JPWO2019102536A1 - プラズマ用電源装置、プラズマ装置及びプラズマ用電源装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書で開示するプラズマ装置によれば、電源ハーネスの長さを変化させても同程度のプラズマ能力にすることができる。
本明細書で開示するプラズマ用電源装置の制御方法によれば、電源ハーネスの長さを変化させても同程度のプラズマ能力にできるように電源を供給することができる。
実施形態のプラズマ用電源装置及びプラズマ装置について、図1〜図10を参考にして説明する。図1は、実施形態のプラズマ装置を構成する実施形態のプラズマ用電源装置1、および本体部9を模式的に示した図である。まず、本体部9について説明する。本体部9は、容器91、一対の電極92、および大気圧ガス置換部93を備える。
次に、実施形態のプラズマ用電源装置1の動作および作用について説明する。図4は、正弦波交流電圧を変圧器7に出力する場合に、制御部5が行う制御方法を模式的に示した図である。また、図5は、図4の出力に応じて生成されるパルス電圧波形、および正弦波交流電圧波形Wsinを示した図である。図4の場合では、制御部5は、交流電圧の1周期に相当する時間帯を第1区間R1から第17区間R17までの17個に分割する。1周期の長さは、電源ハーネス81の長さに応じて決定された交流周波数(所定周波数)から決定される。なお、第1区間R1および第17区間R17は、時間幅の半分のみが交流電圧の1周期内に入る。第1〜第17区間R1〜R17には、それぞれ複数のパルス電圧波形が入る。
第13区間R13のデューティ比D13>第14区間R14のデューティ比D14>第15区間R15のデューティ比D15>第16区間R16のデューティ比D16>第17区間R17のデューティ比D17。
D1=D9=D17=0[%]
D2=D8=D10=D16=30[%]
D3=D7=D11=D15=70[%]
D4=D6=D12=D14=90[%]
D5=D13=100[%]
具体例として、制御部5は、第1区間R1から第4区間R4のデューティ比D1A〜D4A、および第9区間R9から第12区間R12のデューティ比D9A〜D12Aを次のように大きく調整する。
D2A=D10A=(D2+α)[%]
D3A=D11A=(D3+α)[%]
D4A=D12A=(D4+α)[%]
実施形態のプラズマ用電源装置1は、交換可能な電源ハーネス81を介して、一対の電極92に交流電圧を印加してプラズマを発生させるプラズマ用電源装置1である。実施形態のプラズマ用電源装置1は、電源ハーネス81の長くなるにつれて交流周波数を低く制御する制御部5を備えた。
実施形態のプラズマ装置は、プラズマを発生させる容器91と、容器91の内部に配置された一対の電極92と、実施形態のプラズマ用電源装置1と、を備えた。一対の電極92とプラズマ用電源装置1との間は電源ハーネス81により接続されている。電源ハーネス81は、必要に応じて適正な長さのものに取り替え可能且つ可撓性をもつ。可撓性をもつ電源ハーネス81について、必要に応じて取り替え可能な構成を採用しても発生するプラズマの強度の低下を抑制することが可能である。
なお、実施形態で説明した第1〜第17区間R1〜R17、およびデューティ比D1〜D17、D1A〜D4A、D9A〜D12Aの設定方法は一例であって、変形例は多数ある。例えば、変圧器7の二次巻線72の出力と一対の電極92との間を接続する電源ハーネス81に代えて、平滑回路6の出力と変圧器7の一次巻線71との間を接続する電源ハーネス82を採用することもできる(図10)。この場合でも、電源ハーネス81を採用した場合と同様の制御を採用することにより同様の作用効果を発揮させることができる。
本実施形態のプラズマ装置を利用したプラズマ照射システムについて一例を挙げて説明する。
本実施形態のプラズマ装置(100、120、9、11、12)は、ベース部100と、本体部9と、ベース部100と本体部9との間を連絡する連絡手段120と、操作装置12と、操作装置12とベース部100とを接続する接続手段11とを有する。
アーム保持部111は、アーム旋回部112を介して水平面でベース部100に回転駆動自在に形成される。上腕アーム114は、上腕アーム回動部113を介してアーム保持部111に回動駆動自在に枢着される。下腕アーム116は上腕アーム114に下腕アーム回動部115を介して垂直面で回動駆動自在に枢着される。支持アーム118は下腕アーム116に支持アーム回動部117を介して垂直面で回動駆動自在に枢着される。支持アーム118は、その先端で本体部9を保持する。
Claims (8)
- シールドの無い電源ハーネスを介して、プラズマを発生させる一対の電極に印加する、所定周波数の交流電圧を生成する交流電源と、
前記電源ハーネスが長くなるほど周波数が低くなるように前記交流電源の前記所定周波数を設定する制御部と、
を有するプラズマ用電源装置。 - 前記電源ハーネスは、配線長を変化させるために一部乃至全部が取り替え可能であって可撓性を持ち、かつ、一対の芯となる導体を含む請求項1に記載のプラズマ用電源装置。
- 前記制御部は、前記所定周波数を9kHz以下の範囲で制御する請求項1又は2に記載のプラズマ用電源装置。
- 前記制御部は、前記電源ハーネスが長い程、電圧波形の立ち上がりを速くする請求項1〜3のうちの何れか1項に記載のプラズマ用電源装置。
- 前記制御部は、前記電源ハーネスが長い程、前記一対の電極に印加する電圧を高くする請求項1〜4のうちの何れか1項に記載のプラズマ用電源装置。
- 前記交流電源は、
正負それぞれ複数のパルス電圧波形のデューティ比を可変に調整して出力するパルス幅変調電源と、
前記正負それぞれ複数のパルス電圧波形を平滑して前記交流電圧にする平滑回路とを有する、
請求項1〜5のうちの何れか1項に記載のプラズマ用電源装置。 - 請求項1〜6のうちの何れか1項に記載のプラズマ用電源装置を供え、
前記一対の電極は、前記電源ハーネスを屈曲させることにより前記交流電源に対して相対移動が可能であるプラズマ装置。 - シールドの無い電源ハーネスを介して、プラズマを発生させる一対の電極に印加する、所定周波数の交流電圧を生成する交流電源を有するプラズマ用電源装置を制御する方法であって、
前記電源ハーネスが長くなるほど周波数が低くなるように前記交流電源の前記所定周波数を設定する工程を有するプラズマ用電源装置の制御方法。
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