CN115441850B - 一种射频电源系统的阻抗匹配方法、装置及电源系统 - Google Patents

一种射频电源系统的阻抗匹配方法、装置及电源系统 Download PDF

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CN115441850B CN202211388051.7A CN202211388051A CN115441850B CN 115441850 B CN115441850 B CN 115441850B CN 202211388051 A CN202211388051 A CN 202211388051A CN 115441850 B CN115441850 B CN 115441850B
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Abstract

本发明涉及一种射频电源系统的阻抗匹配方法、装置及电源系统；属于射频电源技术领域，解决阻抗匹配问题，方法包括：在射频电源通过可调匹配网络为负载进行供电的射频电源系统结构中，对射频电源系统输入侧的电压和电流进行采集得到采集数据；在可调匹配网络中，根据输入的电压参考值以及采集数据，对连接在射频电源系统输入侧和负载侧之间的电力电子变换器进行电流控制和电压控制，通过调整可调匹配网络的输入电压和电流值，改变可调匹配网络的等效阻抗，实现阻抗匹配。本发明简化匹配箱内部的复杂结构，能够快速、精准的实现阻抗匹配，成本更低、具有易扩展性。

Description

一种射频电源系统的阻抗匹配方法、装置及电源系统
技术领域
本发明属于射频电源技术领域，具体涉及一种射频电源系统的阻抗匹配方法、装置及电源系统。
背景技术
传统射频电源系统通过对阻抗数值的计算来判断所需的阻抗匹配值，并且需要外加步进电机对内部参数进行调节，以达到阻抗匹配的目的。
传统匹配箱内部真实模型参数多、结构复杂，对其进行阻抗匹配时的计算量大，难以找到最佳的匹配值，并且匹配箱需要外加步进电机对内部参数进行调节，导致射频电源系统成本很高。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在公开一种射频电源系统的阻抗匹配方法、装置及电源系统，用于快速、精准的实现阻抗匹配，使射频电源系统达到最大的功率传输。
本发明的一方面公开了一种射频电源系统的阻抗匹配方法，包括：
在射频电源通过可调匹配网络为负载进行供电的射频电源系统结构中，对射频电源系统输入侧的电压和电流进行采集得到采集数据；
在可调匹配网络中，根据输入的电压参考值以及采集数据，对连接在射频电源系统输入侧和负载侧之间的电力电子变换器进行电流控制和电压控制，通过调整可调匹配网络的输入电压和电流值，改变可调匹配网络的等效阻抗，实现阻抗匹配。
本发明的另一方面公开了一种射频电源系统的阻抗匹配装置，所述阻抗匹配装置为可调匹配网络，连接在射频电源和负载之间；包括：电力电子变换器、电压控制模块和电流控制模块；
所述电力电子变换器连接在射频电源系统输入侧和负载侧之间；
所述电流控制模块，用于控制电力电子变换器的输出电流；
所述电压控制模块，用于控制电力电子变换器的输出电压；
在可调匹配网络中，根据输入电压参考值以及射频电源系统输入侧的电压和电流采集值，在电流控制模块中进行电流环路控制，在电压控制模块中进行电压环路控制，通过调整可调匹配网络的输入电压和电流值，改变可调匹配网络的等效阻抗，实现阻抗匹配。
本发明的另一方面还公开了一种射频电源系统，包括射频电源和阻抗匹配装置；所述射频电源通过阻抗匹配装置连接到负载，为负载供电；
所述阻抗匹配装置中采用如上所述的射频电源系统的阻抗匹配方法，对电源系统进行阻抗匹配，使射频电源系统达到最大的功率传输。
本发明可实现以下有益效果：
本发明公开的射频电源系统的阻抗匹配方法、装置及电源系统，可以大幅度简化匹配箱内部的复杂结构，大幅度简化传统匹配箱内部的复杂结构，并且能够快速、精准的实现阻抗匹配，使射频电源系统达到最大的功率传输。通过电力电子变换器调节阻抗代替成本较高的电机调节，成本更低。电力电子变换器种类繁多，相容性较高，能轻易的结合电路自动控制的手段，具有易扩展性。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件；
图1为本发明实施例中的射频电源系统的阻抗匹配方法流程图；
图2为本发明实施例中的射频电源系统的阻抗匹配控制结构图；
图3为本发明实施例中的电流环的闭环控制过程示意图；
图4为本发明实施例中的电压环的闭环控制过程示意图；
图5为本发明实施例中的所述电力电子变换器为boost升压变换器的控制结构图；
图6为本发明实施例中的射频电源系统的阻抗匹配装置组成结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
实施例一
本发明的一个实施例公开了一种射频电源系统的阻抗匹配方法，如图1所示，包括：
步骤S1、在射频电源通过可调匹配网络为负载进行供电的射频电源系统结构中，对射频电源系统输入侧的电压和电流进行采集得到采集数据；
