[发明专利]功率转换器单元、等离子体处理设备和控制多个等离子体过程的方法

说明书

一种功率转换器单元(1、1')，能够将电输入功率转换为双极性输出功率，并将该输出功率输送到至少两个独立的等离子体处理腔室(9a、9b、...、9n)，所述单元(1、1')包括：一个用于连接到电力输送网(7)的功率输入端口(2)；至少两个，优选地多于两个的功率输出端口(3a、3b、...、3n)，每个用于连接到等离子体处理室(9a、9b、...、9n)中的相应一个；控制装置(4)，其被配置成能够使用以下中的至少一项的控制参数控制所述单元(1、1')以将双极性输出功率输送到功率输出端口(3a、3b、...、3n)：功率、电压、电流、激励频率和用于保护措施的阈值，使得在第一功率输出端口(3a)处的控制参数中的至少一个不同于在不同的功率输出端口(3b、...、3n)处的相应的控制参数。

技术领域

本发明涉及一种功率转换器单元、等离子体处理设备和控制多个等离子体过程的方法。

背景技术

许多等离子体处理设备采用多个独立的等离子体处理室，其中，等离子体处理是并行进行的。从US 2014/0357064 A1、US 2006/0156979 A1、US 2005/0034667A1、US 7,396,759 B1、US 6,756,318 B2、US 6,495,392 B2、US 6,271,053B1已知这种等离子体处理设备。为此，这些设备采用连接到各个室的多个独立电源。在许多情况下，输送到所有室的功率始终小于通过所有独立电源安装在机器上的额定功率之和。这种安装功率的过剩会导致高昂的安装成本。

发明内容

本发明的一个目的是降低超额成本。

所述目的通过根据本发明的功率转换器单元、通过根据本发明的等离子体处理设备以及通过根据本发明的方法来解决。本发明的其它独立和优选方面由附加的技术方案和说明书所覆盖。

功率转换器单元能够将电输入功率转换成双极性输出功率，并将该输出功率输送到至少两个独立的等离子体处理室，所述单元包括：

-一个功率输入端口，用于连接到电力输送网，

-至少两个、优选是多于两个的功率输出端口，每个功率输出端口用于连接到等离子体处理室中的相应一个，

-控制装置，其被配置成能够使用以下中的至少一项的控制参数来控制所述单元以将双极性输出功率输送到功率输出端口：功率、电压、电流、激励频率和用于保护措施的阈值，使得在第一功率输出端口处的控制参数中的至少一个不同于在不同的功率输出端口处的相应的控制参数。这样，可以使用一个具有给定最大功率容量的单个功率转换器单元代替其中的几个。

在本公开中，利用双极性输出功率是指利用交流电流的输出功率，其中，电流以可以激发等离子体过程的频率(激励频率)改变其方向。

控制参数可以是所述参数的测量值或设定值。

测量值和设定值可以是诸如均方根(rms)的绝对值、实际值、有效值或诸如最大值或最小值的极限值。

输入功率可以是从AC电网输送的电功率。它也可以是DC功率线。

当功率单元在使用时，控制装置可以包括带有在其上运行的软件程序的微控制器。

控制装置可以具有多个接口，例如与外部组件、监视器、键盘的数据连接，该接口可通过有线或无线连接。

控制装置可以具有计算部分和存储器部分。存储器部分可以出于多个目的而被划分，例如监视器存储器、ram、数据存储器、程序存储器。

阈值可以是用于检测等离子体的点火或击穿的值。可以为每个输出端口指定不同的值，并且它可随时间变化。

双极性输出功率可以是大于1kW、优选地大于10kW的功率值。

双极性输出功率的频率可以大于1kHz、优选地大于10kHz、优选地大于50kHz。