一种射频电源的多脉冲驱动方法与流程

本发明属于射频电源，具体涉及一种射频电源的多脉冲驱动方法。

背景技术：

1、整体射频等离子体电源系统的架构包括射频电源、匹配器与腔室负载，射频电源将功率信号输出至匹配器，匹配器进行阻抗匹配与转送功率信号至腔室负载。运作过程中，射频电源输出交流功率信号，该交流功率信号通过一定占空比的脉冲激励提供到腔室负载，使腔体内的输入气体接收足够的电能，进行打火，使气体离子化，再由电极形成的磁场方向移动等离子体来进行相关工艺。

2、在非脉冲激励期间，腔室负载可能会因功率不足而熄火，因此需要提供一个能维持最低电离能量的脉冲激励。

3、但目前，常规射频电源中的主要模块包括adc模块、功率放大器、vi传感器和主控模块。其中，功率放大器主要包括逆变器和变压器，必要时会增设滤波器。功率放大器中的逆变器多采用h桥逆变电路，但在脉冲切换期间，h桥电路的多个开关管会因为持续电流的影响而形成全管导通，造成电路损毁。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在公开一种射频电源的多脉冲驱动发生装置，用于解决现有射频电源在脉冲切换期间稳定性差的问题。

2、本发明公开了一种射频电源的多脉冲驱动方法，所述驱动方法包括：

3、在射频电源供电前，设置参考信号，并根据参考信号确定脉冲信号的总级数、以及各级脉冲信号的输出功率及频率；其中，各级脉冲信号的输出功率及频率不同；

4、在射频电源供电时，基于参考信号，利用多脉冲发生器产生设置的各级脉冲信号；

5、利用切换器对多脉冲发生器产生的多级脉冲信号进行切换，并输出到逆变器对射频电源进行驱动，切换射频电源的输出功率及频率。

6、在上述方案的基础上，本发明还做出了如下改进：

7、进一步，所述利用切换器对多脉冲发生器产生的多级脉冲信号进行切换，执行：

8、利用切换器对多脉冲发生器产生的多级脉冲信号进行切换，生成逆变器的控制信号；

9、逆变器基于所述逆变器的控制信号对射频电源进行驱动。

10、进一步，所述生成逆变器的控制信号，执行：

11、在多级脉冲信号的切换过程中，将生成的逆变器的控制信号置零；

12、在多级脉冲信号的非切换过程中，根据接入的脉冲信号生成逆变器的控制信号。

13、进一步，所述生成逆变器的控制信号，执行：

14、判断当前的切换状态，若为多级脉冲信号的切换过程，则编码器输出低电位；若为多级脉冲信号的非切换过程，则编码器输出高电位；

15、对切换器接入的脉冲信号进行转换，生成逆变器控制基准信号；

16、将编码器输出的电位与逆变器控制基准信号进行与操作，生成所述逆变器的控制信号。

17、进一步，所述生成逆变器控制基准信号，执行：

18、将切换器接入的脉冲信号转换为模拟信号，作为正相模拟信号；

19、对正相模拟信号进行反相，得到反相模拟信号；

20、分别对正相模拟信号、反相模拟信号进行滤波；

21、比较滤波后的正相模拟信号、反相模拟信号，得到比较信号，作为正相比较信号；

22、对正相比较信号进行反相，得到反相比较信号；

23、组合所述正相比较信号和反相比较信号，得到所述逆变器控制基准信号。

24、进一步，所述逆变器为h桥逆变器，h1/h2是h桥的一个半桥控制路径，h3/h4是h桥的另一个半桥控制路径；

25、所述多脉冲发生器包括n个级别的脉冲发生器，用于产生级别从lv1到lvn的脉冲信号。

26、进一步，级别为lvn的脉冲发生器分别产生驱动h桥逆变器h1/h2半桥控制路径、h3/h4半桥控制路径的级别为lvn的脉冲信号；

27、n的取值分别为1到n。

28、进一步，在所述多脉冲发生器产生的多级脉冲信号中，至少启用两级脉冲信号；同时，在多级脉冲信号的切换过程中，仅对启用的各级脉冲信号进行切换。

29、进一步，在参考信号的一个周期内，启用的各级脉冲信号的总运行时长与编码器保持低电平的总运行时长之和，小于参考信号的一个周期的运行时长。

