[發(fā)明專利]具有正交耦合器的等離子體供應裝置無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201180013383.0 | 申請日： | 2011-03-11 |
| 公開（公告）號： | CN102792589A | 公開（公告）日： | 2012-11-21 |
| 發(fā)明（設計）人： | A·拉班茨 | 申請（專利權(quán)）人： | 許廷格電子兩合公司 |
| 主分類號： | H03H7/48 | 分類號： | H03H7/48 |
| 代理公司： | 永新專利商標代理有限公司 72002 | 代理人： | 舒雄文;蹇煒 |
| 地址： | 德國*** | 國省代碼： | 德國;DE |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 正交 耦合器 等離子體 供應 裝置 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于向等離子體負載供應功率的等離子體供應裝置，所述等離子體供應裝置具有至少一個正交耦合器，正交耦合器具有至少一個電容（capacitance）和至少一個電感（inductivity）以用于將相對于彼此相移90°的相同頻率的兩個HF功率信號耦合到一起，分別在正交耦合器的第一有用信號連接部和第二有用信號連接部處作為有用信號供應HF功率信號，以形成能夠在第三有用信號連接部處作為有用信號輸出的耦合HF功率，至少一個有用信號連接部配置為用于第一阻抗。
背景技術(shù)
工業(yè)等離子體過程用于材料處理（例如，表面的涂覆或刻蝕）并用于操作氣體激光器。它們的特征在于阻抗的突然改變，特別是在點火期間，在熄滅期間或在電弧放電（電弧）期間。典型地為等離子體過程的阻抗的該改變導致失配并且因此導致高頻功率的反射。為了產(chǎn)生等離子體過程所需的千瓦范圍的高水平的高頻功率，經(jīng)常將多個HF功率源的HF功率信號耦合到一起。
正交耦合器的原理是已知的。利用正交耦合器的正確的尺度和正確的終端，在有用信號連接部1和2之間劃分在有用信號連接部處，例如在有用信號連接部3處，供應的高頻信號，以便落后（follow）相角或超前（precede）相角－90°＋在有用信號連接部1和2處，部分高頻信號從而以相對于彼此90°的相移被釋放。反之亦然，相移90°、具有相同功率并且施加于有用信號連接部1和2處的兩個高頻信號被釋放，以疊加在有用信號連接部3上。當供應的高頻信號相對于彼此的相位關(guān)系或功率關(guān)系不精確地符合時，輸出信號僅施加至有用信號連接部4。在許多應用中，有用信號連接部提供有具有系統(tǒng)阻抗（經(jīng)常50Ω）的名義值的端接電阻。
通過利用正交耦合器來耦合（組合、集合）兩個高頻源的單獨的功率（高頻源信號）以獲得相對高的總輸出功率水平是可能的。附加的功率增加源自級聯(lián)耦合器。在例如EP1701376B1中描述了高頻源通過正交耦合器或正交耦合器的級聯(lián)的此類型的連接。如果為了實現(xiàn)較高功率水平，打算級聯(lián)多個功率耦合級，則用于構(gòu)造正交耦合器必需的部件（分離部件的數(shù)量）或用于電路板的空間或集成部件的基底表面積的復雜性變得更顯著。特別是在最后功率耦合級中，必需的部件昂貴，在最后功率耦合級中，耦合器必需處理總功率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是實質(zhì)減小等離子體供應裝置中必需的部件的復雜性，特別是在功率耦合器的級聯(lián)應用中。
根據(jù)本發(fā)明通過引言中提到的類型的等離子體供應裝置實現(xiàn)了此目的，此等離子體供應裝置的至少一個正交耦合器的第四有用信號連接部配置為用于比第一阻抗高的第二阻抗，或此等離子體供應裝置的至少一個正交耦合器僅具有三個有用信號連接部。
正交耦合器通常配置成使得其至少一個有用信號連接部配置為用于通常對應于外部電路的第一阻抗，例如系統(tǒng)阻抗。在根據(jù)本發(fā)明的等離子體供應裝置中，對于至少一個正交耦合器，第四有用信號連接部配置為用于比第一阻抗高的阻抗。于是通往此有用信號連接部的正交耦合器的內(nèi)部分支和在此有用信號連接部處的外部電路不必配置為用于整個高頻功率。在邊界線情況下，為其配置了第四有用信號連接部的阻抗接近無窮大，即，導納變?yōu)榱恪Ｔ诖饲闆r下，導致此有用信號連接部的內(nèi)部分支的電抗接近無窮大，并且電流不再流動，并且第四有用信號連接部因此停止存在。
根據(jù)本發(fā)明的等離子體供應裝置的至少一個正交耦合器優(yōu)選地配置為用于3MHz與30MHz之間的頻率范圍，并且通常由離散電抗構(gòu)造。意在將本發(fā)明的上下文中的術(shù)語“離散電抗（discrete?reactance）”理解為能夠使用的電容和電感，例如作為相線的T或∏形式，表述“離散電抗”包括以平面技術(shù)在電路板上構(gòu)造的離散部件和電抗，及其混合形式。電感的混合形式能夠包括，例如焊接或鍵合至電路板的平面線圈和離散線圈。能夠根據(jù)電子工程的已知規(guī)定組合并聯(lián)或串聯(lián)連接的電抗，以簡化總體電路。通過耦合用于形成變壓器的電感，電路的另一簡化是可能的。
已知的正交耦合器包括：變壓器，變壓器具有兩個繞組N1、N2，變壓比V=N1/N2=1并且耦合k=1；至少一個電感L，其與繞組并聯(lián)連接并且也能夠內(nèi)含地構(gòu)造在變壓器中，例如在N1中；以及兩個電容C1、C2，其在兩側(cè)將變壓器的繞組連接至彼此。電感的值為
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