Optimalizace VN výkonového generátoru f=13.56 MHz
Loading...
Date
Authors
Potúček, Patrik
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Práca sa zaoberá optimalizáciou vysokofrekvenčného výkonového elektronického generátora, pracujúceho ako zosilňovač v triede D, určeného pre výkonové budenie plazmovej komory, pracujúcej na frekvencii f = 13.56 MHz. Optimalizuje sa návrh nastavenia generátora pre zvolenú plazmovú komoru, ktorá je určená k ovplyvneniu povrchu materiálu: zlepšenie zmáčanlivosti povrchu, alebo úprav elektrotechnických vlastností povrchu: napríklad zvýšenie dielektrickej pevnosti povrchu izolantov. Pre monitorovanie výstupného výkonu a elektromagnetických parametrov sa používa súbor sond. Tieto sondy sú schopné opakovateľne merať veličiny do medznej frekvencie fm = 400 MHz. Bola zostrojená a otestovaná sonda pre vyhodnocovanie modulu intenzity elektrického poľa E v blízkom okolí plazmy dopadajúcej na povrch vzorky. Systém elektronický generátor – plazmová komora – sondy bol po oživení podrobený testom, ktorých výsledky sú zhrnuté v texte.
This thesis deals with the optimization of a high-frequency class D power generator, designed for power excitation of a plasma chamber operating at frequency f = 13.56 MHz. The main goal is to optimize generator parameters to ensure best performance regarding the given plasma chamber, whose intended application is to affect the surface of the materials: improvement of the surface wettability, or modification of materials electrical properties: for example, an increasement of dielectric strength of insulators. For the purpose of the generator’s output power monitoring and electromagnetic parameters measurement, a suitable set of sensors which are able to repeatedly measure up to frequency fm = 400 MHz were constructed. A probe for electrical field intensity E evaluation was constructed and tested. This probe is used in the vicinity of plasma incidence on the sample surface. Constructed device (power generator – plasma chamber – sensors) was subjected to tests and results are briefly discussed.
This thesis deals with the optimization of a high-frequency class D power generator, designed for power excitation of a plasma chamber operating at frequency f = 13.56 MHz. The main goal is to optimize generator parameters to ensure best performance regarding the given plasma chamber, whose intended application is to affect the surface of the materials: improvement of the surface wettability, or modification of materials electrical properties: for example, an increasement of dielectric strength of insulators. For the purpose of the generator’s output power monitoring and electromagnetic parameters measurement, a suitable set of sensors which are able to repeatedly measure up to frequency fm = 400 MHz were constructed. A probe for electrical field intensity E evaluation was constructed and tested. This probe is used in the vicinity of plasma incidence on the sample surface. Constructed device (power generator – plasma chamber – sensors) was subjected to tests and results are briefly discussed.
Description
Keywords
Elektronický vysokofrekvenčný výkonový generátor, zosilňovač v triede D, pol-most, spínací režim, pulzné budenie, vysokofrekvenčná plazma, Rogowského cievka, vyhodnotenie elektrickej intenzity, optimálny režim, RF electronic power generator, D class amplifier, half-bridge, switching mode, pulse excitation, high-frequency plasma, Rogowski coil, evaluation of electrical intensity, optimal mode
Citation
POTÚČEK, P. Optimalizace VN výkonového generátoru f=13.56 MHz [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. Bohumil Klíma, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Václav Jirsík, CSc. (místopředseda)
Ing. Stanislav Pikula, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Pohl, Ph.D. (člen)
Ing. Miloslav Richter, Ph.D. (člen)
Ing. Ilona Janáková, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-06-07
Defence
Student obhájil diplomovou práci. Komise neměla žádné námitky k řešené práci. V průběhu odborné rozpravy odpověděl na dotazy popsané níže.
Student detailně prezentoval svou práci v polovičním čase. Prezentace byla vcelku kvalitně zpracována, jedinou výtkou je přehlcenost jednotlivých stran obrázky a textem, což odvádí pozornost
od přednesu studenta aniž by přinášelo velkou informační hodnotu.
Reakce na oponenta:
Student postupoval podle ideálního průběhu napětí a toho naměřeného, přičemž následně zvolil z vlastní odborné úvahy účinnost. Počet závitů byl zvolen malý kvůli poznatkům z měření pro dosažení velké šířky pásma.
Otázky v průběhu rozpravy:
Ztráty na generátoru jsou asi 11 procent, je chlazen aktivně, které by bylo možné navrhnout nové, pokud by nebylo nedostatujíčí. Účel generátoru je pro výzkum plazmy například pro použití na čištění povrchu,
sterilizace ve zdravotním a potravinářském průmyslu. Signálový modul byl optimalizován iteračně pro ideální průběh buzení. Student předvedl výsledek své práce na HW, které si přinesl s sebou a stručně
popsal komisi jednotlivé komponenty za využití grafických průběhů z prezentace. Štěrbinová triska vychází z předchozích prací a nově navržená je výsledkem snahy celého týmu. Spínaný zdroj nebyl využit kvůli
přítomnosti vysokých frekvencí, což student osvětlil společně s jeho vedoucím. Kapacitní vazba mezy cívkami bude vždy, nicméně za nimi je dostatečná filtrace.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení