提供用于产生臭氧的一种谐振电源（300）。电源（300）的优点是降低成本和增加臭氧产生器的可靠性。电源（300）从功率源（320）把第一AC电压提供给谐振电路（330），并且谐振电路（330）把第二AC电压提供给臭氧产生单元（110），第二AC电压大于第一AC电压。控制器（340）对适于电路谐振的电源（300）提供控制，该控制对于电路的高Q电路元件值具有较宽的容差。
【技术实现步骤摘要】
用于臭氧发生器的负载谐振型电源本专利技术专利申请是国际申请号为PCT/US2006/031664，国际申请日为2006年8月14日，进入中国国家阶段的申请号为200680034651. 6，名称为“用于臭氧发生器的负载谐振型电源”的专利技术专利申请的分案申请。
技术介绍
臭氧对于需要高水平氧化的许多应用都是很有用的。例如,臭氧对于饮用水的消毒是有用的，并且早在1900年代就已经用于水处理。从更近的方面来说，臭氧已经用于半导体器件处理。臭氧在半导体器件处理中的一个应用是通过生长绝缘膜或通过在晶片上使薄膜氧化而在半导体晶片上形成绝缘层。例如，通过使用TEOS/臭氧处理可以实现高质量SiO2的高沉积速率化学汽相沉积。 臭氧在半导体器件处理中的另ー个应用是用于清洗半导体晶片以及半导体处理设备的处理容器。臭氧对于从半导体晶片和从处理容器的表面除去碳氢化合物是特别有用的。使用臭氧进行清洗是有利的，因为这避免使用需要花高价来处置的有危险性的化学物质。相反，臭氧不存在有毒废物的处置问题，因为臭氧会分解成氧而没有残余物。
技术实现思路
可以根据所谓的“静放电原理”从氧气来产生臭氧。例如，可以通过使高纯度的氧气暴露于放电或电通量中来产生臭氧。放电或电通量激励了氧分子，使它们分裂成它们的原子态。然后原子复合成臭氧(O3)和氧气(O2)的混合物。一般使氧气通过臭氧室(cell)而产生臭氧(03)，臭氧在臭氧室中受到放电的作用，导致氧原子分解和复合成臭氧分子。通过在臭氧室的相对立的板上施加高压AC电源而产生制造臭氧所需要的放电或电通量。从基于变压器的电源振荡器产生高压AC电源。基于变压器的电源(振荡器)的缺点一般包括高成本、有限的可靠性以及有限的エ作范围。例如，高成本一般是由于具有多个绕组和对于冷却和绝缘有特殊封装要求的高压变压器引起的。有限的可靠性一般是由于自激振荡器的布局、与封装质量有关而导致的高压电晕、以及单个源唯一部件的使用引起的。相对于调整输出电压的有限的工作范围是由于自激振荡器布局和晶体管栅极驱动的变压器反馈的使用引起的。本专利技术涉及用于臭氧制造的、使用包括变压器一较低的高压功率振荡器的电源来提供功率的方法和装置。本专利技术的实施例可以降低成本、増加可靠性和臭氧发生器的工作范围。一个实施例包括具有功率源和直接耦合到功率源的谐振电路的电源，功率源把第一 AC电压提供给谐振电路，谐振电路提供用于臭氧发生单元的第二 AC电压，第二 AC电压大于第一 AC电压。谐振电路响应于频率实质上接近谐振电路的谐振频率的第一 AC电压把实质上的谐振电压施加于臭氧发生单元。在一些实施例中，谐振电路可以是包括与谐振电容器串联耦合的谐振电感器的串联谐振电路。谐振电容器可以是独立的电容器、臭氧发生单元的固有电容或独立电容器和臭氧发生単元的固有电容两者的组合。谐振电路具有大于或等于10的Q-因子。在其它实施例中，谐振电路可以是包括与谐振电容器并联的谐振电感器的并联谐振电路。谐振电容器可以是独立的电容器、臭氧发生単元的固有电容或独立电容器和臭氧发生単元的固有电容两者的组合。功 率源可以是半桥式反相器、全桥式反相器和/或开关功率源。开关元件可以是MOSFET、BJT、IGBT和/或任何其它类型的开关元件。电源还可以包括把信号提供给功率源导致功率源调制第一 AC电压、导致第二 AC电压具有所要求的电压幅值的控制器。可以使用脉冲宽度调制和/或频率调制来调制第一AC电压。控制器可以把信号提供给功率源使谐振电路在其最大工作谐振频率下工作。控制器可以通过对检测的输入DC电流与设置点输入电流进行比较而调谐到谐振电路的最大工作频率。