CN115021423A - 电流控制方法和能量辐射系统 - Google Patents

电流控制方法和能量辐射系统 Download PDF

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CN115021423A CN202210712731.3A CN202210712731A CN115021423A CN 115021423 A CN115021423 A CN 115021423A CN 202210712731 A CN202210712731 A CN 202210712731A CN 115021423 A CN115021423 A CN 115021423A
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林伟群
刘涛
张桂东
何卓霖
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Abstract

本申请涉及一种电流控制方法和能量辐射系统，该方法包括通过电流控制装置提供高频电力至射频能量辐射单元的各线圈；通过电流控制装置调节传输至各线圈的高频电力之间的电流比例和/或电流相角。在非理想状态下，由于制造工艺导致各线圈存在性能上的差异，各线圈在相同的电流下产生的磁感应强度并不同，本申请电流控制方法通过采集各线圈在相同的电流下产生的磁感应强度，电流控制装置根据各磁感应强度的差异，来调节输出给各线圈的电流之间的比例和/或相角，通过调节电流的比例和/或相角从而调整各线圈产生的磁感应强度均匀化，进而提升多线圈的射频能量辐射单元的输出精度。

Description

电流控制方法和能量辐射系统
技术领域
本申请涉及射频电源，特别是涉及一种电流控制方法和能量辐射系统。
背景技术
等离子体源机构通过传输无线电波的方式，在不需要传输线的情况下，将信息传送至一定距离外。等离子体源机构中的能量辐射装置包括多个线圈。但在包括多个线圈的能量辐射装置中，由于线圈的制作工艺不能做到完全相同，导致各线圈通入相同的电流而产生的磁感应强度不同，从而影响等离子体源机构的输出精度，因此，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统等离子体源机构输出电磁波不均匀。
发明内容
基于此，有必要针对传统多线圈的射频能量辐射单元的输出精度不高的问题，提供一种电流控制方法和能量辐射系统。
为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种等离子体源机构的电流控制方法，应用于等离子体源机构的射频能量辐射单元，电流控制方法包括：
通过电流控制装置提供高频电力至射频能量辐射单元的各线圈；
通过电流控制装置调节传输至各线圈的高频电力之间以下至少一者的电力参数，包括：
调节各线圈的电流比例；
调节各线圈的电流相角。
在其中一个实施例中，调节传输至各线圈的高频电力之间以下至少一者的电力参数的步骤前还包括：
通过电流控制装置获取各线圈通电流产生的磁感应强度；
通过电流控制装置根据各磁感应强度调节传输出给各线圈的电流之间的比例及电流相角。
在其中一个实施例中，电流控制装置获取各线圈在相同比例的电流下产生的磁感应强度。
在其中一个实施例中，电流控制装置调节传输出给各线圈的电流之间的比例，以使各线圈在调节后的电流下产生的磁感应强度均匀化。
在其中一个实施例中，电流控制装置包括电源与多输出匹配模块；
调节各线圈的电流比例的步骤中：
通过电源输出给多输出匹配模块的电流；
通过多输出匹配模块调节传输出至各线圈的电流之间的比例，并依据比例对电源传输的电流进行分路，对应输出给各线圈。
在其中一个实施例中，电流控制装置包括电源与多输出匹配模块；
调节各线圈的电流比例的步骤中：
通过主控电源控制至少一从电源输出电力给各多输出匹配模块，各多输出匹配模块传递至各线圈的电流符合电流比例。
在其中一个实施例中，调节各线圈的电流比例的步骤中：
通过主控电源输出电力至第一多输出匹配模块；
通过主控制电源控制从电源输出电力至第二多输出匹配模块；
其中，通过第一多输出匹配模块与第二多输出匹配模块传递至各线圈的电流符合电流比例。
在其中一个实施例中，电流控制装置包括主控电源、至少一个从电源以及至少一个多输出匹配模块；
主控电源连接各从电源；各从电源连接对应的多输出匹配模块；
调节各线圈的电流比例的步骤中：
主控电源控制各从电源调节输出给各多输出匹配模块的电流之间的比例。
在其中一个实施例中，电流控制装置包括相移控制电源以及多输出匹配模块；
调节各线圈的电流相角的步骤中：
通过相移控制电源调制输出给多输出匹配模块的电流的相角。
在其中一个实施例中，电流控制装置包括电源与多输出匹配模块；
调节各线圈的电流相角的步骤中：
