CN102045934B - 超高压汞灯的恒功率控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超高压汞灯的恒功率控制电路，用在光刻机超高压汞灯的电源电路中。本发明由分别检测所述汞灯电压和电流信号的电压传感器和电流传感器、第一和第二放大器、模拟乘法器、滤波及信号调节电路、电压跟随器和脉宽控制器组成；所述电压传感器的输出端经第一放大器接模拟乘法器的一个输入端；所述的电流传感器的输出端经第二放大器接模拟乘法器的另一个输入端；所述模拟乘法器的输出端依次经滤波及信号调节电路、电压跟随器接脉宽控制器的输入端。本发明的优点是有效地提高了超高压汞灯的光强的稳定性，从而提高了电子元器件的成品率和质量。

Description

超高压汞灯的恒功率控制电路
技术领域
 本发明涉及一种超高压汞灯的恒功率控制电路，具体用在光刻机超高压汞灯的电源电路中。
背景技术
在微电子光刻领域中，曝光光源的稳定性直接影响着电子元器件的成品率和质量，目前，随着一些新器件和高集成度电路的不断问世，光学微细加工技术以及相应的制造工艺亦不断进步。新技术、新工艺的不断出现使光学微细加工逐渐向高集成度、超微细线宽方向发展，这样对光刻设备曝光光源的稳定性提出了更高的要求，目前一些设备采用线性电源以及恒流控制的开关电源控制超高压汞灯发光，光强稳定性差，很难满足生产工艺的要求，而采用本发明技术的开关汞灯电源则能有效提高光强的稳定性，满足生产工艺的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高光强的稳定性的超高压汞灯的恒功率控制电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：
本发明由分别检测所述汞灯电压和电流信号的电压传感器和电流传感器、第一和第二放大器、模拟乘法器、滤波及信号调节电路、电压跟随器和脉宽控制器组成；所述电压传感器的输出端经第一放大器接模拟乘法器的一个输入端；所述的电流传感器的输出端经第二放大器接模拟乘法器的另一个输入端；所述模拟乘法器的输出端依次经滤波及信号调节电路、电压跟随器接脉宽控制器的输入端。
本发明的工作原理如下：
在超高压汞灯开关电源中，用电压、电流传感器检测汞灯电压、电流信号，经过运算放大后，通过模拟乘法器转换为功率信号，该信号通过脉宽控制器(PWM)去控制、调节功率变换电路中的高压脉冲占空比，使得由于某种原因造成汞灯功率增大时，高压脉冲占空比变小；反之功率降低时，高压脉冲占空比增大，这样调节输出高压脉冲占空比，进而调节供给汞灯的功率，达到稳定功率的目的，保证了发光强度的稳定性。
本发明的有益效果如下：
在超高压汞灯开关电源的控制电路中采用恒功率控制方式，控制超高压汞灯发光功率保持恒定，从而能够有效地提高了光强的稳定性，最终提高了电子元器件的成品率和质量。
附图说明
图1为超高压汞灯的恒功率控制示意图（原理框图）。
图2为本发明的原理框图（即图1中的恒功率控制电路的原理框图）。
图3为本发明的电路原理图。
具体实施方式
由图2、图3所示的实施例可知，本实施例由分别检测所述汞灯电压和电流信号的电压传感器和电流传感器、第一和第二放大器、模拟乘法器、滤波及信号调节电路、电压跟随器和脉宽控制器组成；所述电压传感器的输出端经第一放大器接模拟乘法器的一个输入端；所述的电流传感器的输出端经第二放大器接模拟乘法器的另一个输入端；所述模拟乘法器的输出端依次经滤波及信号调节电路、电压跟随器接脉宽控制器的输入端。
所述电压传感器和电流传感器采用霍尔磁平衡传感器，它们的标号分别为TV1和TA1。
所述第一和第二放大器的结构相同，其中第一放大器由第一运算放大器N1及其外围元件电阻R1-R4和电容C1组成；所述第一运算放大器N1的同相输入端经电阻R2接电压传感器TV1的输出端M，所述电阻R1与电容C1并联后接在电压传感器TV1的输出端M与地之间，第一运算放大器N1的反相输入端经电阻R3接地，电阻R4接在第一运算放大器N1的输出端与反相输入端之间；所述第二放大器由第二运算放大器N2及其外围元件电阻R5-R8、电容C2组成。
所述模拟乘法器的标号为N3，其型号为AD534JD，所述模拟乘法器N3的输入端X1接第一运算放大器N1的输出端，其输入端Y1接所述第二运算放大器N2的输出端。
所述滤波及信号调节电路由电阻R9、滤波电容C3、电位器RP1组成；所述电阻R9、滤波电容C3和电位器RP1并联后的一端接所述模拟乘法器N3的输出端OUT，其另一端接地。
所述电压跟随器由第三运算放大器N4及其外围元件电阻R10组成，电阻R10接在运算放大器N4的输出端与其反相输入端之间，第三运算放大器N4的同相输入端接所述电位器RP1的动臂。
所述脉宽控制器由脉宽集成控制器N5及其外围元件电阻R11和电位器RP2组成；脉宽集成控制器N5的反相输入端IN-接第三运算放大器N4的输出端，其同相输入端IN+接电位器RP2的动臂；电阻R11与电位器RP2串联后接在+5V与地之间；所述脉宽集成控制器N5的型号为SG3524。
在图3中，N1、N2、N4的型号为OP07。
图1表明了本发明的恒功率控制电路与超高压汞灯及功率变换电路的连接关系。
本实施例的工作原理如下：
采用霍尔磁平衡电压、电流传感器检测超高压汞灯的电压、电流信号，并通过第一和第二运算放大器N1、N2放大。
放大后的电压信号和电流信号通过模拟乘法器N3转换为功率信号。功率信号经滤波后，再经第三运算放大器N4放大后加在脉宽集成控制器 N5(PWM）的内部误差放大器的反相输入端IN-；同相输入端IN+，通过电阻R11、电位器RP2组成的基准电压电路设定基准电平，N5的两端电平                                                [IN+与IN-]通过内部误差放大器比较放大后控制N5的输出脉冲宽度，使得当IN-升高，亦即功率增大时，脉冲变窄，反之脉冲变宽。

