JPS63262458A - Direct-current power source device - Google Patents

Direct-current power source device

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JPS63262458A
JPS63262458A JP9699487A JP9699487A JPS63262458A JP S63262458 A JPS63262458 A JP S63262458A JP 9699487 A JP9699487 A JP 9699487A JP 9699487 A JP9699487 A JP 9699487A JP S63262458 A JPS63262458 A JP S63262458A
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voltage
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等 河野
Atsushi Okuno
敦 奥野
Michihiro Hayashi
林 満弘
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Shinko Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To rapidly eliminate the disturbance due to the variations in the load of the title DC power source device by detecting the load condition, and instantly controlling the energy inputted to the load. CONSTITUTION:When a load voltage drops for some reason or other in ion plating, etc., the drop is detected by a detecting circuit 15 and inputted to the reversal input terminal 100a of a comparator 100 as a voltage signal I0. Since a judging voltage is inputted to the other reversal input terminal 100b, arc is generated, and an H-active signal SP1 is outputted. Signals SP2 and SP3 are outputted from monostable multivibrators 103 and 104 in conformity with the signal SP1. The signal SP1 is inputted to a driver 105 and an AC/DC converter 103. As a result, the stored energy of a filter 14 is consumed, and the energy inputted to the load is reduced. A switch 102 is turned on by the signal S2, and the load voltage is increased to a value higher than the judging voltage or returned to the stationary state.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は電源装置に係り、特に、負荷の状態を検出し
て負荷に注入されるエネルギを即座に制限することがで
きる直流電源装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a power supply device, and more particularly to a DC power supply device that can detect the state of a load and immediately limit the energy injected into the load.

「従来の技術」 従来の直流電界を場にあたえてイオンを移動加速させる
イオンブレーティング装置は第4図に示すような構成で
あり、直流電界を場に与えるための直流電源装置が必要
である。
"Prior art" A conventional ion brating device that applies a DC electric field to a field to accelerate the movement of ions has a configuration as shown in Figure 4, and requires a DC power supply to apply a DC electric field to the field. .

すなわち、この図において」は真空槽でありアースされ
ている。
That is, in this figure, "" is a vacuum chamber and is grounded.

この真空槽lの、図面上左端、側面部ILにはチタンタ
ーゲツト板収納部2が形成されている。該収納部2には
チタンターゲツト板3が収納されている。チタンターゲ
ツト板3の一方の面3aには電極棒4が固定接続されて
おり、該電極棒4の左端部が上記真空1121に対して
絶縁された状態で真空槽外部に突出している。
A titanium target plate housing portion 2 is formed at the left end of the vacuum chamber 1 in the drawing, at a side surface IL. A titanium target plate 3 is housed in the housing section 2. An electrode rod 4 is fixedly connected to one surface 3a of the titanium target plate 3, and the left end of the electrode rod 4 protrudes outside the vacuum chamber while being insulated from the vacuum 1121.

さらに、上記真空槽lの左端側面部ILには穴5が形成
されており、アークスタート用電極6がX、Y方向に摺
動可能に、電気的に接続された状態で取り付けられてい
る。。
Further, a hole 5 is formed in the left end side surface IL of the vacuum chamber 1, and an arc starting electrode 6 is attached to the hole 5 so as to be slidable in the X and Y directions and electrically connected to the hole 5. .

7は第1のDC電源である。このDC電源のマイナス側
は上記型・柵棒4に接続され、一方プラス側は上記真空
槽Iに接続されており、このDC電源により上記電極棒
4、および上記チタンターゲツト板3はアースに対しマ
イナスにバイアスされる。
7 is a first DC power supply. The negative side of this DC power supply is connected to the mold/fence rod 4, while the positive side is connected to the vacuum chamber I, and this DC power supply connects the electrode rod 4 and the titanium target plate 3 to the ground. biased negatively.

8は第2のDC電源である。このDCII源8のプラス
側は真空槽lに接続される一方、マイナス側は真空槽1
に対し真空状態を維持した状態でゆっくり回動する回動
シャフト9に接続されている。
8 is a second DC power supply. The positive side of this DCII source 8 is connected to the vacuum chamber 1, while the negative side is connected to the vacuum chamber 1.
It is connected to a rotating shaft 9 that rotates slowly while maintaining a vacuum state.

この回動シャフト9は真空槽lの内部に突出しており、
突出部9aにはサブストレート11(被コーテイング材
)が取り付けられている。
This rotating shaft 9 protrudes into the inside of the vacuum chamber l,
A substrate 11 (material to be coated) is attached to the protrusion 9a.