在通过对检测的谐振电流与设置点谐振电流进行比较而自调谐到谐振电路的最大工作频率期间，控制器可以控制臭氧发生単元的谐振电压。本专利技术的ー些实施例还包括用于臭氧发生的电源。可以应用本专利技术的其它实施例以提供用于产生任何反应气体的电源。本专利技术ー些实施例的优点包括通过免除了对于变压器的需要而降低成本以及增加可靠性和臭氧发生器的工作范围。使用高Q谐振电路(一般对于臭氧发生器为Q > 10)代替变压器意味着电路谐振频率峰较窄。由于其中心频率与电路元件有关，通常具有比谐振峰宽度要宽的容差，控制如此的电路成了ー个问题。在臭氧发生器和其它应用中的谐振电源方面，控制高Q谐振电路的电路允许实现上述优点。附图说明从下述本专利技术较佳实施例的更特定的说明，本专利技术的上述和其它的目的、特征和优点将变得显而易见。附图不必定符合比例，而是着重于用于说明本专利技术的原理。图I是示出一般臭氧发生器的视图；图2是示出根据现有技术用于臭氧发生器的基于变压器的电源的视图；图3是示出根据ー个实施例的电源的视图，所述电源具有用于在单个臭氧室中产生臭氧的变压器ー较低功率振荡器；图4是示出根据ー个特定实施例的电源的视图，所述电源具有用于在单个臭氧室中产生臭氧的变压器ー较低功率振荡器；图5A示出频率调制控制器的一个实施例的详细的示意图；图5B示出脉冲宽度调制控制器的一个实施例的详细的示意图；图6不出表不设置点功率和谐振频率之间关系的曲线图；图7是示出根据ー个实施例的电源的视图，所述电源具有用于在多个臭氧室中产生臭氧的多个变压器一较低功率振荡器；以及图8A和SB是示出根据其它特定实施例的电源的视图，所述电源具有用于在单个臭氧室中产生臭氧的变压器ー较低功率振荡器。具体实施方式图I是示出一般臭氧发生器100的视图。臭氧发生器100包括这里称为臭氧室IlOa…IlOn的一系列臭氧发生単元。通过氧气入口 120把氧气(O2)提供给每个臭氧室110以转换成臭氧(O3)和氧气(O2)的混合物。所产生的臭氧混合物通过臭氧出口 130流出臭氧发生器100。臭氧室110的部件一般包括对置电极板(未示出)以及电解质屏障(未示出)。电解质屏障的位置对着电极板中之一，形成电解质屏障和对置电极板之间的通道。在工作中，放电作用于通过通道的氧气(02)，导致氧原子的分解和复合成臭氧分子。为了引起放电或电通量，在每个臭氧室110的对置电极板上施加高电压AC功率。通过一系列功率振荡器140a…140η提供高电压AC功率，其中每个振荡器140向各自的臭氧室110提供功率。功率振荡器140耦合到公共DC电源150，该公共DC电源150可以使单相或三相AC线电压152转换成经调整的DC电压(Vdc)。每个振荡器140依次把经调整的DC电压(Vdc)转换成提供给对应的/各自的臭氧室110的高电压AC功率，导致臭氧产生所需要的放电或电通量。可以在美国专利5，932，180中发现臭氧室110的ー个示 范性实施例，这里结合该专利的完整内容作为參考。通常，使用变压器实现功率振荡器140以产生高电压AC功率。图2是示出根据现有技术用于臭氧发生器的基于变压器的电源200的视图。所示的电源200包括DC电源210和两个附加级(I)用于调整输出功率的补偿转换器(buck converter) 220以及(2)包括在臭氧室110上产生高电压AC功率的变压器232的自振荡推挽转换器230。图3是示出根据ー个实施例的电源300的视图，所述电源具有用于在单个臭氧室中产生臭氧的变压器ー较低功率振荡器310。功率振荡器310包括耦合到谐振电路330的功率源320。谐振电路3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：I·埃尔金，A·R·米勒纳，K·泰兰，M·乔什，
申请(专利权)人：MKS仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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