射频电源闭环控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种射频电源闭环控制电路，包括入射电压处理电路，该入射电压处理电路将输入的入射波电压处理成与该入射波电压对应的入射功率信号；以及反射电压处理电路，该反射电压处理电路将输入的反射波电压处理成与该反射波电压对应的反射功率信号；以及输出功率控制电路，该输出功率控制电路的输入端分别连接入射电压处理电路和反射电压处理电路，输出功率控制电路根据获取的入射功率信号和反射功率信号以及功率设定值，动态调整输出控制射频电源的功率控制信号。本发明专利技术使射频入射输出功率始终与功率设定值保持一致，使输出功率达到±0.5%的精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频电源
，具体涉及ー种射频电源闭环控制电路。
技术介绍
射频电源闭环控制电路的应用广泛，主要的具体领域为半导体生产领域、等离子刻蚀、真空镀膜、PECVD、等离子清洗、物理气象沉积(PVD)、化学气象沉积(CVD)、射频溅射等等。目前，国内市场上射频电源产品有国产传统电子管射频电源和进ロ全固态射频电源(如AE、ENI、COMDEL等国外的公司)。进ロ固态射频电源全部采用了闭环控制输出技术，使射频电源输出功率达到很高的精度，保证了生产エ艺过程的重复性，但电路结构比较复杂。国产的射频电源大多使用开环分段控制技术，普遍精度和稳定性较差，在许多应用场合无法满足生产エ艺要求。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供了ー种射频电源闭环控制电路，使射频入射输出功率始终与功率设定值保持一致，使输出功率达到±0. 5%的精确度。实现本专利技术目的的技术方案如下射频电源闭环控制电路，包括入射电压处理电路，该入射电压处理电路将输入的入射波电压处理成与该入射波电压对应的入射功率信号；以及反射电压处理电路，该反射电压处理电路将输入的反射波电压处理成与该反射波电压对应的反射功率信号；以及输出功率控制电路，该输出功率控制电路的输入端分别连接入射电压处理电路和反射电压处理电路，输出功率控制电路根据获取的入射功率信号和反射功率信号以及功率设定值，动态调整输出控制射频电源的功率控制信号。进ー步地，所述入射电压处理电路包括第一硬件乘法器以及连接于该第一硬件乘 法器输出端的第一输出增益调整电路。进ー步地，所述入射电压处理电路还包括ー个第一信号调零电路，该第一信号调零电路连接于第一硬件乘法器的输入端。进ー步地，所述反射电压处理电路包括第二硬件乘法器以及连接于该第二硬件乘法器输出端的第二输出增益调整电路。进ー步地，所述反射电压处理电路还包括ー个第二信号调零电路，该第一信号调零电路连接于第二硬件乘法器的输入端。进ー步地，输出功率控制电路包括第一运算放大器，以及连接于该第一运算放大器输出的射级跟随器。进ー步地，所述输出功率控制电路还包括ー个连接于第一运算放大器反相输入端的分压电路。进ー步地，所述输出功率控制电路还包括过压保护电路，该过压保护电路与射级跟随器电连接。进ー步地，所述输出功率控制电路还包括一个保护电路，该保护电路连接于反射电压处理电路的输出端和第一运算放大器的同相输入端之间。进ー步地，所述保护电路包括第二运算放大器、反馈电阻以及钳位ニ极管，第二运算放大器的同相输入端为保护阀值输入端，第二运算放大器的反相输入端连接反射电压处理电路的输出端，反馈电阻连接在第二运算放大器的反相入端与输出端之间，第二运算放大器的输出端连接钳位ニ极管的阴极端，钳位ニ极管的阳极端连接第一运算放大器的同相输入端。采用了上述方案，本专利技术通过入射电压处理电路将将输入的入射波电压处理成与该入射波电压对应的入射功率信号，通过反射电压处理电路将输入的反射波电压处理成与该反射波电压对应的反射功率信号。入射功率信号、反射功率信号以及功率设置信号输入到输出功率控制电路。输出功率控制电路是ー个高增益的运算放大电路，根据设置功率信号动态调整输出功率控制信号去控制射频电源，使射频入射输出功率始終与功率设定值保 持一致，从而达到高精度的功率输出，因此本专利技术可使输出功率达到±0.5%的精确度。当负载失配产生反射功率时控制电路根据反射功率信号将功率设置信号抵消一部分，降低输出值，保护射频电源。附图说明图I为本专利技术的电路方框图；图2为本图I的电路原理具体实施例方式參照图I和图2，本专利技术的射频电源闭环控制电路，包括入射电压处理电路10，该入射电压处理电路将输入的入射波电压处理成与该入射波电压对应的入射功率信号；以及反射电压处理电路20，该反射电压处理电路将输入的反射波电压处理成与该反射波电压对应的反射功率信号；以及输出功率控制电路30，该输出功率控制电路的输入端分别连接入射电压处理电路和反射电压处理电路，输出功率控制电路根据获取的入射功率信号和反射功率信号以及功率设定值，动态调整输出控制射频电源的功率控制信号。下面对每部分进行详细说明入射电压处理电路10包括分压电路、第一硬件乘法器U1、第一输出增益调整电路、第一信号调零电路。