そして、該サブストレート11は上記回転シャフト9に
電気的には接続された状態にある。
The substrate 11 is electrically connected to the rotating shaft 9.

イオンブレーティング装置は上述したような構成であり
、アークスタート用電極6の先端部6aを一度チタンタ
ーゲット板面3bに接触させ、然る後、引き離しアーク
をスタートさせる。アークスタート用電極6をさらに引
き離すと、発生したアークの陽極側は引き離されたアー
クスタート用電極6よりも近くにある真空槽1に移動し
、持続する。アークの陰極側終端は電流の絞り作用のた
め、スポット状となりチタンターゲット板面3b上をラ
ンダムに移動する。
The ion brating device has the above-described configuration, and the tip 6a of the arc starting electrode 6 is once brought into contact with the titanium target plate surface 3b, and then pulled away to start the arc. When the arc starting electrode 6 is further pulled apart, the anode side of the generated arc moves to the vacuum chamber 1 which is closer than the separated arc starting electrode 6 and continues. The end of the arc on the cathode side becomes a spot and moves randomly on the titanium target plate surface 3b due to the current throttling action.

この陰極スポットは電子衝突により発熱しチタンを溶解
蒸発させる。
This cathode spot generates heat due to electron collision and dissolves and evaporates titanium.

このようなアーク式のイオンブレーティング装置の利点
は低圧大電流であり、この大電子密度のため気化したチ
タン原子は直ちに電子の衝突をうけ、てイオン化する。
The advantage of such an arc-type ion blating device is that it uses a low voltage and a large current, and because of this large electron density, the vaporized titanium atoms are immediately bombarded with electrons and ionized.

この陽イオン化したチタン原子は第2のDC電源8によ
り印加されている負電圧によりサブストレートIIに吸
い寄せられる結果、ザブストレートはイオンブレーティ
ングされる。
These positively ionized titanium atoms are attracted to the substrate II by the negative voltage applied by the second DC power source 8, and as a result, the substrate is ion-blated.

このイオンブレーティング装置に用いられる上記第2の
DC電源8の構成は第6図に示す構成である。
The configuration of the second DC power supply 8 used in this ion blating apparatus is shown in FIG.

すなわち、第6図に示すDC電源は制御回路を具備した
AC/DC変換器12、該変換器12の出力するリップ
ルを含む直流電圧を平滑するための、LP、CFにより
構成された平滑フィルタ14、該フィルタ14の出力端
子電圧(負荷電圧)を検出するための抵抗15a(抵抗
値R,)、15b(抵抗値R1)よりなる分圧回路によ
り構成された出力端子電圧検出回路15等とから構成さ
れている。
That is, the DC power supply shown in FIG. 6 includes an AC/DC converter 12 equipped with a control circuit, and a smoothing filter 14 composed of LP and CF for smoothing the ripple-containing DC voltage output from the converter 12. , and an output terminal voltage detection circuit 15 constituted by a voltage dividing circuit consisting of resistors 15a (resistance value R,) and 15b (resistance value R1) for detecting the output terminal voltage (load voltage) of the filter 14, etc. It is configured.

上記AC/DC変換回路12の具備する制御回路は上記
出力端子電圧とあらかじめ設定された基準電圧との差に
応じた制御信号を出力し、AC/DC変換器12の出力
する直流電圧を制御するものである。このA C/D 
C変換器12はたとえば第7図、第8図に示すような構
成である。
The control circuit included in the AC/DC conversion circuit 12 outputs a control signal according to the difference between the output terminal voltage and a preset reference voltage, and controls the DC voltage output from the AC/DC converter 12. It is something. This A C/D
The C converter 12 has a configuration as shown in FIGS. 7 and 8, for example.

