JP2006521078A - ガス放電プロセス用給電ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の課題は、冒頭に述べたような形式の方法と該方法を実施するための装置において、所定の定格出力のもとでワイドレンジな出力電圧が設定可能となるように改善を行うことである。
前記課題は本発明により、直流出力電圧の生成のために、第2の電圧変換段において、少なくとも1つのブーストコンバータのスイッチング素子が制御されたデューティファクタで切り替えられるようにして解決される。第1の電圧変換段によれば、ガス放電プロセスの通常のモード、すなわちガス放電プロセスを維持するためのモードに適した第1の直流電圧が生成される。この第1の電圧変換段を介してガス放電プロセスの給電電圧が設定される。第2の電圧変換段では、出力電圧の引き上げ、特にガス放電プロセスの点弧のための引き上げが行われる。ガス放電プロセスの点弧が行われた後では、第2の電圧変換段を介してガス放電プロセスを維持する間の出力電圧の制御、特に第2の電圧変換段によって上方の出力電圧範囲における電力の調整が行われる。この手段によって、ブーストコンバータの能動素子は、最大許容出力電圧に依存して選択されるだけでよい。第1の電圧変換段の構成素子は、そのことには依存しない。制御されたデューティファクタを備えたブーストコンバータのスイッチング素子の切り替えは、ブーストコンバータの開路動作に対する耐性をもたらす。それにより、インダクタンスからブーストコンバータのフィルタコンデンサへの各周期毎のエネルギのポンピングが回避される。それによって、無負荷状態での出力電圧の上昇(これは構成素子の破壊に結びつく)が避けられる。その他にも(パルス)デューティファクタの制御によって直流出力電圧の調整が可能となる。特にこの(パルス)デューティファクタはゼロの値への設定が可能なので、直流出力電圧は第2の直流電圧に相応する。
概略的な図面には本発明によるプラズマプロセス直流電圧給電ユニットの実施例が示されており、それらは以下の明細書において詳細に説明する。この場合、
図1は、プラズマプロセス直流電圧給電ユニットの第1実施例のブロック回路図であり、
図2は、プラズマプロセス直流電圧給電ユニットの第2実施例のブロック回路図である。
Claims (19)
- 第1の電圧変換段(2)において第1の直流電圧が、予め定められた電圧範囲の第2の直流電圧に変換され、第2の電圧変換段(3)において直流出力電圧が第2の直流電圧から生成される、ガス放電プロセス給電ユニット(1)の直流出力電圧を生成するための方法において、
直流出力電圧の生成のために、第2の電圧変換段において、少なくとも1つのブーストコンバータ(20)のスイッチング素子(23)が制御されたデューティファクタで切り替えられるようにしたことを特徴とする方法。 - 第2の直流電圧が第2の電圧変換段(3)において高められる、請求項1記載の方法。
- 直流出力電圧が第2の直流電圧から生成され、その場合少なくとも2つのブーストコンバータのスイッチング素子(33,37)が制御されたデューティファクタでもって時間的にずらされて切り替えられる、請求項2記載の方法。
- 特に比較的高い直流電圧が少なくとも2つの特に並列に接続されたブーストコンバータによって生成され、その場合ブーストコンバータのスイッチング素子(33,37)が制御されたデューティファクタでもって時間的にずらされて切り替えられる、ガス放電プロセス給電ユニットの直流出力電圧を生成するための方法。
- 前記スイッチング素子は18kHz以上の周波数で駆動制御される、請求項1から4いずれか1項記載の方法。
- 前記スイッチング素子(33,37)は、同じ周波数で駆動制御されるか、若しくは所定の基本周波数の倍数で駆動制御される、請求項3から5いずれか1項記載の方法。
- 第1の直流電圧がまず交流電圧に変換され、この交流電圧が引き続き第2の直流電圧に整流される、請求項1から3若しくは5又は6記載の方法。
- 交流電圧がスイッチング素子(12〜15)のブリッジ回路によって形成され、この場合当該スイッチング素子(12~15)は、パルス幅変調されて若しくは位相シフトされて駆動制御される、請求項7記載の方法。
- 前記ブリッジ回路のスイッチング素子(12〜15)とブーストコンバータ(20)のスイッチング素子(23,33,37)が同じ周波数か若しくは所定の基本周波数の倍数で駆動制御される、請求項8記載の方法。
- 交流電圧が整流の前に変換される、請求項8または9記載の方法。
- 第1の直流電圧は、配電電圧から整流によって生成される、請求項1から10いずれか1項記載の方法。
- 第1の直流電圧から、650Vよりも小さい、有利には50〜650Vの範囲の電圧の第2の直流電圧が生成され、第2の直流電圧から600Vよりも大きい、有利には600〜2000Vの範囲の電圧の出力電圧が生成される、請求項1から11いずれか1項記載の方法。
- 第1の直流電圧を第2の直流電圧に変換するための第1の電圧変換段(2)と、第2の直流電圧を直流出力電圧に変換するための第2の電圧変換段(3)を有している、請求項1〜12いずれか1項記載の方法を実施するためのプラズマプロセス直流電圧給電ユニット(1)において、
第2の電圧変換段(3)が、スイッチング素子(23)を備えた少なくとも1つのブーストコンバータ(20)を有しており、
前記スイッチング素子(23)は、制御されたデューティファクタで駆動制御されるように構成されていることを特徴とするプラズマプロセス直流電圧給電ユニット。 - 制御ユニット(6)が設けられており、該制御ユニット(6)は、第1の電圧変換段(2)と第2の電圧変換段(3)を駆動制御している、請求項13記載のプラズマプロセス直流電圧給電ユニット。
- 少なくとも2つの並列に接続されたブーストコンバータが設けられている、請求項13または14記載のプラズマプロセス直流電圧給電ユニット。
- 前記ブーストコンバータは、共通のフィルタコンデンサ(34)を有している、請求項15記載のプラズマプロセス直流電圧給電ユニット。
- 前記ブーストコンバータのスイッチング素子(33,37)は、時間的にずらされて駆動制御される、請求項15又は16記載のプラズマプロセス直流電圧給電ユニット。
- 第1の電圧変換段(2)は、第1の直流電圧から交流電圧を生成するためのインバータ(11)と、交流電圧の電圧変換のための変圧器(16)と、第2の直流電圧を生成するための整流器(19)を有している、請求項13から17いずれか1項記載のプラズマプロセス直流電圧給電ユニット。
- 前記整流器(11)は、ブリッジ回路として構成されている、請求項18記載のプラズマプロセス直流電圧給電ユニット。
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