JPH05506327A - アーク転流器 - Google Patents
アーク転流器Info
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- JPH05506327A JPH05506327A JP91506240A JP50624091A JPH05506327A JP H05506327 A JPH05506327 A JP H05506327A JP 91506240 A JP91506240 A JP 91506240A JP 50624091 A JP50624091 A JP 50624091A JP H05506327 A JPH05506327 A JP H05506327A
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- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32018—Glow discharge
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- H—ELECTRICITY
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- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
アーク転流器
発明の分野
本発明は、グロー放電装置の2に極間のアークを検出し、かつ、該アークを転流
(divert)させる電気回路に「グロー放電」と呼ばれる現象は、少数の例
として、ガラスコーティング、陰極スパッタ、反応性イオンエツチング、窒化処
理および炭化処理を含む、多様な商業的応用において利用される。基本的には、
グロー放電は、異なった電位を有する2つの電極間の真空にされたチャンバ内に
イオン化可能なガスが導入され、かつ、上記電極間の電位差が、そのガスをイオ
ン化しつるほど十分に大きいときに発生する。この電位差は、直流200ボルト
から800ボルトまで間のどこかにある。
一旦イオン化されると、正に荷電されたイオンは、陰極によって吸引され、陰極
に向かって移動する。陰極に取付けられた材料は、このようにして衝突するイオ
ンによりコーティングされる。他のグロー放電プロセス、例えばスパッタ・コー
ティングにおいては、衝突するイオンがターゲット材料の粒子を移転させ、その
移転させらた粒子は、コーティングされるべき基板上に薄膜とじて付着される。
この基板は、通常、ターゲットに対し反対側の陽極に取付けられる。この形式の
スパッタ・コーティングは、色付けのためのガラス板のコーティングに対し、あ
るいは赤外光を阻止するために、ガラスに対し低い放射率を付与する場合に、特
に有用である。チタン、亜鉛、金、アルミニウム、または銀などの材料は、ガラ
ス上にスパッタ・コーティングされうる。グロー放電装置は、平面状または円筒
状とすることができる。
グロー放電処理の効率を高めるために、陰極に隣接して磁石を配置し、ターゲッ
ト上に磁界を重畳させて、密度の高いプラズマを形成することができる。この形
式のマグネトロン・グロー放電装置は、米国特許第4.422゜916号に開示
されており、この特許の開示の全体は特に断りなく参照される。
グロー放電装置の陽極と陰極との間には、比較的に高い直流電圧が印加されるの
で、毎秒2000回またはそれ以上の比較的高い頻度で、電気的短絡、またはア
ーク(を弧)の生成が起こりうる。これらのアークのあるものは、チャンバ内の
ガス圧のゆらぎによって消されるが、他の多くアークは供給電力が遮断されるま
で持続する。アークが生じている間の電流レベルは、動作電圧に依存し、300
アンペアはどの大きさになりつる。これらの電流レベルにおけるアークの発生は
、電源装置、陰極におけるターゲット材料、または陽極における基板に損傷を与
える。この損傷の可能性を回避するためには、グロ
ー放電装置の電極間のアークを、できるだけ速やかに検出し、かつ、終了させる
ことが重要である。
ある装置においては、アークの抑制は、交流整流電源を瞬間的に切断することに
よって行なわれる。しかし、いったん切断が行なわれると、次の電気的半サイク
ルが経過し終わるまで、電極へ電力が再供給されないことが起こりつる。比較的
低い周波数で動作する電源の場合には、この遅延は問題を生じる。例えば、3相
6バルスユニツト、60Hzの電源装置が、実用上および経済上の双方の理由に
より、多くのグロー放電処理において一般的に用いられている。この形式の電源
