一种射频电源的制作方法

1.本发明涉及半导体装备技术领域，特别是涉及一种射频电源。


背景技术：

2.射频电源是半导体装备技术领域中的核心零部件，随着国家对半导体行业的重视和支持，射频电源的需求越来越大。射频电源主要应用于化学气相沉积、等离子刻蚀等半导体装备中，具有广阔的市场应用前景。
3.射频电源中用于完成自动控制过程的自动增益控制模块中包括依次连接的反馈控制电路、直流电源电路和功率放大电路(power amplifier，pa)，反馈控制电路例如比例积分(proportion integral，pi)控制电路，pi控制电路可以对射频电源中的前向功率值与功率设定值之间的偏差值进行比例放大和积分放大，得到并向直流电源电路输出直流电压控制信号，直流电源电路可以根据直流电压控制信号，控制功率放大电路对频率控制信号进行放大，得到并输出与频率设定值对应的射频信号。在射频电源的运行过程中，经常会出现过激或响应较慢的问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例所要解决的技术问题是在射频电源的运行过程中，容易出现过激或响应较慢的问题。
5.为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种射频电源，包括：主控模块、信号发生器、检测模块和自动增益控制模块；所述自动增益控制模块包括反馈控制电路、直流电源电路、功率放大电路；
6.所述主控模块与所述反馈控制电路的第一输入端连接，并与所述信号发生器的输入端连接，用于向所述反馈控制电路输入功率设定值，并向所述信号发生器输入频率设定值；
7.所述信号发生器的输出端与所述功率放大电路的频率输入端连接，用于向所述功率放大电路输入与所述频率设定值对应的频率控制信号；
8.所述检测模块与所述功率放大电路的输出端连接，并与所述反馈控制电路的第二输入端连接，用于检测所述功率放大电路输出的射频信号的前向功率值，并向所述反馈控制电路输入所述前向功率值；
9.所述反馈控制电路与所述直流电源电路连接，用于对所述前向功率值和所述功率设定值之间的偏差值进行比例放大和积分放大，得到并向所述直流电源电路输出直流电压控制信号；其中，所述反馈控制电路的积分时间可调；
10.所述直流电源电路与所述功率放大电路的电压输入端连接，用于基于所述电压控制信号，向所述功率放大电路输出供电电压；
11.所述功率放大电路用于基于所述供电电压，对所述频率控制信号进行放大，输出所述射频信号。
12.可选地，所述检测模块具体用于获取预先存储的与所述功率设定值和所述频率设定值对应的校准参数，在获取到所述功率放大电路输出的射频信号的实际前向功率值之后，根据所述校准参数对所述实际前向功率值进行校准，得到并向所述反馈控制电路输入目标前向功率值。
13.可选地，所述反馈控制电路包括：放大器、输入电阻、比例电阻和积分电容模组；
14.所述输入电阻的一端连接所述放大器的反相输入端，另一端为与所述检测模块连接的所述第二输入端，所述前向功率值通过所述输入电阻输入所述放大器；
15.所述比例电阻与所述积分电容模组串联为比例积分支路，所述比例积分支路的一端连接所述反相输入端，另一端连接所述放大器的输出端；所述积分电容模组用于响应于接收到的第一调节信号，调节所述比例积分支路的电容值，以调节所述反馈控制电路的积分时间，使所述积分时间与所述功率设定值匹配；
16.所述放大器的同相输入端为所述第一输入端，用于接收所述功率设定值，所述放大器的输出端连接所述直流电源电路；所述放大器用于对所述前向功率值与所述功率设定值的偏差值进行比例放大和积分放大，得到所述直流电压控制信号。
17.可选地，所述积分电容模组包括并联的多条积分电容支路，所述积分电容支路的一端与所述比例电阻连接，另一端连接所述放大器的输出端；每一所述积分电容支路均包括串联的第一开关元件和积分电容；所述第一调节信号用于闭合目标积分电容支路中的第一开关元件，以调节所述积分电容模组的电容值。
18.可选地，所述积分电容模组包括第一执行元件和第一可调电容；所述第一可调电容的一端连接所述比例电阻，另一端连接所述放大器的输出端；所述第一执行元件与所述第一可调电容连接，用于在接收到所述第一调节信号的情况下，调节所述第一可调电容的电容值。
19.可选地，还包括微分电容模组，所述微分电容模组与所述输入电阻并联，用于响应于接收到的第二调节信号，调节所述微分电容模组的电容值与所述功率设定值匹配。
20.可选地，所述微分电容模组包括并联的多条微分电容支路，所述微分电容支路与所述输入电阻并联；所述微分电容支路中包括串联的第二开关元件和微分电容；
21.所述第二调节信号用于闭合目标微分电容支路中的第二开关元件，以使所述微分电容模组的电容值与所述功率设定值匹配。