すなわち、第7図に示すA C/D C変換器17は、
交流入力電圧Vinを整流するためのダイオードブリッ
ジ16aと、該ブリッジ16aにより整流された直流電
圧をさらに交流に変換するだめのトランジスタブリッジ
16b、該ブリッジ+6bの出力電圧を昇圧するための
昇圧トランス16c、該トランス16cにより昇圧され
た出力を再度整流する第2のダイオードブリッジ回路1
6dとから構成されるD C/D Cコンバータ、検出
回路15の出力信号の大きさと、基準電圧設定手段16
「によりあらかじめ設定された基準電圧Vrerとの差
を演算し、この演算結果をもとに上記ブリッジ16bを
構成する各々のトランジスタをPWM信号によりオン/
オフ制御する制御回路16eとから成る。
That is, the AC/DC converter 17 shown in FIG.
A diode bridge 16a for rectifying the AC input voltage Vin, a transistor bridge 16b for further converting the DC voltage rectified by the bridge 16a into AC, a step-up transformer 16c for boosting the output voltage of the bridge +6b, A second diode bridge circuit 1 that rectifies again the output boosted by the transformer 16c.
6d, the magnitude of the output signal of the detection circuit 15, and the reference voltage setting means 16.
The difference between the reference voltage Vrer and the preset reference voltage Vrer is calculated by
and a control circuit 16e that performs off control.

また、第8図に示すA C/D C変換器18は、交流
入力電圧を昇圧するための昇圧トランス19、該昇圧ト
ランス19の出力を整流するためのザイリスタブリッジ
20、該ブリッジ20を構成する各々のザイリスタを位
相制御する位相制御回路(図示略)等からなる。
The A C/DC converter 18 shown in FIG. 8 also includes a step-up transformer 19 for boosting the AC input voltage, a Zyrister bridge 20 for rectifying the output of the step-up transformer 19, and the bridge 20. It consists of a phase control circuit (not shown) etc. that controls the phase of each Zyristor.

上述した、AC/DC変換器17.18では検出回路1
5の出力信号の大きさと基準電圧V rerとの差をも
とに直流出力電圧が制御されるのであるが、制御される
際の過渡状態においては遅れが存在する。
In the AC/DC converter 17.18 described above, the detection circuit 1
Although the DC output voltage is controlled based on the difference between the magnitude of the output signal No. 5 and the reference voltage V rer, there is a delay in the transient state when the control is performed.

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上述した従来のイオンブレーティング装置に
はつぎに述べるような問題点が存在した。
"Problems to be Solved by the Invention" By the way, the above-mentioned conventional ion blating apparatus has the following problems.

上記した第2のDC電源8により、上記チタンターゲツ
ト板3とサブストレート1にとの間に与えられる電界は
せブストレートの表面の凹凸、電源の変動等により不平
等電界となりやすく、この不平等電界中では第5図(ロ
)に示すよう1こ一部分にエネルギが集中し、その結果
アークが発生し、このアークがサブストレートに傷を付
けることになる。この傷はイオンブレーティングされ1
サブストレートの商品価値を低下さけることになる。
The electric field applied between the titanium target plate 3 and the substrate 1 by the second DC power supply 8 is likely to cause an unequal electric field due to irregularities on the surface of the barbed plate, fluctuations in the power supply, etc. In an electric field, energy is concentrated in one part as shown in FIG. 5(b), and as a result, an arc is generated, and this arc damages the substrate. This wound has been ion blasted 1
This will reduce the commercial value of the substrate.

この問題を排除するためには、(a)アーク発生をあら
かじめ防止するか、あるいは(b)発生してしまったア
ークを即座に遮断するような手段がこうじられている。
In order to eliminate this problem, measures have been taken to (a) prevent the arc from occurring or (b) immediately interrupt the arc once it has occurred.

曲者(a)では、たとえば電界をあたえる上記第2のD
C電源の直流電圧を下げ、アーク発生の確立を小さくす
ることであり、後者(b)では、第7図、第8図に示す
ように、アーク発生に伴う負荷電圧すなわち出力端子電
圧の低下あるいは負荷電流の急増を検出して、A C/
D C変換器17.19を停止させ、あるいは出力電圧
を制御することにより不平等電界を取り除き、発生した
アークを消去する。
In the bender (a), for example, the second D
In the latter case (b), as shown in Figures 7 and 8, the DC voltage of the C power supply is lowered to reduce the probability of arc occurrence. A sudden increase in load current is detected and the AC/
By stopping the DC converter 17, 19 or controlling the output voltage, the uneven electric field is removed and the generated arc is extinguished.

