可变电压发生器电路、电容器和方法技术

技术编号:22225919 阅读:66 留言:0更新日期:2019-09-30 06:29
描述了一种可变电压发生器电路,用于从基本恒定的电源电压VS产生用于具有可变介电常数电介质的可变功率电容器(1)的可变高压控制电压VC。控制电压发生器电路包括:充电电路(10),用于将输入电容器(12)上的电压VCin至少保持在电源电压VS;以及,双向DC‑DC转换器电路(20),其具有由控制输入信号(27)控制的可变电压转换因子G。双向DC‑DC转换器(20)用于以电压转换因子G在输入电容器电压VCin和输出电压VC之间进行电压转换。当VC

Variable Voltage Generator Circuit, Capacitor and Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可变电压发生器电路、电容器和方法
本专利技术涉及高压、快速可变直流电压源领域。特别但非排他地,本专利技术涉及向呈现电容性负载但耗能很小或无耗能的装置提供快速动态高压DC控制电压的领域。
技术介绍
国际申请WO2016034241A1描述了一种非常快速的可变功率电容器,其可用于提供高动态RF电源,例如,用于等离子蚀刻或沉积的等离子室可能需要的高动态RF电源。可变功率电容器包括具有可变介电常数的顺电介电材料,其介电常数可通过在介电材料上施加大电场或大DC电压而改变。为此目的提供了控制电极。通过改变控制电极上的电压,可以非常快速和精确地改变可变电容器的电容。这又允许射频(RF)电源对等离子处理室的高响应阻抗匹配,这又改善了等离子过程(例如蚀刻或沉积处理)的控制和特征分辨率。已经确定,在实现快速可变功率电容器的益处时,所施加的DC电压应该有利地能够在高电压(例如大于1kV,大于3kV或大于5kV)和低电压(例如0V)之间非常快地(例如在10ms内,或1ms或100ps,或10ps或更小的时间里)变化,即以高达105V/s或更高,或106V/s或更高,或107V/s或更大,或108V/s或更大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变电压发生器电路,用于产生输出电压Vc,该输出电压Vc可根据电压控制输入信号(27)而变化,用于到基本上纯电容的负载(1)的输出,该电路包括:输入电容器(12),双向DC‑DC转换器电路(20;28,30),其被配置为将输入电容器上的电压VCin转换为输出电压VC,或将输出电压VC转换为输入电容器上的电压VCin,该DC‑DC转换器具有可通过改变电压控制输入信号(27)而被改变的电压转换因子G,其特征在于,DC‑DC转换器电路在小于10ms的时间内进行如下操作:当G<Vc/VCin时,对负载电容(1)充电并使输入电容器(12)放电,使得对负载电容(1)充电的电能基本上全部由输入...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.30 EP 16201548.11.一种可变电压发生器电路,用于产生输出电压Vc,该输出电压Vc可根据电压控制输入信号(27)而变化,用于到基本上纯电容的负载(1)的输出,该电路包括:输入电容器(12),双向DC-DC转换器电路(20;28,30),其被配置为将输入电容器上的电压VCin转换为输出电压VC,或将输出电压VC转换为输入电容器上的电压VCin,该DC-DC转换器具有可通过改变电压控制输入信号(27)而被改变的电压转换因子G,其特征在于,DC-DC转换器电路在小于10ms的时间内进行如下操作:当G<Vc/VCin时,对负载电容(1)充电并使输入电容器(12)放电,使得对负载电容(1)充电的电能基本上全部由输入电容器(12)的放电提供,或者,当G>Vc/VCin时,使负载电容(1)放电并对输入电容器(12)充电,使得对输入电容器(12)充电的电能基本上全部由负载电容(1)的放电提供。2.根据权利要求1所述的电路,其中所述对负载电容(1)的充电和输入电容器(12)的放电包括对负载电容(1)充电并使输入电容器(12)放电直到G=Vc/VCin,并且所述负载电容(1)的放电和对输入电容器(12)的充电包括使负载电容(1)放电并对输入电容器(12)充电直到G=Vc/VCin。3.根据权利要求1或2所述的电路,包括:充电电路(10),用于提供对输入电容器(12)充电的电能,以补偿DC-DC转换器中的损耗以及负载电容(1)的充电和放电中的损耗。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电路,其中,所述DC-DC转换器电路(20)包括具有可变电压转换因子(g)的第一双向DC-DC转换器(28)和具有固定电压转换因子(K)的第二双向DC-DC转换器(30)。5.根据权利要求4所述的电路,其中所述第一双向DC-DC转换器(28)包括降压-升压转换器,和/或其中所述第二双向DC-DC转换器(30)包括双向谐振LLC转换器。6.根据权利要求5所述的电路,其中控制输入信号(27)是施加到降压-升压转换器的开关装置(21,22)的脉冲宽度调制信号,开关装置(21,22)被适当连接,以在控制单元(25)的控制下,通过第一电感器(23)提供输入电容器电压(VCin)和另一电容器(24)之间的脉冲宽度调制电压转换,使得通过改变控制输入信号(27)的脉冲宽度比而使该另一电容器两端的电压(VP)能够在基本上为零的电压和基本上等于输入电容器电压(VCin)之间变化。7.根据权利要求5或6所述的电路,其中LLC转换器(30)包括上游侧整流电路和负载侧整流电路,其中所述上游侧和负载侧整流电路被设置为同步操作。8.根据权利要求7所述的电路,其中所述上游侧和负载侧整流电路中的一个包括晶体管(34,35;36,37,38,39),所述晶体管被布置成通过LLC开关控制信号进行主动软...

【专利技术属性】
技术研发人员:托马斯·芬克拉尔夫·奈格勒
申请(专利权)人:康姆艾德公司
类型:发明
国别省市:瑞士,CH

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1