22.可选地，所述微分电容模组包括第二执行元件和第二可调电容；所述第二可调电容与所述输入电阻并联；所述第二执行元件与所述第二可调电容连接，用于在接收到所述第二调节信号的情况下，调节所述第二可调电容的电容值与所述功率设定值匹配。
23.可选地，所述主控模块用于在接收到所述功率设定值的情况下，若所述功率设定值低于预设的功率下限值或者高于预设的功率上限值，则停止向所述信号发生器输入所述频率设定值，以及停止向所述反馈控制电路输入所述功率设定值。
24.可选地，所述主控模块具体用于在处于待机状态的情况下，若接收到启动信号，则进入工作状态，向所述反馈控制电路输入所述功率设定值，并向所述信号发生器输入所述频率设定值；
25.所述主控模块还用于在处于待机状态的情况下，若接收到校准信号，则进入校准状态，触发所述检测模块获取并存储与所述功率设定值和所述频率设定值对应的校准参
数；
26.所述主控模块还用于在处于所述工作状态或所述校准状态的情况下，若接收到故障报警信号，则进入故障状态；所述故障报警信号由所述信号发生器、所述检测模块和所述自动增益控制模块发送；
27.所述主控模块还用于在处于自检状态的情况下，若接收到自检停止信号，则进入所述待机状态。
28.可选地，所述主控模块还用于获取所述射频电源的至少一项状态参数，并向上位机发送所述状态参数，以使所述上位机显示所述状态参数；和/或，在接收到故障报警信号的情况下，向所述上位机发送所述故障报警信号，以使所述上位机显示所述故障报警信号；所述故障报警信号由所述信号发生器、所述检测模块和所述自动增益控制模块发送。
29.与背景技术相比，本发明实施例中，射频电源可以包括主控模块、信号发生器、检测模块和自动增益控制模块；自动增益控制模块包括反馈控制电路、直流电源电路、功率放大电路。主控模块与反馈控制电路的第一输入端连接，并与信号发生器的输入端连接，用于向反馈控制电路输入功率设定值，并向信号发生器输入频率设定值；信号发生器的输出端与功率放大电路的频率输入端连接，用于向功率放大电路输入与频率设定值对应的频率控制信号；检测模块与功率放大电路的输出端连接，并与反馈控制电路的第二输入端连接，用于检测功率放大电路输出的射频信号的前向功率值，并向反馈控制电路输入前向功率值；反馈控制电路与直流电源电路连接，用于对前向功率值和功率设定值之间的偏差值进行比例放大和积分放大，得到并向直流电源电路输出直流电压控制信号；其中，反馈控制电路的积分时间可调；直流电源电路与功率放大电路的电压输入端连接，用于基于电压控制信号，向功率放大电路输出供电电压；功率放大电路用于基于供电电压，对频率控制信号进行放大，输出射频信号。反馈控制电路的积分时间可调，可以调节反馈控制电路的积分时间与设定功率值匹配，解决射频电源工作过程中由于设定功率值与积分时间不匹配导致的过激或响应较慢的问题。
附图说明
30.图1示出了本实施例提供的一种射频电源的结构示意图；
31.图2示出了本实施例提供的一种射频电源的组成示意图；
32.图3示出了本实施例提供的一种反馈控制电路的结构示意图；
33.图4示出了本实施例提供的另一种反馈控制电路的结构示意图；
34.图5示出了本实施例提供的一种主控模块的状态切换示意图；
35.图6示出了本实施例提供的一种射频电源的工作状态示意图。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。
37.参照图1，图1示出了本实施例提供的一种射频电源的结构示意图，射频电源可以包括主控模块、信号发生器、检测模块和自动增益控制模块；自动增益控制模块包括反馈控制电路、直流电源电路、功率放大电路。
38.其中，主控模块与反馈控制电路的第一输入端连接，并与信号发生器的输入端连接，用于向反馈控制电路输入功率设定值，并向信号发生器输入频率设定值；信号发生器的输出端与功率放大电路的频率输入端连接，用于向功率放大电路输入与频率设定值对应的频率控制信号；检测模块与功率放大电路的输出端连接，并与反馈控制电路的第二输入端连接，用于检测功率放大电路输出的射频信号的前向功率值，并向反馈控制电路输入前向功率值；反馈控制电路与直流电源电路连接，用于对前向功率值和功率设定值之间的偏差值进行比例放大和积分放大，得到并向直流电源电路输出直流电压控制信号；其中，反馈控制电路的积分时间可调；直流电源电路与功率放大电路的电压输入端连接，用于基于电压控制信号，向功率放大电路输出供电电压；功率放大电路用于基于供电电压，对频率控制信号进行放大，输出射频信号。
