CN114980677A - 射频电源及其冷却控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种射频电源及其冷却控制方法，包括电源组件、冷却装置和控制装置，冷却装置包括流体通路和设置在流体通路上的调节阀，控制装置用于在电源组件为运行状态时根据冷却装置的温度检测值与预设目标温度之间的第一温度差值以及电源组件的当前功率与上一检测周期的功率之间的功率差值，对调节阀的开启程度进行调节；以及，在电源组件为非运行状态时，在出水温度高于出水温度阈值时降低冷却装置的可调目标温度，否则在入水温度低于或等于结露温度时提高可调目标温度；再对调节阀的开启程度进行调节，以使冷却装置的温度检测值趋近于可调目标温度。本发明的射频电源能够提高电源组件温度的稳定性并避免过热或结露。

Description

射频电源及其冷却控制方法

技术领域

本发明涉及半导体工艺领域，具体地，涉及一种射频电源及其冷却控制方法。

背景技术

射频电源是半导体、光伏、发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)等设备的关键零部件之一，其主要功能是在半导体等离子刻蚀、化学气相沉积(Chemical VaporDeposition，CVD)、物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)、溅射镀膜等工艺中提供高频等离子体激励，使工艺腔室内部形成等离子体。由于射频电源是输出大功率的半导体设备零部件，在工作过程中会产生大量的热量，因此大部分射频电源采用水循环冷却的方式散热，达到快速散热的目的，保证射频电源的正常可靠工作。由于半导体设备对射频电源的要求最重要的一点就是功率输出高精度和高一致性，而影响其功率输出精度和一致性的关键因素之一是射频电源功率驱动放大管的工作温度，因此，保证射频电源功率驱动放大管的工作温度的稳定，是射频电源提高功率输出高精度和高一致性有效手段之一。

然而，现有的水循环冷却装置常出现无法及时冷却射频电源以及过度冷却射频电源导致其表面发生结露的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种射频电源及其冷却控制方法，该冷却控制方法能够提高电源组件温度的稳定性和射频电源的安全性。

为实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种射频电源，所述射频电源包括电源组件、冷却装置和控制装置，所述冷却装置包括流体通路和设置在所述流体通路上的调节阀，所述流体通路用于与冷源连接，以使所述冷源提供的冷却液在所述流体通路中流动并吸收所述电源组件产生的热量，所述调节阀用于调节所述流体通路中所述冷却液的流量，所述控制装置用于在所述电源组件为运行状态时，周期性地检测所述冷却装置的温度以及所述电源组件的功率；根据所述冷却装置的温度检测值与预设目标温度之间的第一温度差值以及所述电源组件的当前功率与上一检测周期所述电源组件的功率之间的功率差值，确定所述调节阀开启程度的第一调节量，并根据所述第一调节量对所述调节阀的开启程度进行调节；其中，所述第一调节量随所述第一温度差值以及所述功率差值的增大而增大，随所述第一温度差值以及所述功率差值的减小而减小；

以及，在所述电源组件为非运行状态时，周期性地检测所述冷却装置的出水温度、入水温度以及所述冷却装置所在环境的环境湿度；在所述出水温度高于出水温度阈值时，降低所述冷却装置的可调目标温度，在所述出水温度低于或等于所述出水温度阈值时，根据所述环境湿度确定结露温度，并在所述入水温度低于或等于所述结露温度时提高所述冷却装置的可调目标温度；再根据所述冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值，对所述调节阀的开启程度进行调节，以使所述冷却装置的温度检测值趋近于所述可调目标温度。

可选地，所述射频电源还包括第一温度传感器、温度采集电路、功率传感器和功率采集电路，所述第一温度传感器用于检测所述冷却装置的温度，所述功率传感器用于检测所述电源组件的功率；所述控制装置用于通过所述温度采集电路接收所述第一温度传感器的检测结果，并通过所述功率采集电路接收所述功率传感器的检测结果；

所述射频电源还包括第二温度传感器、第三温度传感器、湿度传感器和湿度采集电路，所述第二温度传感器用于检测所述冷却装置中流体通路入水端的入水温度，所述第三温度传感器用于检测所述冷却装置中流体通路出水端的出水温度，所述湿度传感器用于检测所述射频电源内部的环境湿度；所述控制装置还用于通过所述温度采集电路接收所述第二温度传感器和所述第三温度传感器的检测结果，并通过所述湿度采集电路接收所述湿度传感器的检测结果。

可选地，所述射频电源还包括驱动电路，所述控制装置用于控制所述驱动电路对所述调节阀的开启程度进行调节。

可选地，所述控制装置预存有所述环境湿度与所述结露温度之间的对照表，所述控制装置具体用于基于预存的所述对照表，确定当前所述环境湿度对应的所述结露温度。

作为本发明的第二个方面，提供一种冷却控制方法，应用于前面所述的射频电源中，所述方法包括：

在所述电源组件为运行状态时，周期性地检测所述冷却装置的温度以及所述电源组件的功率；

根据所述冷却装置的温度检测值与预设目标温度之间的第一温度差值以及所述电源组件的当前功率与上一检测周期所述电源组件的功率之间的功率差值，确定所述调节阀开启程度的第一调节量，其中，所述第一调节量随所述第一温度差值以及所述功率差值的增大而增大，随所述第一温度差值以及所述功率差值的减小而减小；

根据所述第一调节量对所述调节阀的开启程度进行调节；以及

在所述电源组件为非运行状态时，周期性地检测所述冷却装置的出水温度、入水温度以及所述冷却装置所在环境的环境湿度；

若所述出水温度高于出水温度阈值，则降低所述冷却装置的可调目标温度，若所述出水温度低于或等于所述出水温度阈值，则根据所述环境湿度确定结露温度，并在所述入水温度低于或等于所述结露温度时，提高所述冷却装置的可调目标温度；

根据所述冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值，对所述调节阀的开启程度进行调节，以使所述冷却装置的温度检测值趋近于所述可调目标温度。

可选地，所述调节阀开启程度的第一调节量为：K_i*E_k+K_p*(E_k-E_k-1)+K_d*(P_k-P_k-1)，其中，K_p为第一预设比例调节系数，K_i为第一预设积分调节系数，K_d为第一预设微分调节系数，E_k为当前第一温度差值，E_k-1为上一检测周期对应的第一温度差值，P_k为当前功率差值，P_k-1为上一检测周期对应的功率差值。

可选地，根据所述调节阀开启程度的第一调节量对所述调节阀的开启程度进行调节，具体包括：

将所述调节阀当前的控制量与所述第一调节量相加，得到目标控制量；

将所述调节阀的开启程度调节至所述目标控制量。

可选地，所述根据所述环境湿度确定结露温度，具体包括：

基于预存的所述环境湿度与所述结露温度之间的对照表，确定当前所述环境湿度对应的所述结露温度。

可选地，所述根据所述冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值，对所述调节阀的开启程度进行调节，具体包括：

根据所述冷却装置的温度检测值与所述可调目标温度之间的第二温度差值确定所述调节阀开启程度的第二调节量，其中，所述第二调节量随所述第二温度差值的增大而增大，随所述第二温度差值的减小而减小；

根据所述第二调节量对所述调节阀的开启程度进行调节。

可选地，所述第二调节量为：K_i′*E_k′+K_p′*(E_k′-E_k-1′)，其中，K_p′为第二预设比例调节系数，K_i′为第二预设积分调节系数，E_k′为当前第二温度差值，E_k-1′为上一检测周期对应的第二温度差值。

在本发明提供的射频电源及其冷却控制方法中，控制装置能够在电源组件为运行状态时，周期性地检测冷却装置的温度以及电源组件的功率，并同时根据冷却装置的温度和电源组件的功率调节调节阀的开启程度。即，在响应于冷却装置的温度对调节阀的开启程度进行反馈调节的同时，还能够根据电源组件的功率的变化情况预判接下来是否需要加强冷却效果(即，将调节阀的开启程度调大)，例如，在电源组件的功率增大后，检测到的当前功率大于上一检测周期检测到的功率，从而可根据功率差值将调节阀的开启程度调大，在电源组件的温度及冷却装置的温度升高前，提前加快流体通路中冷却液的流量，加强对电源组件的冷却效率，从而能够有效避免电源组件过热，提高了电源组件温度的稳定性，进而保证了电源组件输出功率的精度；

并且，在电源组件为非运行状态时，控制装置在每个周期中进行反馈调节前，先根据出水温度、入水温度以及环境湿度重新确定可调目标温度，并根据冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值，对调节阀的开启程度进行调节，以使冷却装置的温度检测值趋近于可调目标温度，从而能够有效避免冷却装置的温度过高使电源组件受热或者冷却装置的温度过低导致出现结露现象，保证射频电源的安全性。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的射频电源中控制装置与其他部件之间的通信连接关系的示意图；