通过主控电源输出控制至少一从电源输出给各多输出匹配模块的电流的相角。
在其中一个实施例中，调节各线圈的电流相角的步骤中：
通过主控电源输出第一电流至第一多输出匹配模块；
通过主控制电源控制从电源输出第二电流至第二多输出匹配模块，第二电流与第一电流的相角为相同或相异。
在其中一个实施例中，多输出匹配模块包括可变电容；
多输出匹配模块调节各路电流之间的比例的步骤中：
多输出匹配模块通过改变可变电容的电容值，来调节各路输出电流之间的比例。
另一方面，本申请实施例提供了一种能量辐射系统，包括射频能量辐射单元以及电流控制装置；
射频能量辐射单元包括至少两个线圈；电流控制装置的分别连接各线圈；
其中，电流控制装置用于实现上述的等离子体源机构的电流控制方法。
在其中一个实施例中，电流控制装置还用于根据各磁感应强度，调节传输出给各线圈的电流的相角。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
本申请等离子体源机构的电流控制方法中，通过电流控制装置提供高频电力至射频能量辐射单元的各线圈；通过电流控制装置调节传输至各线圈的高频电力之间的电流比例和/或电流相角。在非理想状态下，由于制造工艺导致各线圈存在性能上的差异，各线圈在相同的电流下产生的磁感应强度并不同，本申请电流控制方法通过采集各线圈在相同的电流下产生的磁感应强度，电流控制装置根据各磁感应强度的差异，来调节输出给各线圈的电流之间的比例和/或相角，通过调节电流的比例和/或相角从而调整各线圈产生的磁感应强度均匀化，进而提升多线圈的射频能量辐射单元的输出精度。
附图说明
图1为本申请实施提供的电流控制方法的一种流程示意图。
图2为本申请实施提供的等离子体源机构的一种结构示意图。
图3为本申请实施提供的等离子体源机构的一种结构示意图。
图4为本申请实施提供的一种等离子体源机构的电流分流示意图。
图5为本申请实施提供的另一种等离子体源机构的电流分流示意图。
图6为本申请实施提供的等离子体源机构的一种结构示意图。
图7为本申请实施提供的等离子体源机构的主从控制示意图。
图8为本申请实施提供的电流控制方法的另一种流程示意图。
图9为本申请实施提供的等离子体源机构的一种结构示意图。
图10为本申请实施提供的等离子体源机构的电流流向示意图。
图11为本申请实施提供的双输出匹配模块的等效电路图。
图12为本申请实施提供的双输出匹配模块的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
等离子体源机构用于发射无线电波，等离子体源机构的射频能量辐射单元25中至少包括两个线圈，由于制造工艺的不同使得各线圈存在性能差异，在通入相同电流的情况下各线圈产生的磁感应强度会存在差异，导致射频能量辐射单元25的输出精度不高。为了解决该问题，在一个实施例中，如图1所示，提供了一种射频能量辐射单元25的电流控制方法，电流控制方法包括以下步骤：
步骤S1，通过电流控制装置提供高频电力至射频能量辐射单元25的各线圈。
电流控制装置能够产生高频电力传输给射频能量辐射单元25上的各线圈，以使线圈在高频电力发射电磁场。
步骤S3，通过电流控制装置提供高频电力至射频能量辐射单元25的各线圈。
通过电流控制装置调节传输至各线圈的高频电力之间以下至少一者的电力参数，包括：调节各线圈的电流比例；调节各线圈的电流相角。需要说明的是，电流控制装置调节传输出给各线圈的电流之间的比例或相角，以使各线圈在调节后的电流下产生的磁感应强度均匀化。
实现调节各线圈的电流比例的方式有多种：
在一个示例中，电流控制装置包括电源21与多输出匹配模块23。该示例中，实现调节各线圈的电流比例的步骤中：通过电源21输出给多输出匹配模块23的电流；通过多输出匹配模块23调节传输出至各线圈的电流之间的比例，并依据比例对电源传输的电流进行分路，对应输出给各线圈。多输出匹配模块23根据实际需求而定，例如，多输出匹配模块23为多数个。当多输出匹配模块23为多数个时，电源可提供相同比例电流至各多输出匹配模块23。也可提供相异比例的电流至各多输出匹配模块23。即，电源可调节输出给与其连接的多输出匹配模块23的电流比例。
在一个示例中，电流控制装置包括电源与多输出匹配模块23。该示例中，
调节各线圈的电流比例的步骤中：通过主控电源211控制至少一从电源213输出电力给各多输出匹配模块23，各多输出匹配模块23传递至各线圈的电流符合电流比例。该示例中，电源包括主控电源211和从电源213，主控电源211仅连接从电源213。主控电源211用于控制从电源213，当有多个从电源213时，主控电源211可控制各从电源213输出电流的比例。多输出匹配模块23将从电源213输入的电流进行分路，按电流比例传输至与其连接的各线圈。