装置は、一旦遮断されると、次の2.66 ミリ秒の間電極へ電力が再供給され
ないことが起こりつる。電源内のインダクタに蓄えられたエネルギが消散するた
めに、さらに追加の時間が要求される。この時間は、通常約50ミリ秒である。
500マイクロ秒毎という頻度の高周波アークの発生を考慮すると、この持続時
間は簡単に我慢することはできない。
たとえ、実際にはアーク発生がそれほどの高頻度で起こらないとして°も、どの
ようなアーク発生に伴う時間遅延であっても、それは、装置の「スルーブツト」
、すなわち処理速度を減少させ、従って生産効率を劣化させるので、我慢できな
いものと考えられる。
高周波電源装置として10KHz程度のものを使用して、単に電気的半サイクル
の時間を減少させることにより、上述の問題を解決することができるが、高周波
電源装置は一般に非常に高価なものであり、かつ、リップル効果のために、電極
に対し不変の高電力レベルを保持することは困難である。
アーク抑制のための他の1つの方法は、電極間にキャパシタを、電源装置と同じ
極性で接続して用いるものである。アークか発生する時、最初そのキャパシタは
それが蓄えていた電荷をアーク中へ放出し、その後の再充電時にアークを消滅さ
せる。この方法は、電源装置の一時的切断を必要としないか、このキャパシタか
らの電荷の「放出」は、しばしば陰極に取付けられた材料に対して悪影響を及ぼ
し、この効果は時々「スブラッタリング」と呼ばれている。
従って、本発明の目的は、グロー放電装置の2つの電極間の電気アークを速やか
に、かつ、可動に検出し、抑制する電気回路を提供することである。
本発明の他の1つの′目的は、グロー放電装置の電源装置に対する電力供給の遮
断に通常随伴する時間遅延を必要とすることなく、上記グロー放電装置の2つの
電極間のアークを抑制する電気回路を提供することである。
本発明のさらに他の1つの目的は、60Hzの電源装置より給電されるグロー放
電装置の中のアークを効果的に抑制する電気回路を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、グロー放電装置と60Hz電源装置との間に設置さ
れ、速やかなアークの検出および抑制を行なう比較的簡単で効率的な電気回路を
提供することである。
発明の要約
本発明は、2つの電極間のアークを検出し、しかる後、充電されたキャパシタに
対し、陰極に向かい、かつ、共振路に沿った放電を開始させ、それにより電極か
らの電流を転流させてアークを消滅させる電気回路を提案する。
この共振転流回路は、2対のスイッチを含み、おのおの対の中の1つのスイッチ
か前記キャパシタを充電状態に保持する。アークが検出されると、1つのスイッ
チング回路網は、2つの保持スイッチの一方をトリガし、上記キャパシタに対し
、第1共振転流路に沿い第1の方向に向けて放電を行わせる。第1共振転流路は
、インダクタと、上記キャパシタ及び陰極の間に配置された上記保持スイッチと
、上記陰極及び陽極の間に配置されたダイオードと、ループを完成し、上記キャ
パシタをして、逆方向への次の放電のための再充電を行なわせる他の1つのスイ
ッチとを含む。
トリガされた時に、上記共振転流路に沿って流れる半波正弦波電流パルスは処理
用電流を超過する。ダイオードを通り、陽極へ向かって流れる電流は、電極間の
電圧を、上記共振転流回路のキャパシタンス及びインダクタンスの値によって決
まる時間の間、強制的にゼロに近づける。これにより、電源装置を効果的に短絡
し、電極からの電流を転流させ、それにより、アークを抑制して消滅させる。キ
ャパシタは、また電流パルスの終りの時点に再充電され、それにより、その次に
逆方向に放電させられる。次のアークか検出されると、それと同時に、スイッチ
ング回路網は他のスイッチ対をトリガして、上記キャパシタを反対方向に放電さ
せ、電流か第2共振転流路に沿って流れるようにする。その後のおのおののアー
クの検出のたびに、転流回路はトリガされ、上記第1および第2共振転流路の間
で、後方へまた前方へと、上記キャパシタをして、交互に放電を行なわせる。
4つのスイッチは、H形の形状に配置されてキャパシタを取り巻いている。キャ
パシタは交互に反対方向に放電するか、上記4つのスイッチは、充電された上記
キャパシタの極性か、接続された電源装置の極性に対し常に反対になるように配
設される。かくして、双方の共振転流路に対して、電流は、最初は陰極に向けて
流れ、次に陽極に向けて流れ、その次にキャパシタへの再充電のためにもどる。
本発明の好適実施例においては、グロー放電装置の2つの電極間のアークを消滅