步骤S2、在可调匹配网络中，根据输入的电压参考值以及采集数据，对连接在射频电源系统输入侧和负载侧之间的电力电子变换器进行电流控制和电压控制，通过调整可调匹配网络的输入电压和电流值，改变可调匹配网络的等效阻抗，实现阻抗匹配。
如图2给出了射频电源系统的阻抗匹配方法的控制结构图；
具体的，在步骤S1中的电压和电流采集采用霍尔电压传感器和霍尔电流传感器进行。
在步骤S2中，在可调匹配网络中，采用电压环内置电流环的控制结构对电力电子变换器进行电流控制和电压控制。
进一步地，如图3所示，所述电压环内置电流环的控制结构中的电流环的闭环控制过程包括：
1）霍尔电流传感器采集电感电流小信号分量
Figure 400718DEST_PATH_IMAGE001
得到采集的小信号分量测量值
Figure 859381DEST_PATH_IMAGE002
，与电感电流参考值小信号分量
Figure 545709DEST_PATH_IMAGE003
比较得到误差电流信号；
2）误差电流信号通过电流控制器处理得到电感电压参考值小信号分量
Figure 863557DEST_PATH_IMAGE004
与霍尔电压传感器采集输入电压小信号分量
Figure 910011DEST_PATH_IMAGE005
得到的输入电压小信号分量测量值
Figure 236562DEST_PATH_IMAGE006
比较得到开关管电压参考值小信号分量
Figure 15163DEST_PATH_IMAGE007
；
Figure 351466DEST_PATH_IMAGE007
经过前馈补偿
Figure 998348DEST_PATH_IMAGE008
、采样和计算延时S i 、输入电压v in 得到开关管电压小信号分量
Figure 306970DEST_PATH_IMAGE009
；
3）开关管电压小信号分量
Figure 131837DEST_PATH_IMAGE009
与输入电压小信号分量
Figure 627541DEST_PATH_IMAGE005
相加得到电感电压的小信号分量
Figure 78114DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 37979DEST_PATH_IMAGE010
经过拉氏变换后的电感运算得到电感电流小信号分量
Figure 158382DEST_PATH_IMAGE001
；电感电流小信号分量
Figure 282327DEST_PATH_IMAGE001
经过负输入阻抗-Zin得到输入电压小信号分量
Figure 146378DEST_PATH_IMAGE005
；
4）霍尔电流传感器采集电感电流小信号分量
Figure 960750DEST_PATH_IMAGE001
得到电感电流小信号分量测量值
Figure 642267DEST_PATH_IMAGE011
返回步骤1）；构成电流环的闭环控制。
其中，电流控制器中以电流误差小信号分量作为输入，可根据据使用场景选择现有的控制方法。实现根据电流误差小信号分量得到电感电压参考值小信号分量。
Zin为电力电子变换器的输入阻抗。
进一步地，如图4所示，所述电压环内置电流环的控制结构中的电压环的闭环控制过程包括：
1）输入电压参考值的小信号分量
Figure 378142DEST_PATH_IMAGE012
与霍尔电压传感器采集得到的输入电压小信号分量测量值
Figure 655671DEST_PATH_IMAGE006
做比较得到误差电压小信号分量；
2）误差电压小信号分量经过电压控制器得到串联阻抗支路电流小信号分量与并联支路电流小信号分量的差值
Figure 527812DEST_PATH_IMAGE013
，并联阻抗电压小信号分量
Figure 52334DEST_PATH_IMAGE014
通过并联阻抗
Figure 400139DEST_PATH_IMAGE015
得到支路电流
Figure 687550DEST_PATH_IMAGE016
与电压控制器得到的电流
Figure 476515DEST_PATH_IMAGE013
相加；并通过采样和计算延时Sv、电流环G icl 得到电感电流小信号分量
Figure 375201DEST_PATH_IMAGE001
；
3）电感电流小信号分量
Figure 944722DEST_PATH_IMAGE001
经过负输入阻抗-Zin得到输入电压的小信号分量
Figure 688687DEST_PATH_IMAGE005
；
4）霍尔电流传感器采集得到的电感电流小信号分量测量值
Figure 676366DEST_PATH_IMAGE017
，经过串联阻抗ZS得到串联阻抗电压小信号分量
Figure 277112DEST_PATH_IMAGE018
与霍尔电压传感器采集得到的输入电压小信号分量测量值
Figure 474875DEST_PATH_IMAGE006
比较后得到并联阻抗电压小信号输入分量
Figure 881585DEST_PATH_IMAGE019
返回步骤2）；将采集的输入电压小信号分量测量值
Figure 848404DEST_PATH_IMAGE006
返回到步骤1）中，构成电压环的闭环控制。