39.可选地，反馈控制电路包括放大器、输入电阻、比例电阻和积分电容模组；输入电阻的一端连接放大器的反相输入端，另一端为与检测模块连接的第二输入端，前向功率值通过输入电阻输入放大器；比例电阻与积分电容模组串联为比例积分支路，比例积分支路的一端连接反相输入端，另一端连接放大器的输出端；积分电容模组用于响应于接收到的第一调节信号，调节比例积分支路的电容值，以调节反馈控制电路的积分时间，使积分时间与功率设定值匹配；放大器的同相输入端为第一输入端，用于接收功率设定值，放大器的输出端连接直流电源电路；放大器用于对前向功率值与功率设定值的偏差值进行比例放大和积分放大，得到直流电压控制信号。
40.示例性地，图2示出了本实施例提供的一种射频电源的组成示意图，自动增益控制模块由反馈控制电路202、直流电源电路203和功率放大电路205组成，反馈控制电路202的输出端连接直流电源电路203的输入端，直流电源电路203的输出端连接功率放大电路205的电压输入端。反馈放大电路202包括放大器2021、输入电阻2022、比例电阻2023和积分电容模组2024。放大器201的同相输入端构成反馈控制电路202的第一输入端。输入电阻2022的一端构成反馈控制电路202的第二输入端，另一端连接放大器2021的反相输入端。比例电阻2023与积分电容模组2024串联为比例积分支路，比例电阻2023为比例积分支路中的电阻部分，积分电容模组2024为比例积分支路中电容部分，比例积分支路的一端连接放大器2021的反相输入端，另一端连接放大器2021的输出端。放大器2021的同相输入端与主控模块201的输出端连接，用于接收主控模块201输出的功率设定值。放大器2021的输出端为反馈放大电路202的输出端，与直流电源模块203的输入端连接。
41.检测模块204的输入端与功率放大电路205的输出端连接，可以检测功率放大电路205输出的射频信号的前向功率值。可选地，功率放大电路205的输出端可以设置如图2所示的滤波电路206，滤波电路206可以对功率放大电路205输出的射频信号进行滤波。检测模块204中可以包括功率传感器，功率传感器的输入端与滤波电路206的输出端连接，功率传感器可以采集滤波电路206输出的射频信号的前向功率值。检测模块204的输出端与输入电阻2022连接，可以将采集到的前向功率值通过输入电阻2022传递至放大器2021的反相输入端。
42.在反馈控制电路202中，放大器2021、输入电阻2022、比例电阻2023和积分电容模组2024构成pi控制电路。比例电阻2023用于对前向功率值和功率设定值之间的偏差值进行比例放大，积分电容模组2024用于对前向功率值和功率设定值之间的偏差值进行积分放
大。放大器2021的输出端与直流电源电路203的输入端连接，用于向直流电源电路203输出经过比例放大和积分放大后得到的直流电压控制信号。
43.示例性地，表征前向功率值的电压用符号u1表示，表征功率设定值的电压用符号u2表示，表征直流电压控制信号的电压用符号uo表示，输入电阻2022的阻值用符号r1表示,比例电阻2023的阻值用符号r2表示，积分电容模组103的电容值用符号c表示，流过输入电阻2022的电流为i，积分电容模组103两端的电压为uc，则直流电压控制信号uo与功率设定值和前向功率值之间的关系满足如下公式：
[0044][0045][0046][0047]
在上述公式中，(u
1-u2)为功率设定值与前向功率值之间的偏差值，为比例项，为积分项，通过图2所示的反馈控制电路可以对功率设定值与前向功率值之间的偏差值进行比例放大和积分放大，得到直流电压控制信号。
[0048]
可选地，直流电源(direct current power，dc)电路203可以包括直流电源控制子电路2031和直流电源2032，直流电源控制子电路2031与直流电源2032连接。放大器2021的输出端与直流电源控制子电路2031的输入端连接，放大器2021可以向直流电源控制子电路2031发送直流电压控制信号，直流电源控制子电路2031可以根据直流电压控制信号，控制直流电源2032输出的供电电压的大小。直流电源2032的输出端与功率放大电路205的电压输入端连接，可以向功率放大电路205输入供电电压。
[0049]
可选地，信号发生器205可以是直接数字频率合成器(direct digital synthesis，dds)，主控模块201与dds连接，可以向dds发送频率设定值，dds可以根据频率设定值生成频率控制信号，频率控制信号也可以称之为原始射频信号，频率控制信号的频率与频率设定值相同。信号发生器205的输出端与直功率放大电路205的频率输入端连接，功率放大电路205可以基于供电电压，对信号发生器205输出的频率控制信号进行放大，得到射频信号。功率放大电路205在生成射频信号之后，向滤波电路206输出射频信号，经过滤波电路206滤除射频信号中的谐波之后，输出稳定的射频信号。
[0050]
