CN106462115A - 控制布置结构、控制系统和高频率功率发生装置 - Google Patents

Abstract

一种控制布置结构(6)，所述控制布置结构(6)尤其用于控制功率和/或用于使高频率功率发生器的输出阻抗与负载的阻抗、尤其是等离子体放电部分的阻抗的阻抗匹配，所述控制布置结构包括：a.第一控制单元(13)，第一目标值(14)和第一实际值(12)以及校正值(15)被供给于所述第一控制单元(13)，所述第一控制单元(13)被设置成能在考虑所述校正值(15)的情况下生成第一被操纵的变量(22)，b.用于确定校正值的装置(16)，控制值(24)被供给于该装置，而且，该装置设置成能在考虑所述控制值(24)和默认值(17)的情况下确定所述校正值(15)，其中c.所述用于确定校正值的装置(16)和所述第一控制单元(13)被设计成使得：当所述控制值(24)偏离所述默认值(17)时，所述校正值(15)影响所述第一控制单元(13)，以使得在所述第一控制单元(13)的调整状态下所述第一实际值(12)偏离所述第一目标值(14)。

Description

控制布置结构、控制系统和高频率功率发生装置

技术领域

本发明涉及一种控制布置结构，尤其是一种用于控制功率和/或用于使阻抗高频率功率发生器的输出阻抗与负载的阻抗、尤其等离子体放电部分的阻抗阻抗匹配的控制布置结构，所述控制布置结构包括：

a.第一控制单元，第一目标值和第一实际值以及校正值被供给于第一控制单元，第一控制单元被设置成能在考虑校正值的情况下生成第一调整值，

b.用于确定校正值的装置，控制值被供给于所述用于确定校正值的装置，并且，所述用于确定校正值的装置被设置成能在考虑控制值和默认值的情况下确定出校正值。

此外，本发明还涉及一种控制系统、一种具有高频率功率发生器的高频率功率发生装置、一种等离子体激发系统以及一种方法、尤其是一种用于控制功率和/或用于使高频率功率发生器的输出阻抗与负载的阻抗阻抗匹配的方法。

背景技术

在工业HF等离子体技术中，使高频率功率源(高频率功率发生器)的电阻抗与消耗器(consumer)、尤其等离子体放电部分匹配是一个重要的细节。通常，匹配电路承担这一任务。在处理中，电抗部件形成转换电路，所述转换电路将负载的复合阻抗(通常欧姆值非常小)转换成高频率功率发生器的复合阻抗(通常为(50+0j)Ω)。已知的实施例是由两个电容器以及一个线圈组成的电路。

由于消耗器(负载)的阻抗总是由于等离子体的不均匀性而变化，因此匹配电路提供了这样的控制：该控制通常会再次调整三个电抗中的两个，以使得由高频率功率发生器检测到的阻抗保持不变。

然而，匹配电路具有下述缺点：它们的可变电抗(通常为被步进电机控制的用于较高的高频功率的旋转真空电容器)仅仅能够被慢速地(在毫秒至秒的范围内)再调整，并且此外还易于磨损。

为了能够在时间尺度上(微秒至毫秒)更快地反应，高频率功率发生器的激发频率的控制本身已经在等离子体的工业应用中被建立。在处理中，基础波的频率(基频的同义词)(通常为2MHz至160MHz)以下述方式变化：使得高频率功率发生器的阻抗与负载更好的匹配。

频率控制的一个缺点在于：阻抗对于频率的低依赖性使得影响范围是有限的，并且高频率功率发生器的频率范围也通常是有限的。频率控制的另外的缺点在于：其固有就不可能平衡负载的每个阻抗值，这是因为频率轴线仅仅是一个一维值，但是由于复合的并由此二维的阻抗的转换却需要两个非线性依赖的参数。

由于这些原因，通常附加地需要被控制的匹配电路。频率控制能平衡快速的等离子体变化，同时匹配电路可以转换宽的二维阻抗范围并由此承担基本的阻抗匹配。

采用两种独立的控制是复杂的。最好的办法是，两个控制电路总收益形成高台，控制在每个发现的位置处保持稳定。甚至，低公差比如偏离电压或数字中间计算中的舍入误差可能导致控制彼此建立依赖，而这仅仅在达到控制极限时才会停止。例如，频率的再调整可能导致匹配电路控制它的电抗，而匹配电路的电抗的控制进而导致频率的重新的再调整，并以此继续，直至电抗之一不能被进一步再调整或者直至达到频率范围的极限。

