[发明专利]电源装置以及电源装置的控制方法

说明书

使电源装置的多相交织控制高速化。而且，在电源装置的多相交织控制的高速化中，谋求反馈信号的检测的高速化。在电源装置及电源装置的控制方法中，通过使用预定时间点的输出电压的初期值和在离散时间处理的各时间点的电容电流的检测值进行离散时间处理而得到运算结果，取得输出电压。由此，响应速度慢的输出电压的取得仅为初期值的检测，离散时间处理的检测可利用能够高速响应的电容电流的检测完成，因此能够高速响应。

技术领域

本发明涉及电源装置以及电源装置的控制方法。

背景技术

半导体以及平板制造装置等，伴随灰化及蚀刻等薄膜生成的高密度化、高精度化，被要求可在脉冲状态下将RF电力供给至等离子负载的功能。尤其希望在宽频带中进行高电平/低电平脉冲功率动作的两电平脉冲功率控制，其中，高电平/低电平脉冲功率动作的方式是在不使等离子消失的最小电力的低电力与生成薄膜所需的高电力之间连续地使RF电力变化。

例如，高电平/低电平脉冲功率动作所要求的频率范围为1Hz～50kHz。作为供给RF电力的电源装置，已知使用基于PI控制的A级～E级放大器，但在PI控制中无法实现覆盖数Hz～数十kHz这样的宽频带的两电平脉冲功率控制。

在此种状况下，在设备用RF电源等领域中使用的电源中，要求能够实现在宽频带中进行高电平/低电平脉冲功率动作的两电平脉冲功率控制的电源。

作为期待高速响应的电源，具有使用交织方式的电源，例如，已知以下的专利文献1～3。

在专利文献1中记载了在进行功率因数改善的交织控制电源装置中，具备主转换器与副转换器，使主转换器的开关元件与副转换器的开关元件以预定的相位差分别动作，以及根据反馈的输出电压来进行基于交织的电压控制。

在专利文献2中记载了通过使主开关相互以预定的相位差进行开关动作的2相以上的多相控制型的交织电路来构成升压斩波电路，以及根据反馈的输出电压来进行基于交织的控制。

在专利文献3中记载了解决多相交织方式的转换器中产生的各相的电流不均匀等问题，保护功率元件，并且记载了根据针对每一相设置的子电路的相电流来进行基于交织的电流控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-119285号

专利文献2：日本特开2015-177636号

专利文献3：日本特开2015-220976号

专利文献4：日本专利第5704772号

发明内容

发明要解决的课题

在电源装置中，作为宽频带的脉冲功率控制，考虑应用多相交织。然而，上述专利文献1、2所公开的交织控制是根据反馈的输出电压来进行电压控制的控制方法，此外，专利文献3是根据各相的相电流来进行电流控制的控制方法，分别有以下所示的问题。

专利文献1、2中所示的交织控制是反馈输出电压vo而进行的恒压控制，因此在阶跃响应(Step response)中发生二阶振荡电压，存在输出电压中产生过冲(Overshoot)及下冲(Undershoot)的问题。为了抑制该过冲及下冲，需要将控制响应的速度设定为低速，无法应对高速响应。

图19表示LCR电路的等效电路，用以说明反馈输出电压vo的恒压控制。在此，表示了包含由LCR电路构成的降压斩波电路的电源装置的例子。

在图19所示的LCR电路中，在输入了输入电压U时的阶跃响应中得到的输出电压vo由下式来表示。

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