一种设有匹配器的射频功率源装置制造方法及图纸

本申请实施例提供一种设有匹配器的射频功率源装置，涉及射频技术领域。该设有匹配器的射频功率源装置包括射频源和匹配器，所述匹配器用于将所述射频源发送的射频信号加载至负载终端；所述匹配器包括输入端、输出端、第一可变电容、电感、第一步进电机、第二可变电容和第二步进电机。该设有匹配器的射频功率源装置通过将负载阻抗匹配至设有匹配器的射频功率源装置的标准阻抗，从而实现提高射频信号的能量传输效率，降低射频功率源被烧毁的可能性。

A kind of RF power source device with matching device

【技术实现步骤摘要】
一种设有匹配器的射频功率源装置
本申请涉及射频
，具体而言，涉及一种设有匹配器的射频功率源装置。
技术介绍
射频功率源是一种能够产生固定射频频率(例如2-30MHz)的正弦波、具有一定功率的电源，其工业上很多应用，尤其是在解冻，加热，干燥，等离子表面处理工艺等。现有技术中，将射频功率源技术应用在以上工业领域时，往往终端设备(如解冻腔，加热腔，等离子腔等)的阻抗不是标准阻抗：此时如果直接使用射频功率源，会导致射频功率源发送的射频信号被反射回来，终端设备接收的射频信号功率很低；若加大射频功率源的信号功率，虽然可以提高终端设备接收的射频信号功率，却可能会使射频功率源过载而烧毁。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种设有匹配器的射频功率源装置，通过将负载阻抗匹配至设有匹配器的射频功率源装置的标准阻抗，从而实现提高射频信号的能量传输效率，降低射频功率源被烧毁的可能性的技术效果。本申请实施例提供了一种设有匹配器的射频功率源装置，包括射频源和匹配器，所述匹配器用于将所述射频源发送的射频信号加载至负载终端；所述匹配器包括输入端、输出端、第一可变电容、电感、第一步进电机、第二可变电容和第二步进电机，所述输入端连接所述射频源，所述输出端连接所述负载终端；所述输入端、所述第一可变电容、所述电感和所述输出端串联，所述输入端经第二可变电容后接地；所述第一步进电机通过驱动结构与所述第一可变电容连接，用于调节所述第一可变电容的电容值，所述第二步进电机通过驱动结构与第二可变电容连接，用于调节所述第二可变电容的电容值，以将所述负载终端的阻抗匹配至标准阻抗。在上述实现过程中，设有匹配器的射频功率源装置包括射频源和匹配器，匹配器包括第一可变电容、第二可变电容和电感，第一可变电容、第二可变电容和电感组成阻抗调节电路，通过第一步进电机和第二步进电机分别调整第一可变电容和第二可变电容的电容值；其中第一可变电容作为调谐电容，调节阻抗的虚部，第二可变电容作为负载电容，调节阻抗的实部，从而将负载终端的阻抗匹配至标准阻抗，从而减少射频信号的反射系数，实现提高射频信号的能量传输效率，降低射频功率源被烧毁的可能性的技术效果。进一步地，所述射频源包括频率发生器、增益调节器、多级放大器、滤波器和输出端，所述频率发生器、所述增益调节器、所述多级放大器、所述滤波器和所述输出端串联，所述输出端用于发送射频信号至所述匹配器的输入端。在上述实现过程中，频率发生器用于产生初始射频信号，初始射频信号经过增益调节器和多级放大器后，再由滤波器对其他频率的信号进行滤除，得到一个频率稳定、增益合适的射频信号，最后射频信号再由输出端发送至匹配器，进行进一步调节和匹配。进一步地，所述第一可变电容为可变真空电容，所述第二可变电容为可变空气电容。在上述实现过程中，第二可变电容为空气电容，在匹配系统中，作为负载电容，用来调节阻抗的实部；而第一可变电容为真空电容，真空电容具有耐压高，功率容量大等特点，作为调谐电容，用来调节阻抗的虚部。进一步地，所述装置还包括驱动器和功率取样器，所述功率取样器分别连接所述射频源的输出端与所述匹配器的输入端，用于获取所述射频源发送的射频信号的反射系数；所述驱动器与所述功率取样器连接，用于驱动所述第一步进电机和所述第二步进电机，以根据所述反射系数将所述负载终端的阻抗匹配至标准阻抗。在上述实现过程中，功率取样器用于对射频信号进行取样，可以获取所述射频源发送的射频信号的反射系数，并将反射系数信息发送至驱动器；由于所述反射系数与所述阻抗匹配情况相关，因此驱动器根据所述反射系数驱动第一步进电机和第二步进电机，调节第一可变电容和第二可变电容的电容值，当反射系数降至最低时，说明此时已经将负载终端的阻抗匹配至标准阻抗。通过上述方式，实现自动调节及匹配阻抗的技术效果。进一步地，所述装置还包括显示屏，所述显示屏用于显示所述第一可变电容的电容值、所述第二可变电容的电容值和所述负载终端的阻抗信息。在上述实现过程中，显示屏与射频功率源的控制器连接，可以实时显示第一可变电容的电容值、所述第二可变电容的电容值和所述负载终端的阻抗信息，阻抗信息即Smith圆图；从而方便工作人员对设有匹配器的射频功率源装置进行监控和管理，进一步提升设有匹配器的射频功率源装置的可靠性和安全性。进一步地，所述装置还包括第一调节键位和第二调节键位，所述第一调节键位连接第一步进电机，所述第二调节键位连接第二步进电机。在上述实现过程中，第一调节键位和第二调节键位具有手动调节功能，当设有匹配器的射频功率源装置的自动调节功能失效或在其他情况发生时，工作人员可以通过手动调节的方式保证设有匹配器的射频功率源装置的正常运行。进一步地，所述装置还包括过载报警器，所述过载报警器与所述匹配器的输入端连接，用于监测所述射频信号的状态信息，所述状态信息包括所述射频信号的电流、电压、反射系数，当所述射频信号的电流、电压、反射系数中的其中一项超过预设值时，进行报警。在上述实现过程中，过载报警器可以实时监测设有匹配器的射频功率源装置的运行情况，当电流、电压、反射系数中的其中一项超过限值时，过载报警器即可进行报警，从而更好地保护设有匹配器的射频功率源装置，防止设有匹配器的射频功率源装置因过载被烧毁，进一步提升可靠性和安全性。进一步地，所述装置还包括散热系统，所述散热系统用于给所述射频源和所述匹配器散热。在上述实现过程中，散热系统对设有匹配器的射频功率源装置的其他器件进行散热，从而更好地保护设有匹配器的射频功率源装置，防止设有匹配器的射频功率源装置过热，进一步提升可靠性和安全性。进一步地，所述散热系统为风冷散热或液冷散热。在上述实现过程中，散热系统可以是风冷散热或液冷散热，或是两者都有；风冷散热包括散热风扇，散热风扇可以封装在设有匹配器的射频功率源装置的内部，通过空气循环给装置内部各个器件散热；液冷散热包括动力泵和散热管，散热管内装有冷却液，利用动力泵使散热管中的冷却液循环，从而给装置内部各个器件进行散热。进一步地，所述装置还包括电源，所述电源用于给所述射频源和所述匹配器供电。在上述实现过程中，电源，给设有匹配器的射频功率源装置的其他器件供电，保证设有匹配器的射频功率源装置的正常运行。本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本申请实施例提供的一种设有匹配器的射频功率源装置的示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设有匹配器的射频功率源装置，其特征在于，包括射频源和匹配器，所述匹配器用于将所述射频源发送的射频信号加载至负载终端；/n所述匹配器包括输入端、输出端、第一可变电容、电感、第一步进电机、第二可变电容和第二步进电机，所述输入端连接所述射频源，所述输出端连接所述负载终端；所述输入端、所述第一可变电容、所述电感和所述输出端串联，所述输入端经第二可变电容后接地；所述第一步进电机通过驱动结构与所述第一可变电容连接，用于调节所述第一可变电容的电容值，所述第二步进电机通过驱动结构与第二可变电容连接，用于调节所述第二可变电容的电容值，以将所述负载终端的阻抗匹配至标准阻抗。/n