图2是本发明另一实施例提供的冷却控制方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的射频电源中控制装置的控制软件算法的控制环路的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据半导体设备的工艺要求，射频电源常需要在不同的工作状态或不同的输出功率频繁的切换和调整，且射频电源在不同的输出功率下产生的热量差别很大。而现有的水循环冷却装置对冷却效果的调节能力有限，在射频电源的功率突然增大的情况下，无法及时快速地散掉射频电源在短时间内产生的大量热量，使热量在射频电源附近蓄积，并导致射频电源中的部件(例如，驱动放大管)过热。并且，现有的冷却装置对非运行状态(即停止运行)的射频电源进行冷却时，常导致射频电源温度过低而出现结露现象，即，周围气体环境中的水蒸气在冷却装置的流体通路等结构上凝结出液滴，对射频电源产生安全隐患。

因此，如何提供一种能够及时应对射频电源功率突变，保证射频电源温度的稳定性，并避免结露的射频电源，成为本领域亟待解决的技术问题。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供一种射频电源，该射频电源包括电源组件、冷却装置和控制装置10，该冷却装置包括流体通路和设置在流体通路上的调节阀20，流体通路用于与冷源连接，以使冷源提供的冷却液(例如，冷却水)在流体通路中流动并吸收电源组件产生的热量，调节阀20用于调节流体通路中冷却液的流量，如图1所示，控制装置10用于控制冷却装置的调节阀20的开启程度。

具体地，控制装置10用于在电源组件为运行状态时，周期性地检测冷却装置的温度T以及电源组件的功率P；根据冷却装置的温度检测值T与预设目标温度之间的第一温度差值E以及电源组件的当前功率与上一检测周期电源组件的功率之间的功率差值，确定调节阀开启程度的第一调节量，并根据第一调节量对调节阀的开启程度进行调节。其中，第一调节量随第一温度差值以及功率差值的增大而增大，随第一温度差值以及功率差值的减小而减小。

还用于在电源组件为非运行状态时，周期性地检测冷却装置的出水温度、入水温度以及冷却装置所在环境的环境湿度；在出水温度高于出水温度阈值时，降低冷却装置的可调目标温度，在出水温度低于或等于出水温度阈值时，根据环境湿度确定结露温度，并在入水温度低于或等于结露温度时，提高冷却装置的可调目标温度；再根据冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值，对调节阀的开启程度进行调节，以使冷却装置的温度检测值趋近于可调目标温度。

作为本发明的一种可选实施方式，该冷却装置可以为水冷板，即，流体通路在水冷板的内部沿平面弯曲延伸，该板状结构的一侧贴附在电源组件的发热部件(例如，驱动放大管等元件)上，从而实现高效换热。

在现有技术方案中，通常仅根据水冷板温度与预设目标温度之间的差值进行反馈调节，即，在水冷板温度低于预设目标温度时，将调节阀关小，以减小流体通路中的冷却液流量，使水冷板温度升高；在水冷板温度高于预设目标温度时，将调节阀开大，以增大流体通路中的冷却液流量，使水冷板温度降低。因而该方案的冷却液流量调节响应速度较慢，在电源组件的功率突然增大后，现有的冷却装置无法及时预判水冷板温度的后续变化，只能在一定时间后电源组件及水冷板温度升高后，再响应于突然升高的水冷板温度将调节阀开大，此时电源组件中的发热部件可能已经出现过热问题。并且，现有技术中冷却装置仅能够根据温度检测值与固定的目标温度之间的差值，对调节阀的开启程度进行反馈调节，虽然能够将非运行状态的电源组件稳定在较低的温度，却难以避免电源组件温度过低引发的结露问题。

而本发明提供的冷却控制方法能够在电源组件为运行状态时，周期性地检测冷却装置的温度T以及电源组件的功率P，并同时根据冷却装置的温度T和电源组件的功率P调节调节阀的开启程度。即，在响应于冷却装置的温度T(水冷板温度)对调节阀的开启程度进行反馈调节的同时，还能够根据电源组件的功率P的变化情况预判接下来是否需要加强冷却效果(即，将调节阀的开启程度调大)，例如，在电源组件的功率增大后，检测到的当前功率大于上一检测周期检测到的功率，从而可根据功率差值将调节阀的开启程度调大，在电源组件的温度及冷却装置的温度T升高前，提前加快流体通路中冷却液的流量，加强对电源组件的冷却效率，从而能够有效避免电源组件过热，提高了电源组件温度的稳定性，进而保证了电源组件输出功率的精度。