其中，电压控制器以电压误差小信号分量作为输入，根据使用场景可以选择不同控制。比如选择一个积分器，以避免稳态误差，并选择一个极点，以增加增益边际。
优选的，附加的串联阻抗ZS和并联阻抗ZP的值要保证在交叉频率附件足够低，根据应用于Zeq（s）的广义Bode准则，如果开环Bode图的所有-180°、±k·360°相位交叉都具有负增益(即低于0 dB)，则在闭环阻抗Zeq中不会出现RHP极点。因此，通过选定阻抗类型，根据广义Bode准则可以设置出串联阻抗Zs并联阻抗Zp。
在本实施例的一个优选的方案中，如图5所示，所述电力电子变换器为boost升压变换器。电流控制的输出信号，经PWM信号生成器和驱动电路后控制boost升压变换器的开关管S；通过调整开关管S的导通占空比，来调节匹配网络的输出电压和输出电流实现阻抗匹配。
具体的，boost升压变换器的电流环结构如图3所示，根据boost升压变换器的电流环结构得到的所述boost升压变换器的电流环传递函数：
Figure 698680DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure 180477DEST_PATH_IMAGE023
；
C i 为电流控制器的控制函数，H i 为霍尔电流传感器的传递函数，H v 为霍尔电压传感器的传递函数，S i 代表电流控制器的采样和计算延时，L S 为拉氏变换后的电感值。
具体的，boost升压变换器的电压环结构如图4所示，根据boost升压变换器的电压环结构得到的boost升压变换器的等效阻抗为：
Figure 531824DEST_PATH_IMAGE024
；
其中，S v 代表电压控制器的采样和计算延时，G icl 为电流环传递函数，Z in 为输入阻抗，Z s 和Z p 分别为电压环内的附加串联阻抗与并联阻抗。
根据霍尔电流传感器和霍尔电压传感器采集的电流和电压值，控制boost升压变换器的等效阻抗值实现射频电源和负载之间的阻抗匹配。
综上所述，本发明实施例中的射频电源系统的阻抗匹配方法，可以大幅度简化匹配箱内部的复杂结构，大幅度简化传统匹配箱内部的复杂结构，并且能够快速、精准的实现阻抗匹配，使射频电源系统达到最大的功率传输。通过电力电子变换器调节阻抗代替成本较高的电机调节，成本更低。电力电子变换器种类繁多，相容性较高，能轻易的结合电路自动控制的手段，具有易扩展性。
实施例二
本发明的一个实施例公开了一种射频电源系统的阻抗匹配装置，如图6所示，所述阻抗匹配装置为可调匹配网络，连接在射频电源和负载之间；包括：电力电子变换器、电压控制模块和电流控制模块；
所述电力电子变换器连接在射频电源系统输入侧和负载侧之间；
所述电流控制模块，用于控制电力电子变换器的输出电流；
所述电压控制模块，用于控制电力电子变换器的输出电压；
在可调匹配网络中，根据输入电压参考值以及射频电源系统输入侧的电压和电流采集值，在电流控制模块中进行电流环路控制，在电压控制模块中进行电压环路控制，通过调整可调匹配网络的输入电压和电流值，改变可调匹配网络的等效阻抗，实现阻抗匹配。
具体的，所述电流控制模块内置在所述电压控制模块中；采用电压环内置电流环的控制结构对电力电子变换器进行电流控制和电压控制。
优选的，在本实施例中，通过霍尔电压传感器和霍尔电流传感器频采集电源系统输入侧的电压和电流采集值。
进一步地，
电流控制模块包括电流控制器、误差电流计算模块、开关管电压计算模块和输入电压计算模块；其中，
误差电流计算模块，用于将霍尔电流传感器采集到的电感电流小信号分量测量值
Figure 477783DEST_PATH_IMAGE002
与电感电流参考值小信号分量
Figure 623593DEST_PATH_IMAGE003
进行比较输出误差电流信号；
电流控制器，用于对输入的误差电流信号进行电流控制输出电感电压参考值小信号分量
Figure 405736DEST_PATH_IMAGE004
；
开关管电压计算模块，用于将电感电压参考值小信号分量
Figure 91932DEST_PATH_IMAGE004
与霍尔电压传感器采集到的输入电压小信号分量测量值
Figure 33343DEST_PATH_IMAGE006
进行比较得到开关管电压参考值小信号分量
Figure 209110DEST_PATH_IMAGE007
；
Figure 603182DEST_PATH_IMAGE007
经过前馈补偿
Figure 93069DEST_PATH_IMAGE008
、采样和计算延时S i 、输入电压v in 得到开关管电压小信号分量
Figure 761423DEST_PATH_IMAGE009
；
输入电压计算模块，用于将开关管电压小信号分量
Figure 514616DEST_PATH_IMAGE009
与输入电压小信号分量
Figure 255039DEST_PATH_IMAGE025
相加得到电感电压的小信号分量
Figure 486300DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 12090DEST_PATH_IMAGE010
经过拉氏变换后的电感运算得到电感电流小信号分量
Figure 732921DEST_PATH_IMAGE001
