【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于射频电源，具体涉及一种基于多脉冲信号驱动的射频电源及射频电源系统。
技术介绍
1、整体射频等离子体电源系统的架构包括射频电源、匹配器与腔室负载，射频电源将功率信号输出至匹配器，匹配器进行阻抗匹配与转送功率信号至腔室负载。运作过程中，射频电源输出交流功率信号，该交流功率信号通过一定占空比的脉冲激励提供到腔室负载，使腔体内的输入气体接收足够的电能，进行打火，使气体离子化，再由电极形成的磁场方向移动等离子体来进行相关工艺。
2、在非脉冲激励期间，腔室负载可能会因功率不足而熄火，因此需要提供一个能维持最低电离能量的脉冲激励。
3、但目前，常规射频电源中的主要模块包括adc模块、功率放大器、vi传感器和主控模块。其中，功率放大器主要包括逆变器和变压器，必要时会增设滤波器。功率放大器中的逆变器多采用h桥逆变电路，但在脉冲切换期间，h桥电路的多个开关管会因为持续电流的影响而形成全管导通，造成电路损毁。如何对射频电源进行改进，以解决上述射频电源存在的上述缺陷，是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在公开一种基于多脉冲信号驱动的射频电源及射频电源系统，用于解决现有射频电源在脉冲切换期间容易导致电路损毁的问题。
2、一方面，本专利技术公开了一种基于多脉冲信号驱动的射频电源，所述射频电源的主控模块中内置多脉冲发生器、切换控制器和切换器；其中，
3、所述切换控制器连接在所述射频电源的输出端和所述切换器之间；所述切
4、所述多脉冲发生器，基于参考信号产生多级脉冲信号，各级脉冲信号的输出功率及频率不同；
5、所述切换控制器，根据采集的射频电源的输出端的电信号，发出相应级别的脉冲信号的脉冲切换指令；
6、所述切换器，基于所述脉冲切换指令对所述多脉冲发生器产生的多级脉冲信号进行切换，并输出到逆变器对射频电源进行驱动，切换射频电源的输出功率及频率。
7、在上述方案的基础上，本专利技术还做出了如下改进：
8、进一步，所述逆变器为h桥逆变器，h1/h2是h桥的一个半桥控制路径，h3/h4是h桥的另一个半桥控制路径；
9、所述多脉冲发生器包括n个级别的脉冲发生器，用于产生级别从lv1到lvn的脉冲信号；其中，
10、级别为lvn的脉冲发生器包括lvn-h1/h2模块和lvn-h3/h4模块；lvn-h1/h2模块、lvn-h3/h4模块，分别产生驱动h桥逆变器h1/h2半桥控制路径、h3/h4半桥控制路径的级别为lvn的脉冲信号；
11、n的取值分别为1到n。
12、进一步，所述切换器包括联动的切换开关组t1和切换开关组t2；
13、切换开关组t1包括n个开关：开关t1-lv1-h1/h2到开关t1-lvn-h1/h2；其中，开关t1-lvn-h1/h2用于控制lvn-h1/h2模块运行；
14、切换开关组t2包括n个开关：开关t2-lv1-h3/h4到开关t2-lvn-h3/h4；其中，开关t2-lvn-h3/h4用于控制lvn-h3/h4模块运行；
15、当切换到级别为lvn的脉冲信号时，级别为lvn的脉冲信号的开关t1-lvn-h1/h2和t2-lvn-h3/h4联动闭合，其余开关均断开。
16、进一步，所述射频电源还包括切换使能控制器；其中，
17、所述切换使能控制器连接在所述切换器与射频电源的逆变器之间；
18、所述切换使能控制器，用于在多级脉冲信号的切换过程中，将逆变器的控制信号置零；还用于在多级脉冲信号的非切换过程中，根据接入的脉冲信号生成逆变器的控制信号；
19、所述逆变器基于所述逆变器的控制信号对射频电源进行驱动。
20、进一步，所述切换使能控制器包括编码器、脉冲信号转换器和逆变控制器；其中，
21、所述编码器，用于输出高电位或低电位；
22、所述脉冲信号转换器，对切换器接入的脉冲信号进行转换，得到逆变器控制基准信号；
23、所述逆变控制器，在多级脉冲信号的切换过程中，根据编码器提供的设定时间宽度的低电位，将逆变控制器输出的逆变器的控制信号置零，关闭逆变器的开关管；还在多级脉冲信号的非切换过程中，根据编码器提供的设定时间宽度的高电位，将逆变器控制基准信号作为逆变器的控制信号输出到逆变器的开关管，进行功率驱动。
24、进一步，所述脉冲信号转换器包括顺序设置的dac模块、第一反相模块、滤波模块、比较模块和第二反相模块；其中，
25、所述切换器，以数字信号形式输出接入的脉冲信号；
26、所述dac模块，将接入的脉冲信号转换为模拟信号，作为正相模拟信号；
27、所述第一反相模块，对正相模拟信号进行反相，得到反相模拟信号；
28、所述滤波模块，分别对正相模拟信号、反相模拟信号进行滤波；
29、所述比较模块，比较滤波后的正相模拟信号、反相模拟信号，得到比较信号，作为正相比较信号；
30、所述第二反相模块，对正相比较信号进行反相，得到反相比较信号；
31、组合所述正相比较信号和反相比较信号，得到所述逆变器控制基准信号。
32、进一步，在所述多脉冲发生器产生的多级脉冲信号中，至少启用两级脉冲信号；同时，在多级脉冲信号的切换过程中，仅对启用的各级脉冲信号进行切换。
33、在参考信号的一个周期内，启用的各级脉冲信号的总运行时长与编码器保持低电平的总运行时长之和，小于参考信号的一个周期的运行时长。
34、进一步，若所述多脉冲发生器仅产生两级脉冲信号，包括高激励脉冲信号和低激励脉冲信号；其中，