【技术特征摘要】
1.一种设有匹配器的射频功率源装置，其特征在于，包括射频源和匹配器，所述匹配器用于将所述射频源发送的射频信号加载至负载终端；
所述匹配器包括输入端、输出端、第一可变电容、电感、第一步进电机、第二可变电容和第二步进电机，所述输入端连接所述射频源，所述输出端连接所述负载终端；所述输入端、所述第一可变电容、所述电感和所述输出端串联，所述输入端经第二可变电容后接地；所述第一步进电机通过驱动结构与所述第一可变电容连接，用于调节所述第一可变电容的电容值，所述第二步进电机通过驱动结构与第二可变电容连接，用于调节所述第二可变电容的电容值，以将所述负载终端的阻抗匹配至标准阻抗。


2.根据权利要求1所述的设有匹配器的射频功率源装置，其特征在于，所述射频源包括频率发生器、增益调节器、多级放大器、滤波器和输出端，所述频率发生器、所述增益调节器、所述多级放大器、所述滤波器和所述输出端串联，所述输出端用于发送射频信号至所述匹配器的输入端。


3.根据权利要求1所述的设有匹配器的射频功率源装置，其特征在于，所述第一可变电容为可变真空电容，所述第二可变电容为可变空气电容。


4.根据权利要求3所述的设有匹配器的射频功率源装置，其特征在于，所述装置还包括驱动器和功率取样器，所述功率取样器分别连接所述射频源的输出端与所述匹配器的输入端，用于获取所述射频源发送的射频信号的反射系数；
所述驱动器与所述功...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦斌，李俊宏，王超，
申请(专利权)人：成都沃特塞恩电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51