并且，在电源组件为非运行状态时，控制装置在每个周期中进行反馈调节前，先根据出水温度、入水温度以及环境湿度重新确定可调目标温度，并根据冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值，对调节阀的开启程度进行调节，以使冷却装置的温度检测值趋近于可调目标温度，从而能够有效避免冷却装置的温度过高使电源组件受热或者冷却装置的温度过低导致出现结露现象。

具体地，冷却液在流经冷却装置的流体通路的同时吸热，温度逐渐升高，因此，在流体通路的延伸方向上，流体通路的入水端的入水温度最低、流体通路的出水端的出水温度最高，因而设定控制装置根据出水温度判断冷却装置的可调目标温度是否过高，根据入水温度判断冷却装置的可调目标温度是否过低，从而保证冷却装置整体的温度在合适的范围内。

若流体通路的出水端的出水温度高于出水温度阈值，则降低冷却装置的可调目标温度，从而通过反馈调节使冷却装置的温度检测值趋近于更低的可调目标温度，进而可以保证冷却装置上各个位置的温度均低于出水温度阈值。

若流体通路的入水端的入水温度低于或等于结露温度，则需要提高冷却装置的可调目标温度，从而通过反馈调节使冷却装置的温度检测值趋近于更高的可调目标温度，进而可以保证冷却装置上各个位置的温度均高于结露温度，避免出现结露现象，保证射频电源的安全性。

作为本发明的一种可选实施方式，控制装置10可以包括现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)电路，可编程逻辑门阵列电路具有并行执行的功能，能够形成多个单独的控制回路，并通过控制回路独立同时执行多个控制流程，同时还能够从电源组件的控制系统接收信息，以实时获得电源组件的工作状态、电源组件的功率等信息。

可选地，如图1所示，射频电源还包括驱动电路21，控制装置10用于控制驱动电路21对调节阀20的开启程度进行调节。

作为本发明的一种可选实施方式，如图1所示，射频电源还包括第一温度传感器31、温度采集电路30、功率传感器51和功率采集电路50，第一温度传感器31用于检测冷却装置的温度(具体地，在冷却装置为水冷板的情况下，该第一温度传感器31可以设置在水冷板上靠近电源组件的驱动放大管等发热元件处)，功率传感器51用于检测电源组件的功率；控制装置10用于通过温度采集电路30接收第一温度传感器31的检测结果，并通过功率采集电路50接收功率传感器51的检测结果。

在电源组件为运行状态时，控制装置10用于在确定目标控制量后，向调节阀20的驱动电路21发送相应的控制信号，使驱动电路21将调节阀20的开启程度调节至目标控制量。

作为本发明的一种可选实施方式，如图1所示，射频电源还包括第二温度传感器32、第三温度传感器33、湿度传感器41和湿度采集电路40，第二温度传感器32用于检测冷却装置中流体通路入水端的入水温度，第三温度传感器33用于检测冷却装置中流体通路出水端的出水温度(具体地，在冷却装置为水冷板的情况下，第二温度传感器32和第三温度传感器33可以分别设置在水冷板上靠近流体通路入水端以及出水端的位置)，湿度传感器41用于检测射频电源内部的环境湿度；控制装置10还用于通过温度采集电路30接收第二温度传感器32和第三温度传感器33的检测结果，并通过湿度采集电路40接收湿度传感器41的检测结果。

在电源组件为运行状态时，控制装置10用于在流体通路的出水端的出水温度高于出水温度阈值时，降低冷却装置的可调目标温度，并通过反馈调节控制驱动电路21调节调节阀20的开启程度，使冷却装置的温度检测值趋近于更底的可调目标温度，进而可以保证冷却装置上各个位置的温度均低于出水温度阈值；在流体通路的入水端的入水温度低于或等于结露温度时，提高冷却装置的可调目标温度，并通过反馈调节控制驱动电路21调节调节阀20的开启程度，使冷却装置的温度检测值趋近于更高的可调目标温度，进而可以保证冷却装置上各个位置的温度均高于结露温度，避免出现结露现象。

