谐波能量回收电路以及射频电源设备的制作方法

本技术涉及射频，尤其涉及一种谐波能量回收电路以及具有所述谐波能量回收电路的射频电源设备。

背景技术：

1、目前，随着射频（radio frequency，rf）技术的发展，射频电源越来越多的应用于各个领域。然而，在射频电源输出时，射频电源的输出中往往存在难以抑制的一次、三次、五次、七次等不同次谐波，将大大影响射频电源的输出效果。以射频电源的输出中的三次谐波为例，三次谐波的谐波能量就占到射频电源的总输出能量的12%左右，也就是说，如果滤除了射频电源的输出中的三次谐波，射频电源的总输出能量也就下降了12%，造成了能源的浪费。

2、因此，如何有效地回收射频电源输出的谐波能量，成为了需要考虑的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种谐波能量回收电路以及射频电源设备，可以有效地回收射频电源输出的谐波能量。

2、第一方面，提供一种谐波能量回收电路，所述谐波能量回收电路用于回收至少部分射频电源输出的谐波能量，所述谐波能量回收电路包括谐波抑制单元和能量回收单元，所述谐波抑制单元与所述射频电源的输出端连接，所述能量回收单元包括变压器、整流模块以及储能模块，所述变压器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组与所述谐波抑制单元连接，所述第二绕组与所述整流模块连接，所述整流模块并与所述储能模块连接；其中，所述变压器的所述第一绕组与所述谐波抑制单元发生谐振，或者所述谐波抑制单元单独发生谐振，且谐振频率与所述射频电源输出的交流电压的特定次谐波的频率对应，以使得所述射频电源输出的所述特定次谐波通过所述谐波抑制单元传导至所述变压器的所述第一绕组，并被感应到所述第二绕组，所述整流模块用于对感应到所述第二绕组的交流电压的所述特定次谐波进行整流后得到对应的直流电压，并通过所述直流电压对所述储能模块充能，而将谐波能量存储至所述储能模块。

3、在一种可能的实施方式中，所述变压器的所述第一绕组具有漏感，所述谐波抑制单元的电抗属性呈容性；其中，所述变压器的所述第一绕组与所述谐波抑制单元发生串联谐振或并联谐振，且谐振频率等于所述特定次谐波的频率，以使得所述射频电源输出的所述特定次谐波通过所述谐波抑制单元传导至所述变压器的所述第一绕组。

4、在一种可能的实施方式中，所述谐波抑制单元至少包括谐振电容，所述谐振电容与所述第一绕组串联或并联，所述变压器的所述第一绕组与所述谐波抑制单元的所述谐振电容发生串联谐振或并联谐振。

5、在一种可能的实施方式中，所述变压器的所述第一绕组不具有漏感，所述谐波抑制单元包括谐振电容与谐振电感，所述谐振电容与所述第一绕组串联，所述谐振电感与所述谐振电容串联或并联；其中，所述谐波抑制单元的所述谐振电容与所述谐振电感发生串联谐振或并联谐振，且谐振频率等于所述特定次谐波的频率，以使得所述射频电源输出的所述特定次谐波通过所述谐波抑制单元的所述谐振电容与所述谐振电感传导至所述变压器的所述第一绕组。

6、在一种可能的实施方式中，所述能量回收单元还包括电压变换模块，所述电压变换模块至少与所述整流模块连接，所述电压变换模块用于在处于工作状态时，对所述直流电压进行变换后输出至所述储能模块；和/或，所述电压变换模块用于在处于工作状态时，将所述直流电压逆变为交流电压，并输出至所述射频电源的输出端。

7、在一种可能的实施方式中，所述电压变换模块包括输入开关，在所述输入开关以一定的占空比交替导通或断开时，所述电压变换模块处于工作状态，通过所述输入开关接收整流后的所述直流电压；在所述输入开关持续断开时，所述电压变换模块处于不工作状态，不接收整流后的所述直流电压。