在一种实施方式中，主控模块201可以由图2所示的处理器(central processing unit，cpu)、数字模拟转换器(digital to analog converter，dac)和模拟数字转换器(analog to digital converte，adc)组成，处理器可以通过adc接收用户输入的模拟量形式的功率设定值，或者直接接收数字量的功率设定值。处理器的输出端与dac的输入端连接，dac的输出端与放大器2021的同相输入端连接。处理器可以输出数字量的功率设定值，通过dac将数字量的功率设定值转为模拟量的功率设定值后发送至放大器2021的同相输入端。
[0051]
其中，在反馈控制电路中，反馈控制电路的积分时间即比例积分支路中的电容部分的充放电时间，充放电时间与功率设定值相关。在射频电源的运行过程中，功率设定值越大，充放电时长越短；功率设定值越小，充放电时间越长。当功率设定值较大时，若比例积分支路的电容值较小，会导致充放电时间较短，从而会导致射频电源的响应时间较快，出现过激；当功率设定值较小时，若比例积分支路的电容值较大，会导致充放电时间较长，从而会导致射频电源的响应较慢。在射频电源的使用过程中，用户需要根据需求灵活调节功率设定值的大小，可能会出现功率设定值较大、电容值较小的情况，或者出现功率设定值较小、而电容值较大的情况，导致射频电源在运行过程中会出现过激或响应较慢的问题。
[0052]
本实施例中，反馈控制电路的积分时间可调。例如，图2中积分电容模组的电容值可调，可以根据功率设定值的大小调节积分电容模组的电容值，以调节反馈控制电路的积分时间，使积分时间与功率设定值匹配。例如，可以预先设置最大功率设定值和最小功率设定值，并将最大功率设定值与最小功率设定值之间的功率值范围划分为多个分段，每个分段分别对应不同的电容值，功率设定值越大，电容值越大。当功率设定值较大时，可以通过积分电容模组将比例积分支路的电容值调节为较大的电容值，增加积分时间，避免过激；当功率设定值较小时，可以通过积分电容模组将比例积分支路的电容值调节为较小的电容值，以缩短积分时间，提高响应速度，从而可以避免射频电源出现过激或响应较慢的问题。
[0053]
可选地，积分电容模组包括并联的多条积分电容支路，积分电容支路的一端与比例电阻连接，另一端连接放大器的输出端；每一积分电容支路均包括串联的第一开关元件和积分电容；第一调节信号用于闭合目标积分电容支路中的第一开关元件，以调节积分电容模组的电容值。
[0054]
在一种实施方式中，积分电容模组可以由并联的多条积分电容支路组成，每条积分电容支路由串联的第一开关元件和积分电容组成，通过多个积分电容之间的不同组合，可以使比例积分支路具有不同的电容值。如图2所示，积分电容模组包括4条并联的积分电容支路，以其中一条积分电容支路为例，积分电容支路中包括串联的第一开关元件20241和积分电容20242，第一开关元件20241的一端与比例电阻2023连接，另一端与积分电容20242连接，积分电容20242的另一端连接放大器2021的输出端。当第一开关元件20241闭合时，积分电容20242与比例电阻2023导通连接。同样的，针对每条积分电容支路，当积分电容支路中的第一开关元件闭合时，积分电容支路中的积分电容与比例电阻2023导通连接。
[0055]
其中，第一调节信号用于从多条积分电容支路中选择目标积分电容支路，并闭合目标积分电容支路中的第一开关元件，目标积分电容支路可以是一条或者多条积分电容支路，也可以是全部积分电容支路。可选地，第一开关元件可以为手动开关元件，第一调节信号可以是用户手动输入积分电容模组的调节信号。以图2为例，在射频电源的使用过程中，用户在向主控模块201输入新的功率设定值之后，可以根据新的功率设定值的大小，选择其中一条积分电容支路作为目标积分电容支路，此时用户可以手动闭合目标积分电容支路中的第一开关元件，使目标积分电容支路中的积分电容与比例电阻导通连接。或者，用户可以选择多条积分电容支路作为目标积分电容支路，手动闭合选择的多条积分电容支路中的第一开关元件。当目标积分电容支路中的第一开关元件闭合时，目标积分电容支路中的积分电容构成整个积分电容模组的电容。例如，当只有第一开关元件20241闭合时，积分电容20242的电容值为积分电容模组的电容值。当多条积分电容支路中的第一开关元件闭合时，
多条积分电容支路中包括的积分电容的电容值的总和为积分电容模组的电容值。用户在设置较大的功率设定值时，可以确定与功率设定值对应的电容值，选择较多数量的积分电容支路作为目标积分电容支路，使整个比例积分支路具有较大的电容值，与较大的功率设定值匹配，从而使积分时间与功率设定值匹配；反之在设置较小的功率设定值时，可以确定与功率设定值对应的电容值，选择较少数量的积分电容支路作为目标积分电容支路，使整个比例积分支路具有较小的电容值，与较小的功率设定值匹配，从而使积分时间与功率设定值匹配。