在一个示例中，电流控制装置包括电源与多输出匹配模块23。其中，电源包括主控电源211和从电源213。多输出匹配模块23包括连接主控电源211的第一多输出匹配模块23，以及连接从电源213的第二多输出匹配模块23。
调节各线圈的电流比例的步骤中：通过主控电源211输出电力至第一多输出匹配模块23；通过主控制电源控制从电源213输出电力至第二多输出匹配模块23；其中，通过第一多输出匹配模块23与第二多输出匹配模块23传递至各线圈的电流符合电流比例。该示例中，主控电源211不仅用于控制，还直接连接多输出匹配模块23给多输出匹配模块23供电。
在当电源与多输出匹配模块23皆为多数个时，电源连接至多输出匹配模块23为一对一、一对多或两者组合，各电源提供相同比例或相异比例的电流至所连接的多输出匹配模块23。
需要说明的是，电流控制装置不仅可以发射高频电力，还可调节输出给各线圈的高频电力的电力参数，具体包括电流比例和电流相角。
为了能够调节各线圈产生的磁感应强度，在一个示例中，调节传输至各线圈的高频电力之间以下至少一者的电力参数的步骤前还包括：
通过电流控制装置获取各线圈通电流产生的磁感应强度；需要说明的是，在一个示例中，电流控制装置获取各线圈在相同比例的电流下产生的磁感应强度。
通过电流控制装置根据各磁感应强度调节传输出给各线圈的电流之间的比例及电流相角。
在一个示例中，电流控制方法包括以下步骤：
步骤S5，电流控制装置获取射频能量辐射单元25的各线圈在相同电流下产生的磁感应强度。
其中，可以利用磁感应强度探测器来探测各线圈在相同电流下产生的磁感应强度。在一个示例中，可以预先探测各线圈在相同电流下产生的磁感应强度，并将磁感应强度存储在电流控制装置，在需要控制射频能量辐射单元25发生无线电波时，电流控制装置调用已经存储在其内的磁感应强度。进一步的，电流控制装置可以同时存储多个不同的射频能量辐射单元25的各线圈的磁感应强度。在另一个示例中，电流控制装置可以通过磁感应强度探测器实时探测磁感应强度，电流控制装置通过实时获取的磁感应强度来动态调节输出给线圈的电流。需要说明的是，电流控制装置用于向各线圈传输电流，并且可以调节传输给各线圈的电流之间的比例。
步骤S6，电流控制装置根据各磁感应强度，调节传输出给各线圈的电流之间的比例，以使各线圈在调节后的电流下产生的磁感应强度均匀化。
其中，电流控制装置根据其内已经存储的各线圈的磁感应强度，或者根据实时获取的磁感应强度，调制出与各磁感应强度之和对应大小的总电流，根据各磁感应强度获取输出给各线圈的电流之间的比例，并按照该比例将总电流分路成传输给各线圈的分电流，将对应大小的分电流传输给对应的线圈。
在一个示例中，如图2所示，电流控制装置包括电源以及一个多输出匹配模块23。需要说明的是，该示例中的多输出匹配模块23的输出端数量与射频能量辐射单元25上的线圈数量相等，多输出匹配模块23的输出端一一对应地连接射频能量辐射单元25上的线圈。需要说明的是，多输出匹配模块23为至少包括两个的输出端。
在该示例中，电流控制装置根据各磁感应强度，调节传输至各线圈的电流之间的比例的步骤中，包括以下步骤：
步骤S21，电源根据各磁感应强度，调制输出给多输出匹配模块23的电流。其中，电源获取各磁感应强度之和，调制与各磁感应强度之和对应大小的电流，并将该电流传输给多输出匹配模块23。
步骤S23，多输出匹配模块23根据各磁感应强度，调节传输出给各线圈的电流之间的比例，并依据该比例对电源传输的电流进行分路，对应输出给各线圈。其中，多输出匹配模块23根据各磁感应强度的差异，处理出需要输出给各线圈的电流之间的比例，然后依据该比例对电源传输的电流进行分路，将将对应的分路电流传输给对应的线圈。分成的路数与线圈数量相等。
在另一个示例中，如图3所示，电流控制装置包括电源以及至少两个多输出匹配模块23。该示例中，各多输出匹配模块23的连接射频能量辐射单元25的输出端数量之和与射频能量辐射单元25上的线圈数量相等，多输出匹配模块23的输出端一一对应地连接射频能量辐射单元25上的线圈。
该示例中，电流控制装置根据各磁感应强度，调节传输至各线圈的电流之间的比例的步骤中，包括以下步骤：
步骤S31，电源根据各磁感应强度，调节输出给各多输出匹配模块23的电流之间的比例(如图4和5的中第一次分流)。其中，电源获取各磁感应强度之和，调制与各磁感应强度之和对应大小的总电流。电源分别单独获取每个多输出匹配模块23连接的线圈的磁感应强度之和，根据各多输出匹配模块23对应的磁感应强度之和，获取输出给各多输出匹配模块23的电流之间的比例，根据该比例对上述总电流进行分路，并将分路电流传输给对应的多输出匹配模块23。分成的路数与多输出匹配模块23数量相等。
