DE102019126838A1 - Device for irradiating a flat substrate - Google Patents

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Thorsten Bornefeld
Markus Dahlmann
René Manke
Rico Schindler
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestrahlen eines flächigen Substrats (7) mit zwei nebeneinander und beabstandet von dem Substrat (7) angeordneten elektrisch betriebenen Strahlungsquellen (1, 2), wobei die Strahlungsquellen (1, 2) elektrisch in Reihe geschaltet sind, und wobei mindestens einer der Strahlungsquellen (1, 2) eine veränderbare Impedanz parallel geschaltet ist.The invention relates to a device for irradiating a flat substrate (7) with two electrically operated radiation sources (1, 2) arranged next to one another and at a distance from the substrate (7), the radiation sources (1, 2) being electrically connected in series, and wherein at least one of the radiation sources (1, 2) has a variable impedance connected in parallel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestrahlen eines flächigen Substrats mit zwei nebeneinander und beabstandet von dem Substrat angeordneten elektrisch betriebenen Strahlungsquellen.The invention relates to a device for irradiating a flat substrate with two electrically operated radiation sources arranged next to one another and at a distance from the substrate.

Derartige Vorrichtungen werden eingesetzt, um ein Substrat bzw. eine auf dem Substrat angeordnete Funktionsschicht mit Hilfe der Strahlungsquellen im Rahmen von Herstellungsprozessen zu bearbeiten oder zu modifizieren. Die Strahlungsquellen können beispielsweise Heizstrahler, also InfrarotStrahlungsquellen, sein, die eingesetzt werden um das Substrat oder die aufgebrachte Funktionsschicht zu trocknen. Ein anderes Einsatzgebiet sind Schichten, die mit Ultraviolett-Strahlung bestrahlt werden, um sie chemisch zu modifizieren, beispielsweise auszuhärten.Such devices are used in order to process or modify a substrate or a functional layer arranged on the substrate with the aid of the radiation sources in the context of manufacturing processes. The radiation sources can be, for example, radiant heaters, that is to say infrared radiation sources, which are used to dry the substrate or the applied functional layer. Another area of application are layers that are irradiated with ultraviolet radiation in order to modify them chemically, for example to harden them.

Dabei ist es häufig wichtig, dass über die möglichst gesamte Oberfläche des Substrats eine gleichmäßige Strahlungsintensität erzielt wird. Zwei oder mehr Strahlungsquelle werden dann eingesetzt, wenn die Substratbreite zu groß ist, um mit einer Strahlungsquelle allein das Substrat ausreichend homogen zu bestrahlen zu können.It is often important that a uniform radiation intensity is achieved over the entire surface of the substrate as possible. Two or more radiation sources are used when the substrate width is too large to be able to irradiate the substrate sufficiently homogeneously with one radiation source alone.

Wenn zwei Strahlungsquellen nebeneinander bei einem stationären Substrat oder nebeneinander in Hinblick auf eine Durchlaufrichtung eines bewegten Substrats in einem kontinuierlichen Prozess eingesetzt werden, ist zum Erreichen einer homogenen Strahlungsintensität zum einen die Positionierung der Strahlungsquellen in Hinblick auf ihren Abstand untereinander und vom Substrat unter Berücksichtigung von abbildenden Elementen wie Reflektoren und/oder Linsen zu optimieren. Herstellungstoleranzen, insbesondere bei der Drahtstärke und/oder Länge eine Wendel der Strahlungsquellen können jedoch auch bei theoretisch optimal positionierten Strahlungsquellen zu einer nicht homogenen Bestrahlung des Substrats führen. Zudem ist auch noch zu berücksichtigen, dass die Strahlungsquellen im Laufe der Zeit unterschiedlich altern können, so dass trotz anfänglich optimaler Anordnungsgeometrie der Strahlungsquellen ein Ausgleich der Strahlungsintensität der beiden Strahlungsquellen untereinander notwendig sein kann.If two radiation sources are used next to each other in a stationary substrate or next to each other with regard to a direction of passage of a moving substrate in a continuous process, to achieve a homogeneous radiation intensity, on the one hand, the positioning of the radiation sources with regard to their distance from one another and from the substrate, taking into account imaging To optimize elements such as reflectors and / or lenses. Manufacturing tolerances, in particular in the wire thickness and / or length of a coil of the radiation sources, can, however, lead to non-homogeneous irradiation of the substrate even with radiation sources that are theoretically optimally positioned. In addition, it must also be taken into account that the radiation sources can age differently in the course of time, so that despite an initially optimal arrangement geometry of the radiation sources, it may be necessary to balance the radiation intensity of the two radiation sources with one another.

