CN114424447A - 用于多个负载的脉冲驱动的具有通道偏移的多路复用功率发生器输出 - Google Patents

用于多个负载的脉冲驱动的具有通道偏移的多路复用功率发生器输出 Download PDF

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Abstract

本公开描述了用于脉冲电源组件的系统、方法和设备，该脉冲电源组件使用单个脉冲电源将脉冲功率分配给两个或更多个负载。这些负载可以包括等离子体处理室的一个或多个电极。组件的脉冲电源可以针对不同的负载将脉冲相移，以确保输出处的脉冲之间没有重叠，即使在不同负载的目标频率和/或占空比本来需要这种脉冲重叠的情况下也是如此。可以通过尝试将提供给不同负载的脉冲串的平均参数保持在预定变化内来限制脉冲电源施加的变化。

Description

用于多个负载的脉冲驱动的具有通道偏移的多路复用功率发 生器输出
根据35 U.S.C.§119的优先权声明
本专利申请要求于2019年7月29日提交的题为“MULTIPLEXED POWER GENERATOROUTPUT WITH CHANNEL OFFSETS FOR PULSED DRIVING OF MULTIPLE LOADS”的临时申请No.62/880,074的优先权，该临时申请被转让给本申请的受让人，并由此通过引用的方式明确并入本文中。
技术领域
本公开总体上涉及脉冲电源。特别地，但不作为限制，本公开涉及用于使用单个脉冲发生器驱动多个负载的系统、方法和设备。
背景技术
现有的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺为多个室中的每个室使用单独的电源。每个室可以包括单独的晶片“舟”，并被认为是有区别的功率负载。每个发生器通常在每个脉冲期间提供具有高功率输送的低占空比脉冲信号。每个负载可以利用不同的配方，并且每个配方可以随时间改变脉冲的频率、占空比和功率。这种设计的一个缺点是每个电源通常被限制在不超过大约10％的时间内提供功率。因此需要更有效地利用这些电源。
发明内容
以下呈现与本文公开的一个或多个方面和/或实施例有关的简化概要。因此，以下概要不应被视为与所有设想的方面和/或实施例有关的广泛概述，也不应将以下概要视为标识与所有设想的方面和/或实施例相关的关键或至关重要的要素或者描绘与任何特定方面和/或实施例相关联的范围。因此，以下概要的唯一目的是在下文呈现的具体实施方式之前，以简化形式呈现与一个或多个与本文所公开的机制有关的方面和/或实施例有关的某些概念。
为了克服用多个电源为多个负载供电的挑战，在本公开的一个方面，公开了一种电源组件，其通过多路复用向多个负载提供全功率，其中到多个负载中的每个负载的脉冲的相位可以被设定为避免不同通道之间的重叠。在实施例中，附接到电源的输出的多路复用单元可以将来自电源的脉冲多路复用或分配到多个通道(或分配式脉冲串)中，每个所述通道被提供给多个负载中的有区别的负载。在一些实施例中，这些负载可以包括等离子体处理室的一个或多个电极。由于用于不同负载的配方可能需要不同的频率或脉冲，或者可能随着时间而改变，使得同时看到不同负载的不同频率，因此可能会发生拍频和通道重叠。通道重叠可能导致过多的功率汲取以及不良的功率输送或对电源的损坏。为避免这种情况，脉冲电源或多路复用单元可以在存在通道重叠时对脉冲的时序进行调节或相位调整，同时仍为每个通道维持所需的平均占空比。通过这种方式，单个电源可以为多个脉冲负载提供功率，同时仍实现所需的膜特性(例如，PECVD、PVD、CVD，仅举三例)。
本公开的一些实施例可以表征为脉冲电源组件。该组件可以包括多路复用单元和脉冲电源。多路复用单元可以包括两个或更多个脉冲输出，每个脉冲输出被配置为耦合到两个或更多个负载中的一个。多路复用单元还可以包括耦合到多路复用单元的输入和两个或更多个脉冲输出的功率分配开关组件。功率分配开关组件可以被配置为将来自在输入处接收的脉冲串的脉冲拆分成在两个或更多个脉冲输出处的分配式脉冲。脉冲电源可以被配置为向多路复用单元的输入提供脉冲串。脉冲电源可以包括周期性脉冲发生器、相移电路、存储器和处理部分。相移电路可以耦合到周期性脉冲发生器的输出并且可以耦合到脉冲电源的输出。存储器可以存储两个或更多个负载中的每一个的目标参数(例如，频率、占空比、导通时间、开启时间、关闭时间、启动时间等)。处理部分可以耦合到存储器并且可以被配置为读取存储器上的处理器可执行指令，这些指令在被执行时，使得处理部分访问存储器中的目标参数并为多路复用单元生成分配式脉冲的时间表。他们也使得处理部分预测时间表中的分配式脉冲之间的重叠的实例。它们还使得处理部分生成避免重叠的新时间表并指示相移电路修改来自周期性脉冲发生器的周期性脉冲串以生成脉冲串，以使得该脉冲串与新时间表对准。
本公开的其他方面可以表征为脉冲电源组件，其被配置为耦合到并驱动两个或更多个负载。该组件可以包括多路复用单元和脉冲电源。多路复用单元可以包括两个或更多个脉冲输出，每个脉冲输出被配置为耦合到两个或更多个负载中的一个。它还可以包括功率分配开关组件，其耦合到多路复用单元的输入和两个或更多个脉冲输出，并且被配置为将来自在输入处接收的脉冲串的脉冲拆分成在两个或更多个脉冲输出处的分配式脉冲。脉冲电源可以被配置为向多路复用单元的输入提供脉冲串。脉冲电源可以包括用于生成脉冲串的装置和被配置为存储两个或更多个负载的目标参数的存储器。脉冲电源还可以包括处理部分，并且该处理部分可以被配置为访问目标参数并预测两个或更多个负载的分配式脉冲的时间表。处理部分还可以被配置为标识分配式脉冲中的不同脉冲中的脉冲之间的一个或多个重叠。处理部分还可以被配置为指导用于生成脉冲串的装置对脉冲串中的一个或多个脉冲施加相移，使得当功率分配开关组件将脉冲串拆分成分配式脉冲时不会发生重叠。
本公开的又一方面可以表征为非暂时性有形计算机可读存储介质，其编码有处理器可读指令以执行用于使用单个脉冲电源驱动两个或更多个有区别的负载并避免重叠的脉冲到达两个或更多个有区别的负载的方法。该方法可以包括访问两个或更多个有区别的负载中的每一个的目标参数，并且如果在没有变化的情况下遵循所述目标参数，则预测出被配置为提供给两个或更多个有区别的负载的分配式脉冲之间有重叠的实例。分配式脉冲可以由单个脉冲串形成。该方法还可以包括将第一变化调度到分配式脉冲的时间表中以避免重叠的实例，并指导功率分配开关组件根据时间表将脉冲串中的脉冲分配到两个或更多个有区别的负载。
本公开的一些实施例可以表征为驱动两个或更多个有区别的负载的脉冲电源。脉冲电源可以包括两个或更多个脉冲输出、功率分配开关组件、处理部分、存储器和存储在存储器上并且在处理部分上可执行的多路复用模块。存储器可以耦合到处理部分并且可以在一时间段内存储两个或更多个脉冲输出中的每一个的目标脉冲频率和目标占空比(例如，由于目标频率和目标占空比可以随时间改变)。两个或更多个脉冲输出中的至少两个的目标脉冲频率或目标脉冲占空比在该时间段期间可以是不同的。多路复用模块可以在处理部分上执行以在该时间段期间针对两个或更多个脉冲输出中的每一个访问存储器中的目标脉冲频率和目标占空比。多路复用模块可以在处理部分上执行以在该时间段期间针对两个或更多个脉冲输出中的每一个访问存储器中的目标脉冲频率和目标占空比。多路复用模块可以在处理部分上执行以在该时间段期间预测两个或更多个脉冲输出的脉冲之间的重叠的实例。多路复用模块可以在处理部分上执行以在该时间段期间指导功率分配开关组件调度分配式脉冲的时序以避免重叠。
本公开的其他方面可以表征为脉冲电源组件，其被配置为耦合到并驱动两个或更多个负载。该组件可以包括脉冲电源和多路复用单元。脉冲电源可以在第一输出处提供第一脉冲串。多路复用单元可以包括第一输入、两个或更多个脉冲输出、功率分配开关组件和存储器。第一输入可以耦合到第一输出。两个或更多个脉冲输出中的每一个可以被配置为向两个或更多个负载中的对应一个提供分配式脉冲串。功率分配开关组件可以被配置为将来自第一脉冲串的脉冲分配到两个或更多个脉冲输出并且调度所分配的脉冲的时序。存储器可以在一时间段期间存储两个或更多个负载中的每一个的目标脉冲频率和目标占空比。在该时间段期间两个或更多个负载中的至少两个的目标脉冲频率是不同的。处理部分可以耦合到存储器并且可以读取存储器上的处理器可执行指令，这些指令在被执行时，使得处理部分：针对两个或更多个脉冲输出中的每一个访问存储器中的目标脉冲频率和目标占空比；预测两个或更多个脉冲输出的脉冲之间的重叠的实例；并指导功率分配开关组件调度所分配的脉冲的时序以避免重叠。
本公开的其他方面可以表征为耦合到脉冲电源并驱动两个或更多个有区别的负载的多路复用单元。脉冲电源可以提供第一脉冲串。多路复用单元可以包括两个或更多个脉冲输出、功率分配开关组件、处理部分和存储器。处理部分可以控制功率分配开关组件。存储器可以耦合到处理部分并且可以在一时间段内存储两个或更多个脉冲输出中的每一个的目标脉冲频率和目标占空比。两个或更多个脉冲输出中的至少两个的脉冲频率在该时间段期间可以不同。多路复用模块可以存储在存储器上，并且可以在处理部分上执行以在一时间段内：针对两个或更多个脉冲输出中的每一个访问存储器中的目标脉冲频率和目标占空比；预测两个或更多个脉冲输出的脉冲之间的重叠的实例；并指导功率分配开关组件调度脉冲到达至少两个脉冲输出的时序以避免重叠。
本公开的其他方面可以表征为脉冲电源组件，其被配置为耦合到并驱动两个或更多个负载。该组件可以包括具有多路复用单元并且向多路复用单元提供第一脉冲串的脉冲电源。多路复用单元可以包括两个或更多个脉冲输出、功率分配开关组件和存储器。两个或更多个脉冲输出中的每一个可以被配置为向两个或更多个负载中的对应一个提供脉冲串。功率分配开关组件可以被配置为将来自第一脉冲串的脉冲分配到两个或更多个脉冲输出并且调度所分配的脉冲的时序。存储器可以在一时间段期间存储两个或更多个负载中的每一个的目标脉冲频率和目标占空比，其中在该时间段期间两个或更多个负载中的至少两个的目标脉冲频率是不同的。处理部分可以耦合到存储器并且可以读取存储器上的处理器可执行指令，这些指令在被执行时，使得处理部分：针对两个或更多个脉冲输出中的每一个访问存储器中的目标脉冲频率和目标占空比；预测两个或更多个脉冲输出的脉冲之间的重叠的实例；并指导功率分配开关组件调度所分配的脉冲的时序以避免重叠。
本公开的其他方面可以表征为非暂时性有形计算机可读存储介质，其编码有处理器可读指令以执行用于使用单个脉冲电源驱动两个或更多个有区别的负载并避免重叠的脉冲到达两个或更多个有区别的负载的方法。该方法可以包括访问两个或更多个有区别的负载中的每一个的目标脉冲频率。该方法还可以包括访问两个或更多个有区别的负载中的每一个的目标脉冲占空比。该方法还可以包括：如果在没有变化的情况下遵循目标脉冲频率和目标脉冲占空比，则预测被配置为提供给两个或更多个有区别的负载的分配式脉冲之间的重叠的实例，其中分配式脉冲是由单个脉冲串形成的。该方法还可以包括指导功率分配开关组件将第一变化调度到分配式脉冲的时间表中以避免重叠。该方法还可以包括监测目标频率和分配式脉冲中的每一个的平均频率之间的差，并且通过向未来的分配式脉冲施加附加的变化来减小这些差。
附图说明
当结合附图参考以下具体实施方式和所附权利要求时，本公开的各种目的和优点以及更完整的理解是显而易见的并且更容易得到理解，在附图中：
图1示出了用于使用单个脉冲电源向两个或更多个负载提供脉冲功率的功率输送系统的实施例；
图2示出了图1的替代实施例；
图3示出了脉冲电源的详细实施例；
图4示出了多路复用单元的详细实施例；
图5示出了展示示例性时序的时序图，该示例性时序可以由诸如图1-图4中所示的系统产生，但其中N＝5；
图6示出了N＝5的系统的时序图的另一个实施例；
图7示出了导致在第二脉冲周期在所有五个通道中发生重叠的五通道系统的示例性时间表；
图8示出了用于图7中所示的第二脉冲周期的解决方案或新的时间表；
图9示出了有助于显示第一脉冲周期的分析如何发生的时序图；
图10示出了用于去除第一通道和第二通道之间的重叠的一组步骤；
图11示出了用于去除第一通道和第二通道和第三通道之间的重叠的一组步骤；
图12示出了用于去除第二通道和第三通道之间的重叠的一组步骤；
图13示出了用于使用单个脉冲电源驱动两个或更多个有区别的负载并避免重叠的脉冲到达两个或更多个有区别的负载的方法；
图14示出了用于使用单个脉冲电源驱动两个或更多个有区别的负载并避免重叠的脉冲到达两个或更多个有区别的负载的另一种方法；
图15示出了有助于显示脉冲电源的处理部分如何检查五通道示例性系统的分配式脉冲中的重叠的时序图；
图16示出了用于使用单个脉冲电源向两个或更多个负载提供功率脉冲的功率输送系统的实施例；
图17示出了图16的替代实施例；
图18示出了多路复用单元的详细实施例；
图19示出了用于使用单个脉冲电源驱动两个或更多个有区别的负载并避免重叠的脉冲到达两个或更多个有区别的负载的方法；
图20示出了三通道系统的时序图，其中多路复用单元向从来自脉冲电源的周期性脉冲串分离出的分布脉冲施加相移；
图21示出了三通道系统的时序图，其中脉冲电源改变其脉冲的相位，并且多路复用单元将这些脉冲分离为分配式脉冲，而不在多路复用单元中施加相移；以及
图22显示了描绘可以用于实现在整个本公开中描述的多路复用单元的物理部件的块图。
具体实施方式
本公开总体上涉及脉冲电源。特别地，但不作为限制，本公开涉及用于使用单个脉冲发生器驱动多个负载的系统、方法和设备。
为了更有效地使用用于为并行运行不同配方的电极供电的脉冲电源，本公开描述了耦合到多路复用单元的单个脉冲电源，该多路复用单元将来自单个脉冲电源的脉冲功率分配到多个负载，所述多个负载可以均具有不同的配方或脉冲频率和相位要求。换言之，多路复用单元可以从单个脉冲电源中获取一系列快速脉冲，并将多个脉冲串(或分配式脉冲)输出到多个负载，其中脉冲串可以具有不同的频率和/或占空比。在一些实施例中，多路复用单元可以是单个脉冲电源内的部件或子系统。输出脉冲串中的每个可以具有低于输入频率的频率，并且输出脉冲串中的每个可以具有不同的频率。相移可以施加于脉冲电源或多路复用单元，以避免脉冲之间的任何重叠被提供给不同负载。换言之，由于每个输入脉冲只能提供给多个负载中的一个，输入脉冲中的一些可以在脉冲电源或多路复用单元中发生相移，以避免脉冲串之间的重叠到达多个负载。在实施例中，本公开涵盖nD<100％的任何变化，其中n是被驱动的通道或负载的数量，并且D是所有脉冲串的平均占空比。换句话说，随着通道数量增加，每个通道的平均占空比降低。替代地，可以在使用较少通道的情况下实现更高的占空比。
除了提高电源可靠性之外，本公开还允许使用更小的电源。传统上，在可以同时为多个负载供电的情况下(即，在允许重叠的输出脉冲的情况下)，电源的大小通常可以被设置为处理多个同步脉冲。本公开通过消除脉冲重叠的可能性，从而允许将电源调整为提供不多于单个脉冲中所需的功率。因此，更小且成本更低的电源可以用于本公开的实施方式。在一些实施例中，负载可以包括等离子体处理室的一个或多个电极。
本文使用“示例性”一词来表示“用作示例、实例或图示”。本文描述为“示例性”的任何实施例不必被解释为比其他实施例更优选或有利。
初步说明：以下附图中的流程图和块图示出了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和操作。在这点上，这些流程图或块图中的一些块可以表示模块、段或代码部分，其包括用于实施(多种)指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些替代实施方式中，块中标注的功能可能不按图中标注的顺序出现。例如，连续示出的两个块实际上可以基本上同时执行，或者这些块有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还应注意，块图和/或流程图图示的每个块、以及块图和/或流程图图示中的块的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统、或专用硬件和计算机指令的组合来实施。
图1示出了用于使用单个脉冲电源向两个或更多个负载提供功率脉冲的功率输送系统的实施例。脉冲电源102可以耦合到多路复用单元104，多路复用单元104将来自脉冲电源102的单个脉冲串转换成多个脉冲串，其被称为分配式脉冲串，每个所述脉冲串被提供给多路复用单元104的单独的脉冲输出，并且这些输出中的每一个耦合到有区别的负载。在所示实施例中，示出了负载1(110)至N(112)，其中N可以是任何数量。脉冲电源102确保到达负载的脉冲不重叠。这可能涉及在脉冲电源102中调度脉冲串，这可能包括在脉冲电源102中施加相移(例如，相位延迟)、改变频率和/或改变占空比。在一些实施例中，并且如图16-18所示，可以替代地在多路复用单元104中执行脉冲时间表的创建和/或调节。无论哪种方式，脉冲电源都向多路复用单元104提供脉冲功率，并且脉冲电源102还与多路复用单元104通信。脉冲电源102中的处理部分108可以访问存储器106中的1至N负载的目标参数，并为多路复用单元104中的分配式脉冲生成时间表。该分析和时间表生成可以在处理部分108上执行，处理部分108执行存储在诸如存储器106的有形处理器可执行介质中的处理器可执行代码。时间表的生成可以包括预测如果目标参数(例如频率、占空比、导通时间)被遵循，则用于负载110、112的分配式脉冲应当何时出现。该预测的时间表还可以显示分配式脉冲之间的重叠将在哪里发生，并且处理部分108可以对时间表进行调节以避免这些重叠(例如，将相位延迟施加于某些脉冲)。在该过程中，处理部分108还可以修改分配式脉冲的时间表(例如，执行该相移)，目标是使分配式脉冲的脉冲串中的每者的平均占空比和频率维持尽可能接近目标参数(例如，处理配方)(目标参数的一些变化通常是可接受的，但可接受的变化量取决于配方)。在这方面，所述脉冲串中的某些脉冲串可以被给予优先级，使得如果处理部分108必须在使第一脉冲串相移与使第二脉冲串相移之间进行选择，并且第二脉冲串具有优先级，则处理部分108可以选择对来自第一脉冲串的一个或多个脉冲进行相移。
尽管多路复用单元104被示为与单个脉冲电源102有区别的部件或系统，但在其他实施例中，多路复用单元104可以是单个脉冲电源102的子部件或子系统。例如，图2示出了一个这样的实施例。在这样的实施例中，多路复用单元204可以是脉冲电源生成脉冲串的部分，并且可以操作以将脉冲分配到多个负载(例如，负载1到N)中的一个。图2仅示出了多路复用单元的一个替代实施例及其在脉冲电源中或相对于脉冲电源的布置——许多其他非限制性示例也是可能的。
图3示出了脉冲电源302(例如，图1中的102)的详细实施例。在一些实施例中，单个脉冲电源可以向脉冲输出314提供脉冲串，脉冲输出314被配置用于耦合到多路复用单元104，并且多路复用单元104可以将脉冲串分配到多个脉冲输出。脉冲串可以具有一个或多个相移或对其施加的其他时间表变化，以实现到达负载1至N的分配式脉冲串，这些脉冲串满足每个负载的目标参数，同时避免分配式脉冲之间的重叠。例如，可能希望将第一频率的脉冲施加到负载1，同时将第二频率的脉冲施加到负载N。存储器306可以存储每个负载的目标参数(例如，配方信息)，例如各种负载的脉冲频率、占空比、以及导通时间。每个负载的脉冲频率和占空比可以与时间段t1相关联，而不同的脉冲频率和占空比可以在第二时间段t2内被存储。换句话说，随着配方随着时间的推移而变化，这些目标参数可以发生变化。这些被称为“目标”参数，而不是硬性和快速要求，并且可以与可接受的变化相关联，使得可以在可接受的变化的限度内将相位延迟施加于用于每个负载的脉冲串。当时间段t1内的脉冲之间存在频率差时，本公开特别有用，因为如果不进行调节，这种频率差可能在多路复用系统中造成重叠的脉冲。
存储器306还可以包括处理器可执行指令，当在处理部分308上执行这些指令时，所述指令使处理部分308控制相移电路324以调度输出314处的脉冲串。此外，处理部分308可以控制相移电路324对脉冲电源302的脉冲串中的一个或多个脉冲进行相移，以确保输出的脉冲串之间没有重叠。更具体地，处理部分308可以指导相移电路324生成经调度的脉冲串，多路复用单元104可以将其拆分成多个分配式脉冲串，而在分配式脉冲串之间没有任何重叠。
在实施例中，相移电路324可以从脉冲电源302的周期性脉冲发生器330接收周期性脉冲串，并施加相移以创建提供给输出314的脉冲串。在该实施例中，周期性脉冲发生器330可以包括被配置为产生周期性脉冲输出的任何数量的不同拓扑结构。例如，周期性脉冲发生器330可以包括耦合到一对或多对半桥或全桥开关电路的DC电压源，该半桥或全桥开关电路被配置为将DC电压转换成脉冲输出。然而，也可以实施其他开关电源来执行周期性脉冲发生器330。在另一个实施例中，相移电路324和周期性脉冲发生器330可以是统一的电路(未示出)，例如，其中DC电压源向一个或多个开关转换器提供DC电压，所述开关转换器的开关由从处理部分308接收指令/指示的相位控制器控制。相位控制器可以控制一个或多个开关转换器内的开关的时序，使得输出包括脉冲串，该脉冲串包括从周期性脉冲串相移的脉冲，以便满足馈送多路复用单元104所需的时间表并避免分配式脉冲串之间的脉冲重叠。
在这些拓扑结构中的任一个中，图5底部的单个脉冲电源输出的曲线图示出了一个示例性但非限制性的脉冲串，其包括相位延迟以避免由多路复用单元104从单个输入脉冲串中拆分出来并提供给负载1到N的分配式脉冲串(参见通道1-5)中的重叠。
同时，处理部分308调整相移以维持多路复用单元104中的分配式脉冲的平均占空比、频率或导通时间与频率、占空比或导通时间所要求的目标参数(例如，配方)一致。换言之，处理部分308选择相移以在所述有变化的参数内维持配方或蚀刻。这可以包括改变与第一变化有相反关系的未来脉冲以实现目标平均占空比、频率、导通时间，或保持在配方变化(或变化阈值)内。例如，如果通道的脉冲被延迟以避免在时间t1发生重叠，那么同一通道可能具有在重叠不是问题的未来时间t2处加速的后续脉冲，以使平均导通与目标一致。因此，处理部分308寻求在输出314处生成脉冲串，所述脉冲串当被多路复用单元104多路复用时，避免不同的分配式脉冲串中的脉冲发生重叠，同时还在“长”时间段(例如1秒)内实现每个通道的期望的平均频率和占空比。