しかし、上述した前者(a)の手段によると、アークが
発生ずればもはや打つ手はなく、後者(b)の手段によ
ると、平滑フィルタ14に蓄えられているエネルギはア
ーク発生部分に集中注入され、たとえば第7図に示すD
C/DCコンバータを含むAC/DC変換器17におい
て変換周波数を100KHzとしても、100OV、2
OAの負荷時にはフィルタ14に蓄積されているエネル
ギは数百ミリ−数ジュールであり、このエネルギが注入
されることによってもサブストレート表面に傷が生ずる
However, according to the above-mentioned former means (a), there is no other option if an arc occurs, and according to the latter means (b), the energy stored in the smoothing filter 14 is concentratedly injected into the arc generating part, For example, D shown in FIG.
Even if the conversion frequency is 100KHz in the AC/DC converter 17 including the C/DC converter, 100OV, 2
When the OA is loaded, the energy stored in the filter 14 is several hundred millijoules to several joules, and the injection of this energy also causes scratches on the substrate surface.

しかし、この注入されるエネルギが数十ミリから数百ミ
リジュール程度であればサブストレートの傷は非常に軽
微なもの、あるいは傷が発生することはなくなる。
However, if the injected energy is on the order of tens of millijoules to hundreds of millijoules, the scratches on the substrate will be very slight or will not occur at all.

第7図に示したDC/DCコンバータを含むAC/DC
変換器17おいて変換周波数をあげればフィルタ!4に
蓄積されるエネルギは小さくなるが、数十ミリジュール
程度に低減させるには数M〜数十M HZのD C/D
 Cコンバータが必要となり、このようなコンバータを
製作するのは困難であり現実的でない。
AC/DC including the DC/DC converter shown in Figure 7
If you increase the conversion frequency in converter 17, it becomes a filter! The energy stored in 4 becomes small, but in order to reduce it to about tens of millijoules, it is necessary to use D C/D of several M to several tens of MHz.
A C converter is required, and manufacturing such a converter is difficult and impractical.

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、本発
明は負荷の状態を検出して負荷に注入されるエネルギを
即座に抑制することにより、負荷に注入されるエネルギ
を制限することのできる直流電源装置を提供することを
目的としている。
This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and the present invention can limit the energy injected into the load by detecting the state of the load and immediately suppressing the energy injected into the load. The purpose is to provide a DC power supply device.

「問題点を解決するための手段」 この発明は、端子に接続される負荷に直流電圧を印加す
る直流電源装置において、上記負荷の状態を検出する検
出手段と、該検出手段の出力する検出信号をもとに上記
負荷があらかじめ定められた状態にあるか否かを識別す
る識別手段と、上記負荷に直列に接続されて、上記識別
手段の出力する識別信号をもとに上記負荷に供給される
エネルギーを抑制する抑制手段とを具備することを特徴
とした直流電源装置により上記問題点を解決する。
"Means for Solving the Problem" The present invention provides a DC power supply device that applies a DC voltage to a load connected to a terminal, including a detection means for detecting the state of the load, and a detection signal outputted by the detection means. identification means for identifying whether or not the load is in a predetermined state based on; The above-mentioned problem is solved by a DC power supply device characterized by comprising a suppressing means for suppressing the energy generated by the DC power supply.

「作用」 この発明によれば、検出手段により負荷の状態を検出し
、この検出手段の出力する検出信号をもとに負荷の状態
を識別する。そして、識別した結果として出力される識
別信号により、負荷に注入されるエネルギを抑制する負
荷に直列に接続された抑制手段を動作させる。このため
、負荷の状態が変化した場合であっても、該変化にすば
やく電源側が対応することができる。
"Operation" According to the present invention, the state of the load is detected by the detection means, and the state of the load is identified based on the detection signal output from the detection means. Then, an identification signal output as a result of the identification operates a suppressing means connected in series to the load that suppresses the energy injected into the load. Therefore, even if the load condition changes, the power supply side can quickly respond to the change.

「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。
"Embodiments" Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例の構成を示す電気回路図で
ある。この図において第7図と同一な部分については同
一の番号を付し説明を省略する。
FIG. 1 is an electrical circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In this figure, parts that are the same as those in FIG. 7 are given the same numbers and their explanations will be omitted.