Dazu bietet sich eine elektrische oder elektronische Intensitätsregelung der beiden Strahlungsquellen, bzw. zumindest die Möglichkeit einer Intensitätsabsenkung bei einer der beiden Strahlungsquellen, an. Werden beide Strahlungsquellen parallel geschaltet von einer Spannungsquelle versorgt, kann eine solche Intensitätseinstellung oder -absenkung durch Vorschalten einer entsprechenden Leistungssteuerung vor zumindest eine der Strahlungsquellen erfolgen. Bei Einsatz einer Wechselspannungsquelle können beispielsweise eine Phasenanschnittsteuerung oder eine Gruppenwellensteuerung verwendet werden.For this purpose, electrical or electronic intensity regulation of the two radiation sources, or at least the possibility of reducing the intensity of one of the two radiation sources, is suitable. If both radiation sources are supplied from a voltage source connected in parallel, such an intensity setting or reduction can take place by connecting a corresponding power control upstream of at least one of the radiation sources. When using an AC voltage source, phase control or group wave control can be used, for example.

Nachteilig ist dabei - insbesondere beim Einstellen einer sehr kleinen Intensität der Strahlungsquellen - eine möglicherweise zu geringe Einstellgenauigkeit bei Verwendung einer Gruppenwellensteuerung oder eine erhöhte Abgabe von elektromagnetischer Störstrahlung bei Verwendung einer Phasenanschnittsteuerung.The disadvantage here - especially when setting a very low intensity of the radiation sources - is a possible insufficient setting accuracy when using a group wave control or an increased emission of electromagnetic interference radiation when using a phase control.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu beschreiben, bei der die beiden Strahlungsquellen auch mit geringerer Intensität betrieben werden können und ihre Intensität relativ zueinander eingestellt werden kann, ohne dass ein Übermaß an elektromagnetischer Störstrahlung entsteht.It is therefore an object of the present invention to describe a device of the type mentioned at the outset, in which the two radiation sources can also be operated with lower intensity and their intensity can be adjusted relative to one another without creating an excessive amount of electromagnetic interference radiation.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a device with the features of the independent claim. Advantageous refinements and developments are specified in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass die Strahlungsquellen elektrisch in Reihe geschaltet sind, wobei mindestens einer der Strahlungsquellen eine veränderbare Impedanz parallel geschaltet ist.A device according to the invention of the type mentioned at the beginning is characterized in that the radiation sources are electrically connected in series, with at least one of the radiation sources having a variable impedance connected in parallel.

Durch die elektrische Reihenschaltung werden die Strahlungsquellen prinzipiell gegenüber einer Parallelschaltung bei gleicher Versorgungsspannung mit geringerer Intensität betrieben. Ein Vorschalten einer Leistungssteuerung ist jedoch bei in Serie geschalteten Strahlungsquellen nicht möglich, da ein vorgeschaltetes Leistungssteuerungsgerät sich gleichermaßen auf beide Strahlungsquellen auswirken würde. Durch die erfindungsgemäß einer Strahlungsquelle parallel geschalteten veränderbaren Impedanz kann jedoch eine Leistungsvariation der Strahlungsquellen untereinander erfolgen.Due to the electrical series connection, the radiation sources are in principle operated with a lower intensity compared to a parallel connection with the same supply voltage. Upstream connection of a power control is not possible in the case of radiation sources connected in series, since an upstream power control device would have the same effect on both radiation sources. However, due to the variable impedance connected in parallel with a radiation source according to the invention, the power of the radiation sources can be varied with one another.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die veränderbare Impedanz eine Reihenschaltung einer Impedanz und eines getaktet betreibbaren Schaltorgans. Die Impedanz wird durch das vorschaltbare getaktet betreibbare Schaltorgan effektiv in ihrem Impedanzwert variiert.In an advantageous embodiment of the device, the variable impedance comprises a series connection of an impedance and a switching element that can be operated in a clocked manner. The impedance value is effectively varied in its impedance value by the switching element which can be connected upstream and which can be operated in a clocked manner.

Werden die Strahlungsquellen an einer Wechselspannungsquelle betrieben, kann dazu bevorzugt eine Phasenanschnittsteuerung oder eine Gruppenwellensteuerung eingesetzt werden. Beim Betreiben der Strahlungsquellen mit einer Gleichspannungsquelle kann eine Pulsweiten-Modulationssteuerung (PWM) eingesetzt werden. Entsprechend wird als Schaltorgan bevorzugt ein Halbleiterschalter, insbesondere ein Triac, ein MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effekt Transistor), ein Bipolartransistor oder ein IGBT (Insulating Gate Bipolar Transistor) eingesetzt werden. Anders als beim Betreiben der Strahlungsquellen über zum Beispiel einer Phasenanschnittsteuerung führt das Betreiben der Impedanz über eine Phasenanschnittsteuerung nicht zu einer Abgabe übermäßiger Störstrahlung, da Zuleitungen zur Impedanz kurz und die Impedanz selbst geometrisch klein gehalten werden und damit gut abgeschirmt werden können, was bei den Strahlungsquellen selbst nicht so einfach möglich ist.If the radiation sources are operated on an alternating voltage source, phase control or group wave control can preferably be used for this purpose. When operating the radiation sources with a DC voltage source, a pulse width modulation control (PWM) can be used. Accordingly, a semiconductor switch, in particular a triac, a MOSFET (Metal Oxide) is preferred as the switching element Semiconductor Field Effect Transistor), a bipolar transistor or an IGBT (Insulating Gate Bipolar Transistor) can be used. In contrast to the operation of the radiation sources via, for example, a phase control, operating the impedance via a phase control does not lead to the emission of excessive interference radiation, since the supply lines to the impedance are kept short and the impedance itself is kept geometrically small and can thus be well shielded, which is the case with the radiation sources itself is not so easily possible.