させるためのアーク転流器は、検出器と、共振転流回路と、スイッチング回路網
とを含む。該検出器は、プラズマ放電装置の2つの電極間のアーク状態を、電極
の電圧差が所定の設定点電圧よりも低下した状態に検出する。それにより生じた
信号は、共振転流回路内の1対のスイッチをトリガするスイッチング回路網を駆
動し、それにより、上記キャパシタをして、陰極へ向かい、第1方向に向け、か
つ、第1共振転流路に沿って放電させる。次のアークか検出されると、スイッチ
ング回路網は、他のスイッチ対をトリガし、それにより、キャパシタをして、な
お陰極に向かい、他の方向に向け、かつ、第2共振転流路に沿って放電させる。
次に、おのおのの検出に際し、スイッチング回路網は、2対のスイッチの一方を
交互にトリガし、それにより、キャパシタをして、前回の放電とは逆の方向へ放
電させる。
約直流800ポルトの電圧において、約200アンペアで動作するグロー放電装
置においては、上述の形式のアーク転流器は、約100マイクロ秒以内にアーク
を検出し、かつ、消滅させることがてきる。この時間内における顕著な電流変化
を阻止するためには、電源装置は十分に大きいインダクタンスを有する必要があ
ることに注目することが重要である。このインダクタンスは、8−1Oミリヘン
リ一程度の低いものでよく、この値は、この形式の電源において通常のリップル
低減を行なうために通常用いられるインダクタンス値よりも低い。
本発明のもう1つの特徴として、スイッチング回路網は、共振転流回路の中を流
れる電流を検知する電流111J限回路を含む。検知された電流の大きさは、ス
イッチング回路網が再びトリガされつるようになるまでに経過すべき時間の長さ
を制御するために用いられる。検知された電流の大きさが大きいほど、次のトリ
ガが行なわれるまての経過時間は長くなる。
スイッチング回路網は、また、2つのスイッチ対の双方を同時トリガすることを
阻止するための回路と、もしはじめにトリガされたスイッチ対により生じた最初
の転流がアークを消滅させなかったならば、第2の転流を起こさせるように、上
記スイッチの一方の対を再トリガするための再トリガ回路とを備えている。起動
時には、この再トリガ回路の起動部分は、キャパシタの初期充電が終了するまで
、再トリガモードの「自走」を阻止する。
さらに、前記検出器は、アークが検出された回数を表示するカウンタを含む。
本発明のこれらの、更に池の特徴は、詳細な説明および図面の記載を参照するこ
とにより、一層容易に理解されるであろう。
図面の簡単な説明
第1図は、本発明の好適実施例におけるアーク転流器において用いられる共振転
流回路の該略回路図である。
第2A図および第2B図は、本発明の好適実施例におけるアーク転流器において
使用される検出器およびスイッチング回路網の概略回路図である。
第3図は、2つの共振転流路の一方に沿って共振転流回路の中を流れる電流につ
いて、電流対時間の関係を示すグラフである。
発明の詳細な説明
第1図、第2A図および第2B図は、本発明の好適実施例におけるアーク転流器
10の概略回路図を示す。アい)の険t!i+1と陽極12との間のアークを検
出して消滅させる。一般に、アーク転流器10は、検出器と、共振転流回路と、
スイッチング回路網とを含む。
第1図は、共振転流回路の電気的構成素子を示す。この共振転流回路は、直列接
続のキャパシタ16およびインダクタ17とを含み、参照番号20,21,22
.および23の4つのスイッチの「H」形配置内に分離されている。これらのス
イッチは、スイッチング回路網によってトリガされ、好ましくはSCRにより構
成される。
スイッチ20および21は、それらがトリガされるまではキャパシタ16を充電
状態に保持する。陰極IIと陽極12との間にアークが検出された時は、スイッ
チング回路網が駆動されて、スイッチ対23および21、またはスイッチ対22
および2oをトリガする。スイッチ21および23が同時にトリガされた時は、
キャパシタI6は、方向指示用矢印26によって示される方向に放電する。スイ
ッチ20および22が同時にトリガされた時は、キャパシタ16は、方向指示用
矢印27によって示される方向に放電する。スイッチング回路網は、次に起きる
アークの検出時には、これらのスイッチ対のトリガグ回路網は、また、双方のス
イッチの組を同時にトリガすることを防止するようにも設計されている。
いずれのスイッチ対がトリガされたかにより、キャパシタ16の放電は、スイッ
チ2oまたはスイッチ21の一方を通る電流を生じる。いずれの場合においても
、電流の向きは最初は陰Wi11の方向である。この電流は引続きダイオード2