步骤S33，各多输出匹配模块23根据与多输出匹配模块23连接的线圈的磁感应强度，调节传输出给与多输出匹配模块23连接的各线圈的电流之间的比例(如图4和5的中第二次分流)，并依据该比例对电源传输的电流进行分路，对应输出给与多输出匹配模块23连接的线圈。其中，每个多输出匹配模块23根据其上连接的各线圈的磁感应强度，获取输出给其上连接的各线圈的电流之间的比例，利用该比例对对应输入的电流进行分流，并将分路电流输出给对应的线圈。需要说明的是，步骤S31中的第一次分流和步骤S33中的第二次分流可以分开独立使用，也可配合使用。
在再一个示例中，如图6所示，电流控制装置包括主控电源211、至少一个从电源213以及至少一个多输出匹配模块23；主控电源211连接各从电源213；各从电源213连接对应的多输出匹配模块23。该示例中，主控电源211用于控制从电源213，从电源213直接向多输出匹配模块23传输电流。从电源213的数量可根据实际需要以及多输出匹配模块23而定，在一个示例中，从电源213可连接一个多输出匹配模块23，也可以连接两个以上的多输出匹配模块23。从电源213连接的多输出匹配模块23的数量可相等，也可不相等。
该示例中，电源根据各磁感应强度，调节输出给各多输出匹配模块23的电流之间的比例的步骤中：主控电源211根据各磁感应强度，控制各从电源213调节输出给各多输出匹配模块23的电流之间的比例(如图5所示)。需要说明的是，主控电源211获取各磁感应强度之和，调制与各磁感应强度之和对应大小的总电流。电源分别单独获取每个从电源213连接的线圈的磁感应强度之和，根据各从电源213对应的磁感应强度之和，获取输出给各从电源213的电流之间的比例，根据该比例对上述总电流进行分路，并将分路电流传输给对应的从电源213。分成的路数与从电源213数量相等。在一个示例中，当从电源213连接至少两个多输出匹配模块23，从电源213分别单独获取与从电源213连接的每个多输出匹配模块23连接的线圈的磁感应强度之和，根据各多输出匹配模块23对应的磁感应强度之和，获取输出给与从电源213连接的各多输出匹配模块23的电流之间的比例，根据该比例对主控电源211传输给从电源213的电流进行分路，并将分路电流传输给对应的多输出匹配模块23。分成的路数与从电源213连接的多输出匹配模块23数量相等。
需要说明的是，以使各线圈在调节后的电流下产生的磁感应强度均匀化是指，将各线圈产生的磁感应强度控制到趋于相等、完全相等或者在一定范围内。
在一个实施例中，电流控制装置包括相移控制电源以及多输出匹配模块23；
调节各线圈的电流相角的步骤中：
通过相移控制电源调制输出给多输出匹配模块23的电流的相角。该示例中，多输出匹配模块23的数量为单一并具有两个以上的输入端，每一输入端对应不同多输出匹配模块23的输出端，两个输入端自电源获取相同或不同相角的电流。在一个示例中，相移控制电源包括主控电源211与至少一个从电源213，主控电源211与从电源213分别连接多输出匹配模块23的输入端并提供电流，主控电源211控制各从电源213输出电流的相角。在另一个示例中，相移控制电源包括控制器与至少一个从电源213，至少一个从电源213分别连接多输出匹配模块23的输入端并提供电流；控制器调节至少一个从电源213输出电流的相角。在再一个示例中，相移控制电源包括控制器与多个从电源213，多个从电源213分别连接多输出匹配模块23，控制器控制多个电源提供相同或不同相角的电流。其中，多输出匹配模块23的数量为多数个，并自电源获取相同或不同相角的电流。需要说明的是，相同或不同相角的电流为相同或相异的电源提供。
调节各线圈的电流相角的方式多种多样：
在一个示例中，电源包括主控电源211和从电源213，主控电源211用于控制从电源213调整电流的相角。调节各线圈的电流相角的步骤中：通过主控电源211输出控制至少一从电源213输出给各多输出匹配模块23的电流的相角。
在一个示例中，电源包括主控电源211和从电源213，主控电源211不仅用于控制从电源213调整电流的相角，还直接连接多输出匹配模块23向其输入不同相角的电流(如图7所示)。该示例中，多输出匹配模块23包括与主控电源211连接的第一多输出匹配模块23，以及与从电源213连接的第二多输出匹配模块23。调节各线圈的电流相角的步骤中：通过主控电源211输出第一电流至第一多输出匹配模块23；通过主控制电源控制从电源213输出第二电流至第二多输出匹配模块23，第二电流与第一电流的相角为相同或相异。
在一个示例中，可给电源连接一个控制设备，该控制设备可控制电源调节输出给各多输出匹配模块23的电流的相角。在一个实施例中，如图8所示，提供了一种射频能量辐射单元25的电流控制方法，电流控制方法包括以下步骤：
步骤S51，电流控制装置获取射频能量辐射单元25的各线圈在相同电流下产生的磁感应强度。需要说明的是，步骤S51与前述实施例步骤S1相同，此处不再赘述。
步骤S53，电流控制装置根据各磁感应强度，调节传输出给各线圈的电流之间的比例，调节传输出给各线圈的电流的相角，以使各线圈在调节后的电流下产生的磁感应强度均匀化。
