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DE102006043900B4 - Apparatus and method for operating a plasma system - Google Patents

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DE102006043900B4
DE102006043900B4 DE200610043900 DE102006043900A DE102006043900B4 DE 102006043900 B4 DE102006043900 B4 DE 102006043900B4 DE 200610043900 DE200610043900 DE 200610043900 DE 102006043900 A DE102006043900 A DE 102006043900A DE 102006043900 B4 DE102006043900 B4 DE 102006043900B4
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Abstract

Plasmaanlage (2), insbesondere Plasma-Beschichtungsvorrichtung, bei der ein Lichtbogen (3) und/oder ein Durchschlag zwischen mindestens einem Elektroden-Paar (4, 5) auftreten kann, umfassend eine elektrische Versorgungseinheit (1), mit
– wenigstens einem steuerbaren Schaltmittel (6), welches mindestens einen Schalteingang (7) aufweist,
– einer elektrischen Energiequelle (100), deren Ausgangsanschlüsse (A+, A–) über das Schaltmittel (6) mit den Elektroden (4, 5) der Plasmaanlage (2) verbunden sind, und
– einer Steuerschaltung (8) zum Erkennen des Auftretens des Lichtbogens (3) und/oder des Durchschlags, welche bei Auftreten des Lichtbogens (3) bzw. des Durchschlags über einen ersten Steuerausgang (9) das Schaltmittel (6) betätigt,
dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Versorgungseinheit (1) derart hergerichtet ist, dass bei und/oder nach Betätigen des Schaltmittels (6) ein Stromfluss (I) durch das Schaltmittel (6) erhalten bleibt.Plasma system (2), in particular plasma coating apparatus, in which an arc (3) and / or a breakdown between at least one electrode pair (4, 5) may occur, comprising an electrical supply unit (1), with
At least one controllable switching means (6), which has at least one switching input (7),
- An electrical energy source (100) whose output terminals (A + , A - ) via the switching means (6) with the electrodes (4, 5) of the plasma system (2) are connected, and
A control circuit (8) for detecting the occurrence of the arc (3) and / or the breakdown, which actuates the switching means (6) when the arc (3) or the breakdown occurs via a first control output (9),
characterized in that the electrical supply unit (1) is prepared such that during and / or after actuation of the switching means (6), a current flow (I) by the switching means (6) is maintained.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Plasmaanlage, insbesondere eine Plasma-Beschichtungsvorrichtung, bei der ein Lichtbogen und/oder ein Durchschlag zwischen mindestens einem Elektroden-Paar auftreten kann. Eine solche Plasma-Anlage weist in einer elektrischen Versorgungseinheit u. a. ein steuerbares Schaltmittel auf, welches mindestens einen Schalteingang aufweist, eine elektrische Energiequelle, deren Ausgangsanschlüsse über das Schaltmittel mit den Elektroden der Plasmaanlage verbunden sind, und eine Steuerschaltung zum Erkennen des Auftretens eines Lichtbogens und/oder eines Durchschlags, welche beim Auftreten eines Lichtbogens bzw. eines Durchschlags über einen ersten Steuerausgangs das Schaltmittel betätigt.The The invention relates to a plasma system, in particular a plasma coating device, when an arc and / or a breakdown between at least an electrode pair may occur. Such a plasma system has u in an electrical supply unit. a. a controllable Switching means, which has at least one switching input, an electrical energy source whose output terminals via the Switching means are connected to the electrodes of the plasma system, and a control circuit for detecting the occurrence of an arc and / or a breakdown which occurs when an arc occurs or a punch over a first control output, the switching means actuated.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Versorgungseinheit für eine erfindungsgemäße Plasmaanlage.Of Furthermore, the invention relates to a method for operating a electrical supply unit for a plasma system according to the invention.

Plasmaanlagen, für die die elektrische Versorgungseinheit bestimmt ist, werden beispielsweise zum „Besputtern" oder Beschichten von beispielsweise CDs, DVDs, Computer-Festplatten, Fensterscheiben, Brillengläsern, Folien, elektronischen Bauteilen und Textilien eingesetzt. Derartige Anlagen oder Einheiten haben eine elektrische Leistung in der Größenordnung von einigen kW bis zu mehr als 100 kW. Die an die Elektroden angelegte Betriebsspannung liegt dabei typischerweise in der Größenordnung von 300 V bis 1000 V, insbesondere von 500 V. Selbstverständlich sind dabei Abweichungen nach oben und/oder unten möglich. In der Offenlegungsschrift DE 102 08 173 A1 ist beispielsweise eine solche elektrische Versorgungseinheit beschrieben.Plasma systems for which the electrical supply unit is intended are used, for example, for "sputtering" or coating, for example, CDs, DVDs, computer hard disks, window panes, spectacle lenses, foils, electronic components and textiles Such installations or units have an electric power in the Magnitude of several kW to more than 100 kW. The operating voltage applied to the electrodes is typically of the order of magnitude of 300 V to 1000 V, in particular of 500 V. Of course, deviations upwards and / or downwards are possible in the published patent application DE 102 08 173 A1 For example, such an electrical supply unit is described.

Bei der Entwicklung von elektrischen Versorgungseinheiten oder „DC Plasma Power Supplies" stehen die Entwickler beispielsweise folgenden verschiedenen konkurrierenden Zielen gegenüber:

  • a) Reduzierung einer Ripple-Spannung am Ausgang der elektrischen Versorgungseinheit oder eines Schaltnetzteils, damit die für einen Beschichtungsprozess notwendige Spannung einen möglichst geringen Oberwellengehalt aufweist, welcher für eine exakte Messung der in den Prozess, insbesondere in den Plasma-Prozess, eingebrachten Energie vorteilhaft ist,
  • b) Reduzierung der Lichtbogen- und/oder Durchschlags-Energie, welche dem Fachmann auch als ARC-Energie bekannt ist, um beispielsweise Beschädigungen an den zu beschichtenden Oberflächen und/oder an den Elektroden zu vermeiden,
  • c) Bereitstellung großer Zündspannungen, damit beispielsweise auch oxidierte oder verschmutzte Elektroden sicher zünden.
Developing power supply units or "DC Plasma Power Supplies", developers face, for example, the following different competing goals:
  • a) reducing a ripple voltage at the output of the electrical supply unit or a switching power supply, so that the voltage required for a coating process has the lowest possible harmonic content, which is advantageous for an accurate measurement of the introduced into the process, in particular in the plasma process energy .
  • b) Reduction of the arc and / or breakdown energy, which is known to the person skilled in the art as ARC energy, in order, for example, to avoid damage to the surfaces to be coated and / or to the electrodes,
  • c) Provision of high ignition voltages so that, for example, even oxidized or soiled electrodes can be reliably ignited.

DE 199 37 859 A1 beschreibt eine elektrische Versorgungseinheit mit einer Spannungs-Unterbrechungsschaltung, welche aber aufgrund von Spannungsinversionen zu unerwünschten Effekten, beispielsweise „Mousebites", führen kann. DE 199 37 859 A1 describes an electrical supply unit with a voltage interruption circuit, which, however, due to voltage inversions to unwanted effects, such as "Mousebites" can lead.