此外，在这方面，分配式脉冲串中的某些分配式脉冲串可以被给予优先权，使得如果处理部分308必须在使第一脉冲串相移与使第二脉冲串相移之间进行选择，并且第二脉冲串具有优先权，则处理部分308可以选择使一个或多个脉冲从第一脉冲串相移。
在处理部分308生成用于输出314处的脉冲串的时间表和用于多路复用单元104中的分配式脉冲的时间表之后，它经由通信输出316经由通信链路将这些信息中的一些或全部传递给多路复用单元104。多路复用单元104可以使用该信息来控制将脉冲分配到1到N个负载。特别地，处理部分308可以将所分配的脉冲的时间表传递给多路复用单元104，使得多路复用单元104知道将来自脉冲电源302的脉冲串中的每个脉冲分配到哪个通道(或负载)。在实施例中，处理部分308可以利用功率输出314处的脉冲及时向通信输出316发送通道指示。例如，图6示出了多路复用单元104(602)的五个通道的时序图以及来自脉冲电源302的单个脉冲串604和对应于每个脉冲604的通道指示符606的时序图。多路复用单元104可以从脉冲电源302接收该通道指示符606并将其输出引导到对应通道。以这种方式，多路复用单元104非常像脉冲电源102的“从”装置一样进行操作。
图4示出了根据本公开的一个实施例的多路复用单元404。所示的多路复用单元404可以包括耦合到通信输入416和功率输入414的功率分配开关组件。功率分配开关组件410还可以耦合到多个输出418、420，1到N个负载中的每一个对应一个输出。来自脉冲电源102的脉冲串可以经由功率输入414到达，并且告诉功率分配开关组件410将脉冲串中的每个脉冲发送到哪里的通信经由通信输入416到达。例如，通道指示符可以在脉冲串中的脉冲到达功率输入414的同时或比脉冲串中的脉冲到达功率输入414稍早地到达通信输入416。可能包括通道指示符的通信可以允许或指导功率分配开关组件410将脉冲串中的每个脉冲引导到脉冲输出418、420中的对应一个。功率分配开关组件410可以将脉冲串拆分成多个分配式脉冲串并将这些分配式脉冲串提供给脉冲输出418、420。脉冲输出418、420被配置为耦合到1到N个负载。虽然后面的实施例将讨论功率分配开关组件410可以如何将相移施加于脉冲串，但在该实施例中，功率分配开关组件410仅负责将脉冲分配到不同的输出418、420，而脉冲的时序是由脉冲电源102处理的。
可以实施各种拓扑结构来执行功率分配开关组件410。例如，耦合到功率输入414的单个输入可以经由用于每个输出的开关耦合到一到N个输出。开关驱动器可以控制开关中的哪一个在任一时间打开，以控制输入脉冲串到各种输出418、420的分配或多路复用。
返回图3，脉冲电源302的存储器306可以包括可能用于每个通道的最小关闭时段。最小关闭时段可以用于确保在任何一个通道开始其下一个周期之前可以接通所有通道。通道的最小关闭时段取决于通道数量、每个通道的开启时间段和死区时间。例如，假设五通道系统，并且参考图6，通道1的最小关闭时段将是其他通道2-5的开启时间之和加上死区时间的五倍。
图5示出了可以与图1-4的实施例相关联的示例性时序图，其中N＝5。通道1到5中的每一个向五个负载中的有区别的负载提供分配式脉冲串。脉冲电源可以从存储器访问每个负载的配方要求和其可接受的变化，并且因此可以预测每个通道上的脉冲的时序，从而预测通道之间的重叠。例如，脉冲电源可以识别出通道2和3的频率高于通道1，这导致通道1和2之间的第二脉冲处的预测的脉冲重叠以及通道1和3之间的第三脉冲处的预测的脉冲重叠。脉冲电源可以对通道2和3进行相移以避免这些重叠。但是，当通道2被相移时，通道2和3之间会出现新的预测的重叠。结果，脉冲电源可以对通道3进行相移以避免这种重叠。该图示示出了这种相移可以如何在整个配方并且针对各种通道中的每个通道继续。例如，通道1的第四脉冲时段看到相移以避免与相移的通道5重叠。一旦脉冲电源确定了用于不包含分配式脉冲之间的脉冲重叠的通道的时间表，脉冲电源可以指导多路复用单元遵循该时间表(例如，通过利用脉冲串的每个脉冲及时地传递通道指示符)并生成支持该时间表的脉冲串。换言之，取代发送周期性脉冲串，脉冲电源可以对其脉冲串中的脉冲施加相移或其他变化，使得脉冲串被传递到已经具有将被多路复用构建到脉冲串中的脉冲的时序的多路复用单元。例如，图5的底部曲线图示出了在确定在单个脉冲串上方看到用于五个通道的脉冲时间表之后，脉冲电源可以生成并提供给多路复用单元的所得脉冲串。
图6示出了可以与图1-4的实施例相关联的另一个示例性时序图，其中N＝5，并且示出处理部分308的可能配置参数。虽然本公开已经讨论了频率、占空比和导通时间作为可能的目标参数，但在其他实施例中，通道开启和关闭时间以及通道启动时间可以是目标参数，并且在某些情况下可以达到与指定频率、占空比和/或导通时间相同的结果。值得注意的是，可以为每个通道分配目标周期、通道开启时间、通道关闭时间和通道启动时间。
在实施例中，多路复用单元可以在来自脉冲电源的每个对应脉冲到达之前的某个时间段对通道进行开关。在实施例中，脉冲电源可以在其发送对应脉冲之前发送通道指示符(例如，脉冲从通道指示符延迟500μs)。例如，曲线图606可以示出来自脉冲电源的通道指示符，并且曲线图608可以示出脉冲串的到达，如果通道指示符和脉冲串完美对准，则曲线图608从脉冲串604延迟500μs。该延迟有助于确保每个脉冲大致在通道选择指示符的中间到达，如曲线图606所示。延迟可以被计算为死区时间时段的一半。
图7-11示出了显示施加于五通道系统的相位延迟的时序图的各方面。在所示实施例中，用于预测脉冲重叠并施加相位调节以避免重叠(在脉冲电源中或在多路复用单元中)的算法开始于在分配式脉冲的时间表中寻找重叠，在该分配式脉冲的时间表中，调度是基于目标参数的。在该示例中，配置为：所有通道的开启时间＝1ms；通道1的关闭时间＝57ms；通道2的关闭时间＝52ms；通道3的关闭时间＝48ms；通道4的关闭时间＝42毫秒；通道5的关闭时间＝36毫秒。应当注意，虽然该图示使用了目标关闭时间，但也可以使用其他目标参数，例如频率、占空比和导通时间，仅举几个非限制性示例。给定这些目标参数，处理部分可以周期性地评估重叠(例如，每10μs)。如果在时间表中预测到重叠，则处理部分可以指导将延迟施加于一个或多个通道。避免延迟可以包含向多个通道施加多个延迟，并且在某些情况下返回到先前延迟的通道并施加附加的一个或多个延迟。换言之，改变时间表的过程可以是迭代的，直到所有重叠都已从时间表中去除。
图8示出了处理部分可以开始进行去除图7中看到的重叠的步骤的概述。对脉冲的第二周期的时间表施加变化的结果804产生了没有重叠的时序图804。换言之，在施加变化(例如，相位延迟)之后，分配式脉冲的时序可能出现在最右侧804。时间点1到5d(806)均与处理部分施加的相位延迟相关联，如图9-12中所见。
图9示出了对脉冲的第一周期的分析，其中可以看出没有预测到重叠并且因此不需要施加变化。
图10示出了对脉冲的第二周期的分析，其中标识出通道1和2之间的重叠。作为响应，处理部分将通道2延迟4ms。