Die veränderbare Impedanz kann als Impedanz einen ohmschen Widerstand, einen Kondensator oder eine Induktivität, sowie Verschaltungen von zwei oder mehreren dieser Elemente umfassen. Dabei kann jede Anordnung mit einer veränderbaren Impedanz, über die eine Leistungsaufnahme der parallel geschalteten Strahlungsquelle variiert werden kann, geeignet sein. Bei einem Betreiben der Strahlungsquellen mit einer Gleichspannungsquelle ist ein ohmscher Widerstand als Impedanz bevorzugt. Insbesondere bei einem Betreiben der Strahlungsquellen mit einer Wechselspannungsquelle kann auch ein Einsatz kapazitiver oder induktiver Elemente bei der Impedanz sinnvoll sein. Dieses gilt auch, wenn die Strahlungsquellen zwar mit Gleichspannung betrieben werden, die veränderbare Impedanz jedoch z.B. eine PWM-Steuerung umfasst.The changeable impedance can comprise an ohmic resistor, a capacitor or an inductance as impedance, as well as interconnections of two or more of these elements. Any arrangement with a variable impedance, via which the power consumption of the radiation source connected in parallel, can be varied, can be suitable. When the radiation sources are operated with a DC voltage source, an ohmic resistor is preferred as the impedance. In particular when the radiation sources are operated with an alternating voltage source, the use of capacitive or inductive elements for the impedance can also be useful. This also applies if the radiation sources are operated with direct voltage, but the variable impedance includes, for example, a PWM control.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weist diese ein Relais auf, um die veränderbare Impedanz wahlweise parallel zu einer der beiden Strahlungsquellen zu schalten. Dabei kann in einer Ausgestaltung das Relais zwei Umschaltkontakte aufweisen, die jeweils mit ihrem Mittelanschluss mit je einem Anschluss der veränderbaren Impedanz verbunden sind, und die mit ihren Schaltanschlüssen jeweils mit einem der Endanschlüsse der Reihenschaltung der Strahlungsquellen und mit deren Mittelabgriff verbunden sind. Alternativ kann auch ein Relais mit einem Umschaltkontakt eingesetzt werden, wobei in dem Fall die veränderbare Impedanz mit einem Anschluss mit einem Mittelabgriff der Reihenschaltung der Strahlungsquellen verbunden ist und mit ihrem anderen Anschluss mit einem Mittelanschluss des Umschaltkontakts, wobei Schaltanschlüsse des Umschaltkontakts mit jeweils einem Endanschluss der Reihenschaltung der Strahlungsquellen verbunden sind.In a further advantageous embodiment of the device, it has a relay in order to selectively switch the variable impedance in parallel to one of the two radiation sources. In one embodiment, the relay can have two changeover contacts, each of which is connected with its center connection to one connection of the variable impedance each, and which are each connected with their switching connections to one of the end connections of the series connection of the radiation sources and to their center tap. Alternatively, a relay with a changeover contact can also be used, in which case the variable impedance is connected to one connection with a center tap of the series connection of the radiation sources and with its other connection to a center connection of the changeover contact, with the switching connections of the changeover contact each having an end connection of the Series connection of the radiation sources are connected.

