[發明專利]用于采用雙電源給雙磁控管供電的系統和方法

有效

• 申請號: 201380073138.8
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN105122569B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: M·查拉戈澤洛;T·H·耶哈;P·K·斯沃因
• 申請（專利權）人: 賀利氏特種光源美國有限責任公司
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 曹瑾

公開了一種用于采用雙電源給雙磁控管供電的系統和方法。第一電源給第一磁控管提供第一電壓。第二電源給第二磁控管提供第二電壓。平衡器電路控制驅動電流，以改變第一磁控管的磁場和第二磁控管的磁場，從而將第一電壓和第二電壓維持在基本相等的電壓。

相關申請的交叉引用

本申請要求在2013年03月15日提交的申請號為61/788,500的美國臨時專利申請的權益，通過引用將其全部公開內容并入本文。

技術領域

本發明涉及一種用于控制由以共同電壓操作的雙電源來供電的一對磁控管的系統和方法。

背景技術

磁控管可以用于產生射頻(RF)能量。該RF能量可以用于不同的目的，諸如加熱物品(即，微波加熱)，或者其可以用于產生等離子體。等離子體又可以用在許多不同的處理中，諸如薄膜沉積、金剛石沉積以及半導體制造過程。RF能量也可以用于在產生UV(或者可見)光的石英外殼內創建等離子體。在這方面決定性的那些性質是在將DC(直流)功率轉換為RF能量時實現的高效率以及磁控管的幾何結構。一個缺點是用于產生給定功率輸出所要求的電壓隨磁控管的不同而發生變化。這種電壓主要可以由磁控管的內部幾何結構以及腔內的磁場強度來確定。

一些應用可以要求兩個磁控管來提供所要求的RF能量。在這些情況下，每個磁控管要求單獨的電源。然而，兩個具有相同設計的磁控管可以不具有相同的電壓-電流特性。兩個相同的磁控管之間的正常制造公差和溫差可以從個體到個體產生不同的電壓-電流特性，并且在它們壽命周期的動態操作狀態下發生變化(subeject to change)。同樣地，每個磁控管可以具有略微不同的電壓。例如，磁控管可以具有彼此不同的操作曲線，使得一個磁控管可以比另一個磁控管產生更高的功率輸出。具有較高輸出功率的磁控管可以比另一個變得更熱，導致其比另一個磁控管具有更短的有用預期使用期限。此外，這可以導致產生更高輸出的磁控管的功率輸出使得其半個燈泡中的等離子體比另一半變得更熱，因此產生不對稱的UV輸出功率圖案。

因此，期望出現的但是還未提供的是用于維持給雙磁控管供電的雙電源的恒定電壓和電流操作點的系統和方法。

發明內容

通過提供采用雙電源給雙磁控管供電的系統和方法在本領域中解決了上述問題并實現了技術方案。第一電源將第一電壓提供給第一磁控管。第二電源將第二電壓提供給第二磁控管。平衡器電路控制驅動電流，以改變第一磁控管的磁場和第二磁控管的磁場，從而將第一電壓和第二電壓維持在基本相等的電壓。第一電壓和第二電壓可以是基本恒定的電壓。

在實施例中，第一電源將第一供電電流提供給第一磁控管，第二電源將與第一供電電流基本相等的第二供電電流提供給第二磁控管，從而在第一磁控管和第二磁控管之間維持基本共同的操作點。

在實施例中，系統還可以包括第一線圈驅動器和第二線圈驅動器，其中第一線圈驅動器電耦合到平衡器電路并且磁耦合到第一磁控管，第二線圈驅動器電耦合到第一線圈驅動器并且磁耦合到第二磁控管。第一線圈驅動器和第二線圈驅動器可以串聯電耦合。

第一線圈驅動和第二線圈驅動器可以接收驅動電流。該驅動電流激勵第一線圈驅動器，并且該驅動電流激勵第二線圈驅動器，從而分別以相反的方向調節第一磁控管的磁場和第二磁控管的磁場，以將第一電壓和第二電壓維持在基本相等的電壓。

在實施例中，平衡器電路還可以包括用于提供驅動電流的輔助電源。該平衡器電路還可以包括與第一電源信號通信以用于感測第一電壓并且與第二電源信號通信以用于感測第二電壓的處理設備。該處理設備可以是數字信號處理器。該處理設備可以將誤差信號提供給輔助電源，以調節該驅動電流。提供給輔助電源的誤差信號可以基于由處理設備實現的比例-積分-微分(PID)反饋回路或者比例-積分(PI)伺服回路的輸出。

在實施例中，處理設備可以感測第一電壓和第二電壓之間的電壓量值差。