图11示出了对脉冲的第二周期中的附加重叠的标识和施加变化以去除这些重叠。此处，处理部分标识出通道1和3之间以及通道2和3之间的重叠。然后将2ms和4ms的延迟分别施加于通道2和3。但这仍然在通道2和3之间留下了重叠。
图12示出了对脉冲的第二周期中的附加重叠的标识和施加变化以去除这些重叠。此处，处理部分标识出通道2和3之间的重叠并将4ms的延迟施加于通道2，使得五个通道中的任何通道之间不再有重叠。
然后可以由脉冲电源执行用于脉冲的第二周期的该经调度的一组分配式脉冲，并且可以将新的通道顺序和时序传递到多路复用单元以在到达多路复用单元时控制脉冲串分配。
图13示出了将两个或更多个脉冲串分配给相应负载的方法，其中用于该分配的电源是单个脉冲电源。方法1300包括访问用于两个或更多个负载的配方(或其他目标参数)(块1302)。这些配方可以包括与诸如等离子体处理负载的负载相关联的配方的在一个或多个时间段内的占空比、频率和/或传导时间。例如，输送到等离子体处理室的脉冲功率的占空比可以随着配方的进展而改变，以实现不同的薄膜沉积或蚀刻特性。不同的脉冲占空比和/或频率也可以实现不同的蚀刻特性，例如穿过晶圆的过孔的侧壁轮廓或深宽比，仅举两个例子。不同的室可以使用不同的配方，或者配方可以在不同的时间开始，使得如果每个负载被独立地提供功率，就会发生脉冲重叠。配方还可以包括可接受的参数变化，例如脉冲频率、脉冲占空比和传导。尽管该方法1300和本公开的大部分内容描述了针对两个或更多个负载中的每一个要求不同脉冲参数的“配方”，但等离子体处理以外的应用也可以受益于本公开向多个负载提供不同序列的功率脉冲、同时避免脉冲重叠的能力。
方法1300可以预测用于两个或更多个通道(例如，具有多路复用功能的脉冲电源的输出通道或与脉冲电源分离的多路复用单元的输出通道)的每个脉冲的时序(块1304)。例如，图8中所示的前两个脉冲周期可以是五通道系统的预测脉冲时序，其中可以看到在两个脉冲周期的第二个脉冲周期中存在预测的重叠。脉冲电源或多路复用单元可以对这些未来脉冲进行相移以避免重叠(参见第二周期的相移时间表804)。换言之，脉冲电源或多路复用单元可以为未来脉冲设置新的时间表，并经由内部相移或对其他参数(例如频率和占空比)的调节来实施该时间表，仅举两个非限制性示例。方法1300可以在预测中标识出两个或更多个通道之间的脉冲重叠(块1306)，并且通过给定两个或更多个通道之间的可选优先级，可以将相位延迟施加于较低优先级的通道以避免预测的重叠(块1308)。当施加相位延迟时，它通常仅被施加于单个周期，并且后续周期的时段保持不变，使得延迟后的下一个周期比平均值短，并且因此有助于将平均值移回目标参数。然而，可选地，方法1300标识出将看到相位延迟的通道的未来脉冲，其中可以施加附加的相位延迟或“相位加速”(与相位延迟相反)来拉动平均占空比和/或平均频率回到目标值(块1310)。例如，如果在第一时间段内将4ms的相位延迟施加到第一通道，并且方法1300标识出第一通道的较晚脉冲是可以被施加4ms相位加速而不产生脉冲重叠，则可以将4ms相位加速施加到第一通道，以使第一通道的平均值重新与目标一致。
方法1300可以施加到处理部分和时间表生成处于脉冲电源中的实施例(例如，图1-4)以及处理部分和时间表生成处于多路复用单元中的实施例(例如，图16-18)。
图14示出了用于使用单个脉冲电源驱动两个或更多个有区别的负载并避免重叠的脉冲到达两个或更多个有区别的负载的方法。方法1400可以包括针对两个或更多个有区别的负载中的每一个访问目标参数(例如，频率、占空比、导通时间等)(块1402)。这可以包含转向脉冲电源的存储器(例如，图1或图3中的存储器106或306)并针对多个负载中的每一个访问所存储的参数，包括至少目标脉冲频率和/或目标脉冲占空比，其中可以调度目标脉冲频率和目标脉冲占空比以随时间改变。也可以在存储器中访问这些目标参数的可接受变化。方法1400还可以包括预测分配式脉冲之间的重叠的实例，这些分配式脉冲被配置用于在没有变化地遵循目标参数的情况下提供给两个或更多个有区别的负载(块1404)。也就是说，脉冲电源可以查看每个负载的目标参数并预测如果精确地遵循目标参数，则每个负载的脉冲将何时发生重叠(块1406)。如果不同负载的一个或多个分配式脉冲在时间上重叠(即，被调度为至少部分地同时发生)，则方法1400可以指导脉冲电源中的相移电路(例如，324)改变脉冲串中的脉冲的时间表以避免重叠(块1408)。这可以包含施加相移或改变频率和/或占空比。
一旦已经设置了新的时间表并且已经施加了变化以实现时间表，方法1400可以将通道标识传递给多路复用单元，告诉它将脉冲串中的每个脉冲传递到哪些通道(块1410)。此外，方法1400可以寻找未来的机会来施加相反的变化或相移以将平均频率和/或目标脉冲占空比移回每个通道的目标脉冲频率和/或目标脉冲占空比(块1412)。特别地，方法1400可以监测(1)目标频率与每个分配式脉冲串的平均频率之间的差，以及(2)目标占空比与每个分配式脉冲串的平均占空比之间的差。根据这些差，方法1400可以寻找未来的调度机会，以将一个或多个附加变化施加于分配式脉冲时间表以减少这些差(块1412)。例如，如果第一通道已经看到相位延迟以避免与第二通道的第一重叠，那么该通道的未来脉冲可以被及时加速或向前相移以将平均频率移回目标频率。这些未来的变化可以施加于脉冲电源。然后可以重复方法1400以获得附加的脉冲重叠。
图15示出了有助于显示脉冲电源的处理部分如何检查五通道示例性系统的分配式脉冲中的重叠的时序图。图15中所示的循环对应于脉冲周期。在阶段1到5(P1到P5)期间，处理部分可以顺序地检查与特定通道的任何重叠。例如，P1查看与通道1的重叠，P2查看与通道2的重叠，依此类推。当每一个分析发生时，延迟也可以基于所配置的优先级。例如，当比较两个通道时，只有在存在重叠时才可以将通道延迟，并且要延迟的通道被调度为在另一个通道之后发送脉冲。
图16示出了用于使用单个脉冲电源向两个或更多个负载提供功率脉冲的功率输送系统的实施例。脉冲电源1602可以耦合到多路复用单元1604，其将来自脉冲电源1602的单个脉冲串转换成多个脉冲串，其被称为分配式脉冲串，每个脉冲串被提供给多路复用单元1604的单独的脉冲输出，并且这些输出中的每一个耦合到有区别的负载。在所示实施例中，示出了负载1(1610)至N(1612)，其中N可以是任何数。多路复用单元1604确保到达负载的脉冲不重叠。这可以包含多路复用单元对脉冲执行相移，或者可以包含多路复用单元指导脉冲电源1602改变其某些脉冲的频率和/或占空比或者对其脉冲进行相移。无论哪种方式，脉冲电源向多路复用单元1604提供脉冲功率，并且脉冲电源1602还与多路复用单元1604通信。脉冲电源1602可以向多路复用单元指示脉冲频率和占空比，其然后可以将该信息提供给处理部分1608，该处理部分1608基于存储在存储器1606中的负载中的每者的配方(例如，占空比和频率)来预测用于负载1610、1612的输出脉冲串。在处理部分1608预测出不同脉冲串的脉冲之间的重叠的情况下，多路复用单元1604可以将来自一个或多个脉冲串的一个或多个脉冲相移以避免重叠。处理部分1608可以执行该相移，目标是使每个所述脉冲串的平均占空比和频率维持尽可能接近目标参数(例如，处理配方)(目标参数的一些变化通常是可接受的，但是可接受的变化量取决于配方)。在这方面可以给予所述脉冲串中的某些脉冲串优先级，使得如果处理部分1608必须在使第一脉冲串相移与使第二脉冲串相移之间进行选择，并且如果第二脉冲串具有优先级，则处理部分1608可以选择使来自第一脉冲串的一个或多个脉冲相移。