Bei beiden genannten Ausgestaltungen kann durch das Relais die veränderbare Impedanz der einen oder andere Strahlungsquelle parallel geschaltet werden, wobei die Strahlungsquelle, zu der die Impedanz parallel geschaltet ist, in ihrer Intensität gegenüber der anderen Strahlungsquelle abgesenkt werden kann. Die veränderbare Impedanz wird somit bevorzugt der intensiveren der Strahlungsquellen parallel geschaltet, um diese auf die Intensität der weniger intensiven Strahlungsquelle absenken zu können.In both of the above-mentioned embodiments, the relay can switch the variable impedance of one or the other radiation source in parallel, the intensity of the radiation source to which the impedance is connected can be reduced compared to the other radiation source. The changeable impedance is thus preferably connected in parallel to the more intensive one of the radiation sources in order to be able to lower it to the intensity of the less intensive radiation source.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung sind weitere Relais vorgesehen, über die die Reihenschaltung der Strahlungsquellen aufgetrennt werden kann und die Strahlungsquellen parallel geschaltet werden können. Auf diese Weise kann die Vorrichtung auch wahlweise mit höheren Strahlungsintensitäten genutzt werden. Um auch in dem Fall einen Intensitätsausgleich zwischen den Strahlungsquellen vornehmen zu können, ist in Reihe zu zumindest einer der beiden Strahlungsquellen ein weiteres getaktet betreibbares Schaltorgan angeordnet, das wiederum Teil einer Phasenanschnittsteuerung, einer Gruppenwellensteuerung oder einer Pulsweiten-Modulationssteuerung (PWM) sein kann.According to a further advantageous embodiment of the device, further relays are provided via which the series connection of the radiation sources can be separated and the radiation sources can be connected in parallel. In this way, the device can also optionally be used with higher radiation intensities. In order to be able to compensate for the intensity between the radiation sources even in this case, a further switching element that can be operated in a clocked manner is arranged in series with at least one of the two radiation sources, which in turn can be part of a phase control, a group wave control or a pulse width modulation control (PWM).

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Strahlungsquellen Heizstrahler. Die Vorrichtung kann dann beispielsweise Verwendung finden in Prozessen, in denen ein Substrat oder eine aufgelegte Funktionsschicht bevorzugt in einem Durchlaufverfahren getrocknet und/oder chemisch oder physikalisch verbunden werden. Ein möglicher Anwendungsfall ist die Trocknung einer Tintenschicht, insbesondere auf nicht-saugendem Untergrund. Ein solcher Anwendungsfall ist beispielsweise bei sogenannten Markierungsdruckern gegeben, das sind Drucker, die einen Tinten-Aufdruck auf Kunststoffmarkierer aufbringen, die zur Markierung von elektrischen Leitungen oder Geräten eingesetzt werden.In a further advantageous embodiment of the device, the radiation sources are radiant heaters. The device can then be used, for example, in processes in which a substrate or an applied functional layer is dried and / or chemically or physically connected, preferably in a continuous process. One possible application is the drying of a layer of ink, especially on a non-absorbent surface. Such an application is given, for example, in so-called marking printers, that is, printers that apply an ink print to plastic markers that are used to mark electrical lines or devices.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einem Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:

  • 1 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zum Bestrahlen eines unterliegenden flächigen Substrats; und
  • 2 ein schematisches Schaltbild der in 1 gezeigten Vorrichtung.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with the aid of figures. The figures show:
  • 1 a schematic sectional view of a device for irradiating an underlying flat substrate; and
  • 2 a schematic circuit diagram of the in 1 device shown.

1 zeigt eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum Bestrahlen eines flächigen Substrats 7 mit zwei nebeneinander und beabstandet von dem Substrat 7 angeordneten elektrisch betrieben Strahlungsquellen 1, 2. 1 shows a sectional view of a device for irradiating a flat substrate 7th with two side by side and spaced from the substrate 7th arranged electrically operated radiation sources 1 , 2 .

Das Substrat 7 ist beispielsweise ein Kunststoffsubstrat, das mit einer Funktionsschicht 8, beispielsweise einer Tintenschicht bedruckt wurde. Zum Trocknen der Tintenschicht auf dem nicht oder wenig saugenden Substrat 7 ist die Anordnung der beiden Strahlungsquellen 1, 2 vorgesehen.The substrate 7th is for example a plastic substrate with a functional layer 8th , for example a layer of ink has been printed. For drying the ink layer on the non-absorbent or slightly absorbent substrate 7th is the arrangement of the two radiation sources 1 , 2 intended.

Bei den Strahlungsquellen 1, 2 handelt es sich um Heizstrahler, konkret Heizstäbe, die in einer Richtung senkrecht zur dargestellten Zeichnungsebene ausgedehnt sein können, so dass ihre Länge in dieser Richtung den in 1 sichtbaren Durchmesser um ein Mehrfaches übersteigt. Es wird angemerkt, dass die Verwendung von Heizstrahlern, also Infrarotstrahlungsquellen, zur Trocknung einer Tintenschicht als Funktionsschicht 8 rein beispielhaft ist. Die dargestellte Anordnung kann auch andere Strahlungsquellen 1, 2, beispielsweise Ultraviolett-Strahlungsquellen, aufweisen, die einer chemischen Modifikation der Funktionsschicht 8 oder auch des Substrats 7 selbst dienen.At the radiation sources 1 , 2 it is about radiant heaters, specifically heating rods, which are in a Direction perpendicular to the plane of the drawing shown, so that their length in this direction corresponds to the in 1 Visible diameter exceeds several times. It is noted that the use of radiant heaters, i.e. infrared radiation sources, for drying an ink layer as a functional layer 8th is purely exemplary. The arrangement shown can also use other radiation sources 1 , 2 , for example ultraviolet radiation sources, which have a chemical modification of the functional layer 8th or the substrate 7th serve yourself.