作为本发明的一种可选实施方式，控制装置10中预存有环境湿度与结露温度之间的对照表，控制装置10具体用于基于预存的对照表，确定当前环境湿度对应的结露温度。

本发明的第二个方面，提供一种冷却控制方法，应用于本发明实施例提供的射频电源中。即，该射频电源包括电源组件、冷却装置和控制装置10，该冷却装置包括流体通路和设置在流体通路上的调节阀20，流体通路用于与冷源连接，以使冷源提供的冷却液在流体通路中流动并吸收电源组件产生的热量，调节阀20用于调节流体通路中冷却液的流量，该冷却控制方法通过控制装置10实现。如图2所示，该冷却控制方法包括：

步骤S11、在电源组件为运行状态时，周期性地检测冷却装置的温度T以及电源组件的功率P；

步骤S12、根据冷却装置的温度检测值T与预设目标温度之间的第一温度差值E以及电源组件的当前功率与上一检测周期电源组件的功率之间的功率差值，确定调节阀开启程度的第一调节量，其中，第一调节量随第一温度差值以及功率差值的增大而增大，随第一温度差值以及功率差值的减小而减小；

步骤S13、根据第一调节量对调节阀的开启程度进行调节；

还包括：

步骤S21、在电源组件为非运行状态时，周期性地检测冷却装置的出水温度、入水温度以及冷却装置所在环境的环境湿度；

步骤S22、若出水温度高于出水温度阈值，则降低冷却装置的可调目标温度，若出水温度低于或等于出水温度阈值，则根据环境湿度确定结露温度，并在入水温度低于或等于结露温度时，提高冷却装置的可调目标温度；

步骤S23、根据冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值，对调节阀的开启程度进行调节，以使冷却装置的温度检测值趋近于可调目标温度。

在现有技术方案中，通常仅根据水冷板温度与预设目标温度之间的差值进行反馈调节，即，在水冷板温度低于预设目标温度时将调节阀关小，以减小流体通路中的冷却液流量，使水冷板温度升高；在水冷板温度高于预设目标温度时将调节阀开大，以增大流体通路中的冷却液流量，使水冷板温度降低。因而该方案的冷却液流量调节响应速度较慢，在电源组件的功率突然增大后，现有的冷却装置无法及时预判水冷板温度的后续变化，只能在一定时间后电源组件及水冷板温度升高后，再响应于突然升高的水冷板温度将调节阀开大，此时电源组件中的发热部件可能已经出现过热问题。并且，现有技术中冷却装置仅能够根据温度检测值与固定的目标温度之间的差值，对调节阀的开启程度进行反馈调节，虽然能够将非运行状态的电源组件稳定在较低的温度，却难以避免电源组件温度过低引发的结露问题。

而本发明提供的冷却控制方法能够在电源组件为运行状态时，周期性地检测冷却装置的温度T以及电源组件的功率P，并同时根据冷却装置的温度T和电源组件的功率P调节调节阀的开启程度。即，在响应于冷却装置的温度T(水冷板温度)对调节阀的开启程度进行反馈调节的同时，还能够根据电源组件的功率P的变化情况预判接下来是否需要加强冷却效果(即，将调节阀的开启程度调大)，例如，在电源组件的功率增大后，检测到的当前功率大于上一检测周期检测到的功率，从而可根据功率差值将调节阀的开启程度调大，在电源组件的温度及冷却装置的温度T升高前，提前加快流体通路中冷却液的流量，加强对电源组件的冷却效率，从而能够有效避免电源组件过热，提高了电源组件温度的稳定性，进而保证了电源组件输出功率的精度。

并且，在电源组件为非运行状态时，控制装置在每个周期中执行步骤S23(即进行反馈调节)前，先根据出水温度、入水温度以及环境湿度重新确定步骤S23中的可调目标温度，并根据冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值，对调节阀的开启程度进行调节，以使冷却装置的温度检测值趋近于可调目标温度，从而能够有效避免冷却装置的温度过高使电源组件受热或者冷却装置的温度过低导致出现结露现象。

具体地，冷却液在流经冷却装置的流体通路的同时吸热，温度逐渐升高，因此，在整个冷却装置中，流体通路的入水端的入水温度最低、流体通路的出水端的出水温度最高，因此，步骤S22中根据出水温度判断冷却装置的可调目标温度是否过高，根据入水温度判断冷却装置的可调目标温度是否过低，从而保证冷却装置整体的温度在合适的范围内。

