[发明专利]供电装置和向负载供电的方法

说明书

供电装置包括被构造为将直流(DC)功率转换为交流(AC)功率的逆变器、被构造为向负载提供所述AC功率的阻抗匹配电路以及被构造为调节输出所述AC功率时的供电时段和不输出所述AC功率时的续流时段的排列以调节由所述逆变器通过所述阻抗匹配电路提供给所述负载的功率的功率量的控制器。

技术领域

本发明涉及电子或电气器件，并更具体地涉及供电装置和向负载供电的方法。

背景技术

在生活或工业场所使用的各种电子或电气器件都需要供电装置。根据电子或电气器件的用途、特性或使用环境，电子或电气器件可能需要不同类型的供电装置。在电子或电气器件中，特别是电感耦合等离子体(ICP)器件需要具有高功率和高频率的交流(AC)供电装置。

需要控制提供给电感耦合等离子体器件的功率量或电流量以精确地控制电感耦合等离子体器件的操作。已经研究了各种方法来控制提供给电感耦合等离子体器件的功率电流量。然而，大多数方法都会增加供电装置的复杂性、体积或价格。或者，在供电装置中产生高频开关噪声，或在供电装置上施加应力并导致供电装置故障。因此，供电装置的可靠性降低或供电装置的寿命显著减少。因此，有必要研究不增加复杂性并且不引起高频开关噪声和应力的供电装置和供电方法。

发明内容

技术问题

本发明的示例实施例提供了在不增加其复杂性且不引起高频开关噪声和应力的情况下提高了可靠性的供电装置和供电方法。

技术方案

根据本发明示例实施例的供电装置包括：被构造为将直流(DC)功率转换为交流(AC)功率的逆变器；被构造为向负载提供交流功率的阻抗匹配电路；和被构造为调节输出AC功率时的供电(powering)时段和不输出AC功率时的续流(freewheeling)时段的排列以调节由逆变器通过阻抗匹配电路提供给负载的功率的功率量的控制器。

在示例实施例中，当由逆变器提供的功率的功率量大于目标功率量时，控制器可以控制逆变器以增加续流时段。

在示例实施例中，当由逆变器提供的功率的功率量小于目标功率量时，控制器可以控制逆变器以减小续流时段。

在示例实施例中，控制器可以逐步地增加或减少续流时段，直到由逆变器提供的功率的功率量等于目标功率量。

在示例实施例中，控制器可以检测由逆变器提供的功率的功率量和目标功率量之间的差值，并且可以根据检测的差值来调节续流时段，使得由逆变器提供的功率的功率量等于目标功率量。

在示例实施例中，控制器可以计算由逆变器提供的功率的功率量与目标功率量之间的差值作为误差值，并使用当前误差值、先前误差值和比例积分微分(PID)增益因子来调节续流时段。

在示例实施例中，控制器可以将续流时段的长度限制在阈值以下。

在示例实施例中，阈值可以根据阻抗匹配电路和负载的品质因数以及AC功率的时段来确定。

在示例实施例中，控制器可以通过布置其中在至少一个半周期期间提供AC功率的供电单元和其中在至少一个半周期期间不提供AC功率的续流单元来控制供电时段和续流时段的布置。

在示例实施例中，控制器可以被构造为交替地排列供电单元和续流单元。

在示例实施例中，控制器可以将依次排列的续流单元的数量限制在阈值以下。

在示例实施例中，控制器可以通过布置其中在至少一个周期期间提供AC功率的供电单元和其中不提供AC功率且在至少一个周期期间提供AC功率的续流单元来控制供电时段和续流时段的布置。

在示例实施例中，负载可以是电感耦合等离子体(ICP)。