In US 5,535,906 A und EP 1 195 793 A2 sind je eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, welche in einer aufwändigen Art und Weise die Häufigkeit von Lichtbögen unterdrücken.In US 5,535,906 A and EP 1 195 793 A2 are ever described an apparatus and a method which suppress the frequency of arcs in a complex manner.

DE 196 23 654 A1 beschreibt einen Lichtbogen-Steuer- und Umschaltelementschutz, welcher eine Umkehr-Vorspannung an die Elektroden anlegt. DE 196 23 654 A1 describes an arc control and switching element protection which applies a reverse bias to the electrodes.

In EP 0692 138 B1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, welche mit einer Umkehrspannung Lichtbögen vermeidet und unterdrückt, ohne den Plasmaprozess auszulöschen.In EP 0692 138 B1 For example, an apparatus and method are described which avoids arcs with a reverse voltage and suppresses them without erasing the plasma process.

Bei den bekannten Verfahren oder Vorrichtungen ist es von Nachteil, dass entweder der Aufwand zur Unterdrückung und/oder Vermeidung von Lichtbögen immens hoch ist, oder dass die Energie des Lichtbogens nicht schnell genug abgebaut werden kann.at the known methods or devices it is disadvantageous that either the effort to suppress and / or avoid electric arc is immensely high, or that the energy of the arc is not fast can be reduced enough.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, in einfacher Weise Störungen und/oder Schäden durch eine zu hohe Lichtbogen- und/oder Durchschlagsenergie zu unterdrücken und gleichzeitig eine Beschichtungszeit zu verkürzen.The The object of the present invention is, in a simple manner disorders and / or damage to suppress by too high arc and / or breakdown energy and to shorten a coating time at the same time.

Diese Aufgabe wird bei einer Plasmaanlage, insbesondere bei einer Plasma-Beschichtungsvorrichtung, der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass bei und/oder nach Betätigen des Schaltmittels ein Stromfluss durch das Schaltmittel erhalten bleibt. Das Schaltmittel, welches vor dem Betätigen den Stromfluss, beispielsweise im Kathoden-Zweig, ungehindert passieren ließ, stellt nach Betätigen des Schaltmittels mit Vorteil eine Strombegrenzung dar.These The object is in a plasma system, in particular in a plasma coating apparatus, of the type mentioned solved in that at and / or after Actuate the switching means receive a current flow through the switching means remains. The switching means which, prior to actuation, the current flow, for example in the cathode branch, let pass unhindered, stops after pressing the Switching means with advantage a current limit.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird bei Betätigen des Schaltmittels ein Widerstand des Schaltmittels auf einen Wert aus dem Bereich zwischen 1 Ω und 10 kΩ, insbesondere auf einen Wert zwischen 2 Ω und 200 Ω, eingstellt. Mit Vorteil ist ein Widerstands-Wertebereich des Schaltmittels einstellbar, so kann individuell auf verschiedene Ereignisse reagiert werden.In A preferred embodiment of the invention is when you press the Switching means a resistance of the switching means to a value the range between 1 Ω and 10 kΩ, in particular to a value between 2 Ω and 200 Ω, adjusted. Is an advantage a resistance value range of the switching means adjustable so can be individually responded to different events.

Zweckmäßig ist, dass nach Betätigen des Schaltmittels ein Spannungsabfall am Schaltmittel konstant ist. Durch die Mög lichkeit, am Schaltmittel einen konstanten Spannungsabfall einzuprägen, kann mit besonderem Vorteil auf eine Bezugsspannung zurückgegriffen werden.It is expedient that after pressing the switching means a voltage drop across the switching means is constant. Due to the possibility of can impress a constant voltage drop on the switching means used with particular advantage to a reference voltage become.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuerschaltung über einen zweiten Steuerausgang für eine Unterbrechung des Energieflusses der elektrischen Energiequelle zu den Ausgangsanschlüssen hergerichtet. Vorteilhafterweise ist nach Auftreten des Lichtbogens die Energiezufuhr der elektrischen Energiequelle zu den Ausgangsanschlüssen unterbrochen, so dass der über den Lichtbogen fließende Strom sich über einen im Leerlauf betriebenen Wechselrichter abbauen kann.In According to a further preferred embodiment, the control circuit via a second control output for an interruption of the energy flow of the electrical energy source prepared to the output terminals. Advantageously, after the occurrence of the arc, the energy supply the electrical energy source is interrupted to the output terminals, so that's over the arc flowing Power over can dissipate an idle inverter.

Vorteilhaft ist, dass nach Betätigen des Schaltmittels der Stromfluss abnimmt. Ein abnehmender Strom kennzeichnet letztendlich eine abnehmende Energie.Advantageous is that after pressing of the switching means, the current flow decreases. A decreasing stream indicates ultimately a decreasing energy.

Zweckmäßig ist, dass das Schaltmittel einen steuerbaren Leistungshalbleiter aufweist. Durch den Einsatz von abschaltbaren und/oder steuerbaren Leistungshalbleitern kann durch ein Steuersignal der Leistungshalbleiter abgeschaltet und/oder in einen definierten Bereich "gefahren" werden.It is expedient in that the switching means has a controllable power semiconductor. Through the use of turn-off and / or controllable power semiconductors can be switched off by a control signal of the power semiconductors and / or "driven" into a defined area.

Vorzugsweise ist der steuerbare Leistungshalbleiter als FET-Transistor, insbesondere als MOS-FET-Transistor, ausgestaltet. Anstelle eines FET-Transistors kann auch ein IGBT, etc. verwendet werden. Der verwendete Halbleiter muss eine genügend hohe thermische Reserve besitzen, um eine gepulst auftretende Belastung aufnehmen zu können.Preferably is the controllable power semiconductor as a FET transistor, in particular as a MOS-FET transistor, designed. Instead of a FET transistor, an IGBT, etc. are used. The semiconductor used must be sufficiently high have thermal reserve to a pulsed load to be able to record.

Eine weitere Steigung der Spannungskonstanz am Schaltmittel wird dadurch erreicht, dass das Schaltmittel eine Zener-Diode aufweist. Zener-Dioden gibt es für eine Vielzahl von Spannungen und Spannungsbereichen. Durch Wahl einer Zener-Diode mit einem bestimmten Spannungsbereich lässt sich das Schaltmittel individuell für jede Plasma-Anlagenkonfiguration einsetzen.A further slope of the voltage constancy at the switching means is characterized achieved that the switching means comprises a Zener diode. Zener diodes Is available for a variety of voltages and voltage ranges. Extension number a Zener diode with a certain voltage range can be the switching means individually for use any plasma system configuration.