まず、100はコンパレータである。このコンパレータ
100の反転入力端子100aには上述した出力端子電
圧検出回路I5により検出された負荷電圧Voに比例し
たVo・Rt/(R++Rt)なる電圧信号■。が加え
られている。lOlはアーク判定電圧発生回路であり、
抵抗101a(抵抗値rt)、抵抗101b(抵抗値r
t)がシリーズに接続され、一定電圧+Vcを分圧し、
抵抗101aと抵抗101bとの接続煮より+V c−
rt/ (r+ + rt)なる判定電圧値V det
を取り出している。そしてこの判定電圧V detはコ
ンパレータ100の正転入力端子100bに加えられて
いる。
First, 100 is a comparator. The inverting input terminal 100a of the comparator 100 receives a voltage signal (Vo.Rt/(R++Rt)) proportional to the load voltage Vo detected by the output terminal voltage detection circuit I5 described above. has been added. lOl is an arc judgment voltage generation circuit,
Resistor 101a (resistance value rt), resistor 101b (resistance value r
t) is connected in series and divides a constant voltage +Vc,
+V c- from the connection between resistor 101a and resistor 101b
rt/ (r+ + rt) determination voltage value V det
is being taken out. This determination voltage V det is applied to the normal rotation input terminal 100b of the comparator 100.

この結果、コンパレータ100はυ。<Vdetの場合
にI(アクティブのパルス信号SP、を出力する。また
、υ。> V detの場合にはコンパレータ100の
出力はLレベルである。
As a result, the comparator 100 becomes υ. <When Vdet, I (active pulse signal SP) is output. Also, υ.> When Vdet, the output of the comparator 100 is at L level.

102は上記コンパレータ100の反転入力端子100
bをアースに落とすためのスイッチである。このスイッ
チ102は後述するパルス信号SP、によりオン/オフ
するように構成されているソリッドステートリレー接点
、あるいはアナログスイッチである。
102 is the inverting input terminal 100 of the comparator 100
This is a switch to ground b. This switch 102 is a solid state relay contact or an analog switch configured to be turned on/off by a pulse signal SP, which will be described later.

+03はモノステーブルマルチバイブレータ、いわゆる
ワンショット回路であり、上記パルス信号S P +の
立ち上がりエツジによりトリガーされて一定パルス幅T
のパルス信号SP2を出力する。
+03 is a monostable multivibrator, a so-called one-shot circuit, which is triggered by the rising edge of the pulse signal S P + and generates a constant pulse width T.
It outputs a pulse signal SP2.

104は上記同様のモノステーブルマルチバイブレーク
であり、パルス信号SP3を出力するのであるが、上記
モノステーブルマルチバイブレーク!03と異なる点は
、出力されるパルス信号SP3のパルス幅がt3であり
、該パルス幅t3は上記パルス信号S P tのパルス
幅′rよりも小さいことである。105は後述する接点
106のドライバーである。このドライバー105は、
上記信号SP、に一致したパルス信号S P 4を出力
し、該信号SP4により接点106をオン/オフする。
104 is a monostable multi-by-break similar to the above, and outputs a pulse signal SP3. 03 is that the pulse width of the output pulse signal SP3 is t3, and the pulse width t3 is smaller than the pulse width 'r of the pulse signal S P t. 105 is a driver for a contact 106, which will be described later. This driver 105 is
A pulse signal SP4 matching the signal SP is output, and the contact 106 is turned on/off by the signal SP4.

106は負荷りに直列に接続されたソリッドステートリ
レー接点である。
106 is a solid state relay contact connected in series with the load.

107は電流制限用のりアクドルであり、アークが発生
することにより、負荷に流れ込む負荷電流の上昇をおさ
える目的で上記フィルタと負荷との間に挿入される。
Reference numeral 107 denotes a current limiting glue handle, which is inserted between the filter and the load for the purpose of suppressing an increase in the load current flowing into the load due to the occurrence of an arc.

109はAC/DC変換器である。この変換器109の
構成は第7図で述べた変換器17と類似の構成であり、
ダイオードブリッジ16a、16d。
109 is an AC/DC converter. The configuration of this converter 109 is similar to that of the converter 17 described in FIG.
Diode bridges 16a, 16d.

トランジスタブリッジ16b、昇圧トランス16cを具
備している点は同一であるが、トランジスタブリッジ1
6bを制御するための制御回路(図示路)の構成が異な
る。すなわち、この変換器109が具備する制御回路は
第7図の変換器の制御回路の機能に加えて、モノステー
ブルマルチ;(イブレータ104の出力するHアクティ
ブの信号S P 3を受けると、該信号SF5受けてい
る間、ブリッジ16bを構成する各々のトランジスタを
オフにしてAC/DC変換器としての動作を停止させる
機能を有する。110は上記ソリッドステートリレー接
点106に並列に接続された抵抗である。
They are the same in that they include a transistor bridge 16b and a step-up transformer 16c, but the transistor bridge 1
The configuration of the control circuit (illustrated circuit) for controlling 6b is different. That is, in addition to the functions of the control circuit of the converter shown in FIG. While receiving SF5, it has a function of turning off each transistor constituting the bridge 16b and stopping its operation as an AC/DC converter. 110 is a resistor connected in parallel to the solid state relay contact 106. .