[0056]
可选地，第一调节信号也可以由主控模块201发送给积分电容模组。结合图2所示，第一开关元件可以为电动开关，主控模块201中的处理器与第一开关元件连接。处理器在接收到用户输入的功率设定值之后，可以根据功率设定值，确定与功率设定值匹配的电容值，然后从多条积分电容支路中选择确定目标积分电容支路，向目标积分电容支路中的第一开关元件发送闭合信号(闭合信号为第一调节信号)，使目标积分电容支路中的第一开关元件闭合。结合上述举例，用户可以预先将最大功率设定值和最小功率设定值之间的功率范围划分为多个功率分段，每个功率分段分别对应不同的电容值，并在处理器中存储每个电容值分别对应的一个或多个第一开关元件的标识信息，电容值对应的第一开关元件为功率分段对应的目标积分电容支路中的第一开关元件。当用户输入新的功率设定值位于某个功率分段内时，处理器确定与功率分段匹配的电容值，功率设定值越大匹配的电容值越大，然后获取预先存储的与电容值对应的第一开关元件的标识信息，向标识信息所属的第一开关元件发送闭合信号，控制目标积分电容支路中的第一开关元件闭合。
[0057]
可选地，积分电容模组包括第一执行元件和第一可调电容；第一可调电容的一端连接比例电阻，另一端连接放大器的输出端；第一执行元件与第一可调电容连接，用于在接收到第一调节信号的情况下，调节第一可调电容的电容值。
[0058]
在另一种实施方式中，积分电容模组可以由第一可调电容和第一执行元件组成，第一执行元件与第一可调电容连接，可以响应于接收到的第一调节信号，调节第一可调电容的电容值。如图3所示，图3示出了本实施例提供的一种反馈控制电路的结构示意图，积分电容模组2024由第一开关元件20244和第一可调电容20243组成，第一可调电容20243可以包括多个档位，每个档位对应不同的电容值。第一执行元件1044可以为手动执行元件，例如手动旋钮，第一调节信号为用户手动输入的旋转信号，用户输入旋转信号，可以调节手动旋钮的位置，使第一可调电容20243位于不同的档位，从而可以使第一可调电容20243具有不同的电容值。或者，第一执行元件1044可以是电动执行元件，第一调节信号可以为编码信号，第一执行元件1044与主控模块中的处理器连接，处理器可以根据用户输入的功率设定值，确定与功率设定值匹配的电容值，然后向第一执行元件1044发送编码信号，编码信号与电容值对应，不同编码信号对应不同的档位。第一执行元件1044可以根据编码信号控制第一可调电容20243处于对应的档位，使第一可调电容20243的电容值与功率设定值匹配，从而使积分时间与功率设定值匹配。其中，第一执行元件和第一可调电容可以是两个不同的器件，也可以是集成在一起的一个器件。第一执行元件和第一可调电容的具体类型可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。
[0059]
在本发明实施例中，积分电容模组由并联的多条积分电容支路组成或者有可调电容和执行元件组成，积分电容模组的电路结构简单，可以通过多个积分电容支路的简单组
合，调节比例积分支路的电容值，或者通过执行元件调节比例积分支路的电容值，从而可以使积分时间与功率设定值匹配。
[0060]
可选地，反馈控制电路中还包括微分电容模组，微分电容模组与输入电阻并联，用于响应于接收到的第二调节信号，调节微分电容模组的电容值与功率设定值匹配。
[0061]
可选地，微分电容模组包括并联的多条微分电容支路，微分电容支路与输入电阻并联；微分电容支路中包括串联的第二开关元件和微分电容；第二调节信号用于闭合目标微分电容支路中的第二开关元件，以使微分电容模组的电容值与功率设定值匹配。
[0062]
在一种实施方式中，射频电源中还可以包括微分电容模组，微分电容模组与输入电阻并联，构成射频电源的微分电容，可以在控制过程中增加微分项，对功率值进行微分调节。如图4所示，图4示出了本实施例提供的另一种反馈控制电路的结构示意图，反馈控制电路中包括微分电容模组2025，微分电容模组包括3条并联的微分电容支路，以其中一条微分电容支路为例，微分电容支路中包括串联的第二开关元件20251和微分电容20252，第二开关元件20251的一端与输入电阻2022连接，另一端与微分电容20252连接，微分电容20252的另一端连接放大器2021的反相输入端，当第二开关元件20251闭合时，微分电容20252与输入电阻2022并联。同理，针对每条微分电容支路，当微分电容支路中的第二开关元件闭合时，微分电容支路中的微分电容与输入电阻2022并联。
[0063]