Claims (1)

1.一种超高压汞灯的恒功率控制电路，其特征在于它由分别检测所述汞灯电压和电流信号的电压传感器和电流传感器、第一和第二放大器、模拟乘法器、滤波及信号调节电路、电压跟随器和脉宽控制器组成；所述电压传感器的输出端经第一放大器接模拟乘法器的一个输入端；所述的电流传感器的输出端经第二放大器接模拟乘法器的另一个输入端；所述模拟乘法器的输出端依次经滤波及信号调节电路、电压跟随器接脉宽控制器的输入端；
所述电压传感器和电流传感器采用霍尔磁平衡传感器，它们的标号分别为TV1和TA1；
所述第一和第二放大器的结构相同，其中第一放大器由第一运算放大器N1及其外围元件电阻R1-R4和电容C1组成；所述第一运算放大器N1的同相输入端经电阻R2接电压传感器TV1的输出端M，所述电阻R1与电容C1并联后接在电压传感器TV1的输出端M与地之间，第一运算放大器N1的反相输入端经电阻R3接地，电阻R4接在第一运算放大器N1的输出端与反相输入端之间；所述第二放大器由第二运算放大器N2及其外围元件电阻R5-R8、电容C2组成；
所述模拟乘法器的标号为N3，其型号为AD534JD，所述模拟乘法器N3的输入端X1接第一运算放大器N1的输出端，其输入端Y1接所述第二运算放大器N2的输出端；
所述滤波及信号调节电路由电阻R9、滤波电容C3、电位器RP1组成；所述电阻R9、滤波电容C3和电位器RP1并联后的一端接所述模拟乘法器N3的输出端OUT，其另一端接地；
所述电压跟随器由第三运算放大器N4及其外围元件电阻R10组成，所述电阻R10接在运算放大器N4的输出端与其反相输入端之间，第三运算放大器N4的同相输入端接所述电位器RP1的动臂；
所述脉宽控制器由脉宽集成控制器N5及其外围元件电阻R11和电位器RP2组成；脉宽集成控制器N5的反相输入端IN-接第三运算放大器N4的输出端，其同相输入端IN+接电位器RP2的动臂；所述电阻R11与电位器RP2串联后接在+5V与地之间；所述脉宽集成控制器N5的型号为SG3524。
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