等離子清洗機不放電或者放電不穩定是什么原因導致的?答案往往是因為等離子發生器和阻抗匹配有問題。當等離子發生器進行能量傳輸時,如果反應腔體和電極(以下簡稱負載)阻抗和傳輸線的特征阻抗不相等,就易在傳輸過程中形成反射,有部分能量就會因發熱等方式而損失,而非全部被負載吸收,如此一來就會直接影響等離子表面處理的效果。因此,匹配器對等離子清洗機是非常重要的,你對它有所了解嗎?今天就讓我們來了解一些這方面的基礎知識。
1 反應腔體、電極與等離子發生器之間的橋梁
阻抗匹配器可以看做是等離子清洗機反應腔體、電極、等離子發生器之間的橋梁。在高頻放電回路中,為了保證用于放電區的功率消耗保護振蕩器,通常會在高頻電源與等離子腔體、電極之間設置阻抗匹配網絡,按不同放電條件進行調節,使高頻發生器的輸出阻抗與負載阻抗相匹配,讓等離子清洗機放電穩定,工作效率高。
2 阻抗匹配的工作原理
對一個帶負載的直流回路來說,負載匹配的條件是一定要讓外電路的負載電阻與電源內阻相等。直流回路的這一Z大功率定理實際上也存在于對應的交流回路中。下圖為具有負載阻抗z的高頻回路。
設電源內阻抗即輸出阻抗為(a+jb)Ω,那么要想在負載上獲得Z大的功率輸出,就需讓負載阻抗與高頻發生器輸出阻抗“共軛匹配”。共軛匹配的結果就是把總阻抗變成純電阻的,這意味著負載阻抗Z必須等于(a-jb)Ω。
事實上,為控制回路中流過的高頻電流值過大,通常會將高頻發生器的輸出阻抗設計成純電阻的,阻值一般為50Ω。但高頻放電阻抗通常為電容性阻抗,其值會隨等離子清洗機反應腔體放電條件的變化而波動,這就要調節匹配網絡的阻抗和放電阻抗相加合,使加合后的模擬負載的阻抗與高頻發生器輸出阻抗相一致,這樣就能實現匹配。下圖所示為一種典型的高頻匹配網絡。
換句話說則是要根據各種放電條件來調節匹配網絡,使模擬負載等于50Ω。此外,為防止匹配網絡與等離子清洗機的反應腔體、電極間因反射引起流過的無效電流較大,從而造成發熱和不必要的功率損耗,一般要將匹配網絡的位置盡可能靠近等離子清洗機的反應腔體。
3 影響等離子清洗機匹配效果的幾個主要因素
等離子清洗機的匹配器需要與等離子發生器相匹配,不可用小功率的匹配器去適應大功率的等離子發生器,要想等離子清洗機取得良好的匹配效果,還要注意以下幾個方面。
1)在設計等離子清洗機的反應腔體和電極的時候,要與匹配器供應商充分溝通有關的技術參數,以滿足匹配要求;
2)安裝匹配器時,應盡量將其安裝在靠近等離子清洗機反應腔體和電極的位置,以縮短連線,減少功率損耗;
3)氣體流量、真空度、處理產品的材質和數量等因素都可能會對阻抗匹配產生影響,需根據實際情況作出調整。