；
Figure 101586DEST_PATH_IMAGE001
经过负输入阻抗-Zin得到输入电压小信号分量
Figure 261172DEST_PATH_IMAGE025
；
输入电压小信号分量
Figure 500523DEST_PATH_IMAGE026
被霍尔电压传感器采集后得到输入电压小信号分量测量值
Figure 470884DEST_PATH_IMAGE006
输出到开关管电压计算模块；电感电流小信号分量
Figure 123583DEST_PATH_IMAGE001
被霍尔电流传感器采集后得到电感电流小信号分量测量值
Figure 431067DEST_PATH_IMAGE011
输出到误差电流计算模块。
其中，电流控制器中以电流误差小信号分量作为输入，可根据据使用场景选择现有的控制方法。实现根据电流误差小信号分量得到电感电压参考值小信号分量。
Zin为电力电子变换器的输入阻抗。
进一步地，
所述电压控制模块包括：电压控制器、误差电压计算模块、电感电流计算模块、输入电压计算模块和并联阻抗电压计算模块；其中，
误差电压计算模块，用于将输入电压参考值的小信号分量
Figure 180717DEST_PATH_IMAGE012
与霍尔电压传感器采集到的输入电压小信号分量测量值
Figure 446614DEST_PATH_IMAGE006
做比较输出误差电压小信号分量；
电压控制器，用于对输入的误差电压小信号分量进行电压控制输出串联阻抗支路电流小信号分量与并联支路电流小信号分量的差值
Figure 321029DEST_PATH_IMAGE013
；
电感电流计算模块，用于将并联阻抗电压小信号分量
Figure 838729DEST_PATH_IMAGE014
通过并联阻抗
Figure DEST_PATH_IMAGE027
得到支路电流
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE028
与电压控制器输出的电流
Figure 911727DEST_PATH_IMAGE013
相加，并通过采样和计算延时Sv、电流环G icl 得到电感电流小信号分量
Figure 348525DEST_PATH_IMAGE001
；
输入电压计算模块，用于将输入的电感电流小信号分量
Figure 803513DEST_PATH_IMAGE001
经过负输入阻抗-Zin得到输入电压的小信号分量
Figure 452800DEST_PATH_IMAGE026
；输入电压的小信号分量
Figure 177042DEST_PATH_IMAGE025
被霍尔电压传感器采集后得到输入电压小信号分量测量值
Figure 581479DEST_PATH_IMAGE006
分别输出到误差电压计算模块和并联阻抗电压计算模块；
并联阻抗电压计算模块，用于将霍尔电流传感器采集电感电流小信号分量
Figure 633749DEST_PATH_IMAGE001
得到的电感电流小信号分量测量值
Figure 227672DEST_PATH_IMAGE017
，经过并联阻抗ZS得到串联阻抗电压小信号分量
Figure 416208DEST_PATH_IMAGE018
与霍尔电压传感器采集到的输入电压小信号分量测量值
Figure 319442DEST_PATH_IMAGE006
比较后得到并联阻抗电压小信号输入分量
Figure 655745DEST_PATH_IMAGE019
输出到电感电流计算模块。
其中，电压控制器以电压误差小信号分量作为输入，根据使用场景可以选择不同控制。比如选择一个积分器，以避免稳态误差，并选择一个极点，以增加增益边际。
优选的，附加的串联阻抗ZS和并联阻抗ZP的值要保证在交叉频率附件足够低，根据应用于Zeq（s）的广义Bode准则，如果开环Bode图的所有-180°、±k·360°相位交叉都具有负增益(即低于0 dB)，则在闭环阻抗Zeq中不会出现RHP极点。因此，通过选定阻抗类型，根据广义Bode准则可以设置出串联阻抗Zs并联阻抗Zp。
在本实施例的一个优选的方案中，所述电力电子变换器为boost升压变换器。电流控制的输出信号，经PWM信号生成器和驱动电路后控制boost升压变换器的开关管S；通过调整开关管S的导通占空比，来调节匹配网络的输出电压和输出电流实现阻抗匹配。
具体的，根据boost升压变换器的电流环结构得到的所述boost升压变换器的电流环传递函数：
Figure 177994DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure 96402DEST_PATH_IMAGE023
；
C i 为电流控制器的控制函数，H i 为霍尔电流传感器的传递函数，H v 为霍尔电压传感器的传递函数，S i 代表电流控制器的采样和计算延时，L S 为拉氏变换后的电感值。
具体的，根据boost升压变换器的电压环结构得到的boost升压变换器的等效阻抗为：
Figure 45904DEST_PATH_IMAGE024
；
其中，S v 代表电压控制器的采样和计算延时，G icl 为电流环传递函数，Z in 为输入阻抗，Z s 和Z p 分别为电压环内的附加串联阻抗与并联阻抗。