尽管多路复用单元1604被示为与单个脉冲电源1602有区别的部件或系统，在其他实施例中，多路复用单元1604可以是单个脉冲电源1602的子部件或子系统。例如，图17示出了一个这样的实施例。在这样的实施例中，多路复用单元1704可以是脉冲电源生成脉冲串的部分，并且可以操作以将脉冲分配到多个负载中的一个(例如，负载1到N)。例如，多路复用单元1704可以指导脉冲电源的开关电路生成与已经包括相位调节的期望的单个脉冲串对准的单个脉冲串，使得多路复用单元1704仅需要将脉冲分配到不同负载而没有任何进一步的相位改变。图17仅示出了多路复用单元的一个替代实施例及其在脉冲电源中或相对于脉冲电源的布置——许多其他非限制性示例也是可能的。
图18示出了多路复用单元(例如，图16中的1604或图17中的1704)的详细实施例。在一些实施例中，单个脉冲电源(例如，图16中的1602)可以在功率输入1814处向多路复用单元1804提供周期性脉冲串，并且多路复用单元1804可以将功率信号分配到多个脉冲输出1818、1820，并且向其施加一个或多个不同相移以实现用于各种负载的期望的脉冲串。例如，可能希望将第一频率的脉冲施加到负载1，同时将第二频率的脉冲施加到负载N。这些频率中的一个或多个可以高于或低于在功率输入1814处接收的脉冲的频率。特别地，存储器1806可以存储配方信息，例如各种负载的脉冲频率和占空比。每个负载的脉冲频率和占空比可以与时间段t1相关联，而不同的脉冲频率和占空比可以在第二时间段t2内被存储。换句话说，随着配方随时间的推移而改变，这些参数也可以改变。这些可以是目标参数，而不是硬性要求和快速要求，并且可以与可接受的变化相关联，从而可以在可接受的变化的限度内将相位延迟施加于用于每个负载的脉冲串。当在时间段t1内在脉冲之间存在频率差时，本公开特别有用，因为如果不进行调节，这种频率差可能导致多路复用系统中的重叠脉冲。
存储器1806还可以包括处理器可执行指令，当在处理部分1808上执行所述指令时，所述指令使处理部分1808控制功率分配开关组件1810以将功率输入1814处的单个脉冲串分配到多个脉冲输出1818、1820(或分配式脉冲)。此外，处理部分1808可以控制功率分配开关组件1810将来自一个或多个所分配的脉冲串中的一个或多个脉冲相移，以确保输出的脉冲串之间没有重叠。更具体地，功率拆分电路1822可以将来自功率输入1814的输入脉冲串拆分成在脉冲输出1818、1820处的两个或更多个分配式脉冲串。用于N个输出中的每一个的相移电路1824可以使所分配的脉冲延迟或加速(即，相移)以避免脉冲串之间的重叠(这可以被看作是占空比或频率的临时变化)。
同时，处理部分1808调整相移以维持脉冲输出1818、1820中的每一个的平均占空比、频率或导通时间与目标参数(例如，配方)所要求的频率、占空比或导通时间对准。换言之，处理部分1808选择相移以将配方或蚀刻维持在所述变化的参数内。这可以包括改变与第一变化有相反关系的未来脉冲以实现目标平均占空比、频率、导通时间，或保持在配方变化内。例如，如果通道的脉冲被延迟以避免在时间t1重叠，那么同一通道可能具有在未来时间t2加速的后续脉冲，其中重叠不是问题，以使平均传导与目标一致。因此，处理部分1808寻求在输出1818处生成避免重叠脉冲、同时还在“长”时间段(例如1秒)内为每个通道实现期望平均频率和占空比的脉冲串。在一些实施例中，处理部分1808可以指导脉冲电源改变其脉冲串以支持时间表，在该情况下可能不需要相移电路1824。
此外，在这方面，分配式脉冲串中的某些分配式脉冲串可以被给予优先级，使得如果处理部分1808必须在使第一脉冲串相移与使第二脉冲串相移之间进行选择，并且第二脉冲串具有优先级，则处理部分1808可以选择使来自第一脉冲串的一个或多个脉冲相移。
在其他实施例中，处理部分1808可以在1814处通过经由通信输入-输出(I/O)1816与单个脉冲电源通信、或者测量脉冲串来确定输入脉冲串的频率、相位和占空比。处理部分1808可以指导电源对其输出的相位、占空比和频率进行修改以帮助支持由多路复用单元1804设置的时间表。或者，处理部分1808可以指导功率分配开关组件1810不引起对脉冲电源的调节。
存储器1806可以包括可能针对每个通道的最小关闭时段。最小关闭时段可以用于确保在任何一个通道开始其下一个周期之前可以接通所有通道。通道的最小关闭时段可以取决于通道数量、每个通道的开启时间段和死区时间。例如，假设五通道系统，并且参考图6，通道1的最小关闭时段为其他通道2-5的开启时间之和加上死区时间的五倍。
在图16和图18中，可以理解，脉冲电源和多路复用单元之间的通信并不总是必需的。例如，在处理部分1608确定输入1614处的相位、频率和/或占空比并且仅控制功率分配开关组件1610内的相移的情况下，可以不使用与脉冲电源1602的通信。
返回参考图5，图示的时序图可以与图16的实施例相关联，其中N＝5。通道1到5中的每一个向五个负载中的有区别的负载提供脉冲功率。多路复用单元可以从存储器针对每个负载访问配方要求及其可接受的变化，因此可以预测每个通道上的脉冲的时序，从而预测通道之间的重叠。例如，多路复用单元可以识别出通道2和3具有比通道1高的频率，这导致在通道1和2之间的第二脉冲处的预测到的脉冲重叠以及在通道1和通道3之间的第三脉冲处的预测到的脉冲重叠。多路复用单元可以对通道2和3进行相移以避免这些重叠。但是，当通道2移相时，通道2和通道3之间会出现新的预测到的重叠。结果，多路复用单元可以对通道3进行相移以避免这种重叠。该图示示出了这种相移可以如何在整个配方内并且针对各种通道中的每个通道继续进行。例如，通道1的第四脉冲周期看到相移以避免与相移的通道5重叠。一旦多路复用单元为通道确定了不包含分配式脉冲之间的脉冲重叠的时间表，多路复用单元可以向来自脉冲电源的脉冲串施加相移以遵循该时间表或指导脉冲电源将变化施加于单个脉冲串以生成支持该时间表的脉冲串。例如，图5的底部曲线图示出了脉冲电源可以生成并提供给多路复用单元的所得脉冲串。
在实施例中，可以通过通信I/O 1816将输入1814处的前瞻性的期望脉冲模式传送回单个脉冲电源，并且单个脉冲电源可以修改其脉冲模式以产生在图表底部看到的脉冲模式——这是被多路复用到通道1-5所看到的分配式脉冲模式中的理想的输入脉冲模式。换句话说，单个脉冲电源可以使用该信息(或来自多路复用单元的指令)来生成支持由多路复用单元确定的脉冲时间表的脉冲串。
如前所述，多路复用单元可以在来自脉冲电源的相应脉冲到达之前的某个时段对通道进行开关，如图6所示。即使在多路复用单元包括处理部分而不是脉冲电源的情况下也可以实施这一点。
图8-12也可以应用于图16-18的实施例，其中处理部分处于多路复用单元中。
