態(tài)，由此在電壓恒壓區(qū)間中維持在點(diǎn)火設(shè)定電壓V I(；R。
[0216]此外，在點(diǎn)火模式中，輸出電流向點(diǎn)火設(shè)定電流Ikr上升。在點(diǎn)火模式中，逆變器控制進(jìn)行直交變換控制。
[0217]將輸出電流達(dá)到點(diǎn)火設(shè)定電流‘且輸出電壓從向點(diǎn)火設(shè)定電壓V _乘上常數(shù)k(k = 0.2?0.9)而得到的值(k.Vigr)下降的時間點(diǎn)判定為等離子放電的發(fā)生(等離子點(diǎn)火)狀態(tài)，從點(diǎn)火模式切換成穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式。從點(diǎn)火模式向穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式的切換，將斬波控制中的恒壓控制的設(shè)定電壓從點(diǎn)火設(shè)定電壓Vlta切換成穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定電壓V R。
[0218]在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式中選擇了恒壓控制、恒流控制、恒定功率控制中的某個控制時，判定等離子放電的發(fā)生后，切換成基于選擇的控制的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。此時，輸出電流達(dá)到了點(diǎn)火設(shè)定電流11(*后，成為穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時的輸出電流I。。
[0219]在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式中根據(jù)需要可以任意地選擇恒壓控制、恒流控制、恒流控制中的某個，例如除了預(yù)先選擇后對斬波控制部的切換電路進(jìn)行設(shè)定外，還可以從直流電源裝置的外部進(jìn)行設(shè)定。此外，也可以變更選擇。
[0220][直流電源裝置的使用方式例]
[0221]以下，使用圖11和圖12說明直流電源裝置的使用方式例。
[0222](雙陰極電源裝置的結(jié)構(gòu)例)
[0223]圖11表示將本發(fā)明的直流電源裝置應(yīng)用于雙陰極電源裝置的使用方式例。
[0224]雙陰極電源裝置是向等離子發(fā)生裝置的負(fù)載供給高頻電力的電源，等離子發(fā)生裝置在接地的殼體內(nèi)具備電極I和電極2兩個電極。根據(jù)該雙陰極電源裝置，可以向兩個電極施加電氣對稱的交流電壓。
[0225]雙陰極電源裝置具備:整流部，其對交流電源的交流電力進(jìn)行整流；緩沖部，其構(gòu)成用于抑制過渡地產(chǎn)生的高電壓的保護(hù)電路；電壓型降壓斬波部，其將輸入的直流電力的電壓變換成預(yù)定電壓而輸出直流電壓；升壓電路；單相逆變器，其將電壓型降壓斬波部的直流輸出變換成單相的交流輸出；以及單相變壓器，其將單相逆變器的交流輸出變換成預(yù)定電壓。
[0226]雙陰極電源裝置經(jīng)由輸出電纜向一方的電極I供給單相變壓器的一方的輸出，經(jīng)由輸出電纜向另一方的電極2供給另一方的輸出。
[0227]圖12表示向一端接地的負(fù)載應(yīng)用本發(fā)明的直流電源裝置的使用方式例。
[0228]直流電源裝置是向等離子發(fā)生裝置的負(fù)載供給高頻電力的電源，等離子發(fā)生裝置具備從直流電源裝置輸入直流電壓的電極和接地的電極兩個電極。根據(jù)該直流電源裝置，可以使一方的電極接地，并向另一方的電極施加直流電壓。
[0229]直流電源裝置具備:整流部，其對交流電源的交流電力進(jìn)行整流；緩沖部，其構(gòu)成用于抑制過渡地產(chǎn)生的高電壓的保護(hù)電路；電壓型降壓斬波部，其將從整流部輸入的直流電力的電壓變換成預(yù)定電壓而輸出直流電壓；單相變壓器，其將電壓型降壓斬波部的直流輸出變換成單相的交流輸出；單相變壓器，其將單相逆變器的交流輸出變換成預(yù)定電壓；以及整流器，其對單相變壓器的交流輸出進(jìn)行整流。直流電源裝置經(jīng)由輸出電纜向電極A供給整流器的輸出。電極B是接地電極。
[0230]另外，上述實(shí)施方式和變形例中的描述是本發(fā)明的直流電源裝置和直流電源裝置的控制方法的一例，本發(fā)明并不局限于各實(shí)施方式，可以基于本發(fā)明的宗旨進(jìn)行各種變形，而不是將它們從本發(fā)明的范圍中排除。
[0231]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0232]本發(fā)明的直流電源裝置可以作為向等離子發(fā)生裝置供給電力，并進(jìn)行成膜處理或蝕刻處理的電力源來使用。
[0233]符號說明
[0234]I直流電源裝置
[0235]2電壓型降壓斬波部
[0236]3升壓電路
[0237]4單相逆變器
[0238]5控制部
[0239]5A斬波控制部
[0240]5Aa開關(guān)元件控制信號生成電路
[0241]5Ab 電路
[0242]5Ac存儲單元
[0243]5Ad存儲單元
[0244]5Ae比較電路
[0245]5Af存儲單元
[0246]5Ag存儲單元
[0247]5B升壓控制部
[0248]5Ba短路脈沖信號生成電路
[0249]5C逆變器控制部
[0250]10 負(fù)載
[0251]Cfi斬波輸出電容器
[0252]Cl負(fù)載電容
[0253]Cot輸出電容
[0254]D1 二極管
[0255]D2 二極管
[0256]Edc輸入直流電壓
[0257]Ein輸入直流電壓
[0258]F 符號
[0259]IG點(diǎn)火信號
[0260]Ig點(diǎn)火電流
[0261]Iigr點(diǎn)火設(shè)定電流
[0262]10輸出電流
