高频电源电路制造技术

一种高频电源电路，可利用简单结构高精度地实施高频功率的输出调节，其具有：基本驱动方形波生成电路部（５），其生成具有输出频率的基本驱动方形波；微分信号生成电路部（９），其生成该基本驱动方形波的前沿微分信号；振动器电路部（１５），其具有方形波信号生成器（１０）和信号宽度控制电路（１１、１２），该方形波信号生成器（１０）把来自外部的触发信号的输入作为契机来输出具有与所述输出频率的半个周期相当的期间内的信号宽度的方形波信号，该信号宽度控制电路（１１、１２）根据控制信号，对所述方形波信号的信号宽度进行可变控制；以及开关放大器电路部（６），其放大基于来自该振动器电路部（１５）的输出信号的放大源信号，该高频电源电路把所述微分信号生成电路部（９）所生成的前沿微分信号用作所述振动器电路部（１５）的触发信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在用于向等离子体发生装置等提供高频电源的高频电源 装置等中使用的高频电源电路。
技术介绍
以往，作为在用于向等离子体发生装置等提供高频电源的高频电源 装置等中使用的高频电源电路，使用多级连接的线性放大器把所内置的 晶体振荡器的微小振动放大为最终输出。该放大器采用被称为线性放大器的放大方式，是50%左右的效率比较低的放大方式。但是，伴随半导体晶片的大型化和装配了晶体管的显示面板等的大 型化，等离子体处理装置也大型化，随之对等离子体用电源要求的输出 也大型化，由此，如果是以往的低效率放大器，则装置的容积/损耗功率 非常大，所以不能满足市场要求，近年来，采用被称为开关模式放大器 的、相比以往效率较高(80%以上)的放大方式的高频电源得到应用。但是，该开关模式放大器由于采用了 PWM技术，所以认为虽然通 过控制其脉宽(Duty)来控制从高频电源输出的输出功率，但是作为控 制该脉宽(Duty)的方法，以往例如按照图5所示，存在通过采用了晶 闸管的触发控制(点弧制御)来实施的方法，但是在该采用了晶闸管的 触发控制中能够控制的脉宽必须是频率约为数百KHz的脉宽，在从高频 电源提供的频率为超过数百KHz的MHz以上、例如13.56MHz的较高频 率时，其脉宽自身变狭小，通过控制该脉宽来控制从高频电源输出的输 出功率比较困难，所以作为该频率较高的高频电源的输出功率的控制方 法，通过使该将要放大的脉冲的宽度恒定，控制(增减)在该放大中使 用的驱动电压并控制输出功率来实施，在该情况下，如图9所示，在输 出功率根据驱动电压的变化而变化之前，存在120毫秒的非常大的时间差，进而其效率也恶化，并且在频率较低的开关模式放大器中，最低也 需要一般振荡周期即数毫秒左右的1周期，所以不能在时间上实施细密 的输出功率控制，在最坏的情况下存在有时导致产品自身损坏而成为不 良品的问题。
技术实现思路
本专利技术就是着眼于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种高频 电源电路，该高频电源电路可以利用简单的结构在时间上细密地实施用 于输出这些高频的开关模式放大器的输出功率的调节控制。为了解决上述问题，本专利技术的第1方面所述的高频电源电路的特征 在于，该高频电源电路具有基本驱动方形波生成电路部，其生成具有 从高频电源电路输出的输出频率的基本驱动方形波；微分信号生成电路 部，其生成该所生成的基本驱动方形波的前沿或后沿的微分信号；振动 器电路部，其具有方形波信号生成器和信号宽度控制电路，所述方形波 信号生成器把来自外部的触发信号的输入作为契机来输出具有与所述输 出频率的半个周期相当的期间内的信号宽度的方形波信号，所述信号宽 度控制电路根据用于控制基于所述输出频率的功率输出的控制信号，对 所述方形波信号的信号宽度进行可变控制；以及开关放大器电路部，其 放大基于来自该振动器电路部的输出信号的放大源信号，所述高频电源 电路把所述微分信号生成电路部所生成的微分信号用作所述振动器电路 部的触发信号。根据该特征，在振动器电路部中，生成把微分信号的输入作为契机、 并且信号宽度比具有基于控制信号的输出期间的输出频率的半个周期短 的方形波信号，来作为放大源信号，该放大源信号被开关放大器电路部 放大，所以即使输出频率为高频时，也能够利用简单的结构根据控制信 号来变更放大源信号的信号宽度，因此可以利用简单的结构在时间上细 密地控制被开关放大器电路放大的来自高频电源电路的输出功率的调 节。本专利技术的第2方面所述的高频电源电路的特征在于，在第1方面所述的高频电源电路中，所述方形波信号生成器具有第1反转器，该第1 反转器把所述微分信号的输入作为契机开始输入信号的反转输出，所述 信号宽度控制电路具有第2反转器，其将来自所述第1反转器的输出 信号反转并输入给该第1反转器；和时间常数电路部，其在由根据所述控制信号而变化的时间常数所确定的时间内，切断从该第2反转器输出的输出信号向所述第1反转器的输入。