图19示出了用于使用单个脉冲电源驱动两个或更多个有区别的负载并避免重叠的脉冲到达所述两个或更多个有区别的负载的方法。方法1900可以包括针对两个或更多个有区别的负载中的每一个访问目标参数(例如，频率、占空比、导通时间等)(块1902)。这可以包含转向多路复用单元的存储器(例如，图18中的存储器1806)并访问用于多个负载中的每一个的存储参数，包括至少目标脉冲频率和/或目标脉冲占空比，其中可以调度目标脉冲频率和目标脉冲占空比以随时间改变。这些目标参数的可接受变化也可以在存储器中被访问。方法1900还可以包括预测分配式脉冲之间的重叠的实例，这些分配式脉冲被配置用于在没有变化地遵循目标参数的情况下提供给两个或更多个有区别的负载(块1904)。也就是说，多路复用单元可以查看每个负载的目标参数，并预测如果精确遵循目标参数，则每个负载的脉冲何时将出现(块1906)。如果不同负载的一个或多个分配式脉冲在时间上重叠(即，被调度以至少部分同时发生)，则方法1900可以：(1)指导功率分配开关组件(例如，图18中的功率分配开关组件1810)将相移施加于一个或多个分配式脉冲以实现避免重叠的新分配式脉冲时间表(块1908)；或(2)指导脉冲电源将相移施加于其单个脉冲串中的一个或多个脉冲以避免重叠(块1910)。这可以包含施加相移或改变频率和/或占空比。这两个替代方案1908、1910允许脉冲电源或多路复用单元处理相移或其他脉冲串改变以避免分配式脉冲中的重叠。
例如，在替代方案A中，多路复用单元可以从脉冲电源获取周期性且未修改的脉冲串，并且不仅将脉冲作为分配式脉冲分配给两个或更多个有区别的负载，而且还对那些脉冲施加内部相移，使得分配式脉冲不重叠。该替代方案由图20中的时序图例示，其中脉冲电源不改变其脉冲串，而是提供周期性脉冲串，多路复用单元分配并施加变化或相移，以实现在通道1-3中看到的非重叠的分配式脉冲(虚线中的脉冲显示未施加变化的最初调度的脉冲)。如图所示，变化可以在时间上是向前或向后的。然而，在替代实施例中，可能希望仅施加延迟(未示出)，其也可以应用于图20，但只是使用不同的算法来确定变化。
在替代方案B中，多路复用单元将指令传递给脉冲电源以改变其单个脉冲串，然后生成支持分配式脉冲时间表的修改的脉冲串(例如，经由功率分配开关组件)。例如，图21显示了为三个有区别的负载(通道1、2和3)供电的多路复用单元(通道1-3)的时序图，以及四个曲线图的底部的脉冲电源。在施加变化之前，来自脉冲电源的脉冲串的时序可以是周期性的(参见虚线脉冲)。然而，如图所示，多路复用单元为三个通道制定了时间表，其中没有发生脉冲重叠，每个通道受到针对其分配式脉冲串的不同目标参数的影响。为此，指导脉冲电源对脉冲串施加变化以获得支持通道1-3的时间表的新脉冲串(参见实线脉冲)。当该修改的脉冲串到达多路复用单元时，多路复用单元仅将脉冲分配给相应负载，而不施加任何内部相移。
一旦已经设置了新的时间表并且已经施加了变化以实现时间表，方法1900可以寻找未来的机会来施加相反的变化或相移以将平均频率和/或目标脉冲占空比移回每个通道的目标脉冲频率和/或目标脉冲占空比(块1912)。特别地，方法1900可以监测：(1)目标频率与每个分配式脉冲串的平均频率之间的差；和(2)目标占空比与每个分配式脉冲串的平均占空比之间的差。根据这些差，方法1900可以寻找未来的调度机会，以将一个或多个附加变化施加于分配式脉冲时间表以减少这些差。例如，如果第一通道已经看到相位延迟以避免与第二通道的第一重叠，那么该通道的未来脉冲可以被及时加速或相移以将平均频率移回目标频率。这些未来的变化可以施加于脉冲电源或功率分配开关组件。然后可以重复方法1900以获得附加的脉冲重叠。
结合本文公开的实施例描述的方法可以直接体现在硬件中，体现在编码在非暂时性有形处理器可读存储介质中的处理器可执行代码中，或者体现在两者的组合中。例如参考图22，示出了描绘根据示例性实施例的可以用于实现多路复用单元104、204、304、404、1604、1704和1804的物理部件的块图。如所示，在该实施例中，显示部分2212和非易失性存储器2220耦合到总线2222，总线2222也耦合到随机存取存储器(“RAM”)2224、处理部分(其包括N个处理部件)2226、可选字段可编程门阵列(FPGA)2227、以及包括N个收发器的收发器部件2228。尽管图22中描绘的部件表示物理部件，图22也并非意在作为详细的硬件图；因此，图22中描绘的许多部件可以通过共同的结构来实现或可以分配在附加的物理部件之间。此外，预期其他现有的且尚未开发的物理部件和架构可以用于实施参考图22描述的功能部件。
该显示部分2212通常操作用于为用户提供用户界面，并且在若干实施方式中，显示器由触摸屏显示器实现。通常，非易失性存储器2220是用于存储(例如，持久存储)数据和处理器可执行代码(包括与实现本文所述的方法相关联的可执行代码)的非暂时性存储器。例如，在一些实施例中，非易失性存储器2220包括引导加载程序代码、操作系统代码、文件系统代码和非暂时性处理器可执行代码，以便于参考本文中进一步描述的图13或图14所描述的方法的执行。
在许多实施方式中，非易失性存储器2220由闪存(例如，NAND或ONENAND存储器)实现，但预期也可以使用其他存储器类型。尽管可以执行来自非易失性存储器2220的代码，但非易失性存储器中的可执行代码通常被加载到RAM 2224中并且由处理部分2226中的N个处理部件中的一个或多个执行。
与RAM 2224连接的N个处理部件通常操作用于执行存储在非易失性存储器2220中的指令，以实现将来自单个脉冲电源的脉冲分配到多个负载。例如，用于实现参考图13或图14所描述的方法的非暂时性处理器可执行代码可以永久存储在非易失性存储器2220中并且由与RAM 2224连接的N个处理部件执行。如本领域普通技术人员将理解的，处理部分2226可以包括视频处理器、数字信号处理器(DSP)、微控制器、图形处理单元(GPU)或其他硬件处理部件、或硬件和软件处理部件的组合(例如，FPGA或包括数字逻辑处理部分的FPGA)。
另外，或作为替代方案，处理部分2226可以被配置为实现本文描述的方法(例如，参考图13或图14描述的方法)的一个或多个方面。例如，非暂时性处理器可读指令可以存储在非易失性存储器2220或RAM 2224中，并且当在处理部分2226上执行时，使处理部分2226执行脉冲功率的多路复用以馈送多个负载而没有脉冲重叠到达多个负载，并且同时试图维持每个所述负载的平均占空比和/或频率。或者，非暂时性FPGA配置指令可以永久存储在非易失性存储器2220中并由处理部分2226访问(例如，在启动期间)以配置处理部分2226的硬件可配置部分以实现多路复用单元104、204、304、404、1604、1704和1804的功能。
输入部件2230操作用于接收指示来自单个脉冲电源102的一组脉冲的一个或多个方面的信号(例如，在输出316处的通信信号)。在输入部件处接收的信号可以包括例如目标参数或通道标识符的指示。输出部件通常操作用于提供一个或多个模拟或数字信号以实现多路复用单元104、204、304、404、1604、1704和1804的操作性方面，例如发送到功率分配开关组件310和/或单个脉冲电源102的控制信号。例如，输出部分2232可以向功率分配开关组件310提供指令，以实现脉冲到多个负载的期望的分配，或者指导单个脉冲电源102改变其脉冲模式。
所描绘的收发器部件1128包括N个收发器链，其可以用于通过无线或有线网络与外部装置通信。N个收发器链中的每一个可以表示与特定通信方案(例如，WiFi、以太网、Profibus等)相关联的收发器。
