[发明专利]用于采用双电源给双磁控管供电的系统和方法

说明书

公开了一种用于采用双电源给双磁控管供电的系统和方法。第一电源给第一磁控管提供第一电压。第二电源给第二磁控管提供第二电压。平衡器电路控制驱动电流，以改变第一磁控管的磁场和第二磁控管的磁场，从而将第一电压和第二电压维持在基本相等的电压。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2013年03月15日提交的申请号为61/788,500的美国临时专利申请的权益，通过引用将其全部公开内容并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于控制由以共同电压操作的双电源来供电的一对磁控管的系统和方法。

背景技术

磁控管可以用于产生射频(RF)能量。该RF能量可以用于不同的目的，诸如加热物品(即，微波加热)，或者其可以用于产生等离子体。等离子体又可以用在许多不同的处理中，诸如薄膜沉积、金刚石沉积以及半导体制造过程。RF能量也可以用于在产生UV(或者可见)光的石英外壳内创建等离子体。在这方面决定性的那些性质是在将DC(直流)功率转换为RF能量时实现的高效率以及磁控管的几何结构。一个缺点是用于产生给定功率输出所要求的电压随磁控管的不同而发生变化。这种电压主要可以由磁控管的内部几何结构以及腔内的磁场强度来确定。

一些应用可以要求两个磁控管来提供所要求的RF能量。在这些情况下，每个磁控管要求单独的电源。然而，两个具有相同设计的磁控管可以不具有相同的电压-电流特性。两个相同的磁控管之间的正常制造公差和温差可以从个体到个体产生不同的电压-电流特性，并且在它们寿命周期的动态操作状态下发生变化(subeject to change)。同样地，每个磁控管可以具有略微不同的电压。例如，磁控管可以具有彼此不同的操作曲线，使得一个磁控管可以比另一个磁控管产生更高的功率输出。具有较高输出功率的磁控管可以比另一个变得更热，导致其比另一个磁控管具有更短的有用预期使用期限。此外，这可以导致产生更高输出的磁控管的功率输出使得其半个灯泡中的等离子体比另一半变得更热，因此产生不对称的UV输出功率图案。

因此，期望出现的但是还未提供的是用于维持给双磁控管供电的双电源的恒定电压和电流操作点的系统和方法。

发明内容

通过提供采用双电源给双磁控管供电的系统和方法在本领域中解决了上述问题并实现了技术方案。第一电源将第一电压提供给第一磁控管。第二电源将第二电压提供给第二磁控管。平衡器电路控制驱动电流，以改变第一磁控管的磁场和第二磁控管的磁场，从而将第一电压和第二电压维持在基本相等的电压。第一电压和第二电压可以是基本恒定的电压。

在实施例中，第一电源将第一供电电流提供给第一磁控管，第二电源将与第一供电电流基本相等的第二供电电流提供给第二磁控管，从而在第一磁控管和第二磁控管之间维持基本共同的操作点。

在实施例中，系统还可以包括第一线圈驱动器和第二线圈驱动器，其中第一线圈驱动器电耦合到平衡器电路并且磁耦合到第一磁控管，第二线圈驱动器电耦合到第一线圈驱动器并且磁耦合到第二磁控管。第一线圈驱动器和第二线圈驱动器可以串联电耦合。

第一线圈驱动和第二线圈驱动器可以接收驱动电流。该驱动电流激励第一线圈驱动器，并且该驱动电流激励第二线圈驱动器，从而分别以相反的方向调节第一磁控管的磁场和第二磁控管的磁场，以将第一电压和第二电压维持在基本相等的电压。

在实施例中，平衡器电路还可以包括用于提供驱动电流的辅助电源。该平衡器电路还可以包括与第一电源信号通信以用于感测第一电压并且与第二电源信号通信以用于感测第二电压的处理设备。该处理设备可以是数字信号处理器。该处理设备可以将误差信号提供给辅助电源，以调节该驱动电流。提供给辅助电源的误差信号可以基于由处理设备实现的比例-积分-微分(PID)反馈回路或者比例-积分(PI)伺服回路的输出。

在实施例中，处理设备可以感测第一电压和第二电压之间的电压量值差。