Zweckmäßig ist ferner, dass die Zener-Diode mit ihrer Kathode am Drain-Anschluss und mit ihrer Anode am Gate-Anschluss des FET-Transistors angeschlossen ist. Stellt sich am FET-Transistor aufgrund der Betätigung ein Spannungsabfall ein, so wird die Zener-Diode mit Vorteil im Durchbruch betrieben. Im Falle des IGBT's oder generell eines schaltbaren Leistungshalbleiters sind die bauteilspezifischen Anschlüsse selbstverständlich nach dem Wissen eines Fachmanns so zu verschalten, dass sich analoge Verhältnisse wie bei einem Betrieb mit einem FET-Transistor und dessen Drain-, Gate-, Source-Anschluss ergeben.Is appropriate Furthermore, that the Zener diode with its cathode at the drain terminal and connected to its anode at the gate terminal of the FET transistor is. Adjusts to the FET transistor due to the actuation Voltage drop, so the zener diode with advantage in breakthrough operated. In the case of the IGBT or in general a switchable power semiconductor are the component-specific connections Of course according to the knowledge of a specialist to interconnect so that analog conditions as in operation with a FET transistor and its drain, Gate, source connection result.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Schaltmittel einen Spannungsteiler-Widerstand auf. Durch einen Spannungsteiler-Widerstand im Kathodenstromkreis kann mit Vorteil Energie in Wärme umgewandelt werden. Eine abzubauende Energie teilt sich somit auf den Lichtbogen, den Spannungsteiler-Widerstand und auf den FET-Transistor auf.In Another preferred embodiment, the switching means a voltage divider resistor. Through a voltage divider resistor In the cathode circuit, energy can advantageously be converted into heat become. A degraded energy is thus divided into the arc, the voltage divider resistor and the FET transistor.

Ist der Spannungsteiler-Widerstand zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss des FET-Transistors angeschlossen, so erfüllt er neben der Energieumwandlung einen weiteren Vorteil, nämlich die Gate-Source-Spannung auf einem bestimmten Durchlassniveau zu halten.is the voltage divider resistor between the gate terminal and the Source terminal of the FET transistor connected, so he meets next the energy conversion another advantage, namely the gate-source voltage at a certain level of penetration.

Zweckmäßigerweise weist der Schalteingang eine Seriendiode und/oder einen Serienwiderstand auf. Damit der nach dem Betätigen des Schalteingangs über die Z-Diode fließende Strom nicht über den Schalteingang abfließen kann, sperrt die Diode diese Stromrichtung vorteilhafterweise.Conveniently, the switching input has a series diode and / or a series resistor on. So that after pressing of the switching input the Z-diode is flowing Electricity not over drain the switching input can, the diode blocks this current direction advantageously.

Falls der FET-Transistor herkömmlich gesteuert wird, steht der Schalteingang mit dem Gate-Anschluss des FET-Transistors in Verbindung.If the FET transistor conventional is controlled, is the switching input to the gate terminal of the FET transistor in conjunction.

Bevorzugt ist das Schaltmittel derart in einer Reihenschaltung zwischen den Ausgangsanschlüssen und den Elektroden angeschlossen, dass der Drain-Anschluss des FET-Transistors mit einer Elektrode und der Source-Anschluss mit einem Ausgangsanschluss in Verbindung steht. Durch diese bevorzugte Anordnung liegt der FET-Transistor mit seinem Source-Anschluss und seinem Drain-Anschluss als Serienelement im Kathodenstromkreis und kann so über seine Drain-Source-Spannung die weiteren Komponenten des Schaltmittels günstig beeinflussen. Auch bei dem zuvor genannten Verschaltungsschema gilt: bauteilspezifische Anschlüsse sind selbstverständlich nach dem Wissen des Fachmanns so zu verschalten, dass sich analoge Verhältnisse wie bei einem Betrieb mit einem FET-Transistor und dessen Drain-, Gate-, Source-Anschluss ergeben Zweckmäßig ist, dass die Ausgangsanschlüsse über wenigstens eine Induktivität und über das Schaltmittel mit den Elektroden verbunden sind. Die Induktivität dient vorteilhafterweise als Filterelement.Preferably, the switching means is connected in a series connection between the output terminals and the electrodes such that the drain terminal of the FET transistor is connected to an electrode and the source terminal to an output terminal. Due to this preferred arrangement, the FET transistor with its source terminal and its drain terminal as a series element in the cathode circuit and can so on its drain-source voltage, the other components of Schaltmit Cheap influence. In the case of the above-mentioned wiring scheme, it goes without saying that component-specific connections are to be connected in accordance with the knowledge of the person skilled in the art so that analogous conditions arise as in operation with a FET transistor and its drain, gate, source connection the output terminals are connected via at least one inductance and via the switching means to the electrodes. The inductance advantageously serves as a filter element.

Eine weitere Steigerung der Filterung wird dadurch erreicht, dass ein Kondensator parallel zu den Ausgangsanschlüssen und in Serie zu der Induktivität verschaltet ist.A further increase of the filtering is achieved by a Capacitor connected in parallel with the output terminals and in series with the inductor is.

Bei dem eingangs genannten Verfahren zum Betrieb der elektrischen Versorgungseinheit der Plasmaanlage wird nach Betätigen des Schaltmittels für ein bestimmtes Zeitintervall ein Stromfluss durch das Schaltmittel aufrechterhalten.at the aforementioned method for operating the electrical supply unit The plasma system is activated after pressing of the switching means for a certain time interval, a current flow through the switching means maintained.

Zweckmäßig ist, dass ein Widerstand des Schaltmittels auf einen Wert aus dem Bereich zwischen 1 Ω und 10 kΩ, insbesondere auf einen Wert zwischen 2 Ω und 200 Ω, eingestellt wird.It is expedient that a resistance of the switching means to a value from the range between 1 Ω and 10 kΩ, in particular to a value between 2 Ω and 200 Ω.

Vorzugsweise wird die Plasmaanlage derart betrieben, dass das Zeitintervall im Bereich von 1 μs bis 120 μs liegt.Preferably the plasma system is operated such that the time interval in Range of 1 μs up to 120 μs lies.

Weiterhin ist zweckmäßig, dass bei Auftreten des Lichtbogens die Steuerschaltung über einen zweiten Steuerausgang den Energiefluss der elektrischen Energiequelle zu den Ausgangsanschlüssen unterbricht. Wenn die Energiezufuhr gänzlich unterbrochen ist, kann die Energie des Lichtbogens schnell ab gebaut werden. Vorzugsweise geschieht die Ansteuerung der beiden Steuerausgänge simultan oder quasisimultan innerhalb von wenigen Mikrosekunden.Farther is appropriate that when the arc occurs, the control circuit via a second control output the energy flow of the electrical energy source to the output terminals interrupts. If the energy supply is completely interrupted, can the energy of the arc can be quickly removed. Preferably the control of the two control outputs happens simultaneously or quasi-simultaneously within a few microseconds.

In weiterer Ausgestaltung wird ein Ausgangsgleichrichter der elektrischen Energiequelle im Freilauf betrieben. Abgesehen von den Durchlassspannungen der Freilaufdioden kann dieser Freilauf näherungsweise als direkte Verbindung zwischen den Ausgangsanschlüssen angesehen werden.In Another embodiment, an output rectifier of the electrical Energy source freewheel operated. Apart from the forward voltages the freewheeling diodes can this freewheel approximately as a direct connection between the output terminals be considered.