Die gezeigte Anordnung ist Teil eines kontinuierlichen Prozesses, bei dem das Substrat 7 mit der Funktionsschicht 8 in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene unter den nebeneinander angeordneten Strahlungsquellen 1, 2 durchfährt. Bei dieser Anordnung ist eine Homogenität der Strahlungsintensität über die Breite des dargestellten Substrats 7 zunächst durch die geometrische Anordnung der beiden Strahlungsquellen 1, 2 zu erreichen. Den Strahlungsquellen 1, 2 ist jeweils ein Reflektor 3, 4 zugeordnet, der ebenfalls einen Einfluss auf ein von der jeweiligen Strahlungsquelle 1, 2 in Richtung des Substrats 7 abgestrahlten Strahlungsfelds 5, 6 hat. Die Strahlungsfelder 5, 6 sind in der 1 durch ihre Ränder symbolisiert. Die Strahlungsquellen 1, 2 werden so voneinander und zum Substrat 7 beabstandet angeordnet, dass sich die Strahlungsfelder 5, 6 möglichst mit einer über die Breite des Substrats 7 homogenen Intensität überlagern. Die geometrische Anordnung der Strahlungsquellen 1, 2 ist dabei insbesondere so gewählt, dass in einem mittleren Bereich des Substrats, der Strahlungsintensität beider Strahlungsquellen 1, 2 ausgesetzt ist, die Strahlungsintensität homogen und gleich der Strahlungsintensität in anderen Bereichen des Substrats 7 ist.The arrangement shown is part of a continuous process in which the substrate 7th with the functional layer 8th in a direction perpendicular to the plane of the drawing below the radiation sources arranged next to one another 1 , 2 drives through. With this arrangement there is a homogeneity of the radiation intensity over the width of the substrate shown 7th initially through the geometric arrangement of the two radiation sources 1 , 2 to reach. The radiation sources 1 , 2 is a reflector each 3 , 4th assigned, which also has an influence on one of the respective radiation source 1 , 2 towards the substrate 7th radiated radiation field 5 , 6th Has. The radiation fields 5 , 6th are in the 1 symbolized by their edges. The radiation sources 1 , 2 thus become one another and become a substrate 7th arranged at a distance that the radiation fields 5 , 6th if possible with one across the width of the substrate 7th superimpose homogeneous intensity. The geometric arrangement of the radiation sources 1 , 2 is in particular chosen so that in a central area of the substrate, the radiation intensity of both radiation sources 1 , 2 is exposed, the radiation intensity is homogeneous and equal to the radiation intensity in other areas of the substrate 7th is.

Weiter kann die Homogenität auch durch eine Variation der elektrischen Leistung, die die Strahlungsquellen 1, 2 aufnehmen, beeinflusst werden. Zum Ausgleich von bereits bestehenden Intensitätsunterschieden und/oder zum Ausgleich von unterschiedlichen Alterungsprozessen der Strahlungsquellen 1, 2 durch eine Variation der elektrischen Leistung dient die anmeldungsgemäße Vorrichtung, von der ein Ausführungsbeispiel im Schaltplan der 2 näher dargestellt ist.The homogeneity can also be achieved by varying the electrical power generated by the radiation sources 1 , 2 absorb, be influenced. To compensate for already existing differences in intensity and / or to compensate for different aging processes of the radiation sources 1 , 2 by varying the electrical power, the device according to the application, of which an exemplary embodiment is shown in the circuit diagram of FIG 2 is shown in more detail.

Die Strahlungsquellen 1, 2, im Beispiel der 1 also die (Widerstands-) Heizstrahler werden zur Stromversorgung mit Netzspannung 9 gespeist. In der dargestellten Schaltung sind drei Stromzweige vorhanden, von denen zwei jeweils eine der Strahlungsquellen 1, 2 umfasst. Der dritte Stromzweig umfasst einen veränderbaren Widerstand 10 als veränderbare Impedanz. Der veränderbare Widerstand 10 ist durch eine Serienschaltung eines ohmschen Widerstands 11 und eines getaktet schaltbaren Schaltorgans 12 gebildet. Es wird angemerkt, dass die veränderbare Impedanz ggf. zusätzlich zu dem ohmschen Widerstand 11 auch ein kapazitives und/oder induktives Element wie einen Kondensator bzw. eine Spule aufweisen kann.The radiation sources 1 , 2 , in the example of 1 so the (resistance) radiant heaters are fed with mains voltage 9 for power supply. In the circuit shown there are three current branches, two of which are each one of the radiation sources 1 , 2 includes. The third branch includes a variable resistor 10 as changeable impedance. The changeable resistance 10 is through a series connection of an ohmic resistor 11 and a clocked switchable switching element 12th educated. It should be noted that the changeable impedance may be in addition to the ohmic resistance 11 can also have a capacitive and / or inductive element such as a capacitor or a coil.