根据霍尔电流传感器和霍尔电压传感器采集的电流和电压值，控制boost升压变换器的等效阻抗值实现射频电源和负载之间的阻抗匹配。
综上所述，本发明实施例中的射频电源系统的阻抗匹配方法，可以大幅度简化匹配箱内部的复杂结构，大幅度简化传统匹配箱内部的复杂结构，并且能够快速、精准的实现阻抗匹配，使射频电源系统达到最大的功率传输。通过电力电子变换器调节阻抗代替成本较高的电机调节，成本更低。电力电子变换器种类繁多，相容性较高，能轻易的结合电路自动控制的手段，具有易扩展性。
实施例三
本发明的一个实施例公开了一种射频电源系统，包括射频电源和阻抗匹配装置；
所述射频电源通过阻抗匹配装置连接到负载，为负载供电；
所述阻抗匹配装置中采用如实施例一所述的射频电源系统的阻抗匹配方法，对电源系统进行阻抗匹配，使射频电源系统达到最大的功率传输。
本实施例的具体技术细节与有益的效果，与实施例一中相同，请参照实施例一中的具体内容，在此就不一一赘述了。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种射频电源系统的阻抗匹配方法，其特征在于，包括：
在射频电源通过可调匹配网络为负载进行供电的射频电源系统结构中，对射频电源系统输入侧的电压和电流进行采集得到采集数据；
在可调匹配网络中，根据输入的电压参考值以及采集数据，对连接在射频电源系统输入侧和负载侧之间的电力电子变换器进行电流控制和电压控制，通过调整可调匹配网络的输入电压和电流值，改变可调匹配网络的等效阻抗，实现阻抗匹配。
2.根据权利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，采用电压环内置电流环的控制结构对电力电子变换器进行电流控制和电压控制。
3.根据权利要求2所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述电压环内置电流环控制结构中的电流环控制过程包括：
1）电流传感器采集得到电感电流小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE002
与电感电流参考值小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE004
比较得到误差电流信号；
2）误差电流信号通过电流控制器处理得到电感电压参考值小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE006
与电压传感器采集得到的输入电压小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE007
比较得到开关管电压参考值小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE009
；
Figure DEST_PATH_IMAGE009A
经过前馈补偿
Figure DEST_PATH_IMAGE011
、采样和计算延时S i 、输入电压v in 得到开关管电压小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE013
；
3）开关管电压小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE013A
与输入电压小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE015
相加得到电感电压的小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE017
，
Figure DEST_PATH_IMAGE017A
经过拉氏变换后的电感运算得到电感电流小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE019
；
Figure DEST_PATH_IMAGE019A
经过负输入阻抗-Zin得到输入电压小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE015A
；
4）将电流传感器采集电感电流小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE019AA
得到电感电流小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE021
返回步骤1）中，构成电流环的闭环控制。
4.根据权利要求3所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述电压环内置电流环控制结构中的电压环控制过程包括：
1）输入电压参考值的小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE023
与电压传感器采集得到的输入电压小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE007A
做比较得到误差电压小信号分量；