分压电路由电阻Rl和电阻R2组成，电阻Rl的一端接收入射波电压，电阻Rl和电阻R2的一端共同连接至第一硬件乘法器Ul的输入端，电阻R2的另一端连接15V的电源。分压电路将设置功率信号进行分压后传输到第一硬件乘法器Ul的引脚3。一个电容Cl的一端接地，另一端连接电阻Rl的一端，电容Cl对输入的入射波电压起到滤除高次谐波的作用。第一硬件乘法器Ul将输入的入射波电压处理成与该入射波电压对应的入射功率信号。第一输出增益调整电路连接于第一硬件乘法器Ul的输出端，第一输出增益调整电路由电阻R6和可变电阻R7组成，电阻R6的一端接地，电阻R6的另一端连接可变电阻R7的一端，可变电阻R7的另一端连接输出功率控制电路30。第一信号调零电路包括ニ极管D1、ニ极管D2、电阻R3、可变电阻R4、电阻R5，ニ极管Dl的一端接地，电阻R3的一端与15V的电源连接，ニ极管Dl和电阻R3的另一端均与可变电阻R4的一端连接，可变电阻R4的另一端分别与电阻R5和ニ极管D2的一端连接，ニ极管D2的另一端接地，电阻R5的另一端接15V的电源，可变电阻R4的滑动端连接第一硬件乘法器Ul的引脚10。当入射电压处理电路10没有功率输出时，通过第一信号调零电路可使入射电压处理电路10的输出为0V，避免信号加载到输出功率控制电路30上。反射电压处理电路20包括分压电路、第二硬件乘法器U2、第二输出增益调整电路、第二信号调零电路。分压电路由电阻R8和电阻R9组成，电阻R8的一端接收入射波电压，电阻R8和电阻R9的一端共同连接至第二硬件乘法器U2的输入端，电阻R9的另一端连接15V的电源。分压电路将设置功率信号进行分压后传输到第二硬件乘法器Ul的输入端。一个电容C2的一端接地，另一端连接电阻R8的一端，电容C2对输入的反射波电压起到滤除高次谐波的作用。第二硬件乘法器U2将输入的反射波电压处理成与该反射波电压对应的反射功率信号。第二输出增益调整电路连接于第二硬件乘法器U2的输出端，第二输出增益调整电路由电阻R13和可变电阻R14组成，电阻R13的一端接地，电阻R13的另一端连接可变电阻R14的一端，可变电阻R14的另一端连接输出功率控制电路30。第二信号调零电路包括ニ极管D3、ニ极管D4、电阻R10、可变电阻Rl I、电阻R12，ニ极管D3的一端接地，电阻 RlO的一端与15V的电源连接，ニ极管D3和电阻RlO的另一端均与可变电阻Rll的一端连接，可变电阻Rll的另一端分别与电阻R12和ニ极管D4的一端连接，ニ极管D4的另一端接地，电阻R12的另一端接15V的电源，可变电阻Rll的滑动端连接第二硬件乘法器U2的引脚10。当反射电压处理电路20没有功率输出时，通过第二信号调零电路可使反射电压处理电路20的输出为0V，避免信号加载到输出功率控制电路30上。输出功率控制电路30包括分压电路、第一运算放大器U3A、射级跟随器、过压保护电路、保护电路。分压电路将入射电压处理电路10进行分压后传输到第一运算放大器U3本文档来自技高网...

【技术保护点】
射频电源闭环控制电路，其特征在于，包括入射电压处理电路，该入射电压处理电路将输入的入射波电压处理成与该入射波电压对应的入射功率信号；以及反射电压处理电路，该反射电压处理电路将输入的反射波电压处理成与该反射波电压对应的反射功率信号；以及输出功率控制电路，该输出功率控制电路的输入端分别连接入射电压处理电路和反射电压处理电路，输出功率控制电路根据获取的入射功率信号和反射功率信号以及功率设定值，动态调整输出控制射频电源的功率控制信号。

【技术特征摘要】
1.射频电源闭环控制电路，其特征在于，包括入射电压处理电路，该入射电压处理电路将输入的入射波电压处理成与该入射波电压对应的入射功率信号；以及 反射电压处理电路，该反射电压处理电路将输入的反射波电压处理成与该反射波电压对应的反射功率信号；以及 输出功率控制电路，该输出功率控制电路的输入端分别连接入射电压处理电路和反射电压处理电路，输出功率控制电路根据获取的入射功率信号和反射功率信号以及功率设定值，动态调整输出控制射频电源的功率控制信号。2.根据权利要求I所述的射频电源闭环控制电路，其特征在于，所述入射电压处理电路包括第一硬件乘法器以及连接于该第一硬件乘法器输出端的第一输出增益调整电路。3.根据权利要求2所述的射频电源闭环控制电路，其特征在于，所述入射电压处理电路还包括一个第一信号调零电路，该第一信号调零电路连接于第一硬件乘法器的输入端。4.根据权利要求I所述的射频电源闭环控制电路，其特征在于，所述反射电压处理电路包括第二硬件乘法器以及连接于该第二硬件乘法器输出端的第二输出增益调整电路。5.根据权利要求4所述的射频电源闭环控制电路，其特征在于，所述反射电压处理电路还包括一个第二信号调零...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁义国，丁元凯，
申请(专利权)人：常州瑞思杰尔电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：