5を通り、次に陽極を経て、それぞれスイッチ22または23の一方を通過し、
次の逆方向への放電のためにキャパシタ16を再充電する。このようにして、4
つのスイッチおよびダイオード25は、キャパシタ16の放電によって生じる電
流パルスに対する2つの共振転流路を画定する。一方の共振転流路は、スイッチ
21と、陰極11と、ダイオード25と、陽極I2と、スイッチ23とを含む。
他方の共振転流路は、スイッチ20と、陰極11と、ダイオード25と、陽極1
2と、スイッチ22とを含む。好ましくは、転流回路は、さらに、キャパシタI
6を保護するための抵抗28を含む。キャパシタ30,31.32および33も
、それぞれスイッチ20,21.22および23に対する保護を行なう。付加的
な回路保護は、電圧抑圧器35,36゜37および38と、抵抗40.4+、4
2.および43と、キャパシタ46,48.50および52とによって行なわれ
る。第1図、第2A図および第2B図に示されている電子的構成素子の値および
/または部品番号は、この詳細な説明の最後の付録の中に含まれている。
第1図は、また全体的に参照番号55により指示された検出器およびスイッチン
グ回路網を示す。ファン56は、アーク転流器10の構成素子の冷却を行なうた
めに用いられる。その代わりに、それらの構成素子を水冷にすることもできる。
第1図は、また共振転流回路中の電流を検知するために使用される変流器59を
も示している。
第2A図の中の下部には、アーク転流器lOの構成素子に給電するための慣用の
直流電源が示されている。
第2A図は、また検出器を形成する電子的構成素子をも示している。第1図にも
示されている電気導体74および75は、それぞれ陰極11および陽極12に接
続されている。演算増幅器7Bと、抵抗79,80,81゜および82とは、陰
極11と陽極12との間の電圧差を増幅する標準的な差動入力増幅器を構成して
いる。陰極11と陽極12との間にアークが発生すると、増幅器78の出力は、
グロー放電装置が安定したプラズマを発生させ定常状態モードで動作している時
よりも低いレベルへ低下する。電圧比較器86は、この電圧差を、ポテンショメ
ータ92によって設定される設定電圧値と比較する。増幅器78からの電圧が、
ポテンショメータ92により設定されたレベルより低い値に低下した時は、比較
器86の出力はアーク状態を示し、そのときの出力信号はNORゲート95へ供
給される。この出力信号は、NORゲート96および97を経て、主ワンショッ
ト98のトリが入力に供給され、主ワンショット98は[100上に、キャパシ
タ122と抵抗119および121と電界効果トランジスタ118とにより決定
される持続時間を有する出力パルスを発生する。
この持続時間は、変流器59により検知されるコイル17を通る電流によって開
始される。変流器59のコイルを通る電流の周波数に応答して発生する逆電圧は
、ダイオード125,126,127.および128によって整流され、抵抗1
29を通る約1アンペアの電流を生じ、約100ミリボルトの電圧を発生する。
この電圧は、ポテンショメータ134によって設定される電圧と比較され、演算
増幅器137により積分される。演算増幅器137からの信号は、FET118
の動作点に影響を及ぼす。もし変流器59により高い電流周波数か検出されれば
、FET118に対するバイアス電圧は減少し、線100上へ供給されるパルス
幅出力は増大する。この回路は、アークの発生頻度を制限することにより、すな
わち、次のトリガパルスの発生までに経過することを要する持続時間を増加させ
ることによって、転流回路を保護する。
ワンショット98からのパルスは、mtooを介して第2B図に図示のフリップ
フロップ140のクロック入力へ入力され、その出力を切換える。フリップフロ
ップ+40の出力信号は、パルス発生器143および153と、それらの関連構
成素子を交互に駆動し、最終的には、5CR20,21,22,および23のト
リガを制御する。パルス発生器143はSCR対2対語0び22を駆動し、また
パルス発生器153はSCR対21および23を駆動する。NANDゲート14
1,142,151゜および152とインバータ164および夏84とは、双方
のスイッチの組の同時駆動を阻止する。
線100上のパルスは、また、第2A図に図示の他の1つのワンショット109
へも入力され、抵抗110およびキャパシタtxtにより決まる時間遅延の後に
、もし第】の電流パルスがアークを消滅させないときは、NORゲート96を経
由する信号が主ワンショット98を再トリガする。起動時には、それぞれのスイ