Durch unterschiedliche Taktung des Schaltorgans 12, entweder im Rahmen einer Phasenanschnittsteuerung oder einer Gruppenwellensteuerung oder auch - bei Versorgung der Vorrichtung durch Gleichspannung - durch eine pulsweiten-Modulationssteuerung wird der ohmsche Widerstand 11 nur zeitweise im Strompfad aktiv, so dass sein effektiver Widerstand abhängig von einem Verhältnis einer Einschaltzeit zu einer Ausschaltzeit des Schaltorgans 12 ist. Dieses Verhältnis wird auch Tastverhältnis genannt. In dem Prinzipschaltbild der 2 ist eine Steuerschaltung zur Ansteuerung des Schaltorgans 12 (und weiterer nachfolgend beschriebener ansteuerbarer Komponenten) nicht dargestellt. Ein Steuereingang ansteuerbarer Komponenten ist jeweils durch zwei Steueranschlüsse symbolisiert, die in Anschlusspunkten enden, von denen einer z.B. einen Masseanschluss darstellt (in der Figur durch einen dreieckigen Pfeil wiedergegeben) und einer einen Verbindungspunkt zur Steuerschaltung darstellt (in der Figur durch ein Sechseck wiedergegeben).Due to the different timing of the switching element 12th , either in the context of a phase control or a group wave control or also - when the device is supplied by direct voltage - by means of a pulse-width modulation control, the ohmic resistance 11 only temporarily active in the current path, so that its effective resistance depends on a ratio of a switch-on time to a switch-off time of the switching element 12th is. This ratio is also called the duty cycle. In the block diagram of the 2 is a control circuit for controlling the switching element 12th (and other controllable components described below) not shown. A control input of controllable components is symbolized by two control connections that end in connection points, one of which represents, for example, a ground connection (represented by a triangular arrow in the figure) and one represents a connection point to the control circuit (represented by a hexagon in the figure).

In einer Grundstellung der Vorrichtung sind die beiden Zweige, in denen die Strahlungsquellen 1, 2 angeordnet sind, serienverschaltet.In a basic position of the device are the two branches in which the radiation sources 1 , 2 are arranged, connected in series.

In jedem der Zweige mit den Strahlungsquellen 1, 2 ist ein weiteres Schaltorgan 14, 15 angeordnet, das ebenfalls angesteuert getaktet betrieben werden kann. Wenn beide Strahlungsquellen 1, 2 in einer Serienschaltung betrieben werden, kann ihre Intensität jedoch nicht unabhängig voneinander eingestellt werden, da jegliche Taktung eines der beiden weiteren Schaltorgane 14, 15 beide Strahlungsquellen 1, 2 betrifft. Um eine Intensität der Gesamtanordnung der Strahlungsquellen 1, 2 in der Serienschaltung zu variieren, ist es somit ausreichend, eines der weiteren Schaltorgane 14, 15 dauerhaft eingeschaltet zu lassen und das andere der Schaltorgane getaktet zu betreiben.In each of the branches with the radiation sources 1 , 2 is another switching element 14th , 15th arranged, which can also be operated clocked controlled. When both radiation sources 1 , 2 are operated in a series circuit, but their intensity cannot be set independently of one another, since any clocking of one of the two other switching elements 14th , 15th both radiation sources 1 , 2 concerns. To an intensity of the overall arrangement of the radiation sources 1 , 2 To vary in the series connection, it is therefore sufficient to use one of the further switching elements 14th , 15th to leave permanently switched on and to operate the other of the switching elements clocked.

Um in dem Fall die Intensität der Strahlungsquellen 1, 2 untereinander variieren zu können, wird der veränderbare Widerstand 10 parallel zu einer der Strahlungsquellen 1, 2 bzw. parallel zur Reihenschaltung der Strahlungsquelle 1, 2 und dem entsprechenden weiteren Schaltorgan 14, 15 geschaltet. Wird der veränderbare Widerstand 10 mit einem endlichen effektiven Widerstand betrieben, d.h. dass das Schaltorgan 12 zumindest zeitweise eingeschaltet ist, nimmt es in der Parallelschaltung zu einer der Strahlungsquellen 1, 2 einen Teilstrom auf, der dieser Strahlungsquelle 1, 2 nicht mehr zur Verfügung steht aber noch durch die andere der Strahlungsquellen 1, 2 fließt.In that case, the intensity of the radiation sources 1 , 2 Being able to vary among each other becomes the changeable resistance 10 parallel to one of the radiation sources 1 , 2 or parallel to the series connection of the radiation source 1 , 2 and the corresponding further switching element 14th , 15th switched. Becomes the changeable resistance 10 operated with a finite effective resistance, ie that the switching element 12th is switched on at least temporarily, it takes in the parallel connection to one of the radiation sources 1 , 2 a partial flow that this radiation source 1 , 2 is no longer available but is still due to the other of the radiation sources 1 , 2 flows.