30、进一步，所述多脉冲发生器至少产生两级脉冲信号，包括高激励脉冲信号和低激励脉冲信号；其中，

31、高激励脉冲信号用于点火、电离与工艺运行，

32、低激励脉冲信号用于维持电离能量的两个级别。

33、本发明可实现以下有益效果之一：

34、本发明提供的射频电源的多脉冲驱动方法，可以实现多级脉冲信号的切换，以相应切换射频电源的输出功率及频率。同时，通过在多级脉冲信号的切换过程中将逆变器的控制信号置零，有效避免了逆变器中h桥全管导通，使得射频电源在脉冲切换过冲中仍能稳定运行，很好地解决了现有射频电源在脉冲切换期间稳定性差的问题，适用于各种形式的射频电源或射频电源的组合。

35、此外，本发明还提供了切换使能的具体过程，实现方式简单，控制逻辑严谨，为提供可靠、稳定的逆变器控制信号提供了保证，为本领域技术人员具体实施本方案提供了技术指导。

36、最后，当采用三级以上的多脉冲信号时，还可以视实际需求弹性选择要采用的级数。当选用两级脉冲信号时，在脉冲高激励期间进行电离与工艺，脉冲低激励期间维持等离子体电离状态，脉冲切换时能稳定运行。

37、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种射频电源的多脉冲驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包括：

2.根据权利要求1所述的射频电源的多脉冲驱动方法，其特征在于，所述利用切换器对多脉冲发生器产生的多级脉冲信号进行切换，执行：

3.根据权利要求2所述的射频电源的多脉冲驱动方法，其特征在于，所述生成逆变器的控制信号，执行：

4.根据权利要求3所述的射频电源的多脉冲驱动方法，其特征在于，所述生成逆变器的控制信号，执行：

5.根据权利要求4所述的射频电源的多脉冲驱动方法，其特征在于，所述生成逆变器控制基准信号，执行：

6.根据权利要求5所述的射频电源的多脉冲驱动方法，其特征在于，所述逆变器为h桥逆变器，h1/h2是h桥的一个半桥控制路径，h3/h4是h桥的另一个半桥控制路径；

7.根据权利要求6所述的射频电源的多脉冲驱动方法，其特征在于，级别为lvn的脉冲发生器分别产生驱动h桥逆变器h1/h2半桥控制路径、h3/h4半桥控制路径的级别为lvn的脉冲信号；

8.根据权利要求1-7中任一项所述的射频电源的多脉冲驱动方法，其特征在于，在所述多脉冲发生器产生的多级脉冲信号中，至少启用两级脉冲信号；同时，在多级脉冲信号的切换过程中，仅对启用的各级脉冲信号进行切换。

9.根据权利要求8所述的射频电源的多脉冲驱动方法，其特征在于，在参考信号的一个周期内，启用的各级脉冲信号的总运行时长与编码器保持低电平的总运行时长之和，小于参考信号的一个周期的运行时长。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的射频电源的多脉冲驱动方法，其特征在于，所述多脉冲发生器至少产生两级脉冲信号，包括高激励脉冲信号和低激励脉冲信号；其中，

技术总结
本发明涉及一种射频电源的多脉冲驱动方法，属于射频电源技术领域，解决了现有射频电源在脉冲切换期间稳定性差的问题。一种射频电源的多脉冲驱动方法，所述驱动方法包括：在射频电源供电前，设置参考信号，并根据参考信号确定脉冲信号的总级数、以及各级脉冲信号的输出功率及频率；其中，各级脉冲信号的输出功率及频率不同；在射频电源供电时，基于参考信号，利用多脉冲发生器产生设置的各级脉冲信号；利用切换器对多脉冲发生器产生的多级脉冲信号进行切换，并输出到逆变器对射频电源进行驱动，切换射频电源的输出功率及频率。

技术研发人员：唐亚海,林伟群,林桂浩,乐卫平
受保护的技术使用者：深圳市恒运昌真空技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16