由此，难以达到阻抗匹配稳定的状态。

发明内容

因此，本发明的目的在于给出一种阻抗匹配的方式，利用该方式可以实现稳定的阻抗匹配状态。

根据本发明的第一方面，该目标是通一种控制布置结构实现的，所述控制布置结构尤其用于控制功率和/或使高频率功率发生器的输出阻抗与负载、尤其是等离子体放电部分的阻抗的阻抗匹配，所述控制布置结构包括：

a.第一控制单元，第一目标值和第一实际值以及校正值被供给于所述第一控制单元，所述第一控制单元被设置成能在考虑所述校正值的情况下生成第一调整值，

b.用于确定校正值的装置，控制值被供给于该装置，而且，该装置设置成能在考虑所述控制值和默认值的情况下确定所述校正值，

c.所述用于确定校正值的装置和所述第一控制单元被设计成使得：当所述控制值偏离所述默认值时，所述校正值影响所述第一控制单元，以使得在所述第一控制单元的调整状态下所述第一实际值偏离所述第一目标值。

根据本发明，控制没有像通常那样设计成使得第一调整值被生成，以使得调整后的状态下的实际测量值等于目标值，而是，特意使得实际值与目标值之间存在偏差。例如，被消耗器、例如等离子体放电部分所反射的功率Pr可以作为第一实际值被检测。所述反射功率应当尽可能的小。因此，可以将例如0W的反射功率设置为第一目标值。

为了匹配阻抗，可以将基频设置成可变的。第一调整值由此可以以下述方式生成：通过所述第一调整值调整基频而没有精确地实现0W的反射功率。这会由于下述原因而发生：在用于确定校正值的装置中生成对应的校正值，该校正值在确定第一调整值时被考虑。为此，例如第一调整值自身可以作为控制值被供给。然而，与调整值相关的另外的变量也可以作为控制值被供给于用于确定校正值的装置。所述另外的变量例如可以是被调整值所调整的测量频率。然而，所述控制值还可以是被匹配电路中的调整值、例如匹配电路中的电抗尤其电容的调整所影响的变量。在处理中，所述调整值可以是用于匹配电路的调整值，尤其是用于匹配电路中的电抗的调整值。然而，第一调整值还可以为用于调整频率的默认值，并由于它对频率的作用同样间接地影响匹配电路、尤其是电抗。由此可见，控制值可以是第一调整值或被第一调整值直接或间接地影响的变量。

由于实际值也通常被第二控制布置结构、例如控制匹配电路的控制布置结构影响，因此上述过程意味着能够在总体上实现稳定的阻抗匹配。

由于根据本发明的控制布置结构，高频率功率发生器的频率由此没有致力于最小控制偏差，而是具有朝向优选的频率(默认值)的倾向，并且，由于这种特意的小失配，使得匹配电路的控制总是具有与控制同样的激励，直至当前频率最终与优选的频率再次匹配。

如上所述，校正值可以是第一调整值。

然而，校正值也可以是确定出的实际值，该实际值根据第一调整值调整自己。

第一调整值可以是高频率功率发生器的频率的调整值。

第一调整值可以是匹配电路的一构件的一变量的调整值，尤其是电抗的调整值，优选是电容的调整值。

校正值可以是高频率功率发生器的确定出的频率。

特别地，用于确定校正值的装置和第一控制单元可以以下述方式设计：当控制值偏离默认值时，校正值影响第一控制单元，以使得在第一控制单元的调整状态下第一实际值由于校正值的影响而偏离第一目标值。尤其，在第一控制单元的调整状态下第一目标值可以由于校正值的影响而被修正。

校正值可以是一确定出的变量或者第二控制布置结构对于该变量的调整值。在处理中，校正值可以是匹配电路的一构件的一变量，尤其是电抗，优选为电容。

在处理中，校正值也可以间接地与第一调整值相关。第一调整值例如可以是高频率功率发生器的频率的调整值，而校正值可以是一确定出的变量或者第二控制布置结构对于变量的调整值。在处理中，该变量可以是匹配电路的一构件的变量，尤其是电抗，优选为电容。

根据本发明的控制布置结构还可以提供不设置上述第二控制布置结构的优点。也即，根据本发明的控制布置结构自身就可以实现效率提高。高频率功率发生器可以允许具有反射功率并由此能够在它的工作频率范围内更高效地工作，以使得反射功率所造成的损失远大于所补偿的。

此外，可以稳定地控制阻抗匹配，这尤其发生下述情况下：外部匹配电路的另外的控制影响内部控制(即影响频率的控制)。

用于确定校正值的装置可以设置成能确定校正值，以减小校正值相对于默认值的偏差。例如，基频可以被设置成默认值并且高频率功率发生器的被检测到的当前基频可以用作校正值。因此，用于确定校正值的装置试图减小当前基频相对于默认基频的偏差。由此，避免调整后的基频到达允许的频率范围之外。不但单一种信号频率可以被用作默认值，而且频率范围也可以被使用。