Mit Vorteil wird ein Spannungsabfall am Schaltmittel als konstant eingeprägt. Durch einen konstanten Spannungsabfall wird vorzugsweise eine Bezugsspannung für weitere Verfahrensschritte geschaffen.With Advantage is a voltage drop at the switching means is impressed as constant. By a constant voltage drop is preferably a reference voltage for further Process steps created.

Um einen effizienten Energieabbau zu erzielen, wird ein Arbeitspunkt am Schaltmittel eingestellt. Vorzugsweise können eine Anzahl von Arbeitspunkten für verschiedene Schalt- oder Betätigungsarten vergeben werden.Around Achieving efficient energy reduction becomes an operating point set on the switching means. Preferably, a number of operating points for different Switching or actuation types be forgiven.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die elektrische Versorgungseinheit derart betrieben, dass nach Betätigen des Schaltmittels eine in der Induktivität gespeicherte Energie den Stromfluss über die Elektroden aufrechterhält und diskontinuierliche Verläufe von Strom und/oder Spannung zwischen den Elektroden vermieden werden.In A particularly preferred embodiment of the invention is the electrical supply unit operated such that after pressing the Switching means stored in the inductance energy, the current flow over the Maintains electrodes and discontinuous courses of current and / or voltage between the electrodes are avoided.

Eine weitere Optimierung des Verfahrens wird dadurch erreicht, dass der FET-Transistor an seinem Gate-Anschluss über die Serien-Diode mittels des ersten Steuerausgangs mit einer Schaltspannung angesteuert wird und beim Betätigen des Schaltmittels die Schaltspannung derart eingestellt wird, dass der FET-Transistor in den Sperrbetrieb wechselt, wobei zeitgleich die zwischen dem Drain-Anschluss und dem Gate-Anschluss, geschaltete Zener-Diode im Durchbruch betrieben wird und sich eine konstante Spannung an der Zener-Diode einstellt, wobei der über die Zener-Diode fließende Z-Dioden-Strom über dem zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source- Anschluss verschalteten Spannungsteiler-Widerstand eine Gate-Source-Spannung verursacht, welche ein vollständiges Sperren des Transistors verhindert.A Further optimization of the method is achieved by the fact that FET transistor at its gate terminal via the series diode by means of the first control output is driven with a switching voltage and when pressed the switching means, the switching voltage is set such that the FET transistor switches to the blocking operation, wherein at the same time which is connected between the drain terminal and the gate terminal Zener diode is operated in breakthrough and become a constant Adjusting voltage to the zener diode, the over the Zener diode flowing Z-diode current over the Voltage divider resistor connected between the gate terminal and the source terminal a gate-source voltage which causes a complete Locking of the transistor prevented.

Ein bevorzugtes, jedoch keinesfalls einschränkendes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Zur Verdeutlichung ist die Zeichnung nicht maßstäblich ausgeführt, und gewisse Merkmale wurden schematisiert dargestellt. Im Einzelnen zeigt dieOne preferred, but by no means limiting embodiment The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. To clarify is the drawing was not executed to scale, and certain features have been schematized. In detail show the

1 eine Plasmaanlage mit einer elektrischen Versorgungseinheit, 1 a plasma system with an electrical supply unit,

2 ein Schaltelement im Detail für einen „nicht betätigten" Fall, 2 a switching element in detail for a "non-actuated" case,

3 das Schaltelement im Detail für einen „betätigten" Fall und 3 the switching element in detail for an "actuated" case and

4 Spannungs- und Stromverläufe. 4 Voltage and current curves.

1 zeigt eine elektrische Versorgungseinheit 1 für eine Plasmaanlage 2. Die elektrische Versorgungseinheit 1 ist mit ihren Ausgangsanschlüssen A+ und A– mit der Plasmaanlage 2 verbunden. Der Ausgangsanschluss A– ist über eine Induktivität L und ein Schaltmittel 6 mit einer Kathodenelektrode 5 der Plasmaanlage 2 verbunden. Die Anodenelektrode 4 der Plasmaanlage 2 ist direkt mit dem Ausgangsanschluss A+ der Energiequelle 100 verbunden. In diesem Beispiel ist die Energiequelle 100 als Schaltnetzteil speziell für Beschichtungsanlagen, wie es in der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 08 173 A1 beschrieben ist, ausgeführt. Die elektrische Versorgungseinheit 1 weist weiterhin eine Steuerschaltung 8 auf. Die Steuerschaltung 8 ist für die Erfüllung von drei Hauptaufgaben hergerichtet:

  • 1. Betätigen des Schaltmittels 6.
  • 2. Erfassen des Stromes I und der Spannung U über eine Strommesseinrichtung 15 und eine Spannungsmesseinrichtung 16.
  • 3. Steuern des Schaltnetzteils 100.
1 shows an electrical supply unit 1 for a plasma system 2 , The electrical supply unit 1 is with its output terminals A + and A - with the plasma system 2 connected. The output terminal A - is via an inductance L and a switching means 6 with a cathode electrode 5 the plasma system 2 connected. The anode electrode 4 the plasma system 2 is directly to the output terminal A + of the power source 100 connected. In this example, the energy source 100 as a switching power supply especially for coating systems, as in the German Offenlegungsschrift DE 102 08 173 A1 is described executed. The electrical supply unit 1 also has a control circuit 8th on. The control circuit 8th is prepared for the fulfillment of three main tasks:
  • 1. Actuation of the switching means 6 ,
  • 2. Detecting the current I and the voltage U via a current measuring device 15 and a tension measuring device 16 ,
  • 3. Control the switching power supply 100 ,

Mittels zweier Messeingänge nimmt die Steuerschaltung 8 die Strom- und Spannungswerte I, U der Messeinrichtungen 15 und 16 entgegen und überwacht diese auf ein Eintreten eines Lichtbogens 3. Wenn ein solcher detektiert ist, wird über einen ersten Steuerausgang 9 der Steuerschaltung 8 das Schaltmittel 6 über den Schalteingang 7 des Schaltmittels 6 betätigt. Über einen zweiten Steuerausgang 10 der Steuerschaltung 8 kann das Schaltnetzteil 100 in einen Leerlaufbetrieb versetzt werden. D. h. ein Ausgangsgleichrichter 14 des Schaltnetzteiles 100 wird im Freilauf betrieben; somit gelangt keine Energie mehr über die Ausgangsklemmen A+ und A– in die elektrische Versorgungseinheit 1 bzw. zur Plasmaanlage 2.By means of two measuring inputs takes the control circuit 8th the current and voltage values I, U of the measuring devices 15 and 16 counter and monitor them for the occurrence of an arc 3 , If such is detected, it will be via a first control output 9 the control circuit 8th the switching means 6 over the switching input 7 of the switching means 6 actuated. Via a second control output 10 the control circuit 8th can the switching power supply 100 be put in an idling operation. Ie. an output rectifier 14 of the switching power supply 100 is operated in freewheel; Thus, no more energy passes through the output terminals A + and A - in the electrical supply unit 1 or to the plasma system 2 ,