8、在一种可能的实施方式中，在所述电压变换模块处于所述工作状态，且所述输入开关的占空比减小时，所述变压器的所述第二绕组一侧的等效电阻值增大，以使得所述第一绕组一侧的等效电阻值增大，从而拓宽所述射频电源的输出频带；在所述电压变换模块处于所述工作状态，所述输入开关的占空比增大时，所述变压器的所述第二绕组一侧的等效电阻值减小，以使得所述第一绕组一侧的等效电阻值减小，从而收窄所述射频电源的输出频带。

9、在一种可能的实施方式中，所述谐波能量回收电路还包括控制单元，所述控制单元至少用于控制所述输入开关以一定的占空比交替导通或断开，以使得所述电压变换模块处于所述工作状态，控制所述输入开关持续断开，以使得所述电压变换模块处于所述不工作状态，并控制调节所述电压变换模块在处于所述工作状态时所述输入开关的占空比，从而拓宽或收窄所述射频电源的输出频带。

10、在一种可能的实施方式中，所述谐波抑制单元的数量包括至少两个，每个所述谐波抑制单元均与所述射频电源的输出端连接，所述变压器的数量包括至少两个，所述整流模块的数量包括至少两个，每个所述变压器均包括所述第一绕组和所述第二绕组，每个所述变压器的所述第一绕组与对应的所述谐波抑制单元连接，每个所述变压器的所述第二绕组与对应的所述整流模块连接，每个所述整流模块均与所述储能模块连接；其中，每个所述变压器的所述第一绕组与对应的所述谐波抑制单元发生谐振，或者每个所述谐波抑制单元单独发生谐振，且谐振频率分别与所述射频电源输出的交流电压的不同次谐波的频率对应，以使得所述射频电源输出的所述不同次谐波分别通过对应的所述谐波抑制单元传导至每个所述变压器的所述第一绕组，并被感应到所述第二绕组，被感应到所述第二绕组的交流电压的所述不同次谐波分别经过对应的所述整流模块整流后得到对应的直流电压，每个所述整流模块并通过对应的直流电压对所述储能模块充能，而将谐波能量存储至所述储能模块。

11、第二方面，还提供一种射频电源设备，所述射频电源设备包括谐波能量回收电路以及射频电源，所述谐波能量回收电路用于回收至少部分所述射频电源输出的谐波能量。所述谐波能量回收电路包括谐波抑制单元和能量回收单元，所述谐波抑制单元与所述射频电源的输出端连接，所述能量回收单元包括变压器、整流模块以及储能模块，所述变压器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组与所述谐波抑制单元连接，所述第二绕组与所述整流模块连接，所述整流模块并与所述储能模块连接；其中，所述变压器的所述第一绕组与所述谐波抑制单元发生谐振，或者所述谐波抑制单元单独发生谐振，且谐振频率与所述射频电源输出的交流电压的特定次谐波的频率对应，以使得所述射频电源输出的所述特定次谐波通过所述谐波抑制单元传导至所述变压器的所述第一绕组，并被感应到所述第二绕组，所述整流模块用于对感应到所述第二绕组的交流电压的所述特定次谐波进行整流后得到对应的直流电压，并通过所述直流电压对所述储能模块充能，而将谐波能量存储至所述储能模块。

12、本技术的谐波能量回收电路以及射频电源设备，通过设置谐波抑制单元和能量回收单元，并配置能量回收单元的变压器的第一绕组与谐波抑制单元发生谐振，或者谐波抑制单元单独发生谐振，且谐振频率与射频电源输出的交流电压的特定次谐波的频率对应，能够使得射频电源输出的特定次谐波通过谐波抑制单元传导至变压器的第一绕组，并被感应到第二绕组，进而通过配置能量回收单元的整流模块对感应到第二绕组的交流电压的特定次谐波进行整流后得到对应的直流电压，并通过直流电压对能量回收单元的储能模块充能，而将谐波能量存储至储能模块，不仅能够抑制射频电源输出的特定次谐波，还能够有效地回收射频电源输出的谐波能量，提升了射频电源的输出效果，减少了能源的浪费。