在射频电源的使用过程中，可以由用户根据设置的功率设定值确定对应的电容值，并手动执行第二调节信号的输入，选择其中的一条或多条微分电容支路作为目标微分电容支路，闭合目标微分电容支路中的第二开关元件，使微分电容模组的电容值与功率设定值匹配。或者，控制电路与第二开关元件连接，可以由控制电路根据用户输入的功率设定值确定对应的电容值，然后从多条微分电容支路中选择目标微分电容支路，向目标微分电容支路发送第二调节信号，控制闭合目标微分电容支路中的第二开关元件，使微分电容模组的电容值与功率设定值匹配。结合上述举例，在功率设定值较大时，可以选择较多数量的微分电容支路作为目标微分电容支路，使微分电容模组具有较大的电容值，与功率设定值匹配；在功率设定值较小时，可以选择较少数量微分电容支路作为目标微分电容支路，使微分电容模组具有较小的电容值，与功率设定值匹配。微分电容支路与积分电容支路的控制原理类型，对微分电容支路的理解可参考积分电容支路，本实施例在此不做赘述。
[0064]
可选地，微分电容模组包括第二执行元件和第二可调电容；第二可调电容与输入电阻并联；第二执行元件与第二可调电容连接，用于在接收到第二调节信号的情况下，调节第二可调电容的电容值与功率设定值匹配。
[0065]
在一种实施方式中，微分电容模组可以包括第二执行元件和第二可调电容，第二执行元件可以对第二可调电容的电容值进行调节，从而使微分电容模组具有不同的电容值。根据功率设定值确定对应的电容值，并向第二执行元件发送第二调节信号的方法可以参考第一执行元件的控制过程，本实施例在此不做赘述。
[0066]
在本发明实施例中，射频电源中还可以包括微分电容模组，微分电容模组可以在自动控制过程中进行微分条件，对直流电源电路203的输出产生超前的控制作用，可以提高射频电源的稳定性。与此同时，微分电容模组的电容值可调，可以调节电容值与功率设定值匹配，从而可以提高射频电源的稳定性。微分电容模组由并联的多条微分电容支路组成或者有可调电容和执行元件组成，微分电容模组的电路结构简单，可以通过多个微分电容支
路的简单组合，调节微分电容模组的电容值，或者通过执行元件调节微分电容模组的电容值，可以使微分电容模组的电容值与功率设定值匹配。
[0067]
综上所述，本发明实施例中，射频电源可以包括主控模块、信号发生器、检测模块和自动增益控制模块；自动增益控制模块包括反馈控制电路、直流电源电路、功率放大电路。主控模块与反馈控制电路的第一输入端连接，并与信号发生器的输入端连接，用于向反馈控制电路输入功率设定值，并向信号发生器输入频率设定值；信号发生器的输出端与功率放大电路的频率输入端连接，用于向功率放大电路输入与频率设定值对应的频率控制信号；检测模块与功率放大电路的输出端连接，并与反馈控制电路的第二输入端连接，用于检测功率放大电路输出的射频信号的前向功率值，并向反馈控制电路输入前向功率值；反馈控制电路与直流电源电路连接，用于对前向功率值和功率设定值之间的偏差值进行比例放大和积分放大，得到并向直流电源电路输出直流电压控制信号；其中，反馈控制电路的积分时间可调；直流电源电路与功率放大电路的电压输入端连接，用于基于电压控制信号，向功率放大电路输出供电电压；功率放大电路用于基于供电电压，对频率控制信号进行放大，输出射频信号。反馈控制电路的积分时间可调，可以调节反馈控制电路的积分时间与设定功率值匹配，解决射频电源工作过程中由于设定功率值与积分时间不匹配导致的过激或响应较慢的问题。
[0068]
在一种实施方式中，主控模块具体用于在处于待机状态的情况下，若接收到启动信号，则进入工作状态，向反馈控制电路输入功率设定值，并向信号发生器输入频率设定值。主控模块还用于在处于待机状态的情况下，若接收到校准信号，则进入校准状态，触发检测模块获取并存储与功率设定值和频率设定值对应的校准参数；主控模块还用于在处于工作状态或校准状态的情况下，若接收到故障报警信号，则进入故障状态；故障报警信号由信号发生器、检测模块或自动增益控制模块发送；主控模块还用于在处于自检状态的情况下，若接收到自检停止信号，则进入待机状态。
[0069]
参考图5，图5示出了本实施例提供的一种主控模块的状态切换示意图，主控模块可以在射频电源上电之后进入自检状态，在进入自检状态之后，主控模块可以对射频电源的各项状态进行检测，例如检测信号发生器、自动增益控制模块和检测模块是否处于正常状态，检测射频电源中的冷却系统是否处于正常状态，检测主控模块分别与信号发生器、自动增益控制模块和检测模块之间的通信链路是否处于正常状态。在自检状态下，主控模块还可以对射频电源中的其它状态进行检测，本实施例对此不做限制。
[0070]
在进入自检状态之后，若接收到自检停止信号，主控模块可以响应于自检停止信号，退出自检状态，进入待机状态。自检停止信号可以由与主控模块通信连接的上位机发送，也可以由用户手动输入主控模块。或者，自检停止信号可以是自检完成信号，主控模块在完成对射频电源的各项检测之后，确定完成自检，生成自检完成信号，退出自检状态，进入待机状态。