Erkennt die Steuerschaltung 8 also das Auftreten eines Lichtbogens 3, so betätigt sie über ihren Steuerausgang 9 das Schaltmittel 6 und gleichzeitig über ihren Steuerausgang 10 das Schaltnetzteil 100. Das Schaltnetzteil 100 bzw. sein Ausgangsgleichrichter 14 wird im Freilauf betrieben, so dass die in der Induktivität L = 60 μH und in dem Kondensator C = 10 nF gespeicherte Energie den Strom I über die Elektroden 4 und 5 aufrechterhält. Durch das Aufrechterhalten des Stromes I und das nicht gänzliche Auftrennen des Kathodenstromkreises durch das Schaltelement 6 werden diskontinuierliche Strom- und Spannungsverläufe an den Elektroden 4 und 5 vermieden. Ein Teil der Lichtbogenenergie wird dadurch in einem Spannungsteiler-Widerstand RV = 300 Ω und insbesondere in einem FET-Transistor, welche Bestandteile des Schaltelementes 6 sind, in Wärme umgewandelt.Detects the control circuit 8th So the appearance of an arc 3 , so push it over its control output 9 the switching means 6 and at the same time via its control output 10 the switching power supply 100 , The switching power supply 100 or its output rectifier 14 is operated in free-running, so that the energy stored in the inductance L = 60 μH and in the capacitor C = 10 nF, the current I via the electrodes 4 and 5 maintains. By maintaining the current I and not completely separating the cathode circuit by the switching element 6 become discontinuous current and voltage curves at the electrodes 4 and 5 avoided. A portion of the arc energy is thereby in a voltage divider resistor R V = 300 Ω and in particular in a FET transistor, which are components of the switching element 6 are transformed into heat.

2 zeigt das Schaltelement 6 im Detail. Der Steuereingang 7 des Schaltelementes 6 ist mittels einer Seriendiode 12 und eines Serienwiderstands (10 Ω) 13 mit dem Gate-Anschluss eines MOS-FET-Transistors T verbunden. Der Serienwiderstand 13 erfüllt hierbei eine strombegrenzende und schützende Funktion für den Gate-Eingang des MOS-FET-Transistors T. Die Seriendiode 12 beugt dem Abfließen des Gate-Stromes vor, wenn der Steuereingang 7 nicht mehr mit einem positiven Signal US beaufschlagt ist. 2 shows the switching element 6 in detail. The control input 7 of the switching element 6 is by means of a series diode 12 and a series resistance (10 Ω) 13 connected to the gate terminal of a MOS-FET transistor T. The series resistance 13 in this case fulfills a current-limiting and protective function for the gate input of the MOS-FET transistor T. The series diode 12 prevents the outflow of the gate current when the control input 7 is no longer supplied with a positive signal U S.

Für das Ansteuern des Schaltelementes 6 wird eine negative Logik vorausgesetzt, d. h. nicht betätigt ist das Schaltelement 6, wenn die Schaltspannung US am Schalteingang 7 des Schaltmittels 6 anliegt. Betätigt ist das Schaltmittel 6, wenn am Steuereingang 7 keine Schaltspannung US anliegt.For driving the switching element 6 a negative logic is assumed, ie not actuated is the switching element 6 when the switching voltage U S at the switching input 7 of the switching means 6 is applied. Actuated is the switching means 6 when at the control input 7 no switching voltage U S is present.

Im nicht betätigten Fall, also US = 15 V, ist der MOS-FET-Transistor T so angesteuert, dass er vollständig leitend ist. In diesem Zustand weist er einen Durchgangswiderstand von ca. 200 mΩ auf. Da die Z-Diode 11 eine Z-Spannung von 200 V hat, kann sie aufgrund der zu geringen Drain-Source-Spannung UDS nicht durchbrechen. Die Z-Diode 11 sperrt und der Z-Diodenstrom IZ ist somit gleich Null. Abgesehen von dem minimalen bauteilbedingten Durchlasswiderstand des MOS-FET-Transistors T von ca. 200 mΩ ist in diesem Zustand das Schaltmittel 6 wie ein geschlossener verlustfreier Schalter zu betrachten.In the non-actuated case, ie U S = 15 V, the MOS-FET transistor T is driven so that it is completely conductive. In this state, it has a volume resistance of about 200 mΩ. Because the zener diode 11 has a Z voltage of 200 V, it can not break due to the low drain-source voltage U DS . The Zener diode 11 blocks and the Zener diode current I Z is thus equal to zero. Apart from the minimum component-related on resistance of the MOS-FET transistor T of about 200 mΩ is in this state, the switching means 6 how to look at a closed lossless switch.

3 zeigt das Schaltmittel 6 in einem nicht angesteuerten, also betätigten, Zustand, d. h. die Schaltspannung ist US = 0. Dadurch wird die Gate-Source-Spannung UGS kurzzeitig zu Null und der MOS-FET-Transistor T wechselt in den Sperrbereich. Durch den erhöhten Sperrwiderstand des MOS-FET-Transistors T steigt die Drain-Source-Spannung UDS. Aufgrund der hohen Betriebsspannung von ca. 500 V an den Elektroden 4 und 5 der Plasmaanlage 2 fallen deutlich mehr als 200 V über den Drain- und Source-Anschluss des MOS-FET-Transistors T ab. Da UDS ≥ 200 V ist, bricht die Z-Diode 11 durch und es stellt sich eine konstante Spannung UZ = 200 V an der Z-Diode 11 ein. Die durchgebrochene Z-Diode 11 lässt einen Z-Diodenstrom IZ fließen. Der Z-Diodenstrom IZ hat am Spannungsteiler-Widerstand RV einen Spannungsabfall URV zur Folge. Dieser Spannungsabfall URV ist gleichzusetzen mit der Gate-Source-Spannung UGS. Mit dem Anliegen einer Gate-Source-Spannung UGS wird der MOS-FET-Transistor T wieder leitend. Dieser Zustand bleibt so lange stabil, bis der Z-Diodenstrom IZ bzw. der abklingende Gesamtstrom I der Schaltung nicht mehr ausreicht, über dem Verlustwiderstand RV einen ausreichenden Spannungsabfall für die Gate-Source-Spannung UGS zu realisieren. Denn fällt die Gate-Source-Spannung UGS, so wechselt der MOS-FET-Transistor T wieder in den Sperrbereich. 3 shows the switching means 6 in a non-activated, that is actuated, state, ie the switching voltage is U S = 0. Thus, the gate-source voltage U GS briefly to zero and the MOS-FET transistor T changes into the blocking region. Due to the increased blocking resistance of the MOS-FET transistor T, the drain-source voltage U DS increases . Due to the high operating voltage of approx. 500 V at the electrodes 4 and 5 the plasma system 2 fall significantly more than 200 V via the drain and source terminal of the MOS-FET transistor T from. Since U DS ≥ 200 V, the Zener diode breaks 11 through and it turns a constant voltage U Z = 200 V at the Zener diode 11 one. The broken Zener diode 11 makes a Zener diode current I Z flow. The Zener diode current I Z has the voltage divider resistor R V a voltage drop U RV result. This voltage drop U RV is equivalent to the gate-source voltage U GS . With the concern of a gate-source voltage U GS , the MOS-FET transistor T becomes conductive again. This condition remains sta until the Zener diode current I Z or the decaying total current I of the circuit is no longer sufficient to realize a sufficient voltage drop across the leakage resistance R V for the gate-source voltage U GS . Because falls the gate-source voltage U GS , so the MOS-FET transistor T changes back into the blocking area.

