[发明专利]一种半导体温控设备及温控方法

权利要求书

1.一种半导体温控方法，所述半导体温控方法用于半导体温控设备，其特征在于，半导体温控设备包括制冷系统、循环系统和控制系统，所述制冷系统包括：压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器，所述压缩机的出口与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口与所述电子膨胀阀的入口连接，所述电子膨胀阀的出口与所述蒸发器的第一入口连接，所述蒸发器的第一出口与所述压缩机的入口连接；所述循环系统包括：加热器、循环水箱和循环泵，所述加热器的入口与所述蒸发器的第二出口连接，所述加热器的出口与刻蚀工艺设备负载的入口连接，所述刻蚀工艺设备负载与所述加热器之间的管线设置有出口温度传感器，所述刻蚀工艺设备负载的出口与所述循环水箱的入口连接，所述刻蚀工艺设备负载与所述循环水箱之间的管线设置有回口温度传感器，所述循环水箱的出口与所述循环泵的入口连接，所述循环泵的出口与所述蒸发器的第二入口连接；控制系统分别与所述加热器、所述出口温度传感器、所述回口温度传感器电连接；

所述方法包括以下步骤：

步骤a10，对控制系统的PID控制参数比例Kp、积分Ki、微分Kd进行初始化，使得Kp＝Kp0，Ki＝Ki0，Kd＝Kd0，此时，E0＝0，系统状态Status1＝0，E0用于记录温度误差值E1在上一控制周期的数值，E1＝SP-PV1，SP为设定的目标温度值，PV1为出口温度传感器检测的当前出口温度值；

步骤a20，根据当前温度误差值E1与上一控制周期的温度误差值E0得到两个控制周期之间E1的变化差值ΔE1，ΔE1＝E1-E0，根据回口温度传感器检测的当前回口温度值PV2与出口温度传感器检测的当前出口温度值PV1，计算回口与出口温度差值E2和当前回口温度变化速率Rate2；

步骤a30，对回口温度变化速率Rate2或回口与出口温度差值E2进行大小判断并对系统状态Status1值进行修改；

步骤a40，根据回口与出口温度差值E2的大小和系统状态Status1值对PID控制参数进行调整；

步骤a50，当PID控制周期Ti完毕时，计算并输出加热控制变量Hout数值，将E1值赋给E0。

2.根据权利要求1所述的半导体温控方法，其特征在于，所述对回口温度变化速率Rate2或回口与出口温度差值E2进行大小判断并对系统状态Status1值进行修改包括：

当Rate2≥0.2℃时，将Status1置1，即Status1＝1；

当Rate2≤-0.2℃时，将Status1置0，即Status1＝0；

当E2＜1℃时，将Status1置0，即Status1＝0。

3.根据权利要求1所述的半导体温控方法，其特征在于，所述根据回口与出口温度差值E2的大小和系统状态Status1值对PID控制参数进行调整包括：

当E2≥1℃且Status1＝1时，对PID控制参数进行调整，否则将PID的控制参数设置为初始参数即Kp＝Kp0，Ki＝Ki0，Kd＝Kd0。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体温控方法，其特征在于，所述对PID控制参数进行调整包括：

当E10.2且ΔE10时，将Ki设定为0.8*Ki0，将Kd设定为0.7*Kd0，在这种条件下增大Kp值，同时对E1进行条件判断，当0.2E10.4时，将Kp设定为1.3*Kp0，当E1≥0.4时，将Kp设定为1.5*Kp0；

当E1-0.2且ΔE10时，若-0.4E1-0.2，则将Kp设定为0.9*Kp0，若E1≤-0.4，则将Kp设定为0.8*Kp0，Ki设定为初始参数值Ki0，Kd设定为1.2*Kd0；

当E1-0.2且ΔE10时，Ki设定为0.8*Ki0，Kd设定为0.7*Kd0，若-0.4E1-0.2，则将Kp设定为1.3*Kp0，若E1≤-0.4，则将Kp设定为1.5*Kp0；

当E10.2且ΔE10时，若0.2E10.4，则将Kp设定为0.9*Kp0，若E1≥0.4，则将Kp设定为0.8*Kp0，Ki设定为初始参数值Ki0，Kd设定为1.2*Kd0；

当-0.2≤E1≤0.2时，将Kp设定为Kp0，Ki设定为Ki0，Kd设定为Kd0。

5.根据权利要求4所述的半导体温控方法，其特征在于，所述控制周期Ti为3s。