[發(fā)明專利]一種用于集成電路精密加工設(shè)備的動態(tài)電壓恢復(fù)器系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112421967B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛紅軍;賀達(dá)江;宋宏彪;陳雷平
• 申請（專利權(quán)）人: 懷化學(xué)院
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02J13/00
• 代理公司: 深圳市興科達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44260
• 代理人: 殷瑜

1.一種用于集成電路精密加工設(shè)備的動態(tài)電壓恢復(fù)器系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

多個(gè)電壓傳感器、多個(gè)動態(tài)電壓恢復(fù)器、比例諧振閉環(huán)控制器、數(shù)據(jù)存儲模塊以及協(xié)議轉(zhuǎn)換單元，

多個(gè)電壓傳感器分別用于測量目標(biāo)設(shè)備中多個(gè)敏感負(fù)荷側(cè)的電壓信號；

比例諧振閉環(huán)控制器分別接收各個(gè)敏感負(fù)荷側(cè)的電壓信號并基于閉環(huán)控制生成補(bǔ)償信號；所述比例諧振閉環(huán)控制器的電流開環(huán)傳遞函數(shù)為：

式中k_PWM為動態(tài)電壓恢復(fù)器中逆變器的衰減系數(shù)，Ts為采樣等效延時(shí)，k為比例系數(shù)，L_f為剪切頻率；

多個(gè)動態(tài)電壓恢復(fù)器分別連接在供電網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)動態(tài)電壓恢復(fù)器與一個(gè)電壓傳感器所在電路對應(yīng)，分別接收所述比例諧振閉環(huán)控制器生成的補(bǔ)償信號，并基于所述補(bǔ)償信號輸出相應(yīng)的動態(tài)電壓至相應(yīng)電路；

所述數(shù)據(jù)存儲模塊與所述比例諧振閉環(huán)控制器相連以接收并存儲相應(yīng)的補(bǔ)償信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于集成電路精密加工設(shè)備的動態(tài)電壓恢復(fù)器系統(tǒng)，其特征在于，動態(tài)電壓恢復(fù)器串聯(lián)于供電網(wǎng)絡(luò)中，位置上與一個(gè)電壓傳感器對應(yīng)，包括：并聯(lián)變壓器、LC低通濾波器、整流單元、儲能電容以及逆變單元，所述供電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由所述并聯(lián)變壓器與所述整流單元相連，所述儲能電容并聯(lián)連接在所述整流單元和所述逆變單元之間，所述LC低通濾波器串聯(lián)連接在所述逆變單元與所述供電網(wǎng)絡(luò)之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于集成電路精密加工設(shè)備的動態(tài)電壓恢復(fù)器系統(tǒng)，其特征在于，

比例諧振閉環(huán)控制器檢測所述電壓信號以確定其相位，將所檢測到的相位與預(yù)設(shè)幅值相乘后作為參考電壓，并且與所測得電壓信號的電壓值進(jìn)行差分，通過比例諧振調(diào)節(jié)器作為電壓環(huán)進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，其輸出的交流量作為參考值與負(fù)載電流值i_L求偏差后再次通過比例諧振調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)電流環(huán)進(jìn)行電流調(diào)節(jié)，將占空比送入PWM模塊，輸出動態(tài)補(bǔ)充電壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于集成電路精密加工設(shè)備的動態(tài)電壓恢復(fù)器系統(tǒng)，其特征在于，

還包括多個(gè)無線接收機(jī)、多個(gè)無線發(fā)射機(jī)、調(diào)制解調(diào)模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換單元和互聯(lián)網(wǎng)，其中至少一個(gè)無線接收機(jī)與調(diào)制解調(diào)模塊相連作為電壓信號接收機(jī)，所述電壓信號接收機(jī)與比例諧振閉環(huán)控制器之間經(jīng)由調(diào)制解調(diào)模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換單元和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信連接；其他無線接收機(jī)各連接一個(gè)動態(tài)電壓恢復(fù)器，至少一個(gè)無線發(fā)射機(jī)與比例諧振閉環(huán)控制器相連作為補(bǔ)償信號發(fā)射機(jī)，其他無線發(fā)射機(jī)各與一個(gè)電壓傳感器相連，用于發(fā)送相應(yīng)的電壓信號至電壓信號接收機(jī)，補(bǔ)償信號發(fā)射機(jī)用于將補(bǔ)償信號發(fā)送至各個(gè)動態(tài)電壓恢復(fù)器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于集成電路精密加工設(shè)備的動態(tài)電壓恢復(fù)器系統(tǒng)，其特征在于，

比例諧振閉環(huán)控制器的閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：

其中，k_PWM為動態(tài)電壓恢復(fù)器中逆變器的衰減系數(shù)，n為系數(shù)，G_v、G_i分別為前通道電壓、電流，R_f為動態(tài)電壓補(bǔ)償器中的濾波電感電阻與功率開關(guān)等效電阻之和，L_f、C_f分別表示剪切頻率、開關(guān)頻率，s為傳遞函數(shù)變量。

6.一種權(quán)利要求1中所述動態(tài)電壓恢復(fù)器系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述方法包括：

在每一個(gè)敏感設(shè)備的供電支路中設(shè)置一個(gè)電壓傳感器和一個(gè)動態(tài)電壓恢復(fù)器，每個(gè)電壓傳感器將其所測得的電壓信號通過一個(gè)無線發(fā)射器發(fā)送至電壓信號接收機(jī)，所述電壓信號接收機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)將所測得的電壓信號輸送至比例諧振閉環(huán)控制器，所述比例諧振閉環(huán)控制器基于每個(gè)電壓傳感器測得的電壓信號生成補(bǔ)償信號并通過補(bǔ)償信號發(fā)射機(jī)發(fā)送至相應(yīng)動態(tài)電壓恢復(fù)器的無線接收機(jī)，

所述比例諧振閉環(huán)控制器的電流開環(huán)傳遞函數(shù)為：

其中，k_PWM為動態(tài)電壓恢復(fù)器中逆變器的衰減系數(shù)，Ts為采樣等效延時(shí)，k為比例系數(shù)，L_f為剪切頻率。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，

比例諧振閉環(huán)控制器的閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：

其中，k_PWM為動態(tài)電壓恢復(fù)器中逆變器的衰減系數(shù)，n為系數(shù)，G_v、G_i分別為前通道電壓、電流，R_f為動態(tài)電壓補(bǔ)償器中的濾波電感電阻與功率開關(guān)等效電阻之和，L_f、C_f分別表示剪切頻率、開關(guān)頻率，s為傳遞函數(shù)變量。