ッチは、最初、キャパシタ16を充電するように「オン」状態にある。キャパシ
タ102、比較器107、およびNANDゲート108を含む始動回路は、フリ
ップフロップ109のリセット端子への入力信号を送り、電源がキャパシタ16
の十分な充電を完了するまで、転流回路の上記の再トリガモードの「自走Jを防
止する。
第2A図に図示の選択自由な外部ポテンショメータl12またはポテンショメー
タ92は、検出器の感度を変えるために変化させることができる。比較器86へ
の入力電圧を増大させることにより、アーク状態を知らせる信号を発生するため
に必要な陰極11と陽極I2との間の差電圧の減少は低下する。
第3図は、転流回路がトリガされた時に発生する電流パルスを示す。もし作動電
流が約200アンペアならば、転流電流は、時MT、から時刻T、まで、すなわ
ちt、によって示された100マイクロ秒よりも短い期間中作動電流を超える。
以上、本発明のアーク転流器の好適実施例について説明したが、本発明はそれに
よって限定されるものではないこと、また、本発明の開示に照らして、当業者に
対しさまざまな他の代替実施例か明らかになるはずであることを理解すべきであ
る。従って、詳細に説明され、かつ、請求の範囲に記載された本発明の技術的範
囲から逸脱することなく、諸種の変更が行なわれうることを理解するlOアーク
転流器
11 陰極接続
12 陽極接続
■6 45マイクロフアラツド
17 30マイクロヘンリー
20 SCR200A/2000V
21 SCR20OA/2000V
22 SCR200A/2000V
23 SCR200A/2000V
25 ダイオード lN914B
28 1Oキロオーム
30 0、047マイクロフアラツド
31 0、047マイクロフアラツド
32 0、047マイクロフアラツド
33 0、047マイクロフアラツド
35 電圧抑圧器 V3Si DB4036 電圧抑圧器 V3Si D840
37 !圧押圧器 V3Si DB4038 電圧抑圧器 V3Si DB40
41 25オーム
42 25オーム
43 25オーム
46 0.22マイクロフアラツド
48 0.22マイクロフアラツド
50 0.22マイクロフアラツド
52 0.22マイクロフアラツド
55 アーク検出器/スイッチング回路網59 200:1変流器
60 巻数比120:36CT
61 ダイオード 3N248
62 ダイオード 3N248
63 ダイオード 3N248
64 ダイオード 3N248
65 1000マイクロフアラツド
66 1000マイクロフアラツド
67 0.1マイクロフアラツド
68 0.1マイクロフアラツド
69 0.1マイクロフアラツド
70 0.1マイクロフアラツド
71 電圧調整器7815
72 電圧調整器7915
78 差動増幅器OP 07
85 0、 OO1マイクロフアラ・ソド86 比較器3302
89 lOキロオーム
90 0.1マイクロフアラツド
91 2.74キロオーム
92 ポテンショメータ200オーム
9410キロオーム
95 N0R4001
96N0R4001
97N0R4001
98ワンショット4098
102 1.0マイクロフアラ・ソド
103 100キロオーム
107 比較器3302
108 N0R4001
+09 フリップフロップ4098
11010キロオーム
III 0.01マイクロフアラツド
112 選択自由な外部ポテンショメータ200オーム113 インバータ40
49
114 LED
115 1.0キロオーム
118 FET ZN4392
119 121キロオーム
120 1.0メグオーム
121 20キロオーム
122 0、047マイクロフアラツド123 ダイオード lN914B
124 0、01マイクロフアラツド
125 ダイオード 3N248
126 ダイオード 3N248
127 ダイオード 3N248
128 ダイオード 3N248
129 0.1オーム
130 100キロオーム
131 49、9キロオーム
132100キロオーム
133 30、1キロオーム
134 ポテンショメータ200オーム135 0、001マイクロファラッド
要 約 書
アーク転流器(10)は、グロー放電装置の陰極(ll)と陽極(12)との間
のアークを検出し、それに応答して、1対のスイッチ(21,23)をトリガす
ることにより、キャパシタ(16)を共振転流路(26)に沿い陰極(11)に
向かって放電させ、かつ、次の反対方向への放電のためにキャパシタ(16)を
再充電させる。この放電電流は、電源を有効に短絡して前記アークを消滅させる