需要说明的是，在交流电的一个周期内，电流值随着相角的变化而变化，从而导致线圈产生的磁感应强度随着时间的变化而变化。本申请的传输给各线圈的电流是由一个总电流按照比例分路而定，传输给各线圈的电流的波形相同，若改变传输给各线圈的电流的相角差，由于不同相角对应的电流值可能不相等，从而可调节各线圈瞬时产生的磁感应强度，例如，某个瞬时，某个线圈产生的磁感应强度相对于其他线圈偏大，可根据电流的波形特性，将相角调前或调后，以减小随后的电流。有例如，某个瞬时，某个线圈产生的磁感应强度相对于其他线圈偏小，可根据电流的波形特性，将相角调前或调后，以增加随后的电流。
本实施例中，通过电流比例的控制和电流相角的控制的配合，来进一步加强对线圈的磁感应强度均匀化的控制。例如，以电流比例的控制为主，电流相角的控制作为辅助调整，具体为电流控制装置根据各磁感应强度，调节传输出给各线圈的电流之间的比例，并根据各磁感应强度和比例调节传输出给各所述线圈的电流的相角。也可以电流相角的控制为主，电流比例的控制作为辅助调整，具体为电流控制装置根据各磁感应强度，调节传输出给各所述线圈的电流的相角，并根据各磁感应强度和相角调节传输出给各线圈的电流之间的比例。当然，也将电流比例的控制和电流相角的控制放在同等地位，具体为电流控制装置根据各磁感应强度，同时调节传输出给各线圈的电流的相角和传输出给各线圈的电流之间的比例。
在一个示例中，电流控制装置包括相移控制电源以及一个多输出匹配模块23。需要说明的是，该示例中，多输出匹配模块23的输出端数量与射频能量辐射单元25上的线圈数量相等，多输出匹配模块23的输出端一一对应地连接射频能量辐射单元25上的线圈。需要说明的是，多输出匹配模块23为至少包括两个的输出端。相移控制电源可以调制电流，并调节电流的相角。
在该示例中，电流控制装置根据各磁感应强度，调节传输出给各线圈的电流的相角的步骤中：
相移控制电源根据各磁感应强度，调制输出给多输出匹配模块23的电流的相角。其中，相移控制电源根据各磁感应强度，对各多输出匹配模块23的电流的相角进行调整，以对各多输出匹配模块23连接的线圈的磁感应强度之和进行初步的调整。
在该示例中，电流控制装置根据各磁感应强度，调节传输至各线圈的电流之间的比例的步骤中，包括以下步骤：
相移控制电源根据各磁感应强度，调制输出给多输出匹配模块23的电流；多输出匹配模块23根据各磁感应强度，调节传输出给各线圈的电流之间的比例，并依据比例对相移控制电源传输的电流进行分路，对应输出给各线圈。
其中，相移控制电源电源获取各磁感应强度之和，调制与各磁感应强度之和对应大小的电流，并将该电流传输给多输出匹配模块23。多输出匹配模块23根据各磁感应强度的差异，处理出需要输出给各线圈的电流之间的比例，然后依据该比例对相移控制电源电源传输的电流进行分路，将将对应的分路电流传输给对应的线圈。分成的路数与线圈数量相等。
在另一个示例中，电流控制装置包括相移控制电源以及至少两个多输出匹配模块23。该示例中，各多输出匹配模块23的连接射频能量辐射单元25的输出端数量之和与射频能量辐射单元25上的线圈数量相等，多输出匹配模块23的输出端一一对应地连接射频能量辐射单元25上的线圈。相移控制电源可以调制电流，并调节电流的相角。
该示例中，电流控制装置根据各磁感应强度，调节传输出给各线圈的电流的相角的步骤中：
相移控制电源根据各磁感应强度，调制输出给各多输出匹配模块23的电流的相角。需要说明的是，相移控制电源分别单独获取各多输出匹配模块23连接的线圈的磁感应强度之和，根据各多输出匹配模块23对应的磁感应强度之和之间的差异，调节传输给各多输出匹配模块23的电流的相角。
该示例中，电流控制装置根据各磁感应强度，调节传输至各线圈的电流之间的比例的步骤中：
相移控制电源根据各磁感应强度，调节输出给各多输出匹配模块23的电流之间的比例；多输出匹配模块23根据与多输出匹配模块23连接的线圈的磁感应强度，调节传输出给与多输出匹配模块23连接的各线圈的电流之间的比例，并依据比例对相移控制电源电源传输的电流进行分路，对应输出给与多输出匹配模块23连接的线圈。
其中，相移控制电源电源获取各磁感应强度之和，调制与各磁感应强度之和对应大小的总电流。相移控制电源电源分别单独获取每个多输出匹配模块23连接的线圈的磁感应强度之和，根据各多输出匹配模块23对应的磁感应强度之和，获取输出给各多输出匹配模块23的电流之间的比例，根据该比例对上述总电流进行分路，并将分路电流传输给对应的多输出匹配模块23。分成的路数与多输出匹配模块23数量相等。每个多输出匹配模块23根据其上连接的各线圈的磁感应强度，获取输出给其上连接的各线圈的电流之间的比例，利用该比例对对应输入的电流进行分流，并将分路电流输出给对应的线圈。