[0263]Ir穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定電流
[0264]J1 能量
[0265]Lfi直流電抗器
[0266]Lnl電抗器
[0267]N負(fù)端子
[0268]P正端子
[0269]P1短路脈沖信號
[0270]Pr穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定功率
[0271]Q1開關(guān)元件
[0272]Q2開關(guān)元件
[0273]Qu、Qv、Qx、QY 開關(guān)元件
[0274]Tlon微小時間寬度
[0275]Vigr點(diǎn)火設(shè)定電壓
[0276]Vin輸入電壓
[0277]V0輸出電壓
[0278]Voig點(diǎn)火電壓
[0279]Vplr等離子發(fā)生設(shè)定電壓
[0280]Vr穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定電壓
[0281]A1短路電流
[0282]A11短路電流
[0283]Aic循環(huán)電流
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種向等離子發(fā)生裝置供給直流電力的直流電源裝置，其特征在于，具備: 電壓型降壓斬波部，其構(gòu)成直流電壓源； 升壓電路，其使所述電壓型降壓斬波部的直流電壓升壓； 單相逆變器部，其將所述升壓電路的直流輸出變換成單相交流；以及控制部，其包含用于控制所述電壓型降壓斬波部的斬波控制部和用于控制所述升壓電路的升壓控制部， 所述控制部切換點(diǎn)火模式和穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式來進(jìn)行控制，所述點(diǎn)火模式是供給使所述等離子發(fā)生裝置發(fā)生等離子放電的點(diǎn)火電壓的模式，所述穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式是使所述等離子發(fā)生裝置的等離子放電持續(xù)的模式， 在所述點(diǎn)火模式中，所述升壓控制部使所述升壓電路的正電壓側(cè)和負(fù)電壓側(cè)之間間歇性短路，控制通過該短路形成的短路電流引起的升壓動作，并控制向等離子發(fā)生裝置施加的輸出電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源裝置，其特征在于， 所述升壓控制部生成使所述升壓電路中連接正電壓端和負(fù)電壓端之間的開關(guān)元件間歇性短路的短路脈沖信號， 通過所述短路脈沖信號將所述開關(guān)元件設(shè)為接通狀態(tài)，由此使電壓型降壓斬波部的輸出端的正電壓端和負(fù)電壓端短路。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直流電源裝置，其特征在于， 在所述點(diǎn)火模式中，所述控制部切換進(jìn)行升壓控制和恒壓控制，所述升壓控制是所述升壓控制部重復(fù)多次基于短路電流的升壓使輸出電壓升壓至點(diǎn)火設(shè)定電壓的控制，所述恒壓控制是所述斬波控制部將所述輸出電壓維持在點(diǎn)火設(shè)定電壓的控制， 在所述輸出電壓達(dá)到了點(diǎn)火設(shè)定電壓后，從升壓控制切換成恒壓控制。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流電源裝置，其特征在于， 所述控制部將斬波控制部中的斬波控制的接通占空比和升壓控制部中的間歇短路動作的次數(shù)設(shè)為參數(shù)， 根據(jù)所述接通占空比控制所述電壓型降壓斬波部的輸入電壓， 根據(jù)所述間歇短路動作的次數(shù)控制升壓比， 根據(jù)所述輸入電壓和升壓比控制輸出電壓的電壓上升。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源裝置，其特征在于， 所述穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式能夠選擇恒壓控制、恒流控制、恒定功率控制中的某個控制，所述恒壓控制是將穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)定值從在點(diǎn)火模式中設(shè)定的點(diǎn)火設(shè)定電壓切換成穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定電壓，將輸出電壓維持在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定電壓的控制，所述恒流控制是將穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)定值從在點(diǎn)火模式中設(shè)定的點(diǎn)火設(shè)定電壓切換成穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定電流，將輸出電流維持在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定電流的控制，所述恒定功率控制是將穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)定值從在點(diǎn)火模式中設(shè)定的點(diǎn)火設(shè)定電壓切換成穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定功率，將輸出功率維持在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定功率的控制， 所述控制部的切換控制，在輸出電流達(dá)到了點(diǎn)火設(shè)定電流，且輸出電壓下降至等離子發(fā)生電壓時，從所述點(diǎn)火模式切換成所述穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式，進(jìn)行從所述恒壓控制、所述恒流控制、所述恒定功率控制中選擇出的控制。