若流体通路的出水端的出水温度高于出水温度阈值，则降低冷却装置的可调目标温度，从而在步骤S23中通过反馈调节使冷却装置的温度检测值趋近于更低的可调目标温度，进而可以保证冷却装置上各个位置的温度均低于出水温度阈值；

若流体通路的入水端的入水温度低于或等于结露温度，则需要提高冷却装置的可调目标温度，从而在步骤S23中通过反馈调节使冷却装置的温度检测值趋近于更高的可调目标温度，进而可以保证冷却装置上各个位置的温度均高于结露温度，避免出现结露现象。

作为本发明的一种可选实施方式，步骤S12至步骤S13中根据第一温度差值E及功率差值确定第一调节量并根据第一调节量对调节阀的开启程度进行调节的过程可以为比例积分微分(Proportion Integral Differential，PID)算法。

例如，可选地，第一调节量可根据当前检测周期与前一检测周期的第一温度差值E以及功率差值，采用增量式比例积分微分算法计算得到，具体地：

调节阀开启程度的第一调节量为：K_i*E_k+K_p*(E_k-E_k-1)+K_d*(P_k-P_k-1)，其中，K_p为第一预设比例调节系数，K_i为第一预设积分调节系数，K_d为第一预设微分调节系数(即K_p、K_i、K_d分别为比例项(P)、积分项(I)和微分项(D)预设的调节参数，可预先通过实验确定)，E_k为当前第一温度差值(即冷却装置的温度T在当前检测周期与上一检测周期的数值之间的差值)，E_k-1为上一检测周期对应的第一温度差值(即冷却装置的温度T在上一检测周期与上一检测周期的上一检测周期的数值之间的差值)，P_k为电源组件的当前功率，P_k-1为电源组件在上一检测周期的功率，(P_k-P_k-1)即为功率差值。

由于电源组件的功率发生变化后，需经过一定时间周期才能引起冷却装置的温度变化，因此本发明实施例中第一调节量的计算公式中微分项(D)包括电源组件的当前功率P_k与其在上一检测周期的功率P_k-1之间的功率差值(P_k-P_k-1)。从而通过选取合适的为第一预设微分调节系数K_d，即可实现根据电源组件的功率变化情况预判冷却装置温度的变化趋势，并提前调节水冷阀门，以提高冷却装置温度控制的响应速度和实时性。

作为本发明的一种可选实施方式，步骤S13中，根据调节阀开启程度的第一调节量对调节阀的开启程度进行调节，具体包括：

步骤S131、将调节阀当前的控制量与第一调节量相加，得到目标控制量；

步骤S132、将调节阀的开启程度调节至目标控制量。

具体地：目标控制量的表达式为：U_k+1＝U_k+K_i*E_k+K_p*(E_k-E_k-1)+K_d*(P_k-P_k-1)，其中，U_k+1表示目标控制量，U_k表示调节阀当前的控制量(即上一检测周期的目标控制量)，每一检测周期均将计算得到的第一调节量与调节阀前一次调节后的控制量相加，并将调节阀的开启程度调节至相加得到的目标控制量，从而实现对调节阀的开启程度进行连续调节。

作为本发明的一种可选实施方式，如图1所示，射频电源还可以包括第一温度传感器31、温度采集电路30、功率传感器51和功率采集电路50，第一温度传感器31用于检测冷却装置的温度，功率传感器51用于检测电源组件的功率；控制装置10用于通过温度采集电路30接收第一温度传感器31的检测结果，并通过功率采集电路50接收功率传感器51的检测结果。

在确定目标控制量后，控制装置10向调节阀20的驱动电路21发送相应的控制信号，使驱动电路21将调节阀20的开启程度调节至目标控制量。

作为本发明的一种可选实施方式，如图1所示，该射频电源还可以包括第二温度传感器32、第三温度传感器33、湿度传感器41和湿度采集电路40，第二温度传感器32用于检测冷却装置中流体通路入水端的入水温度，第三温度传感器33用于检测冷却装置中流体通路出水端的出水温度，湿度传感器41用于检测射频电源内部的环境湿度；控制装置10还用于通过温度采集电路30接收第二温度传感器32和第三温度传感器33的检测结果，并通过湿度采集电路40接收湿度传感器41的检测结果。