在再一个示例中，电流控制装置包括相移控制电源、至少一个从电源213以及至一个多输出匹配模块23；相移控制电源连接各从电源213；各从电源213连接对应的多输出匹配模块23。该示例中，包括两种电源，一种是主控电源211可以控制从电源213，可以调制电流，可以对电流进行分路，另一种是从电源213，可以调节电流的相角，可以对电流进行分路。从电源213根据实际需求和多输出匹配模块23的数量进行确定。在一个示例中，从电源213可连接一个多输出匹配模块23，也可以连接两个以上的多输出匹配模块23。从电源213连接的多输出匹配模块23的数量可相等，也可不相等。
该示例中，电流控制装置根据各磁感应强度，调节传输出给各线圈的电流的相角的步骤中：
主控电源211根据各磁感应强度，调节控制各从电源213传输出给对应的多输出匹配模块23的电流的相角。需要说明的是，相移控制电源分别单独获取各多输出匹配模块23连接的线圈的磁感应强度之和，根据各多输出匹配模块23对应的磁感应强度之和之间的差异，控制从电源213调节传输给各多输出匹配模块23的电流的相角。
该示例中，电流控制装置根据各磁感应强度，调节输出给各多输出匹配模块23的电流之间的比例的步骤中：
主控电源211根据各磁感应强度，控制各从电源213调节输出给各多输出匹配模块23的电流之间的比例。其中，主控电源211获取各磁感应强度之和，调制与各磁感应强度之和对应大小的总电流。电源分别单独获取每个从电源213连接的线圈的磁感应强度之和，根据各从电源213对应的磁感应强度之和，获取输出给各从电源213的电流之间的比例，根据该比例对上述总电流进行分路，并将分路电流传输给对应的从电源213。分成的路数与从电源213数量相等。在一个示例中，当从电源213连接至少两个多输出匹配模块23，从电源213分别单独获取与从电源213连接的每个多输出匹配模块23连接的线圈的磁感应强度之和，根据各多输出匹配模块23对应的磁感应强度之和，获取输出给与从电源213连接的各多输出匹配模块23的电流之间的比例，根据该比例对主控电源211传输给从电源213的电流进行分路，并将分路电流传输给对应的多输出匹配模块23。分成的路数与从电源213连接的多输出匹配模块23数量相等。
为了实现多输出匹配模块23能够调节输出电流之间的比例，在一个示例中，多输出匹配模块23包括可变电容。其中，可变电容为在受控下能够改变电容。
多输出匹配模块23调节各路电流之间的比例的步骤中：多输出匹配模块23通过改变可变电容的电容值，来调节各路输出电流之间的比例。
为了保证电路后端接收到足够大的电流，在一个示例中，如图9所示，电流控制装置还包括功率放大模块27。其中，功率放大模块27用于对电流进行放大处理。
相移控制电源21根据各磁感应强度，调节输出给多输出匹配模块23的电流的步骤中：相移控制电源21根据各磁感应强度，调节输出给功率放大模块27的电流；功率放大模块27对相移控制电源21传输的电流进行调整传输给多输出匹配模块23。
为了更加具体了解本申请电流控制方法的原理，以下结合图10所示的电流控制系统为例进行说明：
相移控制电源21的第一输出端与功率放大模块1连接，第二输出端与功率放大模块2连接。相移控制电源21根据双输出匹配模块1上连接的线圈1和线圈2的磁感应强度之和，与双输出匹配模块2上连接的线圈1和线圈2的磁感应强度之和，调节相移控制电源21第一输出端的电流Ips1与第二输出端的电流Ips2的电流比Ips1/Ips2，根据该电流比对相移控制电源21输出的总电流进行分路输出，分别输出给功率放大模块1和功率放大模块2。
功率放大模块1将电流Ips1放大，输出电流I1，其输出端与双输出匹配模块1的输入端连接；功率放大模块2将电流Ips2放大，输出电流I2，其输出端与双输出匹配模块2的输入端连接。
双输出匹配模块1根据线圈1的磁感应强度和线圈2的磁感应强度，对功率放大模块1输出的电流I1进行分流，功率放大模块1的第一输出端连接线圈1、第二输出端连接线圈2，使流入线圈1的电流为Iu1，流入线圈2的电流为Iu2，其中I1＝Iu1+Iu2；
双输出匹配模块2根据线圈3的磁感应强度和线圈4的磁感应强度，对功率放大模块2输出的电流I2进行分流，功率放大模块2的第一输出端连接线圈3、第二输出端连接线圈4，使流入线圈1的电流为Id1，流入线圈2的电流为Id2，其中I2＝Id1+Id2。
上述双输出匹配模块1包含：4个电容Cu0、Cu1、Cu2、Cu3，其中Cu1、Cu2、Cu3为可变电容，通过调节可变电容Cu1、Cu2、Cu3可以调节双输出匹配模块1第一输出端的电流Iu1与双输出匹配模块1第二输出端的电流Iu2的电流比Iu1/Iu2。
上述双输出匹配模块2包含：4个电容Cd0、Cd1、Cd2、Cd3，其中Cd1、Cd2、Cd3为可变电容，通过调节可变电容Cd1、Cd2、Cd3可以调节双输出匹配模块2第一输出端的电流Id1与双输出匹配模块2第二输出端的电流Id2的电流比Id1/Id2。
