先端技術の研究・開発を高周波・高圧電源で支える
「玉置電子工業株式会社」

　従来では実現が難しいとされていた、高速（ns）、高周波（MHz）、高電圧（kVp）を兼ね備えたプラズマ発生用高周波・高圧電源装置の開発を行いました。また、プラズマ発生に用いられる容量性負荷を対象とした高速なパルス立上りや繰返しを実現しています。
パルスの高速化、高周波化、高電圧化は高速・高圧仕様の半導体スイッチ（ドイツBEHLKE社製）を用い実現しています。

高周波・高電圧の半導体スイッチ（絶縁油による冷却）

高周波・高圧電源装置の外観

開発時のポイント

• 負荷対象は容量性負荷（～50pF）
• パルス電圧は～20kVp
• パルス幅は100ns（半値幅）
• パルス周期は～1MHz
  ※バースト動作による
• バースト周期は1kHz以上
• 接続負荷も含めたLC共振回路を構成・考慮

これらの開発要求仕様を踏まえて、段階的な試作・開発を行いながら、要求仕様を満たした高周波・高圧ナノパルス電源を開発しました。

高速・高周波・高電圧の出力波形

高周波高圧ナノパルス出力波形（1）
CH1（上）電圧波形：21.0kVp
CH2（下）電流波形：19.4Ap
パルス幅：107.2ns（半値幅）

高周波高圧ナノパルス出力波形（2）
CH1（上）電圧波形
CH2（下）電流波形
パルス周期：1MHz、バースト周期：1kHz

高速・高周波・高電圧用半導体スイッチとは？

この度の高速・高周波・高電圧パルスを実現するためには、半導体スイッチの役割が大きなものとなります。
そもそも高電圧の半導体スイッチ自体が一般品では無い上に、高速、高周波動作を合せて行う必要があるため、半導体の冷却機構も重要となるため、絶縁油（GALDEN製）を用いた冷却システムも搭載して、今回の高速・高周波・高電圧のスイッチ動作を実現しています。尚、半導体スイッチの主な仕様は以下の通りです。

半導体スイッチの主な仕様と特徴

絶縁油を用いた半導体冷却システム

1. 高電圧（30kVDC）、高速スイッチング（Tr=50ns）、パルス繰返し（1MHz）が可能。
   ※但し、パルス数の制限（～10パルス迄）及びバースト動作（～2kHz迄）による。
2. 絶縁油による半導体の直接冷却可能な半導体モジュール構成となっており、オイル循環用のポンプ（温度検出機能付き）とオイル冷却用ラジエータとの併用により、半導体温度の監視、冷却を行っています。
3. 高絶縁モールド処理が施されているため、小型な半導体モジュールとなっています。
4. 本装置の半導体スイッチは、ドイツ（BEHLKE社）製の半導体スイッチ（カスタム品）を適用しています。

電源装置の主仕様