作为本发明的一种可选实施方式，控制装置10中预存有环境湿度与结露温度之间的对照表，步骤S22中根据环境湿度确定结露温度，具体可以包括：基于预存的环境湿度与结露温度之间的对照表，确定当前环境湿度对应的结露温度。

作为本发明的一种可选实施方式，步骤S23中根据冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值，对调节阀的开启程度进行调节，具体包括：

步骤S231、根据冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值确定调节阀开启程度的第二调节量，其中，第二调节量随第二温度差值的增大而增大，随第二温度差值的减小而减小；

步骤S232、根据第二调节量对调节阀的开启程度进行调节。

同样地，步骤S231至步骤S232中根据冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值调节阀的开启程度进行调节的过程可以为比例积分微分(PID)算法或者比例积分(Proportion Integral，PI)算法。

例如，作为本发明的一种可选实施方式，第二调节量可根据当前检测周期与前一检测周期的第二温度差值，采用增量式比例积分微分算法计算得到，具体地：

第二调节量为：K_i′*E_k′+K_p′*(E_k′-E_k-1′)，其中，K_p′为第二预设比例调节系数，K_i′为第二预设积分调节系数(即K_p和K_i分别为比例项(P)和积分项(I)预设的调节参数，可预先通过实验确定)，E_k′为当前第二温度差值(冷却装置在当前检测周期的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值)，E_k-1′为上一检测周期对应的第二温度差值(冷却装置在上一检测周期的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值)。

作为本发明的一种可选实施方式，该冷却控制方法还包括：确认电源组件的工作状态。即，控制装置能够实时确认电源组件的工作状态，在电源组件为运行状态时，自动执行步骤S11至步骤S13，在电源组件为非运行状态时，自动执行步骤S21至步骤S23。

作为本发明的一种可选实施方式，如图3所示，控制装置的控制软件算法可以包括两个控制环路，内环为冷却装置温度控制环，外环为可调目标温度逻辑控制环。

在电源组件为运行状态时，仅运行冷却装置的温度控制环，即，根据检测到的冷却装置实际温度T与预设目标温度之间的差值，通过PID控制算法确定调节阀的开启程度的调节量，实现对冷却装置温度的控制，使冷却装置的温度稳定在预设目标温度；在电源组件为非运行状态时，内环与外环同时运行，在每一检测周期中先由可调目标温度逻辑控制环(外环)确定可调目标温度，再由冷却装置的温度控制环(内环)根据检测到的冷却装置实际温度T与可调目标温度之间的差值，通过PID控制算法确定调节阀的开启程度的调节量，实现对冷却装置温度的控制，使冷却装置的温度稳定在可调目标温度。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种射频电源，其特征在于，所述射频电源包括电源组件、冷却装置和控制装置，所述冷却装置包括流体通路和设置在所述流体通路上的调节阀，所述流体通路用于与冷源连接，以使所述冷源提供的冷却液在所述流体通路中流动并吸收所述电源组件产生的热量，所述调节阀用于调节所述流体通路中所述冷却液的流量，所述控制装置用于在所述电源组件为运行状态时，周期性地检测所述冷却装置的温度以及所述电源组件的功率；根据所述冷却装置的温度检测值与预设目标温度之间的第一温度差值以及所述电源组件的当前功率与上一检测周期所述电源组件的功率之间的功率差值，确定所述调节阀开启程度的第一调节量，并根据所述第一调节量对所述调节阀的开启程度进行调节；其中，所述第一调节量随所述第一温度差值以及所述功率差值的增大而增大，随所述第一温度差值以及所述功率差值的减小而减小；

以及，在所述电源组件为非运行状态时，周期性地检测所述冷却装置的出水温度、入水温度以及所述冷却装置所在环境的环境湿度；在所述出水温度高于出水温度阈值时，降低所述冷却装置的可调目标温度，在所述出水温度低于或等于所述出水温度阈值时，根据所述环境湿度确定结露温度，并在所述入水温度低于或等于所述结露温度时提高所述冷却装置的可调目标温度；再根据所述冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值，对所述调节阀的开启程度进行调节，以使所述冷却装置的温度检测值趋近于所述可调目标温度。