除了将频率用作默认值之外，还能够想到将匹配电路的电抗设置为默认值或者甚至将匹配电路的电容器的设定设置为默认值。

第一调整值可以用来调整匹配电路及其电抗，以使得第一实际值例如反射功率以目标方式相对于目标值具有偏差。

控制值可以对应于匹配电路的当前检测到的电抗。

控制单元可包括积分器，尤其是数字积分器。

校正值可以被加以或乘以积分器的积分量。尤其，校正值由此可以在积分器的反馈回路中被增大或倍增。在处理中，例如，在控制值等于默认值的情况下，例如当检测到的基频或该基频的调整值等于默认频率时，校正值可以为0(零)。“控制值减去默认值”得到的差越大，校正值可以负得越多。

当“默认值减去控制值”得到的差越大时，校正值可以正得越多。

如果操纵被执行，积分器可以被恒定地影响，以使得控制偏爱默认值的方向并由此偏爱例如特定的频率的方向；也即，在正偏差的情况下，积分器的量(content)恒定地略微减小；在负频率偏差的情况下，积分器的量恒定地略微增大。

控制单元可包括比例控制器，校正值被供给于所述比例控制器。当前频率相对于优选的或特定的频率的偏差的绝对值越大，校正值对第一实际值和第一目标值的偏差减小得越多。

校正值可以是关于默认值和控制值两者的偏差的函数，尤其线性函数或二次函数或任何其它期待的函数。

用于确定校正值的装置可以设计成另外的控制单元，校正值可以是另外的调整值，默认值是另外的目标值并且控制值是另外的实际值。例如，所述另外的控制单元可以被设置成能控制频率。替代地，所述另外的控制单元可以设计成能控制匹配电路(即所谓的匹配盒)的一构件、尤其是电抗部件。

致动用于确定校正值的装置的控制单元和/或致动第一控制单元的控制单元可以被提供。例如，该控制单元可以干涉以将频率偏差从期待的基频带向期待的范围。

此外，包括根据本发明的第一控制布置结构并包括第二控制布置结构的控制系统落入本发明的范围内。第一实际值或与第一实际值相关的实际变量可以供给于第二控制布置结构，第二控制布置结构可以被设置成能生成第二调整值。例如，第一控制布置结构可以被设置能控制高频率功率发生器的输出处的反射功率，其中，第一控制单元正是用于该目的。所述另外的控制单元、即用于确定校正值的装置可以被提供以控制基频。第二控制布置结构同样可以被设置成能控制高频率功率发生器的输出处的反射功率或者与反射功率的相关的变量。尤其，外部匹配电路可以被提供，所述外部匹配电路利用单独的测量装置检测反射功率或与反射功率相关的变量。该变量尤其采用以下述方式来控制：调整并控制匹配电路的一构件、尤其是电抗构件、优选为电容器。

第二调整值被提供以相应地调整所述构件。

当然，能够想到利用第一控制布置结构来控制匹配电路的一构件，尤其是电抗构件，优选为电容器，并利用第二控制布置结构来控制高频率功率发生器的激发频率和基频。

此外，包括高频率功率发生器和测量装置、并包括根据本发明的控制布置结构的高频率发生装置落入本发明的范围内，其中，所述测量装置用于确定第一实际值。

在处理中，第一调整值可以设置成能影响高频率功率发生器的频率。

此外，包括高频率功率发生器和用于确定第一实际值的测量装置、并包括根据本发明的控制系统的高频率发生装置落在本发明的范围内。

本发明还包括一种等离子体激发系统，所述等离子体激发系统具有高频率功率发生器、等离子体放电部分、以及用于确定第一实际值的测量装置，所述等离子体放电部分连接至高频率功率发生器以使得所述等离子体放电部分被供给以由高频率功率发生器生成的功率，并且，所述等离子体激发系统还包括根据本发明的控制布置结构。

还落在本发明的范围内的是一种等离子体激发系统，所述等离子体激发系统具有高频率功率发生器、等离子体放电部分和测量装置，所述等离子体放电部分连接至高频率功率发生器，以使得所述等离子体放电部分可以被供给以由高频率功率发生器生成的功率，所述测量装置用于确定第一实际值，并且所述离子体激发系统还包括根据本发明的控制系统。

