特許7381336IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

高周波電源装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、保護機能は、高周波電源装置におけるフィードバック制御によって実現されている。このため、応答速度は進行波電力が一定の場合のフィードバック制御よりも遅くなることが一般的である。また、リニア方式の電力増幅器を搭載した高周波電源装置の応答速度に比べ、スイッチング方式の電力増幅器を搭載した高周波電源装置の応答速度はさらに遅くなってしまう。特に、進行波電力や反射波電力が急激に変化する負荷急変が発生した場合には、出力抑制制御が十分に働かないことがあり、高周波電源装置内部の部品に多大な電気的ストレスを与えることがある。さらに、不要な進行波電力の急増は、高周波電源装置に接続されるプラズマ装置(負荷)へのダメージを引き起こす可能性がある。このような負荷急変対策として、例えば、特許文献1では、直流電源部の平滑用コンデンサに対して並列にコンデンサ放電用スイッチと電流制限用抵抗器とを設け、負荷インピーダンスの過渡的な変化検出時に瞬時に放電させることにより、負荷に供給されるエネルギーを抑制することが開示されている。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

課題を解決するために、本接続される負荷に対して高周波出力を供給する高周波電源装置であって、少なくとも2つの電力増幅器と、少なくとも1つの電力合成部と、電力合成部から出力され、負荷に供給する進行波電力信号と、負荷からの反射波電力信号と、を検出する高周波電力検出部と、検出した進行波電力信号および反射波電力信号の変化量によって、負荷急変を検出し、負荷急変を検出した場合に電力増幅器の・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本開示によれば、高周波電源装置の大型化を招かずに負荷急変時における高周波電源装置内の部品および接続された負荷装置への電気的ストレスを低減することが可能となる。

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 スイッチングアンプ方式の電力増幅器を用いた場合の進行波電力上昇率とリニアアンプ方式の電力増幅器を用いた場合の進行波電力上昇率を示す図(シミュレーション結果)である。
【図2】 スイッチング方式の電力増幅器を用いて、図1の場合と同様の条件で負荷急変時の進行波電力急増を実機確認した結果を示す図である。
【図3】 本実施形態による高周波電源装置10の概略構成例を示すブロック図である。
【図4】 DC-RF変換部1_121およびDC-RF変換部2_122の内部構成例を示す図である。
【図5】 合成部13の内部構成例を示す図である。
【図6】 進行波電力/反射波電力増加量演算部18の内部構成例を示す図である。
【図7】 本実施形態による、負荷急変検出および負荷急変検出時の保護処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図8】 本実施形態による、負荷急変検出時の保護機能の解除処理を説明するためのフローチャートである。
【図9】 図7および図8で説明した負荷急変保護動作および保護動作解除の一連の流れを説明するためのタイムチャートである。
【図10】 本実施形態による負荷急変保護機能に関する各種パラメータを設定するためのパラメータ設定画面1000の構成例を示す図である。
【図11】 負荷急変として検出可能な電力変化の態様例を示す図である。
【図12】 本実施形態による保護機能を負荷急変時に動作させたときの効果(シミュレーション)を説明するための図である。
【図13】 本実施形態による保護機能を負荷急変時に動作させたときの効果(実測値)を説明するための図である。

代表図 図1本件の代表的な図

10 高周波電源装置 11 直流電源部 12 電力増幅部 13 合成部 14 高周波電力検出部 15 制御部 16 PWM信号生成部 17 高周波信号生成部 18 進行波電力/反射波電力増加量演算部 19 入力部 20 表示部 30 インピーダンス整合器 40 負荷 50 商用電源 121 DC-RF変換部1 122 DC-RF変換部2 151 負荷急変判定部 152 位相シフト量決定部

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