Von nun an sind zwei Vorgänge überlagert zu betrachten: Der immer noch abklingende Gesamtstrom I der Anlage wird über die Strommesseinrichtung 15 fortlaufend gemessen. Hat der Gesamtstrom I einen vorgegebenen Grenzwert erreicht, so ist das ein Zeichen dafür, dass der Lichtbogen verloschen ist. Mit dem Verlöschen des Lichtbogens 3 kann die Unterbrechung der Energiezufuhr des Schaltnetzteils 100 wieder aufgehoben werden. Zeitgleich wird der Schalteingang 7 des Schaltmittels 6 mit der Schaltspannung US = 15 V beaufschlagt, so dass das Schaltmittel 6, abgesehen von seinem geringen Durchlasswiderstand, vollständig durchschaltet.From now on, two processes are superimposed to consider: The still decaying total current I of the system is via the current measuring device 15 continuously measured. If the total current I has reached a predetermined limit, this is a sign that the arc has gone out. With the extinction of the arc 3 can interrupt the power supply of the switching power supply 100 be lifted again. At the same time the switching input 7 of the switching means 6 with the switching voltage U S = 15 V applied, so that the switching means 6 , except for its low on-resistance, fully turns on.

Alternativ kann in einem zu 3 und 4 abweichenden Ausführungsbeispiel ohne Z-Diode ein ähnlicher Effekt erzielt werden. Der FET-Transitor T wird dann von „Drain" nach „Source" in einem Avalanche-Betrieb betrieben. Das bedeutet, der FET-Transitor T wird zwar betätigt, und sperrt dadurch, aber der durch die Induktivität getriebene Strom I wird den Transistor zu einem nicht genau bestimmbaren Zeitpunkt von einem sperrenden Zustand in einen leitenden Zustand versetzen.Alternatively, in a too 3 and 4 Deviating embodiment without Z-diode, a similar effect can be achieved. The FET transistor T is then operated from "drain" to "source" in an avalanche mode. That is, the FET transistor T is indeed actuated, and thereby blocks, but the current I driven by the inductance will cause the transistor to go from a blocking state to a conducting state at an undetermined time.

4 zeigt die Spannungs- und Stromverläufe an den Elektroden 4 und 5 der Plasmaanlage 2. Die Kurve 30 repräsentiert einen Spannungsverlauf U ohne das erfindungsgemäße Schaltmittel 6, also nach dem Stand der Technik. Die Kurve 32 zeigt zur Verdeutlichung der Verbesserung einen Spannungsverlauf U mit dem Schaltmittel 6 nach der Erfindung. Eine wesentliche Verbesserung durch das Schaltmittel 6 ist auch zwischen den Stromverläufen 34 und 36 zu erkennen, wobei Kurve 34 einen Stromverlauf ohne das erfindungsgemäße Schaltmittel 6 zeigt und Kurve 36 einen Stromverlauf mit dem eingesetzten Schaltmittel 6. 4 shows the voltage and current curves at the electrodes 4 and 5 the plasma system 2 , The curve 30 represents a voltage curve U without the switching means according to the invention 6 So, according to the prior art. The curve 32 shows to illustrate the improvement, a voltage curve U with the switching means 6 according to the invention. A significant improvement by the switching means 6 is also between the current courses 34 and 36 to recognize, with curve 34 a current waveform without the switching means according to the invention 6 shows and curve 36 a current waveform with the switching means used 6 ,

In einem Plasma-Bereich 20 wird mit einer Spannung von ca. 500 V gearbeitet. Man nennt diese Spannung auch Plasma-Span nung. Im Plasma-Bereich 20 verhalten sich die Spannung U 30 und der Strom I 34 konstant. Mit Auftreten eines Lichtbogens 3 zum Zeitpunkt 40 wechseln der Spannungsverlauf 30 und der Stromverlauf 34 vom Plasma-Bereich 20 in einen Lichtbogenbereich 21. Dies bedeutet für die Spannung U ein schlagartiges Zusammenbrechen von der Plasma-Spannung von ca. 500 V auf eine ca. 80 V große Lichtbogenspannung. Bei 80 V brennt der Lichtbogen. Die Kurven 30 und 34 zeigen die Strom- und Spannungsverläufe bei nicht eingesetztem Schaltmittel 6 und lediglich nach Eintreten des Lichtbogens 3 abgeschaltetem Schaltnetzteil 100. Am Stromverlauf 34 ist deutlich zu sehen, dass durch die nur eine Schaltmßnahme, nämlich das Unterbrechen der Energiezufuhr des Schaltnetzteils 100 zu den Ausgangsklemmen A+, A–, der Strom I bereits abklingen kann. Da die Energie in diesem Kreis nicht schnell genug abgebaut werden kann, braucht der Strom I eine relativ hohe Zeit bis er seinen Grenzwert oder den Nullwert erreicht hat. Die Stelle an der der Strom I die x-Achse schneidet oder erreicht wird Zeitpunkt des Verlöschens 42 genannt.In a plasma area 20 is working with a voltage of about 500 V. This voltage is also called plasma voltage. In the plasma area 20 behave the voltage U 30 and the current I 34 constant. With the appearance of an arc 3 at the time 40 change the voltage curve 30 and the current flow 34 from the plasma area 20 in an arc area 21 , This means for the voltage U a sudden collapse of the plasma voltage of about 500 V to an approximately 80 V arc voltage. At 80 V, the arc burns. The curves 30 and 34 show the current and voltage curves when the switching device is not in use 6 and only after the arc has occurred 3 switched off switching power supply 100 , At the current course 34 It can clearly be seen that only one switching acceptance, namely the interruption of the power supply of the switching power supply 100 to the output terminals A + , A - , the current I can already decay. Since the energy in this circuit can not be dissipated fast enough, the current I needs a relatively long time to reach its limit or zero value. The point at which the current I intersects or reaches the x-axis Time of extinction 42 called.

Der Kurvenverlauf 36 ist der Stromverlauf des Stromes I über die Elektroden 4 und 5 der Plasmaanlage 2 mit dem erfindungsgemäßen Schaltmittel 6 im Kathodenstromkreis. Der Stromverlauf 36 ist nun im Lichtbogenbereich 21 wesentlich steiler und klingt damit rascher ab. Durch das verkürzte Erreichen eines Stromgrenzwertes oder eines Nullwertes, welcher eine Aussage darüber zulässt, dass der Lichtbogen verloschen ist, kann die Zeitausdehnung des Zündbereiches 21 und die Zeitausdehnung eines Pausenbereiches 22, welcher vorzugsweise der Sicherheit dient, zusammengefasst und somit -anders als in der Vergleichsdarstellung der 4 in der Praxis verkürzt werden. Daraus resultieren kürzere Beschichtungszeiten für die zu beschichtenden Materialien.The curve 36 is the current profile of the current I across the electrodes 4 and 5 the plasma system 2 with the switching means according to the invention 6 in the cathode circuit. The current course 36 is now in the arc range 21 much steeper and sounds faster. Due to the shortened reaching of a current limit value or a zero value, which allows a statement that the arc has extinguished, the time extent of the ignition range 21 and the time extent of a break area 22 , which preferably serves for safety, summarized and thus different than in the comparison of the 4 be shortened in practice. This results in shorter coating times for the materials to be coated.