。転流器(10)は、2つの共振転流路(26,27)と、「HJ状に配置され
てキャパシタ(16)を充電状態に保持する4スイツチ(20,21゜22.2
3)とを含む。対角線上に配置されたスイッチ対(21,23)および(20,
22)の交互のトリガにより、充電されたキャパシタ(16)が、共振転流路の
一方(26または27)に沿う1つの方向へ放電し、次の上記共振路の他方(2
7または26)に沿う反対方向への放電のために再充電されることを可能にする
。
国際調査報告
’−一−A、l++−4PCT/υ591101g95国際pI査報告
Claims (30)
- 1.グロー放電装置内のアークを消滅させるためのアーク転流器であって、 グロー放電装置の2つの電極間のアークを検出するようにされた検出器と、 蓄えられた電荷を、2つの共振転流路の一方に沿って放電させることにより、前 記電極より電流を転流させて前記アークを消滅させ、かつ、前記2つの共振転流 路の他方に沿う次の放電のために前記電荷を復元するようにされた共振転流回路 と、 前記検出器によって駆動されて前記共振転流回路をトリガするためのスイッチン グ回路網であって、前記検出器による最初の駆動時には第1の前記共振転流路に 沿い、また、前記検出器による次の駆動時には第2の前記共振転流路に沿って前 記電流を転流させ、その後のアーク検出時には前記2つの共振転流路の間で交互 に電流の転流が行なわれるようにされた前記スイッチング回路網とを含むグロー 放電装置内のアークを消滅させるアーク転流器。
- 2.前記共振転流回路はさらに、 前記蓄えられた電荷を保持するキャパシタであって、2つの方向に放電可能、か つ、再充電可能である前記キャパシタ を含む請求項1記載のアーク転流器。
- 3.前記共振転流回路はさらに、 前記キャパシタと直列に接続されたインダクタであって、約1000マイクロ秒 以内に前記転流回路の放電および再充電を行なうように選択されたインダクタン スを有する前記インダクタ を含む請求項2記載のアーク転流器。
- 4.前記共振転流回路はさらに、 前記共振転流路の双方の中に含まれたダイオードを有する請求項1記載のアーク 転流器。
- 5.前記共振転流回路はさらに、 4つのスイッチであって、該スイッチの第1対は前記第1共振転流路の一部を形 成し、かつ、該第1対のスイッチは前記スイッチング回路網により同時にトリガ されて前記蓄えられた電荷を前記第1共振転流路に沿って放電させ、かつ、次の 前記第2共振転流路に沿った放電のために前記電荷を復元するようにされており 、前記スイッチの第2対は前記第2共振転流路の一部を形成し、かつ、該第2対 のスイッチは前記スイッチング回路網により同時にトリガされて前記蓄えられた 電荷を前記第2共振転流路に沿って放電させ、かつ、次の前記第1共振転流路に 沿った放電のために前記電荷を復元するようにされている前記4つのスイッチ を含む請求項1記載のアーク転流器。
- 6.前記共振転流回路内の前記4つのスイッチはSCRである請求項5記載のア ーク転流器。
- 7.前記共振転流回路はさらに、 前記キャパシタを分離状態におき、かつ、それを前記電極間において充電状態に 保持する4つのスイッチであって、該スイッチの第1対は第1共振転流路の一部 を形成し、かつ、前記スイッチング回路網により同時にトリガされ、前記キャパ シタの前記第1共振転流路に沿う第1の方向への放電を可能にすることにより前 記電極からの電流を転流させ、かつ、次の反対方向への放電のために前記キャパ シタを再充電するようにされており、前記スイッチの第2対は第2共振転流路の 一部を形成し、かつ、前記スイッチング回路網により同時にトリガされ、前記キ ャパシタの前記第2共振転流路に沿う反対方向への放電を可能にすることにより 前記電極からの電流を転流させ、かつ、次の前記第1方向への放電のために前記 キャパシタを再充電するようにされている前記4つのスイッチ を含む請求項2記載のアーク転流器。
- 8.前記共振転流回路はさらに、 前記キャパシタと直列に接続されたインダクタであって、約100マイクロ秒以 内に該キャパシタの放電および再充電を行なうように選択されたインダクタンス を有する前記インダクタ を含む請求項7記載のアーク転流器。
- 9.前記4つのスイッチはSCRである請求項7記載のアーク転流器。
- 10.前記検出器はさらに、 アークが検出された回数をカウントするカウンタを含む請求項1記載のアーク転 流器。
- 11.前記スイッチング回路網はさらに、前記転流回路を通る電流を検知し、次 の前記共振転流回路のトリガまでの持続時間を設定する手段を含む請求項1記載 のアーク転流器。
