[发明专利]一种阻抗匹配器的设计及工作方法

权利要求书

1.一种阻抗匹配器的设计及工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)计算匹配网络参数，搭建T型匹配网络；

(2)通过阻抗测量电路得到输出导纳Y₂＝G₂+jB₂，其中G₂为输出电导，B₂为负载的虚部；

(3)控制器计算所需参数并调整匹配网络使输出导纳与设定的输入导纳匹配；

步骤(1)中计算匹配网络参数的设计方法，包括以下步骤：

步骤a：确定输入电导G₁与输出电导G₂的范围；

步骤b：确定品质因数Q范围；

步骤c：根据G₁、G₂、Q确定匹配网络中第一可调电感器L₁、第二可调电感器L₂和可调电容器C的取值范围；

步骤d：确定第一可调电感器L₁、第二可调电感器L₂和可调电容器C各级参数，并使其组成一个L-C-L的T型匹配网络；

步骤b中所述品质因数Q需满足：

式中为输入输出电导比；

步骤c中所述L₁、L₂和C的取值范围方法如下：

公式(2)中ω表示交流电源的工作角频率，1/C表示可调电容器C容值的倒数，取Q＝Q_MAX，G₁＝G_1MAX，G₂＝G_2MAX代入上式得到L_1MIN、L_2MIN、(1/C)_MIN，取Q＝Q_MIN，G₁＝G_1MIN，G₂＝G_2MIN代入上式得到L_1MAX、L_2MAX、(1/C)_MAX，其中下标MAX代表该参数的最大值，MIN代表该参数的最小值；

步骤(3)中控制器计算匹配网络参数的方法，包括以下步骤：

步骤1：根据设定的G₁和测量得到的G₂计算L'₁；

步骤2：根据计算得到的L'₁计算Q₁；

步骤3：将Q＝Q₁代入式(2)，计算L₁、L₂、1/C；

步骤4：如果步骤3得到的L₁、L₂、1/C超出了式(2)计算的范围，则要根据设定的G₁和测量得到的G₂计算L'₂；

步骤5：根据计算得到的L'₂计算Q₂；

步骤6：将Q＝Q₂代入式(2)，计算L₁、L₂、1/C；

步骤7：调整L₂对负载的虚部B₂进行补偿；

步骤8：将匹配网络的参数调整为最接近L₁、L_2补偿后、C的值。

2.根据权利要求1所述的阻抗匹配器的设计及工作方法，其特征在于，步骤d中确定第一可调电感器L₁、第二可调电感器L₂和可调电容器C各级参数方法如下：

将L_1MIN、L_2MIN、(1/C)_MIN作为第一级参数，设

后N级为各器件的步进单位L_1unit、L_2unit、(1/C)_unit与2的n次幂的积，其中n依次取0，1，2，…，N-1。

3.根据权利要求1所述的阻抗匹配器的设计及工作方法，其特征在于，步骤1中计算L'₁的公式为：