Typische Werte für bisher genannte Größen sind: 300 V < U < 1 000 V Spannung bei der gesputtert wird. 2 A < I < 20 A Strom bei dem gesputtert wird. 25 A < IARC < 40 A Strom, kurz nach dem Losbrennen eines Lichtbogens. 10 V < UARC < 60 V Spannung, bei der der Lichtbogen brennt (geometrieabhängig). 20 μH < L < 60 μH wobei gilt: 0,5 IARC 2 L < 10 mJ Induktivität, dimensioniert auf eine maximal zulässige Lichtbogen-Energie. 80 V < U < 200 V Schwellspannung für die Spannungsüberwachung, zum Ermitteln ist vorzugsweise ein Komparator einzusetzen, da eine Reaktionszeit << 1 μs gefordert ist. Typical values for previously mentioned quantities are: 300 V <U <1 000 V Voltage at the sputtering. 2 A <I <20 A Electricity sputtering. 25 A <I ARC <40 A Electricity, shortly after burning an arc. 10V <U ARC <60V Voltage at which the arc burns (depending on geometry). 20 μH <L <60 μH where: 0.5 I ARC 2 L <10 mJ Inductance, dimensioned for a maximum permissible arc energy. 80V <U <200V Threshold voltage for voltage monitoring, to determine is preferably to use a comparator, since a reaction time << 1 microseconds is required.

Claims (25)