次に、本実施例の動作について第1図を参照して説明す
る。
Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to FIG.

第1図に示した直流電源装置を第2のDC電源とする、
第4図に示したイオンブレーティング装置により、サブ
ストレート11に対しイオンブレーティングが行なわれ
ている。
The DC power supply shown in FIG. 1 is used as a second DC power supply,
Ion blating is performed on the substrate 11 by the ion blating apparatus shown in FIG.

いま、何等かの理由、たとえばザブストレートの表面の
凹凸、電源の変動等により電界に第5図(ロ)に示すよ
うな歪が発生して、タゲット材IIの表面の一部にエネ
ルギが集中してアークが発生する。この結果、負荷電圧
(出力端子電圧)VOは約115程度に降下し負荷電流
は上昇する。しかし、リアクトル107により負荷電流
の急激な変化は緩和されることになる。
Now, for some reason, such as irregularities on the surface of the substrate or fluctuations in the power supply, a distortion as shown in Figure 5 (b) occurs in the electric field, and energy is concentrated on a part of the surface of the target material II. An arc is generated. As a result, the load voltage (output terminal voltage) VO drops to about 115 and the load current increases. However, the reactor 107 alleviates the sudden change in the load current.

この降下する負荷電圧は検出回路15により検出されて
、コンパレータlOOの反転入力端子100aに電圧信
号!。とじてくわえられる。一方、反転入力端子100
bには判定電圧V detが加えられているので、アー
クが発生しυ。< V deLの条件を満足した時点で
、コンパレータlOOはトlアクティグの信号S P 
tを出力する。
This dropping load voltage is detected by the detection circuit 15, and a voltage signal is sent to the inverting input terminal 100a of the comparator lOO. . You can close it and hold it in your mouth. On the other hand, the inverting input terminal 100
Since the judgment voltage V det is applied to b, an arc occurs and υ. < When the condition of V deL is satisfied, the comparator lOO outputs the active signal S P
Output t.

モノステーブルマルチバイブレーク104および103
は信号SPlの立ち上がりエツジにタイミングを合わせ
て各々パルス幅Tおよびt、のパルス信号S P s、
SP、を出力する。
Monostable multi-by break 104 and 103
are pulse signals S P s with pulse widths T and t, respectively, aligned with the rising edge of the signal SPl,
Output SP.

パルス信号SP3はドライバー105およびAC/DC
弯換器109に加えられる。
Pulse signal SP3 is connected to driver 105 and AC/DC
It is added to the bend converter 109.

ドライバー105は信号SP、を受けると信号SP、を
出力して、これにより接点106をオフとする。一方A
 C/D C変換器109は動作を停止する。このアー
クが発生してから接点106がオフとなるまでに要する
時間はtlである。接点106がオフとなりA C/D
 C変換器109が動作を停止する結果、フィルタ!4
に蓄積されているエネルギは抵抗110により大部分が
消費され、負荷に注入されるエネルギが小さくなり時間
t、後アークは消失する。
When the driver 105 receives the signal SP, it outputs the signal SP, thereby turning off the contact 106. On the other hand, A
The C/DC converter 109 stops operating. The time required from the generation of this arc until the contact 106 is turned off is tl. Contact 106 turns off and A C/D
As a result of C converter 109 stopping operation, the filter! 4
Most of the energy stored in the arc is consumed by the resistor 110, the energy injected into the load becomes small, and after time t, the arc is extinguished.

接点106がオフとなっている時間およびAC/DC変
換器109が停止している時間はt、であり、この時間
t、はスイッチオフ後アークが消失するまでの時間t、
より大に選ばれている。時間【、が経過した時点でA 
C/D C変換器109は再起動されるとともに、接点
!06はオンの状態となる。
The time that the contact 106 is off and the time that the AC/DC converter 109 is stopped is t, and this time t is the time t until the arc disappears after the switch is turned off.
It is chosen more. When the time [, has elapsed, A
The C/DC converter 109 is restarted and the contact! 06 is in the on state.

したがって付加電圧V0は上昇する。Therefore, the additional voltage V0 increases.