本发明还涉及一种方法，尤其是一种用于控制输出和/或使高频率功率发生器的输出阻抗与负载的阻抗、尤其与等离子体放电部分的阻抗匹配的方法，所述方法包括下述方法步骤：

a.从第一目标值、第一实际值和校正值生成第一控制单元的第一调整值，

b.从控制值和默认值确定出校正值，

c.校正值被生成，以使得：当控制值偏离默认值时，在第一控制单元的调整状态下第一实际值偏离第一目标值。

由于该过程，稳定了阻抗匹配的调整。

替代地或附加地，第一调整值可以设置成能被控制手段监测，并且校正值能够设置成能参考第一调整值来确定。

此外，第一调整值的生成和校正值的确定能够设置成在第一控制布置结构中执行，并且第一实际值或与第一实际值相关的值能够设置成还能够被第二控制布置结构控制。在处理中，两个控制布置结构中的控制方向可以自愿(consensually)(同步)地确定。在自愿控制的情况下，尤其可以将第一控制布置结构的第一控制单元设置成包括用于确定控制偏差的装置，第一实际值和第一目标值被供给于该装置，并且该装置设置成能从第一实际值和第一目标值确定控制偏差，所述控制偏差在确定第一调整值中被考虑。

替代地，能够想到的是，控制方向被连续(consecutively)地、即利用试错的方法确定。在连续控制的情况下，错误的大小在量和正负方面不需要被同时确定，而是，利用试错方法(更好/更差匹配)分别确定频率或电抗各自的控制方向。例如，可以进行背离最佳匹配的频率、朝向优选的频率的频率调节，直至达到这种频率偏离的可接受的失配。该方向由逐步尝试所确定的匹配走向中的升高来限定。

如果第一控制布置结构用来调整匹配电路的电抗的话，那么优选地操纵匹配电路的电抗，所述电抗的设置在很大程度上取决于基频的阻抗。

尤其，当控制值偏离默认值时，在第一控制单元的调整状态下第一实际值由于校正值的影响而相对于第一目标值偏离。尤其，在第一控制单元的调整的状态下，第一实际值可以通过校正值的影响而被修正。

本发明的更多的特征和优点可以从本发明的实施例的参考附图的下述详细说明中以及从权利要求中发现，所述附图示出本发明的基本细节。附图中示出的特征不一定理解成按比例绘制，而是采用使根据本发明的特定特征可以清楚可见的方式示出。本发明的各变型例中的各种特征可以自己单独实施，或者以期待的组合的方式多个一起实施。

附图说明

本发明的实施例在下文中予以更详细的说明并在附图中被示出，所述附图为：

图1a至1d示意性示出等离子体激发系统的四个实施例；

图2a至2d示意性示出等离子体激发系统的另外四个实施例；

图3为示出本发明的效果的图表；

图4为积分器的第一实施例；

图5为积分器的第二实施例；

图6为积分器的第三实施例；

图7控制手段的一实施例。

具体实施方式

图1a至1d示出具有高频率发生装置2的等离子体激发系统1的四个第一实施例，所述高频率发生装置2包括高频率功率发生器3、第一测量装置4和第二测量装置5以及第一控制布置结构6。此外，高频率功率发生器3、第一、第二测量装置4、5是高频率气体放电装置7的一部分，所述高频率气体放电装置7还包括等离子体腔8、匹配电路9和第三测量装置20。

此外，图1a至1d均示出控制系统10，所述控制系统10除了第一控制布置结构6之外还具有第二控制布置结构11。在处理中，第一控制布置结构6控制高频率功率发生器3、尤其控制高频率功率发生器3的频率，尤其为了根据匹配电路9和等离子体腔8所组成的组合的输入阻抗调整高频率功率发生器3的输出阻抗。第二控制布置结构11控制匹配电路9，尤其至少控制匹配电路9中的电抗。所述第二控制布置结构11例如可以为匹配电路9中的电容器。第二控制布置结构11从第一测量装置4接收测量信号作为实际值。第二控制布置结构11还能够接收借助另外的测量装置19在匹配电路9中测得的信号以作为测量信号，例如电压、电流、阻抗和/或相位关系。然而，图1a至1d和2a至2d示出的第三测量装置20没有旨在代表这种测量装置，而是代表用于检测电抗的调整的测量装置，所述电抗是通过控制布置结构11调整的。这将在图1c和2b相关的描述中予以更详细的说明。

第二控制布置结构11可以与匹配电路9以及另外的测量装置19一起共同容置在壳体、尤其是金属壳体中。匹配电路9可以设计成能够被空气或流体冷却。

为了能够以低损耗的方式向等离子体腔8中的等离子体放电部分供给高频率功率，高频率功率发生器3的输出阻抗与等离子体放电部分和匹配电路的所组成的组合的输入阻抗匹配。根据本发明，第一控制布置结构6被提供并连接至第一测量装置4。通过第一测量装置4能够确定高频率功率发生器3的输出处的测量值。例如，等离子体腔8中的等离子体放电部分所反射的功率或者反射功率的变化被检测。在处理中，反射功率的变化可以通过频率本身来改变。为此，可以调制频率。

