用于采用双电源给双磁控管供电的系统和方法技术方案

公开了一种用于采用双电源给双磁控管供电的系统和方法。第一电源给第一磁控管提供第一电压。第二电源给第二磁控管提供第二电压。平衡器电路控制驱动电流，以改变第一磁控管的磁场和第二磁控管的磁场，从而将第一电压和第二电压维持在基本相等的电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求在2013年03月15日提交的申请号为61/788，500的美国临时专利申请的权益，通过引用将其全部公开内容并入本文。
本专利技术涉及一种用于控制由以共同电压操作的双电源来供电的一对磁控管的系统和方法。
技术介绍
磁控管可以用于产生射频(RF)能量。该RF能量可以用于不同的目的，诸如加热物品(即，微波加热)，或者其可以用于产生等离子体。等离子体又可以用在许多不同的处理中，诸如薄膜沉积、金刚石沉积以及半导体制造过程。RF能量也可以用于在产生UV(或者可见)光的石英外壳内创建等离子体。在这方面决定性的那些性质是在将DC(直流)功率转换为RF能量时实现的高效率以及磁控管的几何结构。一个缺点是用于产生给定功率输出所要求的电压随磁控管的不同而发生变化。这种电压主要可以由磁控管的内部几何结构以及腔内的磁场强度来确定。一些应用可以要求两个磁控管来提供所要求的RF能量。在这些情况下，每个磁控管要求单独的电源。然而，两个具有相同设计的磁控管可以不具有相同的电压-电流特性。两个相同的磁控管之间的正常制造公差和温差可以从个体到个体产生不同的电压-电流特性，并且在它们寿命周期的动态操作状态下发生变化(subeject to change)。同样地，每个磁控管可以具有略微不同的电压。例如，磁控管可以具有彼此不同的操作曲线，使得一个磁控管可以比另一个磁控管产生更高的功率输出。具有较高输出功率的磁控管可以比另一个变得更热，导致其比另一个磁控管具有更短的有用预期使用期限。此外，这可以导致产生更高输出的磁控管的功率输出使得其半个灯泡中的等离子体比另一半变得更热，因此产生不对称的UV输出功率图案。因此，期望出现的但是还未提供的是用于维持给双磁控管供电的双电源的恒定电压和电流操作点的系统和方法。
技术实现思路
通过提供采用双电源给双磁控管供电的系统和方法在本领域中解决了上述问题并实现了技术方案。第一电源将第一电压提供给第一磁控管。第二电源将第二电压提供给第二磁控管。平衡器电路控制驱动电流，以改变第一磁控管的磁场和第二磁控管的磁场，从而将第一电压和第二电压维持在基本相等的电压。第一电压和第二电压可以是基本恒定的电压。在实施例中，第一电源将第一供电电流提供给第一磁控管，第二电源将与第一供电电流基本相等的第二供电电流提供给第二磁控管，从而在第一磁控管和第二磁控管之间维持基本共同的操作点。在实施例中，系统还可以包括第一线圈驱动器和第二线圈驱动器，其中第一线圈驱动器电耦合到平衡器电路并且磁耦合到第一磁控管，第二线圈驱动器电耦合到第一线圈驱动器并且磁耦合到第二磁控管。第一线圈驱动器和第二线圈驱动器可以串联电耦合。第一线圈驱动和第二线圈驱动器可以接收驱动电流。该驱动电流激励第一线圈驱动器，并且该驱动电流激励第二线圈驱动器，从而分别以相反的方向调节第一磁控管的磁场和第二磁控管的磁场，以将第一电压和第二电压维持在基本相等的电压。在实施例中，平衡器电路还可以包括用于提供驱动电流的辅助电源。该平衡器电路还可以包括与第一电源信号通信以用于感测第一电压并且与第二电源信号通信以用于感测第二电压的处理设备。该处理设备可以是数字信号处理器。该处理设备可以将误差信号提供给辅助电源，以调节该驱动电流。提供给辅助电源的误差信号可以基于由处理设备实现的比例-积分-微分(PID)反馈回路或者比例-积分(PI)伺服回路的输出。 在实施例中，处理设备可以感测第一电压和第二电压之间的电压量值差。在实施例中，驱动电流可以具有与第一电压和第二电压之间的量值差的极性对应的极性。驱动电流的量值可以进一步基于第一电压和第二电压之间的瞬时电压差以及第一电压和第二电压之间的收敛速率。