Plasmaanlage (2), insbesondere Plasma-Beschichtungsvorrichtung, bei der ein Lichtbogen (3) und/oder ein Durchschlag zwischen mindestens einem Elektroden-Paar (4, 5) auftreten kann, umfassend eine elektrische Versorgungseinheit (1), mit – wenigstens einem steuerbaren Schaltmittel (6), welches mindestens einen Schalteingang (7) aufweist, – einer elektrischen Energiequelle (100), deren Ausgangsanschlüsse (A+, A–) über das Schaltmittel (6) mit den Elektroden (4, 5) der Plasmaanlage (2) verbunden sind, und – einer Steuerschaltung (8) zum Erkennen des Auftretens des Lichtbogens (3) und/oder des Durchschlags, welche bei Auftreten des Lichtbogens (3) bzw. des Durchschlags über einen ersten Steuerausgang (9) das Schaltmittel (6) betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Versorgungseinheit (1) derart hergerichtet ist, dass bei und/oder nach Betätigen des Schaltmittels (6) ein Stromfluss (I) durch das Schaltmittel (6) erhalten bleibt.Plasma system ( 2 ), in particular plasma coating apparatus, in which an arc ( 3 ) and / or a breakdown between at least one electrode pair ( 4 . 5 ), comprising an electrical supply unit ( 1 ), with - at least one controllable switching means ( 6 ), which has at least one switching input ( 7 ), - an electrical energy source ( 100 ) whose output terminals (A + , A - ) via the switching means ( 6 ) with the electrodes ( 4 . 5 ) of the plasma system ( 2 ), and - a control circuit ( 8th ) for detecting the occurrence of the arc ( 3 ) and / or the breakdown which occurs when the arc occurs ( 3 ) or the breakdown via a first control output ( 9 ) the switching means ( 6 ), characterized in that the electrical supply unit ( 1 ) is such that upon and / or after actuation of the switching means ( 6 ) a current flow (I) through the switching means ( 6 ) preserved. Plasmaanlage (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigen des Schaltmittels (6) ein Widerstand des Schaltmittels (6) auf einen Wert aus dem Bereich zwischen 1 Ω und 10 kΩ, insbesondere auf einen Wert zwischen 2 Ω und 200 Ω, einstellbar ist.Plasma system ( 2 ) according to claim 1, characterized in that upon actuation of the switching means ( 6 ) a resistance of the switching means ( 6 ) is adjustable to a value in the range between 1 Ω and 10 kΩ, in particular to a value between 2 Ω and 200 Ω. Plasmaanlage (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Betätigen des Schaltmittels (6) ein Spannungsabfall (UDS) am Schaltmittel (6) konstant ist.Plasma system ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that after actuation of the switching means ( 6 ) a voltage drop (U DS ) at the switching means ( 6 ) is constant. Plasmaanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (8) über einen zweiten Steuerausgang (10) für eine Unterbrechung des Energieflusses der elektrischen Energiequelle (100) zu den Ausgangsanschlüssen (A+, A–) hergerichtet ist.Plasma system ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control circuit ( 8th ) via a second control output ( 10 ) for an interruption of the energy flow of the electrical energy source ( 100 ) to the output terminals (A + , A - ). Plasmaanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach Betätigen des Schaltmittels (6) der Stromfluss (I) abnimmt.Plasma system ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that after actuation of the switching means ( 6 ) the current flow (I) decreases. Plasmaanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (6) einen steuerbaren Leistungshalbleiter (T) aufweist.Plasma system ( 2 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the switching means ( 6 ) has a controllable power semiconductor (T). Plasmaanlage (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der steuerbare Leistungshalbleiter (T) als FET-Transistor, insbesondere als MOS-FET-Transistor, ausgestaltet ist.Plasma system ( 2 ) according to claim 6, characterized in that the controllable power semiconductor (T) as a FET transistor, in particular as a MOS-FET transistor is configured. Plasmaanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (6) eine Zener-Diode (11) aufweist.Plasma system ( 2 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the switching means ( 6 ) a zener diode ( 11 ) having. Plasmaanlage (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zener-Diode (11) mit ihrer Kathode am Drain-Anschluss (D) und mit ihrer Anode am Gate-Anschluss (G) des FET-Transistors (T) angeschlossen ist.Plasma system ( 2 ) according to claim 8, characterized in that the zener diode ( 11 ) is connected with its cathode at the drain terminal (D) and with its anode at the gate terminal (G) of the FET transistor (T). Plasmaanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (6) einen Spannungsteiler-Widerstand (RV) aufweist.Plasma system ( 2 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the switching means ( 6 ) has a voltage divider resistor (R V ). Plasmaanlage (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsteiler-Widerstand (RV) zwischen dem Gate-Anschluss (G) und dem Source-Anschluss (S) des FET-Transistors (T) angeschlossen ist.Plasma system ( 2 ) according to claim 10, characterized in that the voltage divider resistor (R V ) between the gate terminal (G) and the source terminal (S) of the FET transistor (T) is connected is sen. Plasmaanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalteingang (7) eine Seriendiode (12) und/oder einen Serienwiderstand (13) aufweist.Plasma system ( 2 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the switching input ( 7 ) a series diode ( 12 ) and / or a series resistor ( 13 ) having. Plasmaanlage (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalteingang (7) mit dem Gate-Anschluss (G) des FET-Transistors (T) in Verbindung steht.Plasma system ( 2 ) according to claim 7, characterized in that the switching input ( 7 ) is in communication with the gate terminal (G) of the FET transistor (T). Plasmaanlage (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (6) derart in einer Reihenschaltung zwischen den Ausgangsanschlüssen (A+, A–) und den Elektroden (4, 5) angeschlossen ist, dass der Drain-Anschluss (D) des FET-Transistors (T) mit einer Elektrode (5) und der Source-Anschluss (S) mit einem Ausgangsanschluss (A–) in Verbindung steht.Plasma system ( 2 ) according to claim 7, characterized in that the switching means ( 6 ) in a series connection between the output terminals (A + , A - ) and the electrodes ( 4 . 5 ) is connected, that the drain terminal (D) of the FET transistor (T) with an electrode ( 5 ) and the source terminal (S) is connected to an output terminal (A - ). Plasmaanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsanschlüsse (A+, A–) über wenigstens eine Induktivität (L) und über das Schaltmittel (6) mit den Elektroden (4, 5) verbunden sind.Plasma system ( 2 ) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the output terminals (A + , A - ) via at least one inductance (L) and via the switching means ( 6 ) with the electrodes ( 4 . 5 ) are connected. Plasmaanlage (2) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensator (C) parallel zu den Ausgangsanschlüssen (A+, A–) und in Serie zu der Induktivität (L) verschaltet ist.Plasma system ( 2 ) according to claim 15, characterized in that a capacitor (C) is connected in parallel with the output terminals (A + , A - ) and in series with the inductance (L). Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Versorgungseinheit (1) für eine Plasmaanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass nach Betätigen des Schaltmittels (6) für ein bestimmtes Zeitintervall ein Stromfluss (I) durch das Schaltmittel (6) aufrechterhalten wird.Method for operating an electrical supply unit ( 1 ) for a plasma system ( 2 ) according to one of claims 1 to 16, characterized in that after actuation of the switching means ( 6 ) for a certain time interval, a current flow (I) through the switching means ( 6 ) is maintained. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand des Schaltmittels (6) auf einen Wert aus dem Bereich zwischen 1 Ω und 10 KΩ, insbesondere auf einen Wert zwischen 2 Ω und 200 Ω, eingestellt wird.A method according to claim 17, characterized in that a resistance of the switching means ( 6 ) is set to a value in the range between 1 Ω and 10 KΩ, in particular to a value between 2 Ω and 200 Ω. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaanlage (2) derart betrieben wird, dass das Zeitintervall im Bereich von 4 μs bis 12 μs liegt.A method according to claim 17 or 18, characterized in that the plasma system ( 2 ) is operated such that the time interval is in the range of 4 .mu.s to 12 .mu.s. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auftreten eines Lichtbogens (3) und/oder eines Durchschlags die Steuerschaltung (8) über einen zweiten Steuerausgang (10) den Energiefluss der elektrischen Energiequelle (100) zu den Ausgangsanschlüssen (A+, A–) unterbricht.Method according to one of claims 17 to 19, characterized in that when an arc occurs ( 3 ) and / or a punch the control circuit ( 8th ) via a second control output ( 10 ) the energy flow of the electrical energy source ( 100 ) to the output terminals (A + , A - ). Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangsgleichrichter (14) der elektrischen Energiequelle (100) im Freilauf betrieben wird.Method according to one of claims 17 to 20, characterized in that an output rectifier ( 14 ) of the electrical energy source ( 100 ) is operated in free-running. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannungsabfall (UDS) am Schaltmittel (6) als konstant eingeprägt wird.Method according to one of claims 17 to 21, characterized in that a voltage drop (U DS ) at the switching means ( 6 ) is impressed as constant. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitspunkt (UDS, ID) am Schaltmittel (6) eingestellt wird.Method according to one of claims 17 to 22, characterized in that an operating point (U DS , I D ) at the switching means ( 6 ) is set. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Versorgungseinheit (1) derart betrieben wird, dass nach Betätigen des Schaltmittels (6) eine in der Induktivität (L) gespeicherte Energie den Stromfluss (I) über die Elektroden (4, 5) aufrechterhält und diskontinuierliche Verläufe von Strom (I) und/oder Spannung (U) zwischen den Elektroden (4, 5) vermieden werden.Method according to one of claims 17 to 23, characterized in that the electrical supply unit ( 1 ) is operated such that after actuation of the switching means ( 6 ) stored in the inductance (L) energy the current flow (I) through the electrodes ( 4 . 5 ) and discontinuous courses of current (I) and / or voltage (U) between the electrodes ( 4 . 5 ) be avoided. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, wobei das Schaltmittel (6) folgende Komponenten aufweist, – einen steuerbaren Leistungshalbleiter (T), insbesondere einen FET-Transistor, – eine Zener-Diode (11), – einen Spannungsteiler-Widerstand (RV) und – eine Serien-Diode (12), dadurch gekennzeichnet, dass der FET-Transistor (T) an seinem Gate-Anschluss (G) über die Serien-Diode (12) mittels des ersten Steuerausgangs (9) mit einer Schaltspannung (US) angesteuert wird und beim Betätigen des Schaltmittels (6) die Schaltspannung (US) derart eingestellt wird, dass der FET-Transistor (T) in den Sperrbetrieb wechselt, wobei zeitgleich die zwischen dem Drain-Anschluss (D) und dem Gate-Anschluss (G) geschaltete Zener-Diode (11) im Durchbruch betrieben wird und sich eine konstante Spannung (UZ) an der Zener-Diode (11) einstellt, wobei der über die Zener-Diode (11) fließende Z-Dioden-Strom (IZ) über dem zwischen dem Gate-Anschluss (G) und dem Source-Anschluss (S) verschalteten Spannungsteiler-Widerstand (RV) eine Gate-Source-Spannung (UGS) verursacht, welche ein vollständiges Sperren des FET-Transistors) (T) verhindert.Method according to one of claims 17 to 24, wherein the switching means ( 6 ) has the following components, - a controllable power semiconductor (T), in particular a FET transistor, - a zener diode ( 11 ), - a voltage divider resistor (R V ) and - a series diode ( 12 ), characterized in that the FET transistor (T) at its gate terminal (G) via the series diode ( 12 ) by means of the first control output ( 9 ) is driven with a switching voltage (U S ) and upon actuation of the switching means ( 6 ) The switching voltage (U S) is adjusted such that the FET transistor (T) changes to the locking operation, whereby the same time (between the drain terminal (D) and the gate terminal (G) connected Zener diode 11 ) is operated in breakthrough and a constant voltage (U Z ) at the Ze ner diode ( 11 ), which via the Zener diode ( 11 ) flowing Z-diode current (I Z ) over the between the gate terminal (G) and the source terminal (S) connected voltage divider resistor (R V ) causes a gate-source voltage (U GS ), which completely blocking the FET transistor) (T).
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