采用动态阻抗实时估计的DC电源

摘要

本发明提供了一种设备和方法，用于控制DC电磁管等离子体处理系统，所述系统根据负载的动态阻抗而自动调节对电源的控制信号，以控制到等离子体的输出功率。采用比开关频率至少高4到5倍的采样频率，对提供功率给等离子体的电源的输出电压和输出电流进行采样，并根据算法基于所采样的电压和电流计算等离子体的动态阻抗，其中ΔV_n和ΔI_n是在一个开关周期内样本之间的最大差值。如果动态阻抗实际上为负，则因此对控制信号进行补偿。

主权项

用于控制DC电磁管等离子体处理系统的设备，包括：a)用于等离子体处理的室，用于在衬底上沉积薄膜，所述室中包含有至少两个电极；b)电源，用于向所述电极提供电压，来点燃等离子体并传递功率；以及c)连接到所述电源的控制器，其根据所述等离子体的动态阻抗的变化，自动调节对所述电源的控制信号。其中，所述控制器包括模拟到数字转换器，用于对所述电源的输出电压和输出电流进行采样；并且其中，所述控制器还包括微处理器，所述微处理器接收来自所述模拟到数字转换器的输入，对所述等离子体的动态阻抗进行实时估计，并发送控制信号到所述电源来调节到所述等离子体的输出功率，并且其中：所述模拟到数字转换器按照采样频率，以多个样本对向所述等离子体供电的电源的输出电压和输出电流进行采样；所述微处理器根据算法 R plasma = ΔV n - 1 ΔI n - 1 , 基于所采样的电压和电流来计算所述等离子体的动态阻抗，其中ΔVn‑1和ΔIn‑1是恰好在等离子体到达稳定状态条件之前从样本中计算出来的，并且其中，ΔVn‑1表示在基于所述采样频率的固定数量的样本中，所述等离子体的电压的逐渐累加，ΔIn‑1表示在基于所述采样频率的固定数量的样本中，所述等离子体的电流的逐渐累加；估计所观测到的动态阻抗实际上是否为负，并由此进行补偿；以及发送控制信号，以根据所述等离子体的动态阻抗来调节所述电源的控制信号。