35、高激励脉冲信号用于点火、电离与工艺运行；
36、低激励脉冲信号用于维持电离能量的两个级别。
37、进一步，所述射频电源的adc模块和功率放大器之间连接有dc/dc模块；所述dc/dc模块通过直流电压变换使输入功率放大器的电位为设定的电位值。
38、另一方面，本专利技术还提供了一种射频电源系统，包括多个如上所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源；其中，一个射频电源作为主射频电源，为连接的腔室负载供电；其余射频电源作为从射频电源，分别为各自连接的腔室负载供电；
39、各所述从射频电源的主控模块分别与主射频电源的主控模块连接，从主射频电源获取参考信号或者脉冲切换指令，并根据从主射频电源获取参考信号或者脉冲切换指令切换各自从射频电源的输出功率及频率，使主射频电源、从射频电源的输出功率值、频率值、以及功率和频率的切换保持一致。
40、本专利技术可实现以下有益效果之一：
41、本专利技术提供的基于多脉冲信号驱动的射频电源，主要对射频电源的主控模块及与主控模块相关的控制环节进行了改进。通过多脉冲发生器、切换器、切换本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，所述射频电源的主控模块中内置多脉冲发生器、切换控制器和切换器；其中，
2.根据权利要求1所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，所述逆变器为H桥逆变器，H1/H2是H桥的一个半桥控制路径，H3/H4是H桥的另一个半桥控制路径；
3.根据权利要求2所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，所述切换器包括联动的切换开关组T1和切换开关组T2；
4.根据权利要求3所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，所述射频电源还包括切换使能控制器；其中，
5.根据权利要求4所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，所述切换使能控制器包括编码器、脉冲信号转换器和逆变控制器；其中，
6.根据权利要求5所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，所述脉冲信号转换器包括顺序设置的DAC模块、第一反相模块、滤波模块、比较模块和第二反相模块；其中，
7.根据权利要求6所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，在所述多脉冲发生器产生的多级脉冲信号中，至少
8.根据权利要求1-7中任一项所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，若所述多脉冲发生器仅产生两级脉冲信号，包括高激励脉冲信号和低激励脉冲信号；其中，
9.根据权利要求1-7中任一项所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，所述射频电源的ADC模块和功率放大器之间连接有DC/DC模块；所述DC/DC模块通过直流电压变换使输入功率放大器的电位为设定的电位值。
10.一种射频电源系统，其特征在于，包括多个如权利要求1-9中任一项所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源；其中，一个射频电源作为主射频电源，为连接的腔室负载供电；其余射频电源作为从射频电源，分别为各自连接的腔室负载供电；
...【技术特征摘要】
1.一种基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，所述射频电源的主控模块中内置多脉冲发生器、切换控制器和切换器；其中，
2.根据权利要求1所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，所述逆变器为h桥逆变器，h1/h2是h桥的一个半桥控制路径，h3/h4是h桥的另一个半桥控制路径；
3.根据权利要求2所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，所述切换器包括联动的切换开关组t1和切换开关组t2；
4.根据权利要求3所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，所述射频电源还包括切换使能控制器；其中，
5.根据权利要求4所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，所述切换使能控制器包括编码器、脉冲信号转换器和逆变控制器；其中，
6.根据权利要求5所述的基于多脉冲信号驱动的射频电源，其特征在于，所述脉冲信号转换器包括顺序设置的dac模块、第一反相模块、滤波模块、比较模块和第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐亚海，林伟群，林桂浩，乐卫平，
申请(专利权)人：深圳市恒运昌真空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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