第一实际值12被供给于第一控制单元13。第一控制单元13还被供给以第一目标值14和校正值15。

在考虑这些变量的情况下，第一调整值22由第一控制单元13生成并供给于高频率功率发生器3。用于确定校正值的装置16被供给以控制值24和默认值17。在处理中，所述用于确定校正值的装置16和第一控制单元13设计成：当第一调整值22偏离默认值17时，校正值15影响第一控制单元13，以当控制值24和默认值17不同时在第一控制单元13的调整状态下第一实际值12偏离第一目标值14。

在图1a至1d的实施例中，第一测量装置4的测量值作为第一实际值12被供给于第一控制单元13。

在图1a和1b示出的实施例中，控制值24可以是高频率功率发生器3的激发信号的频率。对应地，默认值17可以是优选的频率，尤其是激发信号的期待的基频并由此是高频率功率发生器3的高频率功率信号的期待的基频。

在图1a示出的实施例中，控制值24是第一调整值22。在图1b示出的实施例中，控制值24是被第一调整值22所调整的变量的、由第二测量装置5所测得的实际值，也即例如高频率功率发生器3的频率。

由此可见，由于根据本发明的第一控制布置结构6，高频率功率发生器3的频率没有被优选地调频以阻抗匹配，而是具有倾向于默认值17、也即倾向于优选的频率的趋势，从而使得例如：由于特意的失配，匹配电路9的控制通常具有类似于控制的激励。这甚至会导致控制值24、即比如当前频率与默认值17、即例如优选的频率再次匹配。

为了控制匹配电路9，第二控制布置结构11可以被提供，所述第二控制布置结构11被供给以第二实际值27，第二实际值27同样可以是反射功率并与由第一测量装置4确定的测量值匹配或相关。还能够并且更常规的是，第二控制布置结构11可以接收在匹配电路9中测得的信号作为第二实际值27，例如电压、电流、阻抗和/或相位关系。然而，为了清楚起见，这没有在附图中示出。

此外，第二控制布置结构11可以被供给以第二目标值26。根据第二实际值27和第二目标值26，可以生成第二调整值28，第二调整值28继而被供给于匹配电路9，以例如调整那里的电抗，尤其调整电容器，并由此改善阻抗匹配性。

第一控制单元13可包括用于确定控制偏差的装置21，所述装置21被供给以第一实际值12和第一目标值14并设置成能从第一实际值12和第一目标值来确定控制偏差，所述控制偏差在确定第一调整值22时被考虑。如果提供用于确定控制偏差的装置21的话，那么可以执行自愿(德语：konsensuelle)控制。如果没有提供确定出控制偏差的话，那么可以执行连续控制，在所述连续控制中，利用试错的方法(trial and error，即更好/更差匹配的方法)通过频率递变来确定控制方向。背离最佳匹配的频率、朝向由默认值17限定的频率的频率调节被执行，直至建立该频率偏离的可接受的匹配。方向是由逐步尝试所限定的匹配走向中的升高来限定。

在图1c的实施例中，用于确定校正值的装置16被供给以被控制布置结构11所调整的构件的调整结果(作为控制值24)，该调整结果由第三测量装置20测得。该调整结果例如可以是匹配电路9中的一构件的调整结果，尤其是发生装置的调整结果，优选为电容的调整结果。在图1d的实施例中，用于确定校正值的装置16被供给以由第二控制布置结构11确定的用于调整所述构件的第二调整值28(作为控制值24)，所述构件被控制布置结构11调整。该调整结果例如可以是匹配电路9中的一构件的调整结果，尤其是发生装置的调整结果，优选是电容的调整结果。在图1c和1d的实施例的情况下，默认值17是该构件的调整结果的优选的值或值范围。

图2a至2d是等离子体激发系统1另外的实施例的示意图。在这些实施例中，第一控制布置结构6配属于匹配电路9，而第二控制布置结构11配属于高频率功率发生器3。图2和图1中对应的元件具有相同的附图标记。

在图2a至2d示出的实施例中，反射功率或反射功率的变化在测量装置4中检测并被用作第一实际值12。还能够并且更常规的是，使得在匹配电路9中所测量的信号、例如电压、电流、阻抗和/或相位关系被另外的测量装置19检测并用作第一实际值12。