Zur Parallelschaltung des veränderbaren Widerstands 10 zu einem der Zweige mit den Strahlungsquellen 1, 2 ist ein Relais 13 mit zwei Umschaltkontakten vorgesehen, über die der veränderbare Widerstand 10 entweder dem einen oder dem anderen Zweig mit den Strahlungsquellen 1, 2 parallel geschaltet werden kann. Bei dem in 2 dargestellten Beispiel ist der veränderbare Widerstand 10 parallel zum Zweig mit der Strahlungsquelle 1 geschaltet. Entsprechend wird beim Betreiben des veränderbaren Widerstands 10 mit einem effektiven endlichen Widerstand die Intensität der Strahlungsquelle 1 abgemindert und die Intensität der Strahlungsquelle 2 angehoben.For connecting the variable resistor in parallel 10 to one of the branches with the radiation sources 1 , 2 is a relay 13th provided with two changeover contacts via which the variable resistor 10 either one or the other branch with the radiation sources 1 , 2 can be connected in parallel. The in 2 The example shown is the variable resistance 10 parallel to the branch with the radiation source 1 switched. Accordingly, when operating the variable resistor 10 with an effective finite resistance is the intensity of the radiation source 1 and the intensity of the radiation source 2 raised.

Wenn ein Ausgleich benötigt wird, bei dem umgekehrt die Strahlungsintensität der Strahlungsquelle 1 angehoben werden muss und die der Strahlungsquelle 2 abgesenkt werden muss, wird das Relais 13 in der anderen Schalterstellung betrieben, so dass der veränderbare Widerstand 10 dann parallel zum Zweig der Strahlungsquelle 2 geschaltet ist.When compensation is required, the opposite is the radiation intensity of the radiation source 1 must be raised and that of the radiation source 2 needs to be lowered, the relay will 13th operated in the other switch position, so that the variable resistance 10 then parallel to the branch of the radiation source 2 is switched.

Die Vorrichtung weist ein weiteres Relais 16 auf, mit dem die Reihenschaltung der Strahlungsquellen 1, 2 aufgehoben werden kann und die Strahlungsquellen 1, 2 stattdessen parallel schaltet werden können. Im dargestellten Beispiel weist das weitere Relais 16 zu diesem Zweck zwei Umschaltkontakte auf. In alternativen Ausgestaltungen können stattdessen auch zwei einzelne Relais eingesetzt werden, von denen eines einen Umschaltkontakt und das andere nur einen einfachen Schaltkontakt benötigt.The device has another relay 16 on, with which the series connection of the radiation sources 1 , 2 can be canceled and the radiation sources 1 , 2 instead can be switched in parallel. In the example shown, the additional relay 16 two changeover contacts for this purpose. In alternative configurations, two individual relays can also be used instead, one of which requires a changeover contact and the other only requires a simple switch contact.

In diesem Betriebsmodus werden höhere Intensitäten der Strahlungsquellen 1, 2 erreicht, wobei der veränderbare Widerstand 10 nicht benötigt wird und durch Nichtbetätigen des Schaltorgans 12 stromfrei geschaltet wird. Eine Intensitätsabsenkung beider Strahlungsquellen 1, 2 bzw. ein Intensitätsausgleich 1, 2 kann durch entsprechende Ansteuerung der weiteren Schaltorgane 14, 15 in diesem Betriebsmodus erreicht werden.In this operating mode there are higher intensities of the radiation sources 1 , 2 achieved, the changeable resistance 10 is not required and by not actuating the switching element 12th is switched off. A decrease in the intensity of both radiation sources 1 , 2 or an intensity compensation 1 , 2 can by appropriate control of the other switching elements 14th , 15th can be achieved in this operating mode.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1, 21, 2
StrahlungsquelleRadiation source
3, 43, 4
Reflektorreflector
5, 65, 6
StrahlungsfeldRadiation field
77th
SubstratSubstrate
88th
Funktionsschicht Functional layer
1010
veränderbarer Widerstandchangeable resistance
1111
ohmscher Widerstandohmic resistance
1212th
SchaltorganSwitching element
1313th
Relaisrelay
14, 1514, 15
weiteres Schaltorganfurther switching element
1616
weiteres Relaisanother relay

Claims (12)