2）误差电压小信号分量经过电压控制器得到串联阻抗支路电流小信号分量与并联支路电流小信号分量的差值
Figure DEST_PATH_IMAGE025
，并联阻抗电压小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE026
通过并联阻抗
Figure DEST_PATH_IMAGE028
得到支路电流
Figure DEST_PATH_IMAGE030
与电压控制器得到的电流
Figure DEST_PATH_IMAGE025A
相加；并通过采样和计算延时Sv、电流环G icl 得到电感电流小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE019AAA
；
3）电感电流小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE019AAAA
经过负输入阻抗-Zin得到输入电压的小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE015AA
；
4）电流传感器采集得到的电感电流小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE031
，经过串联阻抗ZS得到串联阻抗电压小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE032
与电压传感器采集得到的输入电压小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE033
比较后得到并联阻抗电压小信号输入分量
Figure DEST_PATH_IMAGE035
返回步骤2）；将采集的输入电压小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE033A
返回到步骤1）中，构成电压环的闭环控制。
5.根据权利要求4所述的阻抗匹配方法，其特征在于，电流环传递函数：
Figure DEST_PATH_IMAGE037
；
Figure DEST_PATH_IMAGE039
；
C i 为电流控制器的控制函数，H i 为电流传感器的传递函数，H v 为电压传感器的传递函数，S i 代表电流控制器的采样和计算延时，L S 为拉氏变换后的电感值。
6.根据权利要求5所述的阻抗匹配方法，其特征在于，电力电子变换器的等效阻抗为：
Figure DEST_PATH_IMAGE041
；
其中，S v 代表电压控制器的采样和计算延时，G icl 为电流环传递函数，Z in 为输入阻抗，Z s 和Z p 分别为电压环内的附加串联阻抗与并联阻抗。
7.根据权利要求1-6任一项所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述电力电子变换器为boost升压变换器。
8.一种射频电源系统的阻抗匹配装置，其特征在于，所述阻抗匹配装置为可调匹配网络，连接在射频电源和负载之间；包括：电力电子变换器、电压控制模块和电流控制模块；
所述电力电子变换器连接在射频电源系统输入侧和负载侧之间；
所述电流控制模块，用于控制电力电子变换器的输出电流；
所述电压控制模块，用于控制电力电子变换器的输出电压；
在可调匹配网络中，根据输入电压参考值以及射频电源系统输入侧的电压和电流采集值，在电流控制模块中进行电流环路控制，在电压控制模块中进行电压环路控制，通过调整可调匹配网络的输入电压和电流值，改变可调匹配网络的等效阻抗，实现阻抗匹配。
9.根据权利要求8所述的阻抗匹配装置，其特征在于，
所述电流控制模块内置在所述电压控制模块中；采用电压环内置电流环的控制结构对电力电子变换器进行电流控制和电压控制。
10.根据权利要求9所述的阻抗匹配装置，其特征在于，电流控制模块包括电流控制器、误差电流计算模块、开关管电压计算模块和输入电压计算模块；其中，
误差电流计算模块，用于将电流传感器采集到的电感电流小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
与电感电流参考值小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE042
进行比较输出误差电流信号；
电流控制器，用于对输入的误差电流信号进行电流控制输出电感电压参考值小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE006A
；
开关管电压计算模块，用于将电感电压参考值小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE006AA
与电压传感器采集到的输入电压小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE043
进行比较得到开关管电压参考值小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE044
；
Figure DEST_PATH_IMAGE044A
经过前馈补偿
Figure DEST_PATH_IMAGE045