6.一種向等離子發(fā)生裝置供給直流電力的直流電源裝置的控制方法，所述直流電源裝置具備:電壓型降壓斬波部，其構(gòu)成直流電壓源；升壓電路，其使所述電壓型降壓斬波部的直流電壓升壓；單相逆變器部，其將所述升壓電路的直流輸出變換成單相交流；以及控制部，其包含用于控制所述電壓型降壓斬波部的斬波控制部和用于控制所述升壓電路的升壓控制部，所述直流電源裝置的控制方法的特征在于， 所述控制部切換點(diǎn)火模式和穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式來進(jìn)行控制，所述點(diǎn)火模式是供給使所述等離子發(fā)生裝置發(fā)生等離子放電的點(diǎn)火電壓的模式，所述穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式是使所述等離子發(fā)生裝置的等離子放電持續(xù)的模式， 在所述點(diǎn)火模式中，所述升壓控制部使所述升壓電路的正電壓側(cè)和負(fù)電壓側(cè)之間間歇性短路，控制通過該短路形成的短路電流引起的升壓動作，并控制向等離子發(fā)生裝置施加的輸出電壓。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直流電源裝置的控制方法，其特征在于， 在所述點(diǎn)火模式中，所述控制部切換進(jìn)行升壓控制和恒壓控制，所述升壓控制是重復(fù)多次基于短路電流的升壓來使輸出電壓升壓至點(diǎn)火設(shè)定電壓的控制，所述恒壓控制是通過所述斬波控制部將所述輸出電壓維持在點(diǎn)火設(shè)定電壓的控制， 在所述輸出電壓達(dá)到了點(diǎn)火設(shè)定電壓后，從升壓控制切換成恒壓控制。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直流電源裝置的控制方法，其特征在于， 所述控制部將斬波控制部中的斬波控制的接通占空比和升壓控制部中的間歇短路動作的次數(shù)設(shè)為參數(shù)， 根據(jù)所述接通占空比控制所述電壓型降壓斬波部的輸入電壓， 根據(jù)所述間歇短路動作的次數(shù)控制升壓比， 根據(jù)所述輸入電壓和升壓比控制輸出電壓的電壓上升。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直流電源裝置的控制方法，其特征在于， 所述穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式能夠選擇恒壓控制、恒流控制、恒定功率控制中的某個控制，所述恒壓控制是將穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)定值從在點(diǎn)火模式中設(shè)定的點(diǎn)火設(shè)定電壓切換成穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定電壓，將輸出電壓維持在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定電壓的控制，所述恒流控制是將穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)定值從在點(diǎn)火模式中設(shè)定的點(diǎn)火設(shè)定電壓切換成穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定電流，將輸出電流維持在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定電流的控制，所述恒定功率控制是將穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)定值從在點(diǎn)火模式中設(shè)定的點(diǎn)火設(shè)定電壓切換成穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定功率，將輸出功率維持在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定功率的控制， 所述控制部的切換控制，在輸出電流達(dá)到了點(diǎn)火設(shè)定電流，且輸出電壓下降至等離子發(fā)生電壓時，從所述點(diǎn)火模式切換成所述穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式，進(jìn)行從所述恒壓控制、所述恒流控制、所述恒定功率控制中選擇出的控制。
【專利摘要】在向等離子發(fā)生裝置供給直流電力的直流電源裝置中，能夠使形成發(fā)生等離子放電的高壓電壓的裝置結(jié)構(gòu)變得簡單且小型化。重復(fù)多次進(jìn)行在直流電源裝置具備的電壓型降壓斬波部中以微小時間流過短路電流而將能量積累在電抗器中的工序，向輸出電容釋放積累在電抗器中的能量，使輸出電壓逐漸上升，由此升壓到點(diǎn)火設(shè)定電壓。使用直流電源裝置所具備的升壓電路的開關(guān)元件來形成短路電流。重復(fù)基于短路電流的積累和釋放的輸出端的升壓，由此使直流電源裝置的輸出端的電壓上升至點(diǎn)火設(shè)定電壓。
【IPC分類】C23C14/34, H02M3/158, H02M3/155, H05H1/46, H02J1/00
【公開號】CN105075402
【申請?zhí)枴緾N201380075362
【發(fā)明人】讓原逸男, 小玉真一, 安達(dá)俊幸
【申請人】株式會社京三制作所
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2013年12月26日
【公告號】EP2947971A1, WO2015045197A1