgang (10), welcher mit der elektrischen Energiequelle (100) verbunden ist, für den Zustandswechsel hergerichtet ist.
  5. Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Versorgungseinheit (1) für eine Plasmaanlage (2), insbesondere eine Plasma-Beschichtungsvorrichtung, bei der ein Lichtbogen (3) und/oder ein Durchschlag zwischen mindestens einem Elektrodenpaar (4, 5) auftreten kann, mit – einer elektrischen Energiequelle (100), deren Ausgangsanschlüsse (A+, A) mit den Elektroden (4, 5) der Plasmaanlage (2) verbunden sind, und – einer Steuerschaltung (8) zum Erkennen des Auftretens des Lichtbogens (3) bzw. des Durchschlags, welche bei Auftreten des Lichtbogens (3) bzw. des Durchschlags die Energiezufuhr zu den Ausgangsanschlüssen (A+, A) unterbricht und die elektrische Energiequelle (100) von einem Last-Zustand in einen Leerlauf-Zustand versetzt, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erkennen des Auftretens des Lichtbogens (3) bzw. des Durchschlags a) ein Strom (I), welcher über die Elektroden (4, 5) fließt, mit einem vorgegebenen Stromgrenzwert (IAUS) verglichen wird, und/oder b) eine Spannung (U), welche an den Elektroden (4, 5) anliegt, mit einem vorgegebenen Spannungsgrenzwert (UAUS) verglichen wird, und c) bei Erreichen des Stromgrenzwertes (IAUS) bzw. des Spannungsgrenzwertes (UAUS) die Unterbrechung aufgehoben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zustandswechsel von dem Leerlauf-Zustand in den Lastzustand in Abhängigkeit vom aktuellen Betrag des Stromes (I) ausgelöst wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zustandswechsel von dem Leerlauf-Zustand in den Lastzustand in Abhängigkeit vom aktuellen Betrag der Spannung (U) ausgelöst wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (1) derart betrieben wird, dass der Lichtbogen (3) bzw. der Durchschlag mit Erreichen eines der Grenzwerte (IAUS, UAUS) verloschen ist, und dass ein unkontrolliertes Zünden eines Plasmas durch den Zustandswechsel von dem Leerlauf-Zustand in den Last-Zustand vermieden wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass keine fest eingestellte Totzeit (21 + 22) nach Auftreten eines Lichtbogens (3) bzw. Durchschlags verwendet wird.
  10. Verfahren nach Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pausenzeit (22) nach Erreichen des Stromgrenzwertes (IAUS) bzw. des Spannungsgrenzwertes (UAUS) mit einem Wert aus dem Bereich ins bis 10 μs angewendet wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Versorgungseinheit (1) mit einem Tastverhältnis im Bereich zwischen 92 % und 98 %, vorzugsweise im Bereich von 95 % betrieben wird.
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