一种射频电源自动阻抗匹配装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种射频电源自动阻抗匹配装置，属于电子仪器设备领域，所述的射频电源自动阻抗匹配装置包括射频电源、功率相位检测器、阻抗匹配器、等离子体设备、控制单元、电机、自偏压电路，功率相位检测单元连接在射频电源和阻抗匹配器之间，阻抗匹配器连有等离子体设备和电机，控制单元与电机和功率相位检测器相连，自偏压电路连接于阻抗匹配器和等离子体设备之间。本实用新型专利技术通过调节负载阻抗的状态，使负载阻抗与源阻抗匹配的方法。

An automatic impedance matching device for RF power supply

【技术实现步骤摘要】
一种射频电源自动阻抗匹配装置
本技术属于电子仪器设备领域，更具体的说涉及一种射频电源自动阻抗匹配装置。
技术介绍
目前，射频电源自动阻抗匹配器广泛应用于工业领域，射频电源的输出阻抗与等离子体负载之间阻抗不匹配，造成射频功率的浪费。设置自动阻抗匹配器可以有效改善功率浪费。目前匹配器产品存在的主要问题有：自动匹配时间长、工作点不稳定，会带来直流损耗。所述急需要开发一种匹配时间较短，工作点稳定的射频电源自动阻抗匹配器。
技术实现思路
本技术的提供一种射频电源的自动阻抗匹配器，在射频电源和负载之间实现两者阻抗的自动匹配，具有可自动匹配范围大、匹配速度快，节省能耗的优点。为了实现上述目的，本技术是通过以下技术方案实现的：所述的射频电源自动阻抗匹配装置包括射频电源1、功率相位检测器2、阻抗匹配器3、等离子体设备4、控制单元5、电机6、自偏压电路7，功率相位检测单元连接在射频电源1和阻抗匹配器3之间，阻抗匹配器3连有等离子体设备4和电机6，控制单元5与电机6和功率相位检测器2相连，自偏压电路7连接于阻抗匹配器3和等离子体设备4之间。优选的，所述的自偏压电路7由电感线圈、陶瓷电压C和电压表组成，自偏压电路7提供反向偏压，提高电子定向能量、电子密度以及电子温度。优选的，所述的阻抗匹配器3采用∏型匹配网络，所述的电机6采用步进电机。本技术有益效果：本技术的提供一种射频电源的自动阻抗匹配器，在射频电源和负载之间实现两者阻抗的自动匹配，具有可自动匹配范围大、匹配速度快，节省能耗的优点。附图说明图1，为本技术结构框图；图2，为∏型匹配网络；图3，自偏压电路；图中，1-射频电源、2-功率相位检测器、3-阻抗匹配器、4-等离子体设备、5-控制单元、6-电机、7-自偏压电路。具体实施方式下面将结合本技术实施例和附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属本技术保护范围。如图1-3所示，所述的一种射频电源1阻抗匹配装置包括射频电源1、功率相位检测器2、阻抗匹配器3、等离子体设备4、控制单元5、电机6、自偏压电路7。功率相位检测单元连接在射频电源1和阻抗匹配器3之间，阻抗匹配器3连有等离子体设备4和电机6，等离子体设备4作为整个装置的负载。射频信号通过通过式功率计的耦合装置从传输功率中耦合出一部分功率，进行功率计度量计算。控制单元5与电机6和功率相位检测器2相连。功率相位检测器2将射频电源1输出的射频信号传送给控制单元5，调节电机6的转动，改变电容参数，进而改变匹配器的参数，进行匹配网络的调整。自偏压电路7连接于阻抗匹配器3和等离子体设备4之间；阻抗匹配器3采用∏型匹配网络，抗匹配器通过控制单元5的信号进行电容参数调节，阻抗匹配器3网络包括射频输入端口、一个电感线圈、两个电容和输出端口。射频输入端口与功率相位检测器2相连，所述输出端口与负载连接，两个电容分别与两个电机6相连。自偏压电场提高等离子体电子的密度和电子温度，改善等离子体工艺，等离子体中的电子和离子具有不同的迁移率，因此任何与等离子体相接触的浮置物体相对于等离子体都将会被负偏置，这种负偏置（或称自偏压）将在等离子体边界形成一个正离子鞘层，使得等离子体设备4具有容性阻抗的特性。阻抗匹配器3：将传输线上高频信号传送到负载点，调整电容参数使得信号源内阻与所接传输线的特性阻抗大小相等且相位相同，没有信号反射回原点，使负载阻抗上获得最大不失真功率。功率相位检测器2，将射频电源1中射频信号进行入射功率、反射功率、幅值和相位进行检测其差值；控制单元5，将功率相位检测单元的传输的信号进行判断和计算，调整电机6的转动，改变电容，对阻抗网络的参数进行调整。自偏压电路7由电感线圈、陶瓷电压C和电压表组成。自偏压电路7提供反向偏压，提高电子定向能量、电子密度以及电子温度。所述的电机6采用步进电机6，步进电机6接收控制单元的电脉冲信号并转化成与之相对应的角位移或直线位移，是一个完成数字模式转化的执行元件。步进电机6的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比，而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机6绕组的相序，即可获得所需的转角、速度和方向；所述的阻抗匹配器3中的电容采用可变电容器，可变电容器是一种电容量可以在一定范围内调节的电容器，通过步进电机6改变极片间相对的有效面积或片间距离改变时，它的电容量就相应地变化。本技术工作原理：阻抗匹配器3通过控制单元5的信号进行电容参数调节，功率相位检测器2将射频电源1输出的射频信号传送给控制单元5，控制单元5调节电机6的转动，改变阻抗匹配器3的电容参数，进而改变匹配器的参数，进行匹配网络的调整。上面结合附图对本技术的具体实施方式作了详细说明，但是本技术并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下做出各种变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频电源自动阻抗匹配装置，其特征是：所述的射频电源自动阻抗匹配装置包括射频电源（1）、功率相位检测器（2）、阻抗匹配器（3）、等离子体设备（4）、控制单元（5）、电机（6）、自偏压电路（7），功率相位检测单元连接在射频电源（1）和阻抗匹配器（3）之间，阻抗匹配器（3）连有等离子体设备（4）和电机（6），控制单元（5）与电机（6）和功率相位检测器（2）相连，自偏压电路（7）连接于阻抗匹配器（3）和等离子体设备（4）之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种射频电源自动阻抗匹配装置，其特征是：所述的射频电源自动阻抗匹配装置包括射频电源（1）、功率相位检测器（2）、阻抗匹配器（3）、等离子体设备（4）、控制单元（5）、电机（6）、自偏压电路（7），功率相位检测单元连接在射频电源（1）和阻抗匹配器（3）之间，阻抗匹配器（3）连有等离子体设备（4）和电机（6），控制单元（5）与电机（6）和功率相位检测器（2）相连，自偏压电路（7）连接于阻抗匹配器（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤娟，张雪萍，阮解琼，薛坤，
申请(专利权)人：云南农业大学，
类型：新型
国别省市：云南;53