例如，匹配电路9中一构件的调整结果、尤其发生装置的调整结果、优选电容器的调整结果作为第一调整值22被确定。

在图2a至2d的实施例中，第二控制布置结构11控制高频率功率发生器3的频率。为此，由第一测量装置4检测的并与反射功率相关的测量值作为第二实际值27被供给于该控制布置结构。例如，等于0(零)的反射功率被预先设定以作为目标值26用于所述控制布置结构。该控制布置结构确定用于高频率功率发生器3的、作为第二调整值28的频率默认值(调整值)。

在图2a的实施例中，用于确定校正值的装置16被供给以作为控制值24的第一调整值22，第一调整值22是由第一控制布置结构6确定的以用于调整被控制布置结构6所调整的构件。第一调整值22例如可以是匹配电路9中的一构件的调整结果，尤其是发生装置的调整结果，优选是电容器的调整结果。

在图2b的实施例中，用于确定校正值的装置16被供给以由控制布置结构11调整的构件的调整结果(作为控制值24)，所述调整结果由第三测量装置20确定。所述调整结果例如可以是匹配电路9中的一构件的调整结果，尤其是发生装置的调整结果，优选为电容的调整结果。在图2a和2b的实施例中，默认值17是该构件的调整结果的优选的值或值范围。

在图2c至2d的实施例中，与测量频率或测量频率的调整值相关的控制值24被供给。由此，默认值17可以是优选的频率或频率范围，尤其是激发信号的期待的基频并因此是高频率功率发生器3的高频率功率信号的期待的基频。

在图1a至2d的实施例中，控制手段29被提供，所述控制手段29控制用于确定校正值的装置16和/或控制第一控制单元13。例如，控制手段29可以介入以将相对于期待的基频的频率偏差带到期待的范围内。控制手段29可以是高频率发生装置2的一部分。控制手段29也可以布置在高频率发生装置2外。控制手段29可以是控制系统10的一部分。控制手段29也可以布置在控制系统10外。控制手段可以是图7的实施例中所描述的控制手段。

图3展示了本发明的效果。频率表示在水平轴线上，在此记录了13.1至14.2MHz的频率范围。竖直轴线对应于反射功率Pr或对应于正比于反射功率Pr的信号。曲线25表示随着频率的变化在负载上、例如等离子体放电部分上的所反射的功率。优选的频率、即默认值17(例如在实施例中为13.56MHz)位于位置31处。在该点上，由于最佳匹配而没有出现反射功率。然而，如果改变高频率功率发生器3处的负载、即等离子体放电部分的阻抗，那么曲线25移动至曲线26。频率相对于最初保持不变。由此，反射功率在点32处增加。目前，传统地，频率控制会控制在点33处而不考虑校正值15。然而，根据本发明，校正被启动并由此所述频率控制会控制在点34处以特意使反射功率出现。这使得第二控制布置结构11被驱使以重置匹配电路9。

第一控制单元可以以不同的方式构造。例如，第一控制单元可包括PI控制器或PID控制器。PI控制器的积分器或PID控制器的积分器可以以不同的方式构造。积分器的不同实施例在图4至6中示出。

图4示出积分器40，控制偏差在点41处被供给于积分器40。反馈回路43连接求和单元42，在所述反馈回路中加法器44被提供，积分量在加法器44与校正值15相加。在处理中，如果确定出的实际频率与特定的频率匹配，校正值可以等于0。对于其它频率，校正值可以是<0or>0。

积分器40’的另外的实施例在图5中示出。在该情况下，倍增器50被提供在反馈回路43中，校正值15在倍增器50被乘以积分量。由此，积分器被恒定地影响，以使得向着优选的频率(默认值)的控制是优选的。

在根据图6的积分器40"的实施例的情况下，加法器51位于求和单元42上游。因此，与校正值15相加在求和单元42之前执行。因此，所述控制偏差的校准被执行。校正值对于优选的频率优选为0，对于其它频率优选为<0and>0。

高频率功率发生器3和高频率发生装置2中的均可容置在壳体、尤其是金属壳体中，并具有电源连接部。一个或一个以上组件可以布置在这两种装置中。组件可以安装在金属基体上和/或电路板上。此外，通风连接部可以被提供以用于空气循环和冷却。此外，高频率发生装置2和高频率功率发生器3可以具有各种连接部、例如冷却剂连接部或用于与外部构件电连接的连接部。

第一控制布置结构6、控制系统10第二控制布置结构11可以设计成模拟控制系统或控制布置结构、或尤其设计成数字控制系统或控制布置结构。为此，测量信号被过滤、采样和数字化。数字控制系统或控制布置结构可以在微处理器、例如数字信号处理器(DSP)或可编程的逻辑装置(PLD)尤其在FPGA中实现。采用这种方式，控制系统或控制布置结构可以尤为快速地工作。