一些部分是根据对存储在诸如计算机存储器的计算系统存储器内的数据位或二进制数字信号的操作的算法或符号表示来呈现的。这些算法描述或表示是数据处理领域的普通技术人员所使用的技术的示例，以将他们工作的实质传达给本领域其他技术人员。算法是带来期望结果的自洽操作序列或类似处理。在该上下文中，操作或处理包含物理量的物理操作。通常，尽管不是必须的，这些量可以采取能够被存储、传输、组合、比较或以其他方式操纵的电或磁信号的形式。有时，主要出于常用的原因，将这种信号称为位、数据、值、元素、符号、字符、术语、数字、数值等已被证明是方便的。然而，应该理解的是，所有这些和类似的术语将与适当的物理量相关联，并且只是方便的标签。除非另有明确说明，否则应了解，贯穿本说明书的讨论使用诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”和“标识”等术语是指计算装置(例如一个或多个计算机或类似的电子计算装置或装置)的动作或过程，它们在计算平台的存储器、寄存器或其他信息存储装置、传输装置或显示装置内操纵或转换被表示为物理电子或磁量的数据。
如本领域技术人员将理解的，本发明的各方面可以体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施例的形式，它们都可以在本文中被统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各方面可以采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述计算机可读介质具有体现在其上的计算机可读程序代码。
如本文所用，“A、B和C中的至少一个”的叙述旨在表示“A、B、C或A、B和C的任何组合”。提供所公开实施例的先前描述以使本领域的任何技术人员能够制作或使用本公开。对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且本文定义的一般原理可以应用于其他实施例而不背离本公开的精神或范围。因此，本公开不旨在限于本文所示的实施例，而是要符合与本文公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。

Claims (19)

1.一种脉冲电源组件，被配置为耦合到并驱动两个或更多个负载，所述脉冲电源组件包括：
多路复用单元，其包括：
两个或更多个脉冲输出，每个脉冲输出被配置用于耦合到所述两个或更多个负载中的一个；
功率分配开关组件，其耦合到所述多路复用单元的输入和所述两个或更多个脉冲输出，并且被配置为将来自在所述输入处接收的脉冲串的脉冲拆分成在所述两个或更多个脉冲输出处的分配式脉冲；
脉冲电源，其被配置为向所述多路复用单元的所述输入提供所述脉冲串，所述脉冲电源包括：
周期性脉冲发生器；
相移电路，其耦合到所述周期性脉冲发生器的输出并耦合到所述脉冲电源的输出；
存储器，其存储用于所述两个或更多个负载中的每一个的目标参数；以及
处理部分，其耦合到所述存储器并读取所述存储器上的处理器可执行指令，所述可执行指令在被执行时，使得所述处理部分进行：
访问所述存储器中的所述目标参数；
为所述多路复用单元生成分配式脉冲的时间表；
预测所述时间表中的所述分配式脉冲之间的重叠的实例；
生成避免所述重叠的实例的新的时间表；以及
指导所述相移电路修改来自所述周期性脉冲发生器的周期性脉冲串以生成所述脉冲串，以使得所述脉冲串与所述新的时间表对准。
2.根据权利要求1所述的脉冲电源组件，其中，当被执行时，所述存储器上的所述处理器可执行指令进一步使得所述处理部分向所述多路复用单元指示所述多路复用单元应将来自所述脉冲串的每个脉冲分配给所述两个或更多个脉冲输出中的哪个脉冲输出。
3.根据权利要求2所述的脉冲电源组件，其中，修改所述周期性脉冲串包括向所述周期性脉冲串中的一个或多个脉冲施加相移。
4.根据权利要求1所述的脉冲电源组件，其中，所述新的时间表被调整为保持在所述目标参数的可接受变化内。
5.根据权利要求1所述的脉冲电源组件，其中，所述目标参数包括所述分配式脉冲中的每个的脉冲频率。
6.根据权利要求1所述的脉冲电源组件，其中，所述目标参数包括所述分配式脉冲中的每个的脉冲开启时间和脉冲关闭时间。
7.根据权利要求1所述的脉冲电源组件，其中，所述多路复用单元是所述脉冲电源的部分。
8.一种脉冲电源组件，被配置为耦合到并驱动两个或更多个负载，所述脉冲电源组件包括：
多路复用单元，其包括：
两个或更多个脉冲输出，每个脉冲输出被配置用于耦合到所述两个或更多个负载中的一个；
功率分配开关组件，其耦合到所述多路复用单元的输入和所述两个或更多个脉冲输出，并且被配置为将来自在所述输入处接收的脉冲串的脉冲拆分成在所述两个或更多个脉冲输出处的分配式脉冲；以及
脉冲电源，其被配置为向所述多路复用单元的所述输入提供所述脉冲串，所述脉冲电源包括：
用于生成所述脉冲串的装置；
存储器，其被配置为存储所述两个或更多个负载的目标参数；
处理部分，其被配置为：
访问所述目标参数并预测用于所述两个或更多个负载的分配式脉冲的时间表；
标识所述分配式脉冲中的不同分配式脉冲中的脉冲之间的一个或多个重叠；以及
指导用于生成所述脉冲串的装置向所述脉冲串中的一个或多个脉冲施加相移，使得当所述功率分配开关组件将所述脉冲串拆分成所述分配式脉冲时不会发生所述一个或多个重叠。
9.根据权利要求8所述的脉冲电源组件，其中，所述处理部分进一步被配置为向所述多路复用单元指示所述多路复用单元应将来自所述脉冲串的每个脉冲分配到所述两个或更多个脉冲输出中的哪一个。
10.根据权利要求8所述的脉冲电源组件，还包括施加所述相移，同时将所述分配式脉冲的平均参数保持在存储在所述存储器中的变化内。
11.根据权利要求8所述的脉冲电源组件，其中，所述目标参数包括所述分配式脉冲中的每个的脉冲频率。
12.根据权利要求8所述的脉冲电源组件，其中，所述目标参数包括所述分配式脉冲中的每个的脉冲开启时间和脉冲关闭时间。
13.根据权利要求8所述的脉冲电源组件，其中，所述多路复用单元是所述脉冲电源的部分。
14.一种非暂时性有形计算机可读存储介质，被编码有处理器可读指令以执行用于使用单个脉冲电源驱动两个或更多个有区别的负载并避免重叠的脉冲到达所述两个或更多个有区别的负载的方法，所述方法包括：
针对所述两个或更多个有区别的负载中的每一个访问目标参数；
如果没有变化地遵循所述目标参数，则预测在被配置为提供给所述两个或更多个有区别的负载的分配式脉冲之间的重叠的实例，所述分配式脉冲由单个脉冲串形成；
将变化调度到所述分配式脉冲的时间表中，以避免所述重叠的实例；以及
指导功率分配开关组件根据所述时间表将所述单个脉冲串中的脉冲分配给所述两个或更多个有区别的负载。
15.根据权利要求14所述的非暂时性有形计算机可读存储介质，其中，所述功率分配开关组件是多路复用单元的部分，所述多路复用单元具有耦合到所述两个或更多个有区别的负载的输出。
16.根据权利要求15所述的非暂时性有形计算机可读存储介质，其中，所述多路复用单元耦合到所述单个脉冲电源的输出。
17.根据权利要求15所述的非暂时性有形计算机可读存储介质，其中，所述多路复用单元是所述单个脉冲电源的部分。
18.根据权利要求14所述的非暂时性有形计算机可读存储介质，其中，所述变化不大于所述目标参数的变化阈值。
19.根据权利要求14所述的非暂时性有形计算机可读存储介质，其中，所述时间表被调整为将所述分配式脉冲的平均参数保持在所述目标参数的变化内。
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