2.根据权利要求1所述的射频电源，其特征在于，所述射频电源还包括第一温度传感器、温度采集电路、功率传感器和功率采集电路，所述第一温度传感器用于检测所述冷却装置的温度，所述功率传感器用于检测所述电源组件的功率；所述控制装置用于通过所述温度采集电路接收所述第一温度传感器的检测结果，并通过所述功率采集电路接收所述功率传感器的检测结果；

所述射频电源还包括第二温度传感器、第三温度传感器、湿度传感器和湿度采集电路，所述第二温度传感器用于检测所述冷却装置中流体通路入水端的入水温度，所述第三温度传感器用于检测所述冷却装置中流体通路出水端的出水温度，所述湿度传感器用于检测所述射频电源内部的环境湿度；所述控制装置还用于通过所述温度采集电路接收所述第二温度传感器和所述第三温度传感器的检测结果，并通过所述湿度采集电路接收所述湿度传感器的检测结果。

3.根据权利要求1所述的射频电源，其特征在于，所述射频电源还包括驱动电路，所述控制装置用于控制所述驱动电路对所述调节阀的开启程度进行调节。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的射频电源，其特征在于，所述控制装置预存有所述环境湿度与所述结露温度之间的对照表，所述控制装置具体用于基于预存的所述对照表，确定当前所述环境湿度对应的所述结露温度。

5.一种冷却控制方法，应用于权利要求1至4中任意一项所述的射频电源中，所述方法包括：

在所述电源组件为运行状态时，周期性地检测所述冷却装置的温度以及所述电源组件的功率；

根据所述冷却装置的温度检测值与预设目标温度之间的第一温度差值以及所述电源组件的当前功率与上一检测周期所述电源组件的功率之间的功率差值，确定所述调节阀开启程度的第一调节量，其中，所述第一调节量随所述第一温度差值以及所述功率差值的增大而增大，随所述第一温度差值以及所述功率差值的减小而减小；

根据所述第一调节量对所述调节阀的开启程度进行调节；以及

在所述电源组件为非运行状态时，周期性地检测所述冷却装置的出水温度、入水温度以及所述冷却装置所在环境的环境湿度；

若所述出水温度高于出水温度阈值，则降低所述冷却装置的可调目标温度，若所述出水温度低于或等于所述出水温度阈值，则根据所述环境湿度确定结露温度，并在所述入水温度低于或等于所述结露温度时，提高所述冷却装置的可调目标温度；

根据所述冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值，对所述调节阀的开启程度进行调节，以使所述冷却装置的温度检测值趋近于所述可调目标温度。

6.根据权利要求5所述的冷却控制方法，其特征在于，所述调节阀开启程度的第一调节量为：K_i*E_k+K_p*(E_k-E_k-1)+K_d*(P_k-P_k-1)，其中，K_p为第一预设比例调节系数，K_i为第一预设积分调节系数，K_d为第一预设微分调节系数，E_k为当前第一温度差值，E_k-1为上一检测周期对应的第一温度差值，P_k为当前功率差值，P_k-1为上一检测周期对应的功率差值。

7.根据权利要求6所述的冷却控制方法，其特征在于，根据所述调节阀开启程度的第一调节量对所述调节阀的开启程度进行调节，具体包括：

将所述调节阀当前的控制量与所述第一调节量相加，得到目标控制量；

将所述调节阀的开启程度调节至所述目标控制量。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的冷却控制方法，其特征在于，所述根据所述环境湿度确定结露温度，具体包括：

基于预存的所述环境湿度与所述结露温度之间的对照表，确定当前所述环境湿度对应的所述结露温度。

9.根据权利要求8所述的冷却控制方法，其特征在于，所述根据所述冷却装置的温度检测值与可调目标温度之间的第二温度差值，对所述调节阀的开启程度进行调节，具体包括：

根据所述冷却装置的温度检测值与所述可调目标温度之间的第二温度差值确定所述调节阀开启程度的第二调节量，其中，所述第二调节量随所述第二温度差值的增大而增大，随所述第二温度差值的减小而减小；

根据所述第二调节量对所述调节阀的开启程度进行调节。

10.根据权利要求9所述的冷却控制方法，其特征在于，所述第二调节量为：K_i′*E_k′+K_p′*(E_k′-E_k-1′)，其中，K_p′为第二预设比例调节系数，K_i′为第二预设积分调节系数，E_k′为当前第二温度差值，E_k-1′为上一检测周期对应的第二温度差值。

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