图7是控制系统600的一实施例的示意图，所述控制系统600适于执行指令以在本发明的装置中的一个中执行所述方法的一个或一个以上方面。例如，控制系统600可以用来实现从图1a至2d的控制手段29。图7中的构件应该理解为示例而没有限制用来执行本发明的具体实施例的硬件、软件、固件、嵌入式逻辑构件或由多个这些构件所组成的组合的使用或功能的范围。图示的构件中的一些或全部可以是控制系统600的一部分。

在该实施例中，控制系统600包含有至少一个处理器601，比如中央处理单元(CPU，DSP)或可编程的逻辑装置(PLD，FPGA)。控制系统600还可以包括工作存储器603和数据存储器608，工作存储器603和数据存储器608通过总线640相互通信并与其它构件通信。总线640还可以将显示装置632、一个或一个以上输入装置633、一个或一个以上输出装置634、一个或一个以上存储装置635以及各种存储介质636彼此连接并连接至处理器601、工作存储器603和数据存储器608中的一个或一个以上装置。所有的这些元件可以直接耦接至总线640或借助一个或一个以上接口622、623、624、625、626或适配器耦接至总线640。

控制系统600可以具有任何适合的物理形式，包括但不局限于：一个或一个以上集成电路(IC)、印刷电路板(PCB)、移动手机、膝上型或笔记本计算机、分布式计算机系统、计算网格或服务器。处理器601或中央处理单元(CPU)包含有高速缓冲的存储单元602(如果适用的话)，以用于命令、数据或处理器地址的临时本地存储。处理器601构造成能帮助执行存储在至少一个存储介质上的指令。

存储器603可包括各种构件，包括但不局限于：随机访问的存储构件(例如RAM604，尤其是静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)等)、只读构件(例如ROM 605)、和这些构件的任何的期待的组合。ROM 605还可以用于与一个或多个处理器601进行数据和指令的单向通信，而RAM 604还可以用于与一个或多个处理器601进行数据和指令的双向通信。

只读存储器608选择性地通过存储器控制单元607与一个或多个处理器601双向连接。只读存储器608提供附加的存储容量。存储器608可以用来存储操作系统609、程序610、数据611、应用612、以及应用程序等。通常但必然的是，存储器608是比主存储器(例如存储器603)慢的次级存储介质(比如硬盘)。存储器608例如还可包括磁存储装置、光学存储装置或晶体管化的存储装置、固态存储装置(例如基于闪存的系统)或这些装置的任意组合。在适当的情况下，信息存储器608可以作为虚拟存储器集成在存储器603中。

总线640连接大量的子系统。总线640可以是多种利用大量的总线架构的总线结构中的任何一种，例如记忆总线、记忆控制器、外围总线、本地总线以及其所有的组合。信息和数据还可以通过显示装置632显示。显示装置632的示例包括但不局限于：液晶显示器(LCD)、有机液晶显示器(OLED)、阴极射线管(CRT)、等离子体显示器或其任意组合。显示装置632可以通过总线640连接至处理器(多个处理器)601、存储装置603和608、输入装置633、以及其它构件。

总线640可以利用网络接口620将所有的前述构件连接至外部网络630。外部网络例如可以是LAN、WLAN等。它可以建立与另外的存储介质、服务器、打印机、显示装置的连接。它可以访问电信装置和因特网。总线640可以将所有前述的构件连接至图形控制器621和图形接口622，图形控制器621和图形接口622可以连接至至少一个输入装置633。

总线640可以将所有的前述构件连接至输入接口623，输入接口623可以连接至至少一个输入装置633。输入装置可以包括例如小键盘、键盘、鼠标、触笔、触摸屏等。

总线640可以将前述所有的构件连接至输出接口624，输出接口624可以连接至至少一个输出装置634。输出装置634可以具有光显示装置、LED显示装置、显示器(例如LCD、OLED等)、或对这些装置的接口。

总线640可以将所有的前述构件连接至存储器访问接口625，所述存储器访问接口625可以连接至至少一个存储装置635。总线640可以将所有的前述构件连接至另外的存储器访问接口626，所述另外的存储器访问接口626可以连接至至少一个存储器介质636。存储装置635或存储器介质636例如可以是固态存储器、磁存储器或光学存储器，尤其可以包括非易失性存储器。存储器介质可以在控制系统运行时独立于控制系统，从而没有数据丢失。

显示装置632、输入装置633、输出装置634、存储装置635、存储介质636中的每个都可以布置在控制系统600外或集成在控制系统600中。它们还可以通过对因特网或其它网络接口的连接而连接至控制系统600。

Claims (13)