根据该特征，作为振动器电路部，采用基于DC—AC结合的单稳态 振动器，由此可以利用简单的结构构成信号宽度控制电路，所以电路设 计的自由度提高，并且能够利用简单的结构获得具有良好精度的振动器 电路部。本专利技术的第3方面所述的高频电源电路的特征在于，在第2方面所 述的高频电源电路中，所述第1反转器利用多输入转变逻辑门电路形成。根据该特征，采用与普通MSI的多谐振动器相比可以快速动作的、 例如NAND门等多输入转变逻辑门电路来形成第1反转器，由此可以生 成信号宽度更短的方形波信号，能够进一步增大可以控制的输出功率的 范围。本专利技术的第4方面所述的高频电源电路的特征在于，在第1 3方面 中任一项所述的高频电源电路中，所述方形波信号生成器在所述输出频 率的1周期时间的至少2个逻辑门以下的信号传输延迟时间内，输出该1 周期时间的至少二分之一以下的信号宽度的方形波信号。根据该特征，可以改变输出频率的每一周期的信号宽度，所以能够 在时间上实现最细密的同一周期内的输出功率的控制。本专利技术的第5方面所述的高频电源电路的特征在于，在第1 4方面 中任一项所述的高频电源电路中，所述高频电源电路包括逻辑门电路， 该逻辑门电路被输入来自所述振动器电路部的输出信号和所述基本驱动 方形波，根据该输入的来自振动器电路部的输出信号，进行所输入的基 本驱动方形波的切取，所述开关放大器电路部把来自所述逻辑门电路的 输出信号放大为所述放大源信号。根据该特征，可以避免放大源信号的信号宽度逆转，可以防止产生因该信号宽度逆转(逆转Duty化)所造成的障碍。本专利技术的第6方面所述的高频电源电路的特征在于，在第5方面所 述的高频电源电路中，该高频电源电路包括延迟电路，该延迟电路使输 入所述逻辑门电路的基本驱动方形波在所述振动器电路部的信号传输延 迟时间内延迟。根据该特征，可以避免由逻辑门电路所切取的放大源信号的信号宽 度縮短信号传输延迟时间的不良情况。本专利技术的第7方面所述的高频电源电路的特征在于，在第1 6方面 中任一项所述的高频电源电路中，所述时间常数电路部具有电场效应式 晶体管(FET)、 Cds元件或可变电容二极管以及它们的组合，来作为时 间常数控制元件。根据该特征，时间常数很难随时间经过而大幅变动，所以能够根据 输入给时间常数电路部的控制信号来实施稳定的连续控制。本专利技术的第8方面所述的高频电源电路的特征在于，在第1 7方面 中任一项所述的高频电源电路中，所述基本驱动方形波生成电路具有生 成所述基本驱动方形波的倍频的倍频生成电路，使用该倍频生成电路所 生成的倍频，生成占空比约为50%的基本驱动方形波。根据该特征，可以高精度地生成占空比约为50%的基本驱动方形波。附图说明图1是表示本专利技术的高频电源电路的实施方式的电路结构图。 图2 (a) (e)是表示图1所示实施方式的高频电源电路的各种信 号的定时的图。图3是表示本专利技术的实施例的高频电源电路的结构的图。图4是表示其他方式的高频电源电路的电路结构图。图5是表示以往的电源电路的结构的图。图6是表示其他方式的高频电源电路的结构的图。图7是表示其他方式的高频电源电路的结构的图。图8是表示测定本专利技术的实施例的高频电源电路的控制速度的示波器的测定画面的图。图9是表示测定以往的电源电路的控制速度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频电源电路，其特征在于，该高频电源电路具有：　基本驱动方形波生成电路部，其生成具有从高频电源电路输出的输出频率的基本驱动方形波；　微分信号生成电路部，其生成该所生成的基本驱动方形波的前沿或后沿的微分信号；　振动器电路部，其具有方形波信号生成器和信号宽度控制电路，所述方形波信号生成器把来自外部的触发信号的输入作为契机来输出具有与所述输出频率的半个周期相当的期间内的信号宽度的方形波信号，所述信号宽度控制电路根据用于控制基于所述输出频率的功率输出的控制信号，对所述方形波信号的信号宽度进行可变控制；以及　开关放大器电路部，其放大基于来自该振动器电路部的输出信号的放大源信号，　所述高频电源电路把所述微分信号生成电路部所生成的微分信号用作所述振动器电路部的触发信号。

【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：本田正，
申请(专利权)人：先进设计株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]