Vorrichtung zum Bestrahlen eines flächigen Substrats (7) mit zwei nebeneinander und beabstandet von dem Substrat (7) angeordneten elektrisch betriebenen Strahlungsquellen (1, 2), dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen (1, 2) elektrisch in Reihe geschaltet sind, wobei mindestens einer der Strahlungsquellen (1, 2) eine veränderbare Impedanz parallel geschaltet ist.Device for irradiating a flat substrate (7) with two electrically operated radiation sources (1, 2) arranged next to one another and at a distance from the substrate (7), characterized in that the radiation sources (1, 2) are electrically connected in series, with at least one the radiation sources (1, 2) a variable impedance is connected in parallel. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die veränderbare Impedanz eine Reihenschaltung einer Impedanz und eines getaktet betreibbaren Schaltorgans (12) umfasst.Device according to Claim 1 , in which the variable impedance comprises a series connection of an impedance and a switching element (12) that can be operated in a clocked manner. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Schaltorgan (12) Teil einer Phasenanschnittsteuerung, einer Gruppenwellensteuerung oder einer Pulsweiten-Modulationssteuerung ist.Device according to Claim 2 , in which the switching element (12) is part of a phase control, a group wave control or a pulse width modulation control. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Schaltorgan (12) ein Halbleiterschalter ist, insbesondere ein Triac, ein MOSFET, ein Bipolartransistor oder ein IGBT.Device according to Claim 3 in which the switching element (12) is a semiconductor switch, in particular a triac, a MOSFET, a bipolar transistor or an IGBT. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die veränderbare Impedanz ein veränderbarer Widerstand (10) ist, der einen ohmschen Widerstand (11) umfasst.Device according to one of the Claims 1 to 4th , in which the variable impedance is a variable resistor (10) which comprises an ohmic resistor (11). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die veränderbare Impedanz einen Kondensator und/oder eine Induktivität umfasst.Device according to one of the Claims 1 to 5 in which the variable impedance comprises a capacitor and / or an inductor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend ein Relais (13), um die veränderbare Impedanz wahlweise parallel zu einer der beiden Strahlungsquellen (1, 2) zu schalten.Device according to one of the Claims 1 to 6th , having a relay (13) to switch the variable impedance optionally in parallel to one of the two radiation sources (1, 2). Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der das Relais (13) zwei Umschaltkontakte aufweist, die jeweils mit ihrem Mittelanschluss mit je einem Anschluss der veränderbaren Impedanz verbunden sind, und die mit ihren Schaltanschlüssen jeweils mit einem der Endanschlüsse der Reihenschaltung der Strahlungsquellen (1, 2) und mit deren Mittelabgriff verbunden sind.Device according to Claim 7 , in which the relay (13) has two changeover contacts, each of which is connected with its center connection to a connection of the variable impedance, and each with its switching connections to one of the end connections of the series connection of the radiation sources (1, 2) and to their center tap are connected. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der bei der das Relais (13) einen Umschaltkontaktsatz aufweist, wobei die veränderbare Impedanz mit einem Anschluss mit einem Mittelabgriff der Reihenschaltung der Strahlungsquellen (1, 2) verbunden ist und mit seinem anderen Anschluss mit einem Mittelanschluss des Umschaltkontakts des Relais (13), wobei Schaltanschlüsse des Umschaltkontakts mit jeweils einem Endanschluss der Reihenschaltung der Strahlungsquellen (1, 2) verbunden sind.Device according to Claim 7 , in which the relay (13) has a set of changeover contacts, the variable impedance being connected to one connection with a center tap of the series connection of the radiation sources (1, 2) and with its other connection to a center connection of the changeover contact of the relay (13) , in which Switching connections of the changeover contact are each connected to an end connection of the series connection of the radiation sources (1, 2). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der mindestens ein weiteres Relais (16) vorgesehen ist, über das die Reihenschaltung der Strahlungsquellen (1, 2) aufgetrennt werden kann und die Strahlungsquellen (1, 2) parallel geschaltet werden können.Device according to one of the Claims 1 to 9 , in which at least one further relay (16) is provided, via which the series connection of the radiation sources (1, 2) can be separated and the radiation sources (1, 2) can be connected in parallel. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der in Reihe zu zumindest einer der beiden Strahlungsquellen (1, 2) ein weiteres getaktet betreibbares Schaltorgan (14, 15) angeordnet.Device according to one of the Claims 1 to 10 , in which a further switching element (14, 15) which can be operated in a clocked manner is arranged in series with at least one of the two radiation sources (1, 2). Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der das weitere Schaltorgan (14, 15) Teil einer Phasenanschnittsteuerung, einer Gruppenwellensteuerung oder einer Pulsweiten-Modulationssteuerung ist.Device according to Claim 11 , in which the further switching element (14, 15) is part of a phase control, a group wave control or a pulse width modulation control.
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