[0071]
在处于待机状态的情况下，若接收到启动信号，主控模块可以响应于启动信号，退出待机状态，进入工作状态，并开始向反馈控制电路输入功率设定值，以及向信号发生器输入频率设定值，使功率放大电路输出射频信号。在待机状态下，若接收到自检启动信号，则退出待机状态，并重新进入自检状态。
[0072]
可选地，工作状态可以包括如图5所示的第一工作状态和第二工作状态，当主控模
块处于待机状态时，若接收到第一启动信号，则响应于第一启动信号，进入第一工作状态。在第一工作状态下，主控模块可以接收上位机发送的功率设定值。例如，主控模块通过串口与上位机通信连接，上位机具有显示屏，用户可以操作显示屏，向上位机输入数字量形式的功率设定值。上位机在接收到用户输入的功率设定值之后，通过串口向主控模块发送数字量形式的功率设定值。主控模块在接收到上位机发送的功率设定值之后，可以通过数字模拟转换器将数字量形式的功率设定值转换为模拟量形式的功率设定值，在控制输出射频信号的过程中，向反馈控制电路输入功率设定值。当主控模块处于待机状态时，若接收到第二启动信号，则响应于第二启动信号，进入第二工作状态。在第二工作状态下，主控模块可以接收用户通过模拟量输入模块输入的功率设定值。模拟量输入模块例如滑动变阻器，模拟量输入模块集成在射频电源中，与主控模块连接。在第二工作状态下，用户可以手动操作模拟量输入模块，向主控模块输入与功率设定值对应的模拟信号。主控模块可以根据模拟信号确定对应的功率设定值，在控制输出射频信号的过程中，向反馈控制电路输入功率设定值。其中，在第一工作状态和第二工作状态下，频率设定值可以通过上位机输入主控模块，也可以通过其它方式输入主控模块。实际应用中，用户可以通过上位机或者模拟量输入模块输入功率设定值，可以便于用户根据需求，选择不同的输入方式。
[0073]
可选地，在处于待机状态的情况下，主控模块若接收到校准信号，可以响应于校准信号，退出待机状态，进入校准状态。在校准状态下，主控模块触发检测模块实施校准，校准模块获取并存储与功率设定值和频率设定值对应的校准参数。具体获取校准参数的方法可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。
[0074]
可选地，在处于工作状态或校准状态的情况下，主控模块若接收到故障报警信号，可以响应于故障报警信号，退出工作状态或校准状态，进入故障状态。在进入故障状态之后，主控模块可以控制信号发生器、自动增益控制模块和检测模块分别停止动作，以停止输出射频信号。故障报警信号可以由信号发生器、检测模块和自动增益控制模块发送，也可以由射频电源中的其它模块发送。例如，功率放大电路的温度高于预设的温度上限时，可以向主控模块发送故障报警信号，提示温度高于温度上限。此时，主控模块可以响应于故障报警信号，控制信号发生器、检测模块和自动增益控制模块停止动作，以及控制射频电源中的其它模块停止动作。
[0075]
可选地，主控模块用于在接收到功率设定值的情况下，若功率设定值低于预设的功率下限值或者高于预设的功率上限值，则停止向信号发生器输入频率设定值，以及停止向反馈控制电路输入功率设定值。
[0076]
在一种实施方式中，用户可以预先设置功率下限值和功率上限值，主控模块可以对用户输入的功率设定值进行检测，在检测确定功率设定值低于功率下限值或者高于功率上限值的情况下，确定功率设定值无效，可以停止向信号发生器输入频率设定值，以及停止向反馈控制电路输入功率设定值，以停止输出射频信号。同时，可以停止信号发生器和检测模块，以及停止射频电源中的其它模块，以停止输出射频信号。
[0077]
在本发明实施例中，主控模块可以对用户输入的功率设定值进行检测，避免用户输入的功率设定值超出射频电源的工作限值，以使射频电源可以稳定工作。
[0078]
可选地，主控模块还用于获取射频电源的至少一项状态参数，并向上位机发送状态参数，以使上位机显示状态参数；和/或，在接收到故障报警信号的情况下，向上位机发送
故障报警信号，以使上位机显示故障报警信号；故障报警信号由信号发生器、检测模块和自动增益控制模块发送。
[0079]
在一种实施方式中，主控模块与上位机通信连接，上位机具有显示屏，主控模块还用于获取射频电源的一项或多项状态参数，并向上位机发送状态参数，以使上位机显示状态参数。状态参数可以是信号发生器、检测模块和自动增益控制模块的状态参数，也可以是射频电源中其它模块的状态参数。例如，状态参数可以包括射频信号的前向功率值和反射功率值，主控模块在接收到检测模块发送的前向功率值和反射功率值之后，可以向上位机发送前向功率值和反射功率值，上位机可以在显示屏中显示前向功率值和反射功率值。状态参数还可以包括功率放大电路的温度值、直流电源输出的供电电压的电压值、电流值和功率值等参数。
