[發明專利]在線射頻自動匹配器

在審

• 申請號: 201810304930.4
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108649923A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 楊帆;陳敏
• 申請（專利權）人: 常州瑞思杰爾電子科技有限公司
• 主分類號: H03H11/28
• 分類號: H03H11/28
• 代理公司: 常州市華信天成專利代理事務所(普通合伙) 32294
• 代理人: 楊闖

本發明涉及一種在線射頻自動匹配器，用于將射頻電源輸出的射頻信號自動匹配給放電負載，自動匹配器包括第一可調電容、第二可調電容、第一可調電容驅動馬達、第二可調電容驅動馬達，還包括檢測電路、增益自動控制電路、控制電路；射頻電源輸出端檢測電路輸入端連接，檢測電路的輸出端與增益自動控制電路的輸入端連接，增益自動控制電路的輸出端與控制電路的輸入端連接，控制電路的輸出端與第一可調電容驅動馬達、第二可調電容驅動馬達的控制輸入端連接。本發明在線性放大器與相位/幅度信號之間各加入一個乘法器，運用正向功率信號對相位與幅度信號的增益進行自動調節，以實現馬達驅動增益自動控制，提高射頻自動匹配器的匹配速度。

技術領域

本發明涉及一種在線射頻自動匹配器。

背景技術

由射頻電源輸出特性阻抗為50Ω的射頻能量，射頻自動匹配器將放電負載的阻抗調諧成50Ω，來實現阻抗匹配，確保射頻能量最大限度地傳輸給放電負載，實現一個穩定的放電狀態,如圖1自動匹配器的應用原理框圖。

其中，自動匹配器的功能是與放電負載的阻抗進行共軛匹配自動變換到50歐姆，以此確保射頻能量的高效傳輸，“倒L”型射頻自動匹配器基本功能框圖如圖2：當負載連接到RFOUT端口時調節CL\CT 2個真空電容，使在RFIN端口呈現50歐姆阻抗，當實際使用中負載阻抗發生偏移時，自動匹配就會檢測到幅度、相位信號的偏移電壓，用這兩個信號放大后驅動2個執行馬達，調節CL\CT 2個真空電容，當RFIN端口呈現50歐姆阻抗時，相位、幅度信號也達到0v馬達停止調節，即就是完成匹配。

但隨著工業技術的發展，射頻等離子技術應用越來越廣闊。目前有企業開發在線式射頻等離子處理設備(該放電設備為容性負載)：即產線式流水作業，射頻開關一次共用時20秒以內，等離子輝光處理用時5秒。在這樣的情況下，就要求射頻自動匹配器匹配時間要在3秒以內、精度也要高。本公司上一代的射頻自動匹配器技術難以滿足速度要求。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種匹配時間更短的在線射頻自動匹配器。

實現本發明的技術方案如下：

在線射頻自動匹配器，用于將射頻電源輸出的射頻信號自動匹配給放電負載，自動匹配器包括第一可調電容、第二可調電容、第一可調電容驅動馬達、第二可調電容驅動馬達，還包括檢測電路、增益自動控制電路、控制電路；射頻電源輸出端檢測電路輸入端連接，檢測電路的輸出端與增益自動控制電路的輸入端連接，增益自動控制電路的輸出端與控制電路的輸入端連接，控制電路的輸出端與第一可調電容驅動馬達、第二可調電容驅動馬達的控制輸入端連接。

所述增益自動控制電路包括第一增益電路、第二增益電路，第一增益電路包括乘法器U2、形成并聯的電位器R1、電阻R2、電阻R3，以及并聯的電阻R4、電阻R5、電阻R6，檢測電路的幅度信號輸出端與乘法器U2的Z1端連接，檢測電路的正向功率輸出端與電位器R1連接，電位器R1、電阻R2、電阻R3的并聯處與乘法器U2的X1端連接，所述乘法器U2的Z2端接地；乘法器U2的WOUT端與電阻R4連接，電阻R6與控制電路連接。

所述第二增益電路包括乘法器U3、形成并聯的電位器R7、電阻R8、電阻R9，以及并聯的電阻R10、電阻11、電阻R12，檢測電路的相位信號輸出端與乘法器U3的Z2端連接，檢測電路的正向功率輸出端與電位器R7連接，電位器R7、電阻R8、電阻R9的并聯處與乘法器U3的X1端連接，乘法器U3的Z1端接地；乘法器U3的WOUT端與電阻R10連接，電阻R12與控制電路連接。

所述乘法器U2、乘法器U3為型號AD734AQ的乘法器。