[发明专利]射频电源闭环控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及射频电源技术领域，具体涉及一种射频电源闭环控制电路。

背景技术

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口全固态射频电源（如AE、ENI、COMDEL等国外的公司）。进口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，保证了生产工艺过程的重复性，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工艺要求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一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。

实现本发明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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，所述反射电压处理电路还包括一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。

进一步地，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。

进一步地，所述输出功率控制电路还包括一个连接于第一运算放大器反相输入端的分压电路。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，所述保护电路包括第二运算放大器、反馈电阻以及钳位二极管，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二极管的阴极端，钳位二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，本发明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一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终与功率设定值保持一致，从而达到高精度的功率输出，因此本发明可使输出功率达到±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1为本发明的电路方框图；

图2为本图1的电路原理图；

具体实施方式

参照图1和图2，本发明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：