一方、パルス信号SP、はスイッチ102を時間Tにわ
たってオンとしており、判定電圧V detはこのため
グランドレベルとなっている。コンパレータ100の出
力は最初Hレベルに立ち上がった後、再度Lレベルに落
ちる。これは、モノステーブルマルチバイブレーク+0
3の出力するパルス信号S P tのパルス幅Tが、モ
ノステーブルマルチバイブレーク104が出力するパル
ス信号SP3のパルス幅t、に比べて大に設定されてい
るためで、モノステーブルマルチバイブレーク103は
、この時間t、経過の時点でも信号SP!を出力してお
り、スイッチ!02はオンの状態を維持している。時間
Tが経過する間に負荷電圧v0は上昇して少なくとも判
定電圧V detより大、あるいは定常状態になってい
るため(υ。> V det)、時間T経過の時点でス
イッチ102がオフとなっても、コンパレータ100は
Hアクティブの信号SP1を出力することはない。
On the other hand, the pulse signal SP keeps the switch 102 on for a period of time T, and therefore the determination voltage V det is at the ground level. The output of the comparator 100 first rises to H level, and then falls to L level again. This is a monostable multivi break +0
This is because the pulse width T of the pulse signal SP t outputted by the monostable multi-bye break 104 is set larger than the pulse width t of the pulse signal SP3 outputted by the monostable multi-bye break 104. Even after this time t has elapsed, the signal SP! Outputs and switches! 02 remains on. During the elapse of time T, the load voltage v0 increases and is at least higher than the determination voltage V det, or is in a steady state (υ.> V det), so the switch 102 is turned off at the time T elapses. However, the comparator 100 never outputs the H active signal SP1.

この時間T経過後再度アーク発生により負荷電圧が低下
すると、上述した動作が繰り返される。
When the load voltage decreases again due to arcing after this time T has elapsed, the above-described operation is repeated.

アーク発生から再電圧印加までの時間(t++ts)は
再アークしないような十分な時間であり、通常数m5e
c程度である。
The time (t++ts) from arc generation to re-voltage application is sufficient time to prevent re-arc, and is usually several m5e.
It is about c.

なお、本実施例では接点106はソリッドステートリレ
ー接点を用いたのであるが、その他の半導体スイッチ素
子でも同様である。ただしトランジスタのように逆阻止
能力のない半導体スイッチを用いる場合、トランジスタ
保護のためにコレクタ回路に直列にダイオードを挿入す
るか、あるいはコレクタ、エミッタ間に逆並列にダイオ
ードを接続する必要がある。
In this embodiment, a solid state relay contact is used as the contact 106, but the same applies to other semiconductor switching elements. However, when using a semiconductor switch that does not have reverse blocking ability, such as a transistor, it is necessary to insert a diode in series in the collector circuit or connect a diode in antiparallel between the collector and emitter to protect the transistor.

以上説明したように、この実施例によれば、負。As explained above, according to this embodiment, negative.

荷に直列に接続された抑制手段により、アーク発生箇所
に注入されるエネルギが数十ミリジュールに制限され、
アーク発生箇所にエネルギが集中することにより生じる
サブストレートの傷の発生を防止もしくは軽微なものと
する事ができる。
Suppression means connected in series with the load limit the energy injected to the point of arcing to a few tens of millijoules,
It is possible to prevent or minimize scratches on the substrate caused by concentration of energy at the location where the arc occurs.

さらにまた、本実施例ではアーク発生による出力端子電
圧(負荷電圧)の低下を検出したが、他の実施例として
、第2図に示すようにアーク発生によって負荷に流れる
電流の絶対値を、電流検出手段、たとえば変流器CT、
あるいはCT、、ホール素子等により検出し、その電流
の絶対値に対応する値が任意に定めた判定値1 det
を超過したことをもってアーク発生を検出するようにし
てもよい。
Furthermore, in this example, a decrease in the output terminal voltage (load voltage) due to arc generation was detected, but in another example, as shown in Fig. 2, the absolute value of the current flowing through the load due to arc generation may be detection means, such as a current transformer CT;
Alternatively, the judgment value 1 det is detected by CT, Hall element, etc., and the value corresponding to the absolute value of the current is arbitrarily determined.
The occurrence of an arc may be detected when the

この場合の変流器CT、あるいはCT、の出力波形を第
3図に示す。
The output waveform of the current transformer CT or CT in this case is shown in FIG.