[0080]
在一种实施方式中，主控模块在接收到故障报警信号之后，可以向上位机发送故障报警信号。结合上述举例，功率放大电路发送的故障报警信号中可以包括功率放大电路的温度值，主控模块可以向上位机转发功率放大电路发送的故障报警信号。上位机在接收到故障报警信号之后，可以在显示屏中显示故障报警信号，以及显示功率放大电路的温度值，以通知用户功率放大电路的温度过高。故障报警信号也可以是其它故障报警信号，例如射频电源中的冷却系统故障时，主控模块可以向上位机发送指示冷却系统故障的故障报警信号，上位机可以显示该故障报警信号，通知用户冷却系统故障。故障报警信号的具体类型可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。
[0081]
在本发明实施例中，主控模块可以获取射频电源的状态参数和/或故障报警信号，并向上位机发送状态参数和/或故障报警信号，使上位机显示状态参数和/或故障报警信号，通知用户射频电源的状态，以便于用户对射频电源进行监测。
[0082]
参考图6，图6示出了本实施例提供的一种射频电源的工作状态示意图，射频电源在上电之后，首先进入自检状态，对射频电源进行自检。在自检完成之后，进入待机状态。在待机状态下，若接收到校准信号，则进入校准状态，触发检测模块获取校准参数。在待机状态下，若接收到故障报警信号，则进入故障状态。在待机状态下，若接收到第一启动信号或第二启动信号，则进入第一工作状态或第二工作状态。在进入工作状态之后，首先可以判断射频电源的各项开启条件是否满足，开启条件可以包括冷却系统是否正常，功率放大电路的温度是否低于温度上限值等，主控模块可以向上位发送开机条件，使上位机显示各项开启条件。若判断各项开启条件满足，则进入下一个步骤，判断功率设定值是否小于功率上限值，以及大于功率下限值。在功率设定值小于功率上限值、且大于功率下限值的情况下，确定功率设定值有效。在功率设定值有效时，设置射频电源中的各项工作参数，工作参数可以包括冷却系统的冷却温度值等。在功率设定值无效时，向上位发送通知信息，指示功率设定值无效。在各项工作参数设置完成之后，主控模块可以向自动增益控制模块输入功率设定值，并向信号发生器输入频率设定值，以控制输出射频信号。在输出射频信号的过程中，主控模块可以对射频电源进行监测，获取各项状态参数，并向上位机发送状态参数，使上位机显示各项状态参数。在接收到停止信号的情况下，主控模块可以控制整个射频电源停止工作。
[0083]
可选地，检测模块具体用于获取预先存储的与功率设定值和频率设定值对应的校准参数，在获取到功率放大电路输出的射频信号的实际前向功率值之后，根据校准参数对
实际前向功率值进行校准，得到并向反馈控制电路输入目标前向功率值。
[0084]
在一种实施方式中，检测模块可以对射频信号的前向功率进行校准，使得自动增益控制模块根据校准得到的前向功率值输出射频信号。结合上述举例，用户可以预先设置多个不同的功率设定值，以及每个功率设定值分别对应的多个不同的频率设定值。在进入校准状态之后，检测模块可以分别获取并存储每个功率设定值对应、且与频率设定值对应的校准参数。在射频电源进入工作状态之后，针对用户输入的功率设定值和频率设定值，检测模块可以获取预先存储的与功率设定值和频率设定值分别对应的校准参数，通过校准参数对射频信号的实际前向功率值进行校准，得到目标前向功率值，然后向反馈控制电路的第二输入端输入目标前向功率值。此时，反馈控制电路可以对目标前向功率值和功率设定值之间的偏差值进行比例放大和积分放大，得到并向直流电源电路输出直流电压控制信号。
[0085]
在本发明实施例中，检测模块可以对射频信号的前向功率值进行校准，使自动增益控制模块根据校准后的前向功率值和功率设定值输出射频信号，可以提供射频信号的精度，使射频信号的实际功率值接近或等于功率设定值。
[0086]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0087]
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
[0088]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者移动设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者移动设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者移动设备中还存在另外的相同要素。
[0089]
以上对本发明实施例所提供的射频电源，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明实施例的限制。