- 12.前記スイッチング回路網はさらに、前記第1対のスイッチと前記第2対の スイッチとが同時にトリガされないことを保証するための手段を含む請求項5記 載のアーク転流器。
- 13.前記検出器は、さらに、 前記電極間の電圧と所定の設定電圧とを比較するための比較器を含み、さらに、 上記所定の設定電圧を変化させるためのポテンショメータを含む 請求項1記載のアーク転流器。
- 14.前記スイッチング回路網はさらに、もし第1電流パルスが前記検出された アークを消滅させなかった場合に、前記共振転流回路を再トリガする再トリガ回 路 を含む請求項1記載のアーク転流器。
- 15.前記再トリサが回路はさらに、 所定の遅延時間が経過し終わるまで、前記再トリガ回路の動作を抑止する起動回 路 を含む請求項14記載のアーク転流器。
- 16.グロー放電装置内のアークを消滅させるためのアーク転流器であって、 グロー放電装置の2つの電極間のアークを検出するようにされた検出器と、 アークの検出時に前記検出器により駆動されるスイッチング回路網と、 キャパシタと4つのスイッチとを含む共振転流回路であって、前記キャパシタは 、前記4つのスイッチにより、前記電極間にあって、充電状態におかれて電気的 に分離されている前記共振転流回路と を含んでおり、 前記4つのスイッチの中の第1対は第1共振転流路の一部を形成し、かつ、アー クの最初の検出時に前記スイッチング回路網により同時にトリガされて前記キャ パシタが前記第1共振転流路に沿い第1の方向に放電することを可能にすること により、前記電極から電流を転流させ、それにより前記アークを消滅させ、かつ 、次の反対方向への放電に備えて前記キャパシタを再充電するようにされており 、 前記4つのスイッチの中の第2対は第2共振転流路の一部を形成し、かつ、次の アークの検出時に前記スイッチング回路網により同時にトリガされて前記キャパ シタが前記第2共振転流路に沿い第2の方向に放電することを可能にすることに より、前記電極から電流を転流させ、それにより前記アークを消滅させ、かつ、 次の前記第1の方向への放電に備えて前記キャパシタを再充電するようにされて おり、前記第1対および第2対のスイッチは、その後の作動時には前記スイッチ ング回路網により交互にトリガされるようにされている グロー放電装置内のアークを消滅させるためのアーク転流器。
- 17.前記共振転流回路はさらに、 前記電極間に電気的に接続され、かつ、前記第1および第2共振転流路の双方の 中におかれたダイオードを含む請求項16記載のアーク転流器。
- 18.前記検出器はさらに、 アークが検出された回数をカウントするカウンタを含む請求項16記載のアーク 転流器。
- 19.前記スイッチング回路網はさらに、前記スイッチ対の双方が同時にトリガ されないことを保証するための手段 を含む請求項16記載のアーク転流器。
- 20.前記スイッチング回路網はさらに、前記転流回路を通る電流を検知し、次 の前記共振転流回路のトリガまでの持続時間を設定する手段を含む請求項16記 載のアーク転流器。
- 21.前記検出器はさらに、 前記電極間の電圧と所定の設定電圧とを比較するための比較器を含み、さらに、 前記所定の設定電圧を変化させるためのポテンショメータを含む 請求項16記載のアーク転流器。
- 22.グロー放電装置内のアークを消滅させるための方法であって、 グロー放電装置の2つの電極間のアークを検出するステップと、 前記検出に応答して、蓄えられた電荷を、2つの共振転流路の一方に沿い第1の 方向へ放電させることにより、前記電極から電流を転流させて前記アークを消滅 させ、かつ、前記2つの共振転流路の他方に沿う次の反対方向の放電のために前 記電荷を復元するステップと、次の前記電極間のアークのおのおのの検出時に、 放電の方向と電流の転流路とを交番させるステップとを含むグロー放電装置内の アークを消滅させるための方法。
- 23.グロー放電装置内のアークを消滅させるための方法であって、 グロー放電装置の2つの電極間のアークを検出するステップと、 最初の検出に応答して、充電されたキャパシタを第1の方向に放電させることに より、前記電極から電流を転流させてそれらの間の前記アークを消滅させ、かつ 、次の反対方向への放電のために前記キャパシタを再充電するステップと、 次のアークの検出に応答して、前記再充電されたキャパシタを前記反対方向へ放 電させることにより、前記電極から電流を転流させてそれらの間の前記アークを 消滅させ、かつ、次の前記第1の方向への放電のために前記キャパシタをくりか えし再充電するステップとを含むグロー放電装置内のアークを消滅させるための 方法。
