在磁控溅射镀膜工艺中，尤其是对于反应溅射沉积化合物薄膜（如氧化物、氮化物），一个长期存在的挑战是“靶面中毒”现象。当反应气体（如O2、N2）分压过高时，会在靶材表面形成一层绝缘或高电阻的化合物层，导致溅射过程不稳定，放电电压波动，沉积速率骤降，并频繁引发电弧，严重破坏薄膜质量。为了解决这一问题，“孪生靶”磁控溅射技术被广泛采用。该技术使用两个相同的磁控靶，以一定角度相对放置。而为这两个靶供电的高压电源采用“同步控制”策略，特别是双极脉冲同步控制，是保证该技术高效、稳定运行的关键。

孪生靶技术的核心在于交替工作。两个靶并非同时作为阴极被溅射，而是在双极脉冲电源的控制下，交替充当阴极和阳极。在一个脉冲周期内，靶A被施加负高压脉冲作为阴极，被氩离子轰击溅射；同时，靶B被施加正低压或零电位，作为阳极接收电子电流。在下一个脉冲周期，极性反转，靶B成为阴极被溅射，靶A成为阳极。如此高速交替（频率通常在10kHz至100kHz之间），使得任一靶材在作为阴极被溅射之前，其表面在作为阳极的半周期内，受到电子轰击，从而有效中和并清除上一周期积累在绝缘化合物层上的负电荷，避免了电荷积累导致的靶面电位升高和电弧产生，维持了溅射过程的稳定。

“同步控制”在此处的含义非常精确和严格，它特指为两个靶供电的双极脉冲电源，其输出的两路高压脉冲之间必须保持精确的时序、幅值和相位关系。这种同步性直接决定了工艺的稳定性、两个靶的溅射速率平衡以及薄膜的均匀性。

首先，是脉冲时序的精确同步与死区控制。两路脉冲必须是严格的反相关系，即一路脉冲为负高压时，另一路为正低压或零，并且切换点必须准确无误。任何时序上的错位或重叠都可能导致两个靶同时处于负高压状态（“对撞”模式，不利于电荷清除）或同时处于阳极状态（溅射中断）。通常，在两路脉冲切换之间会设置一个极短（微秒级）的“死区时间”，确保一路完全关断后另一路才开启，防止共通短路。这个死区时间必须精确可控且稳定。

其次，是脉冲幅值与波形的对称性。作为阴极时的负脉冲幅值（决定溅射能量）和作为阳极时的正脉冲幅值（或电位）需要高度对称，以保证两个靶的溅射速率和清理效果一致。任何不对称都会导致一个靶的净侵蚀速率快于另一个，造成靶材利用率不均，并可能影响薄膜的成分均匀性。脉冲的上升沿、下降沿形状以及顶部平坦度也应尽可能一致。

第三，是频率与占空比的协同控制。脉冲频率影响电荷清理和溅射交替的速率。频率太低，清理效果可能不足；频率太高，可能受限于电源开关速度和电路寄生参数。占空比（负脉冲宽度与周期的比值）则决定了在一个周期内用于溅射和用于清理的时间比例。需要根据靶材、反应气体和沉积速率优化这两个参数。电源必须能精确、稳定地输出设定的频率和占空比。

第四，是快速弧光抑制与恢复的同步。尽管双极脉冲技术大大抑制了靶面中毒弧，但仍可能因其他原因产生随机电弧。当电源检测到某一靶发生电弧时，其弧光抑制电路会瞬间切断或大幅降低该路的输出。此时，同步控制逻辑需要做出协调响应，例如同时调整另一路的输出或时序，以维持等离子体的整体稳定性，并在电弧熄灭后协调两路同步恢复至正常工作状态。

第五，是负载适应性与稳定性。两个磁控靶的等离子体阻抗可能因安装、磨损或污染程度不同而存在微小差异。同步控制电源需要能够在这样的不对称负载下，仍然保持两路输出的良好同步和稳定性，不会因负载差异而产生脉冲畸变或同步漂移。

实现这种高精度同步控制，通常依赖于基于高速数字信号处理器或现场可编程门阵列的控制器。控制器产生一对精确互补的PWM信号，经过隔离驱动后控制两个独立的功率开关桥臂（常构成全桥或半桥拓扑），最终生成同步的双极性高压脉冲。所有关键时序参数都由数字设定，精度高且可重复性好。同时，控制器实时监测两路的电压电流，实现闭环控制和故障保护。

磁控溅射电源孪生靶同步控制技术，是双极脉冲溅射得以成功应用的基础。它通过电场的智能时序切换，巧妙地利用了两个靶的“互助”关系，从根本上驯服了反应溅射的稳定性难题，使得高速、稳定地沉积高质量化合物薄膜成为可能。这项技术是磁控溅射电源向高性能、高工艺适应能力发展的典范，也是电力电子精准控制技术在材料制备领域成功应用的杰出体现。