上述线圈模块包括线圈1、线圈2、线圈3及线圈4，其中：线圈1与双输出匹配模块1的第一输出端连接，流过线圈1的电流为Iu1；线圈2与双输出匹配模块1的第二输出端连接，流过线圈2的电流为Iu2；线圈3与双输出匹配模块2的第一输出端连接，流过线圈3的电流为Id1；线圈4与双输出匹配模块2的第二输出端连接，流过线圈4的电流为Iu2。
如图11所示，为图10所示的电流控制系统的等效电路，基于以下公式调节电流的之间的比例：
非理想状态下，
Figure BDA0003707460410000181
理想状态下，，L1＝L2＝L，C1＝C2＝C，
Figure BDA0003707460410000182
线圈i产生的磁场
Figure BDA0003707460410000183
(i＝1，2，3，4)其中N为线圈匝数，μ为线圈所处介质的磁导率，l为线圈的磁路长度。
本申请射频能量辐射单元25的电流控制方法中，电流控制装置在获取射频能量辐射单元25的各线圈在相同电流下产生的磁感应强度后，电流控制装置根据各磁感应强度，调节传输出给各线圈的电流之间的比例，并将调节后的电流分别对应输出至各线圈，使得各线圈在调节后的电流下产生的磁感应强度均匀化。在非理想状态下，由于制造工艺导致各线圈存在性能上的差异，各线圈在相同的电流下产生的磁感应强度并不同，本申请电流控制方法通过采集各线圈在相同的电流下产生的磁感应强度，电流控制装置根据各磁感应强度的差异，来调节输出给各线圈的电流之间的比例，通过调节电流从而调整各线圈产生的磁感应强度均匀化，进而提升多线圈的射频能量辐射单元25结构的输出精度。
在一个实施例中，如图2-7所示，提供了一种能量辐射系统，包括射频能量辐射单元25以及电流控制装置。其中，射频能量辐射单元25包括至少两个线圈，例如包括2个、3个、4个……N个线圈。电流控制装置的分别连接各线圈。其中，电流控制装置用于获取射频能量辐射单元25的各线圈在相同电流下产生的磁感应强度，并根据各磁感应强度，调节传输出给各线圈的电流之间的比例，以使各线圈在调节后的电流下产生的磁感应强度均匀化。在一个示例中，电流控制装置还用于根据各磁感应强度，调节传输出给各线圈的电流的相角。在另一个示例中，电流控制装置还用于根据各磁感应强度，调节传输出给各线圈的电流之间的比例，调节传输出给各线圈的电流的相角，以使各线圈在调节后的电流下产生的磁感应强度。需要说明的是，该实施例中的电流控制装置与本申请电流控制方法中的电流控制装置相同，详情请参照本申请电流控制方法的各实施例，此处不再赘述。
根据多输出匹配模块23的输出端口数量分成以下两种情况，第一种情况，如图2所示，电流控制装置包括相移控制电源21以及一个多输出匹配模块23；相移控制电源21连接多输出匹配模块23；多输出匹配模块23分别连接各线圈。需要说明的是，该多输出匹配模块23的输出端正好与各线圈的数量相同。第二种情况，如图3所示，电流控制装置包括相移控制电源21以及至少两个多输出匹配模块23；相移控制电源21分别连接多输出匹配模块23；各多输出匹配模块23分别连接对应数量的线圈。需要说明的是，各多输出匹配模块23至少包括两个输出端，各多输出匹配模块23的输出端之和等于线圈的数量。在一个示例中，多输出匹配模块23为双输出匹配模块，即多输出匹配模块23包括两个输出端。
在一个示例中，如图12所示，双输出匹配模块包括电容C0、可变电容C1、可变电容C2、可变电容C3，其中，电容C0的一端连接可变电容C1一端，另一端连接可变电容C2的一端，可变电容C3的一端连接可变电容C1另一端，可变电容C3的另一端连接可变电容C2另一端。通过调节可变电容C1、可变电容C2、可变电容C3的电容值，即可改变双输出匹配模块的两个输出端输出的电流的比例，如图3所示，按照该比例将电流I分路成I1和I2。
为了保证电路后端接收到足够大的电流，如图4所示，电流控制装置还包括功率放大模块27；相移控制电源21通过功率放大模块27连接多输出匹配模块23。
为了进一步理解本申请能量辐射系统的结构，如图5所示，提供一具体的实施例进行说明：
能量辐射系统包括相移控制电源21、射频能量辐射单元25、功率放大模块1、功率放大模块2、双输出匹配模块1、双输出匹配模块2。其中，射频能量辐射单元25包括线圈1、线圈2、线圈3和线圈4。相移控制电源21分别连接功率放大模块1和功率放大模块2，功率放大模块1分别连接线圈1和线圈2，功率放大模块2分别连接线圈3和线圈4。
相移控制电源21根据线圈1和线圈2的磁感应强度之和，和线圈3和线圈4的磁感应强度之和，调节输出给功率放大模块1和功率放大模块2的电流比。双输出匹配模块1根据线圈1和线圈2的磁感应强度，调节输出给线圈1和线圈2的电流比。双输出匹配模块2根据线圈3和线圈4的磁感应强度，调节输出给线圈3和线圈4的电流比。