- 24.スイッチング回路網内の第1組のスイッチを制御して、最初のアークの検 出時に、前記キャパシタの前記第1の方向への放電をトリガし、かつ、前記スイ ッチング回路網内の第2組のスイッチを制御して、次のアークの検出時に、前記 キャパシタの前記反対方向への放電をトリガするステップと、 その後のおのおののアークの検出時に、前記第1組のスイッチと前記第2組のス イッチとを交互にトリガするステップと をさらに含む請求項23記載の方法。
- 25.アークが検出された回数をカウントするステップをさらに含む請求項24 記載の方法。
- 26.2つの電極を含むグロー放電装置と、前記電極間のアークを検出するよう にされた検出器と、蓄えられた電荷を、2つの共振転流路の一方に沿って放電さ せることにより、前記電極から電流を転流させて前記アークを消滅させ、かつ、 前記2つの共振転流路の他方に沿った次の放電のために前記電荷を復元するよう にされた共振転流回路と、 前記検出器によって駆動されて前記共振転流回路をトリガするスイッチング回路 網であって、前記検出器による最初の駆動時には、第1の前記共振転流路に沿っ て前記電流を転流させ、かつ、前記検出器による次の駆動時には、第2の前記共 振転流路に沿って前記電流を転流させ、その後のアーク検出時には、前記2つの 共振転流路間で交互に電流の転流が行なわれるようにされた前記スイッチング回 路網と を含む組合せ。
- 27.前記グロー放電装置は陰極を含み、前記スイッチング回路網はキャパシタ に向けて電流を転流させるようにされた請求項1記載の組合せ。
- 28.2つの電極を含むグロー放電装置と、前記電極間のアークを検出するよう にされた検出器と、アークの検出時に、前記検出器によって駆動されるスイッチ ング回路網と、 キャパシタと4つのスイッチとを含む共振転流回路であって、前記キャパシタは 、前記4スイッチにより、前記電極間にあって、充電状態におかれて電気的に分 離されている前記共振転流回路と を含み、 前記4つのスイッチの中の第1対は第1共振転流路の一部を形成し、かつ、最初 のアークの検出時に、前記スイッチング回路網により同時にトリガされて前記キ ャパシタの前記第1共振転流路に沿う第1の方向への放電を可能にすることによ り、前記電極から電流を転流させて前記アークを消滅させ、かつ、次の反対方向 への放電のために前記キャパシタを再充電するようにされており、前記4つのス イッチの中の第2対は第2共振転流路の一部を形成し、かつ、次のアークの検出 時に、前記スイッチング回路網により同時にトリガされて前記キャパシタの前記 第2共振転流路に沿う第2の方向への放電を可能にすることにより、前記電極か ら、電流を転流させて前記アークを消滅させ、かつ、次の前記第1の方向への放 電のために前記キャパシタを再充電するようにされており、前記第1対および第 2対のスイッチは、その後の駆動時に、前記スイッチング回路網により交互にト リガされるようにされている 組合せ。
- 29.グロー放電装置のガラス・コーティングの中のアークを消滅させる方法で あって、 グロー放電装置の2つの電極間のアークを検出するステップと、 前記検出に応答して、蓄えられた電荷を2つの共振転流路の一方に沿う第1の方 向へ放電させることにより、前記電極から電流を転流させて前記アークを消滅さ せ、かつ、次の前記2つの共振転流路の他方に沿う反対方向への放電のために電 荷を復元するステップと、その後の前記電極間のアークのおのおのの検出時に、 放電の方向と電流の転流路とを交番させるステップとを含むグロー放電装置のガ ラス・コーティングの中のアークを消滅させる方法。
- 30.グロー放電装置のガラス・コーティングの中のアークを消滅させる方法で あって、 グロー放電装置の2つの電極間のアークを検出するステップと、 最初のアークの検出に応答して、充電されたキャパシタを第1の方向に放電させ ることにより、前記電極から電流を転流させて、それらの間の前記アークを消滅 させ、かつ、次の反対方向への放電のために前記キャパシタを再充電するステッ プと、 次のアークの検出に応答して、前記再充電されたキャパシタを、前記反対方向へ 放電させることにより、前記電極から電流を転流させて、それらの間の前記アー クを消滅させ、かつ、次の前記第1の方向への放電のために前記キャパシタを繰 り返し再充電するステップとを含むグロー放電装置のガラス・コーティングの中 のアークを消滅させる方法。
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