【附图说明】从结合附图考虑的和以下呈现的示例性实施例的详细描述中，可以以更加容易地理解本专利技术，其中相同的附图标记指类似的元件，并且，其中:图1是从双电源给两个磁控管供电的系统的一个实施例的电路图。图2是示出给具有第一磁控管和第二磁控管的系统供电的方法的一个实施例的示例的流程图。图3是示出常规磁控管电压相对线圈电流的图表。应该理解，附图的目的是示出本专利技术的概念并且可以不成比例。【具体实施方式】图1是从双电源给两个磁控管供电的系统100的一个实施例的电路图。特别是，图1示出了电源10和电源12，诸如一对高压低涟波直流功率模块。例如，电源10和电源12可以分别包括能够在4.5KV输出0.84安培的固态高压功率模块。电源10和电源12可以设计成提供恒定的电流输出(或者近似地恒定的电流)。其它量的电流和功率也在本专利技术的范围之内。电源10和电源12可以沿着相应的高电位线18和高电位线20耦合到磁控管14和磁控管16相应的阴极上。在实施例中，磁控管14和磁控管16相应的灯丝22和灯丝24可以耦接到为灯丝加热提供所必须的电流的相应的灯丝变压器26和灯丝变压器28上。灯丝变压器26和灯丝变压器28的初级可以由AC (交流)电源(诸如100到200伏特)供电。也可以与灯丝端中的一个共用阴极端。高电位线18和高电位线20分别提供根据实施例被感测和调节的电源信号电压HVA和HVB。电源输出电压HVA和HVB被相应的分压器30和分压器32感测，分压器30，32分别在信号线50、52上提供与电源信号电压HVA和HVB成比例的减小的输出电压。在信号线50、52上的减小的输出电压被作为输入提供给平衡器电路34。在实施例中，平衡器电路34可以包括处理设备36。在实施例中，处理设备36可以是数字信号处理器。处理设备36耦合到辅助功率模块38。输出信号线40被配置成将线圈驱动电流ICOIL提供给一对串联连接的线圈驱动器42和线圈驱动器44，该线圈驱动器42、44分别磁耦合到相应的磁控管14和磁控管16。反向驱动线圈驱动器42和线圈驱动器44的绕组，从而将相反的磁场提供给磁控管14和磁控管16以减小在电源10和电源12的高电位线18和高电位线20上的电源输出电压HVA和HVB中的差，从而成为基本相等的电压。在实施例中，电源输出电压HVA和HVB可以基本恒定。在图1中，平衡器电路34可以用于调节磁控管14和磁控管16中的电压。更具体的是，平衡器电路34被配置成控制提供给与第一磁控管14相关的线圈驱动器42的线圈驱动电流ICOIL以及提供给与第二磁控管16相关的线圈驱动器44的线圈驱动电流IC0IL。线圈驱动电流ICOIL具有改变第一磁控管14的磁场和第二磁控管16的磁场，从而将电源10和电源12在高电位线18和高电位线20上的电源输出电压HVA和HVB维持在基本相等的电压的效果。在实施例中，平衡器电路34可以进一步配置成将信号电压HVA和HVB维持在基本恒定的电压。平衡器电路34被进一步配置成当线圈驱动器42和线圈驱动器44各自的线圈以相反方向缠绕时，采用量值相等但极性相反的线圈驱动电流ICOIL来驱动线圈驱动器42和线圈驱动器44。结果是，第一磁控管14的磁场和第二磁控管16的磁场趋向彼此相反，从而将在高电位线18和高电位线20上的电源10和电源12的信号电压HVA和HVB之间的任何电压差驱动为零。第一电源10被进一步配置成将第一供电电流HIA提供给第一磁控管14，并且第二电源12被进一步配置成将与第一供电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：供应第一电压的第一电源；供应第二电压的第二电源；由第一电源供电的第一磁控管；由第二电源供电的第二磁控管；以及平衡器电路，该平衡器电路控制驱动电流，以改变所述第一磁控管的磁场和所述第二磁控管的磁场，从而将第一电压和第二电压维持在基本相等的电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·查拉戈泽洛，T·H·耶哈，P·K·斯沃因，
申请(专利权)人：贺利氏特种光源美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US