[發(fā)明專利]感應(yīng)耦合的射頻電源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680043566.6
• 申請日: 2006-11-16
• 公開（公告）號: CN101313471A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 保羅·J·瑪特伯尼;羅伯特·米勒;羅格·弗萊徹
• 申請（專利權(quán)）人: 賽默飛世爾科技公司
• 主分類號: H03L7/06
• 分類號: H03L7/06;H03L5/02;H05H1/46;G01N21/73;H05H1/30
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張瑾;王黎延

1.一種用于實現(xiàn)電源的系統(tǒng)，包括：

功率放大器，用于產(chǎn)生具有可調(diào)節(jié)工作頻率的射頻功率信號，所述功率放大器還產(chǎn)生從所述射頻功率信號中衍生的參考相位信號；

阻抗匹配，向具有可變共振條件的等離子線圈提供所述射頻功率信號；

相位探針，鄰近于所述等離子線圈以產(chǎn)生相應(yīng)于所述可調(diào)節(jié)工作頻率的線圈相位信號；以及

鎖相環(huán)設(shè)備，用于向所述功率放大器產(chǎn)生驅(qū)動信號以控制所述可調(diào)節(jié)的工作頻率，所述驅(qū)動信號基于所述參考相位信號和所述線圈相位信號之間的相位關(guān)系，所述可調(diào)節(jié)的工作頻率然后追蹤所述的可變共振條件。

2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述鎖相環(huán)設(shè)備的相位檢測器接收并比較所述參考相位信號和所述線圈相位信號以確定所述相位關(guān)系。

3.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中所述相位檢測器產(chǎn)生誤差電壓，所述誤差電壓表示所述相位關(guān)系的幅值和極性。

4.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中如果所述可調(diào)節(jié)工作頻率等于所述可變共振條件，則所述誤差電壓為零伏。

5.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中所述參考相位信號和所述線圈相位信號被采樣，以便當(dāng)所述誤差電壓等于零伏時，所述相位關(guān)系為九十度異相。

6.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中所述相位檢測器對所述誤差電壓進行調(diào)節(jié)以便所述可調(diào)節(jié)工作頻率被設(shè)置為不同于所述等離子線圈的峰值共振頻率的共振斜率頻率。

7.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中積分器設(shè)備依據(jù)所述誤差電壓執(zhí)行濾波過程以去除不必要的射頻分量。

8.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中所述鎖相環(huán)設(shè)備的壓控振蕩器在所述可調(diào)節(jié)工作頻率下響應(yīng)于所述誤差信號的波幅和極性而產(chǎn)生所述驅(qū)動信號。

9.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述功率放大器在E級模式下工作以限制功?率消耗要求。

10.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述電源的所述功率放大器被直接地緊耦合于所述阻抗匹配。

11.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述阻抗匹配具有相對于所述功率放大器的動態(tài)可變阻抗特性。

12.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述阻抗匹配通過固定的非可調(diào)節(jié)的電子器件實現(xiàn)。

13.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述阻抗匹配以均衡方式將所述射頻功率信號從所述功率放大器向所述等離子線圈傳遞，其中所述阻抗匹配包括具有接地中間抽頭的射頻變壓器。

14.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述電源的所述等離子線圈用于初始化并維持等離子炬內(nèi)的處于等離子態(tài)的測試樣本，以便利用光學(xué)輻射測量技術(shù)和質(zhì)譜分析測量技術(shù)中的至少一種進行分析。

15.權(quán)利要求1的系統(tǒng)進一步包括所述電源的控制器設(shè)備，所述控制器設(shè)備監(jiān)測被分析的測試樣本的等離子狀態(tài)，所述控制器設(shè)備還監(jiān)測來自所述電源中的熱敏傳感器的溫度參數(shù)。

16.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述阻抗匹配通過由鄰近的冷卻機制所提供的溫度穩(wěn)定性實現(xiàn)。

17.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述電源包括可調(diào)節(jié)的可變電源，以便為所述射頻功率信號選擇工作電壓。

18.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述電源包括主機接口以便允許在所述電源和外部主設(shè)備之間進行雙向通信。

19.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述電源被實現(xiàn)成獨立的模塊設(shè)備，以有利于將所述電源不進行改變即可并入主分析儀器。

20.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述功率放大器用于在B級模式下進行工作以便降低用于維持低功率的等離子操作的發(fā)電效率。?

21.一種用于實現(xiàn)電源的方法，包括：

通過使用功率放大器來產(chǎn)生具有可調(diào)節(jié)工作頻率的射頻功率信號，所述功率放大器還產(chǎn)生從所述射頻功率信號中衍生的參考相位信號；

使用阻抗匹配向具有可變共振條件的等離子線圈提供所述射頻功率信號；

將相位探針定位于所述等離子線圈附近以產(chǎn)生相應(yīng)于所述可調(diào)節(jié)工作頻率的線圈相位信號；以及

從鎖相環(huán)設(shè)備中向所述功率放大器產(chǎn)生驅(qū)動信號以控制所述可調(diào)節(jié)的工作頻率，所述驅(qū)動信號基于所述參考相位信號和所述線圈相位信號之間的相位關(guān)系，所述可調(diào)節(jié)的工作頻率然后追蹤所述的可變共振條件。?