[发明专利]一种在线更换式无间断输出电源

说明书

本发明公开了一种在线更换式无间断输出电源，其包括有主板以及插接于主板的多个电源模块，多个电源模块的输出功率之和作为无间断输出电源的总输出功率，主板包括有：报警系统；实时反馈和诊断系统，用于实时监测多个电源模块的工作参数数据，并且当电源模块的任一工作参数达到预设报警值时，通过报警系统发出报警提示；模块切换系统，用于根据实时反馈和诊断系统的监测结果控制电源模块的功率输出状态，并且当电源模块的任一工作参数达到预设报警值时，控制该电源模块停止功率输出，同时调整其他电源模块的输出功率，以令其他电源模块的输出功率之和保持在总输出功率。本发明实现了在线更换电源模块以及无间断功率输出。

技术领域

本发明涉及不停机生产线的电源设备，尤其涉及一种在线更换式无间断输出电源。

背景技术

电源设备在半导体生产领域被广泛地应用，随着真空等离子技术的发展，射频、微波以及直流电源是产生等离子体不可或缺的部件，在晶体生长、离子蚀刻及干法去胶的半导体工艺中起关键作用。特别是随着ALD、ALE等复杂工艺的突破，在长晶、蚀刻或去胶过程中要求电源不间断供电的能力越来越高。现有的电源设计主要存在如下现状，首先，无论是MKS、AE、COMDEL等等生产包括射频、微波或直流电源的电源设备，都不具备无间断输出能力，一旦电源内的任何一元器件失效，电源立即停止输出，只能在报警后等待更换已损电源；此外，现有的电源设计一般会保留至少20％的功率余量，例如一台最大输出功率为10千瓦的射频电源，通常将工作输出设置为6-8千瓦，用以增强其连续负载能力。

基于上述因素，导致现有的电源设备存在如下缺陷：首先，电源一旦出现问题，则设备必须切断电供、水供或者气供，之后才能更换整台电源，不具备在线更换能力，据统计，每更换一台电源平均需要2-4小时，而机台和工艺复原平均需要6-8小时，这对一条动辄投资几百亿的半导体产线来说是不小的损失。其次，一旦电源内的任何一元器件失效，则电源立即停止输出，这将造成半导体生产工艺中的等离子体熄灭、晶体生长或等离子蚀刻停止，导致产品报废，机台停产，严重影响生产效率和损耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种将电源等分为多个可插接于主板的电源模块，并在运行过程中对电源模块进行参数监测，筛选出即将失效的电源模块，同时保持总输出功率不变，进而实现无间断输出的在线更换式电源。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种在线更换式无间断输出电源，其包括有主板以及插接于所述主板的多个电源模块，多个电源模块的输出功率之和作为所述无间断输出电源的总输出功率，所述主板包括有：报警系统；实时反馈和诊断系统，用于实时监测多个电源模块的工作参数数据，并且当所述电源模块的任一工作参数达到预设报警值时，通过所述报警系统发出报警提示；模块切换系统，用于根据所述实时反馈和诊断系统的监测结果控制所述电源模块的功率输出状态，并且当所述电源模块的任一工作参数达到预设报警值时，控制该电源模块停止功率输出，同时调整其他电源模块的输出功率，以令其他电源模块的输出功率之和保持在所述总输出功率。

优选地，所述主板预设有基于前馈网络实现的时间预测模型，借由所述时间预测模型对即将发生故障的电源模块进行判定，再将该电源模块的输出功率平均分配到其他电源模块，之后通过所述报警系统发出报警提示并显示该发生故障的电源模块的所处位置。

优选地，所述无间断输出电源的总输出功率设置为:实际总输出功率比目标总输出功率大20％。

优选地，所述实时反馈和诊断系统对所述电源模块进行实时监测的工作参数数据包括电压、电流、频率、发射功率、功率匹配、电位差、温度和风量功效。