本申请能量辐射系统，通过调节电流来调节各个线圈产生的磁感应强度，提高射频电源输出的精度及稳定性。该功能的实现需要多输出匹配模块23及相移控制电源21的协同调节，其原理是通过调节多输出匹配模块23中的可调电容C，使得该多输出匹配模块23的多路输出电流的比发生变化，从而令与双输出匹配模块连接的线圈中各自产生的磁感应强度相同；而相移控制电源21可调节其输出端的两路电流之比，从而进一步调节双输出匹配模块各自输入端的电流之比，使得与不同双输出匹配模块连接的线圈的磁感应强度相同。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种等离子体源机构的电流控制方法，应用于等离子体源机构的射频能量辐射单元，其特征在于，所述电流控制方法包括：
通过电流控制装置提供高频电力至所述射频能量辐射单元的各线圈；
通过所述电流控制装置调节传输至各所述线圈的高频电力之间以下至少一者的电力参数，包括：
调节各所述线圈的电流比例；
调节各所述线圈的电流相角。
2.根据权利要求1所述等离子体源机构的电流控制方法，其特征在于，所述调节传输至各所述线圈的高频电力之间以下至少一者的电力参数的步骤前还包括：
通过所述电流控制装置获取各所述线圈通电流产生的磁感应强度；
通过所述电流控制装置根据各所述磁感应强度调节传输出给各所述线圈的电流之间的比例及电流相角。
3.根据权利要求2所述等离子体源机构的电流控制方法，其特征在于，所述电流控制装置获取各所述线圈在相同比例的电流下产生的磁感应强度。
4.根据权利要求1所述等离子体源机构的电流控制方法，其特征在于，所述电流控制装置调节传输出给各所述线圈的电流之间的比例，以使各所述线圈在调节后的电流下产生的磁感应强度均匀化。
5.根据权利要求1所述等离子体源机构的电流控制方法，其特征在于，所述电流控制装置包括电源与多输出匹配模块；
所述调节各所述线圈的电流比例的步骤中：
通过所述电源输出给所述多输出匹配模块的电流；
通过所述多输出匹配模块调节传输出至各所述线圈的电流之间的比例，并依据所述比例对所述电源传输的电流进行分路，对应输出给各所述线圈。
6.根据权利要求1所述等离子体源机构的电流控制方法，其特征在于，所述电流控制装置包括电源与多输出匹配模块；
所述调节各所述线圈的电流比例的步骤中：
通过主控电源控制至少一从电源输出电力给各所述多输出匹配模块，各所述多输出匹配模块传递至各所述线圈的电流符合所述电流比例。
7.根据权利要求1所述等离子体源机构的电流控制方法，其特征在于，所述调节各所述线圈的电流比例的步骤中：
通过主控电源输出电力至第一多输出匹配模块；
通过所述主控制电源控制从电源输出电力至第二多输出匹配模块；
其中，通过所述第一多输出匹配模块与所述第二多输出匹配模块传递至各所述线圈的电流符合所述电流比例。
8.根据权利要求1所述等离子体源机构的电流控制方法，其特征在于，所述电流控制装置包括主控电源、至少一个从电源以及至少一个多输出匹配模块；
所述主控电源连接各所述从电源；各所述从电源连接对应的所述多输出匹配模块；
所述调节各所述线圈的电流比例的步骤中：
所述主控电源控制各所述从电源调节输出给各所述多输出匹配模块的电流之间的比例。
9.根据权利要求1所述等离子体源机构的电流控制方法，其特征在于，所述电流控制装置包括相移控制电源以及多输出匹配模块；
所述调节各所述线圈的电流相角的步骤中：
通过所述相移控制电源调制输出给所述多输出匹配模块的电流的相角。
10.根据权利要求1所述等离子体源机构的电流控制方法，其特征在于，所述电流控制装置包括电源与多输出匹配模块；
所述调节各所述线圈的电流相角的步骤中：
通过主控电源输出控制至少一从电源输出给各所述多输出匹配模块的电流的相角。
11.根据权利要求1所述等离子体源机构的电流控制方法，其特征在于，所述调节各所述线圈的电流相角的步骤中：
通过主控电源输出第一电流至第一多输出匹配模块；
通过所述主控制电源控制从电源输出第二电流至第二多输出匹配模块，所述第二电流与所述第一电流的相角为相同或相异。
12.根据权利要求1至11任意一项所述的等离子体源机构的电流控制方法，其特征在于，所述多输出匹配模块包括可变电容；
所述多输出匹配模块调节各路电流之间的比例的步骤中：
所述多输出匹配模块通过改变所述可变电容的电容值，来调节各路输出电流之间的比例。
13.一种能量辐射系统，其特征在于，包括射频能量辐射单元以及电流控制装置；
所述射频能量辐射单元包括至少两个线圈；所述电流控制装置的分别连接各所述线圈；
其中，所述电流控制装置用于实现如权利要求1至12任意一项所述的等离子体源机构的电流控制方法。
14.根据权利要求13所述的能量辐射系统，其特征在于，所述电流控制装置还用于根据各所述磁感应强度，调节传输出给各所述线圈的电流的相角。
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