1.一种控制布置结构(6)，所述控制布置结构(6)尤其用于控制功率和/或用于使高频率功率发生器的输出阻抗与负载的阻抗、尤其是等离子体放电部分的阻抗的阻抗匹配，所述控制布置结构包括：

a.第一控制单元(13)，第一目标值(14)和第一实际值(12)以及校正值(15)被供给于所述第一控制单元(13)，所述第一控制单元(13)被设置成能在考虑所述校正值(15)的情况下生成第一调整值(22)，

b.用于确定校正值的装置(16)，控制值(24)被供给于该装置，而且，该装置设置成能在考虑所述控制值(24)和默认值(17)的情况下确定所述校正值(15)，

其特征在于

c.所述用于确定校正值的装置(16)和所述第一控制单元(13)被设计成使得：当所述控制值(24)偏离所述默认值(17)时，所述校正值(15)影响所述第一控制单元(13)，以使得在所述第一控制单元(13)的调整状态下所述第一实际值(12)偏离所述第一目标值(14)。

2.根据权利要求1所述的控制布置结构，其特征在于，所述用于确定校正值的装置(16)设置成能以下述方式确定所述校正值(15)：减小所述控制值(24)相对于所述默认值(17)的偏差。

3.根据前述权利要求中任一项所述的控制布置结构，其特征在于，所述第一控制单元(13)包括积分器(40，40’)、尤其是数字积分器，所述校正值(15)被加以或乘以所述积分器(40，40’)的积分量。

4.根据前述权利要求中任一项所述的控制布置结构，其特征在于，所述校正值(15)是所述默认值(17)与所述控制值(24)两者的偏差的函数、尤其是线性函数或二次函数。

5.根据前述权利要求中任一项所述的控制布置结构，其特征在于，所述用于确定校正值的装置(16)被设计成第二控制单元，所述校正值(15)是另外的调整值。

6.一种控制系统(10)，所述控制系统(10)包括第一控制布置结构(6)和第二控制布置结构(11)，所述第一控制布置结构(6)是根据前述权利要求中任一项所述的控制布置结构，所述第二控制布置结构(11)被供给以所述第一实际值(12)或者与所述第一实际值(12)相关的实际变量，其中，所述第二控制布置结构(11)被设置成能生成第二调整值(28)。

7.一种高频率发生装置(7)，所述高频率发生装置(7)包括高频率功率发生器(3)和测量装置(4)，所述测量装置(4)用于确定所述第一实际值(12)，所述高频率发生装置(7)还包括根据权利要求1至5中任一项所述的控制布置结构(6)。

8.根据权利要求7所述的高频率发生装置，其特征在于，所述第一实际值(12)影响所述高频率功率发生器(3)的频率。

9.一种高频率发生装置(7)，所述高频率发生装置(7)包括高频率功率发生器(3)和测量装置(4)，所述测量装置(4)用于确定所述第一实际值(12)，所述高频率发生装置(7)还包括根据权利要求6所述的控制系统(10)。

10.一种等离子体激发系统(1)，所述等离子体激发系统(1)包括高频率功率发生器(3)、等离子体放电部分和测量装置(4)，所述等离子体放电部分连接至所述高频率功率发生器(3)，以使得所述等离子体放电部分能够被供给由所述高频率功率发生器(3)生成的功率，所述测量装置(4)用于确定所述第一实际值(12)，所述等离子体激发系统(1)还包括根据权利要求1至5中任一项所述的控制布置结构(6)。

11.一种等离子体激发系统(1)，所述等离子体激发系统(1)包括高频率功率发生器(3)、等离子体放电部分和测量装置(4)，所述等离子体放电部分连接至所述高频率功率发生器(3)，以使得所述等离子体放电部分能够被供给由所述高频率功率发生器(3)生成的功率，所述测量装置(4)用于确定所述第一实际值(12)，所述等离子体激发系统(1)还包括根据权利要求6所述的控制系统(10)。

12.一种方法，尤其是一种用于控制功率和/或用于使高频率功率发生器(3)的输出阻抗与负载的阻抗、尤其是等离子体放电部分的阻抗阻抗匹配的方法，所述方法包括下述方法步骤：

a.从目标值(14)、第一实际值(12)和校正值(15)生成第一控制单元(13)的第一调整值(22)。

b.从控制值(24)和默认值(17)确定校正值(15)，

其特征在于

c.所述校正值(15)被生成，以使得：当所述控制值(24)偏离所述默认值(17)时，在所述第一控制单元(13)的调整状态下所述第一实际值(12)偏离所述第一目标值(14)。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在第一控制布置结构(6)中执行上述方法步骤12a、12b、12c，并且，第二实际值(27)或与所述第二实际值(27)相关的值进一步被第二控制布置结构(11)控制。