「発明の効果」 この発明によれば、負荷の状態を検出して負荷に注入さ
れるエネルギを即座に抑制することにより、負荷に注入
されるエネルギを制限することができるので、負荷変動
により生ずる障害を速やかに回避することができる。
"Effects of the Invention" According to the present invention, it is possible to limit the energy injected into the load by detecting the state of the load and immediately suppressing the energy injected into the load. Obstacles can be quickly avoided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明にがかる一実施例である直流電源装置
の電気回路の構成を示す図、第2図は他の実施例である
直流電源装置の電気回路の構成を示す図、第3図は第2
図における直流電源装置の変流器CTの出力波形を示す
図、第4図は従来のイオンブレーティング装置の構成を
示す図、第5図は(イ)は平行電極間の平等電界におけ
る電気力線を示す図、(ロ)は同不平等電界における電
気力線を示す図、第6図は従来のイオンブレーティング
装置に用いられている第2のDC電源の概略構成を示す
図、第7図は第6図におけるAC/DC変換器がD C
/D Cコンバータを含む場合の直流電源装置の電気回
路構成を示す図、第8図は上記A C/D C変換器が
昇圧トランスとサイリスクブリッジにより構成されてい
る場合の従来の直流電源装置の電気回路構成を示す図で
ある。 8・・・・・・第2のDC電源、14・・・・・・平滑
フィルタ、15・・・・・・負荷電圧検出回路、100
・・・・・・コンパレータ、10し・・・・・アーク判
定電圧発生回路、102・・・・・・スイッチ、103
.104・・・・・・モノステーナルマルチバイブレー
ク、105・・・・・・ドライバ、106・・・・・・
ソリッドステートリレー接点、107・・・・・・リア
クトル、109・・・・・・A C/D C変換器。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an electric circuit of a DC power supply device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an electric circuit of a DC power supply device according to another embodiment, and FIG. is the second
Figure 4 shows the configuration of a conventional ion brating device; Figure 5 (A) shows the electric force in an equal electric field between parallel electrodes. (b) is a diagram showing lines of electric force in the same unequal electric field; FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a second DC power supply used in a conventional ion blating device; FIG. The figure shows that the AC/DC converter in Figure 6 is DC
Figure 8 shows a conventional DC power supply in which the AC/DC converter is composed of a step-up transformer and a silice bridge. FIG. 3 is a diagram showing the electric circuit configuration of FIG. 8...Second DC power supply, 14...Smoothing filter, 15...Load voltage detection circuit, 100
...Comparator, 10...Arc judgment voltage generation circuit, 102...Switch, 103
.. 104... Monostenal multi-by-break, 105... Driver, 106...
Solid state relay contact, 107...Reactor, 109...A C/DC converter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、端子に接続される負荷に直流電圧を印加する直流電
源装置において、上記負荷の状態を検出する検出手段と
、該検出手段の出力する検出信号をもとに上記負荷があ
らかじめ定められた状態にあるか否かを識別する識別手
段と、該識別手段の出力する識別信号をもとに動作し、
上記負荷に直列に接続されて、上記負荷に供給されるエ
ネルギーを抑制する抑制手段とを具備することを特徴と
した直流電源装置。 2、上記検出手段が、出力端子電圧の降下によりアーク
発生を検出する検出手段であることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の直流電源装置。 3、上記検出手段が、負荷電流の上昇によりアーク発生
を検出する検出手段であることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の直流電源装置。 4、上記負荷に、直列にリアクトルを挿入し、その電流
制限作用によりアーク遮断に至るまでのアーク電流を制
限し負荷に注入されるエネルギを小さくしたことを特徴
とする特許請求の範囲第2項または第3項記載の直流電
源装置。
[Claims] 1. In a DC power supply device that applies DC voltage to a load connected to a terminal, there is a detection means for detecting the state of the load, and a detection means for detecting the state of the load based on a detection signal output from the detection means. operating based on an identification means for identifying whether or not the is in a predetermined state, and an identification signal outputted from the identification means,
A DC power supply device comprising: a suppressing means connected in series to the load to suppress energy supplied to the load. 2. The DC power supply device according to claim 1, wherein the detection means is a detection means for detecting arc occurrence by a drop in output terminal voltage. 3. The DC power supply device according to claim 1, wherein the detection means is a detection means for detecting occurrence of an arc based on an increase in load current. 4. Claim 2, characterized in that a reactor is inserted in series with the load, and its current limiting action limits the arc current until the arc is interrupted, thereby reducing the energy injected into the load. Or the DC power supply device described in paragraph 3.
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