、采样和计算延时S i 、输入电压v in 得到开关管电压小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE013AA
；
输入电压计算模块，用于将开关管电压小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE013AAA
与输入电压小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE046
相加得到电感电压的小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE017AA
，
Figure DEST_PATH_IMAGE017AAA
经过拉氏变换后的电感运算得到电感电流小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE019_5A
；
Figure DEST_PATH_IMAGE019_6A
经过负输入阻抗-Zin得到输入电压小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE047
；
输入电压小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE048
被电压传感器采集后得到输入电压小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE007AA
输出到开关管电压计算模块；电感电流小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE019_7A
被电流传感器采集后得到电感电流小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE021A
输出到误差电流计算模块。
11.根据权利要求10所述的阻抗匹配装置，其特征在于，所述电压控制模块包括：电压控制器、误差电压计算模块、电感电流计算模块、输入电压计算模块和并联阻抗电压计算模块；其中，
误差电压计算模块，用于将输入电压参考值的小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE049
与电压传感器采集到的输入电压小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE050
做比较输出误差电压小信号分量；
电压控制器，用于对输入的误差电压小信号分量进行电压控制输出串联阻抗支路电流小信号分量与并联支路电流小信号分量的差值
Figure DEST_PATH_IMAGE025AA
；
电感电流计算模块，用于将并联阻抗电压小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE051
通过并联阻抗
Figure DEST_PATH_IMAGE052
得到支路电流
Figure DEST_PATH_IMAGE053
与电压控制器输出的电流
Figure DEST_PATH_IMAGE025AAA
相加，并通过采样和计算延时Sv、电流环G icl 得到电感电流小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE019_8A
；
输入电压计算模块，用于将输入的电感电流小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE019_9A
经过负输入阻抗-Zin得到输入电压的小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE048A
；输入电压的小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE047A
被电压传感器采集后得到输入电压小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE050A
分别输出到误差电压计算模块和并联阻抗电压计算模块；
并联阻抗电压计算模块，用于将电流传感器采集电感电流小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE019_10A
得到的电感电流小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE031A
，经过串联阻抗ZS得到串联阻抗电压小信号分量
Figure DEST_PATH_IMAGE032A
与电压传感器采集到的输入电压小信号分量测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE054
比较后得到并联阻抗电压小信号输入分量
Figure DEST_PATH_IMAGE055
输出到电感电流计算模块。
12.根据权利要求11所述的阻抗匹配装置，其特征在于，电流环传递函数：
Figure DEST_PATH_IMAGE056
；
Figure DEST_PATH_IMAGE057
；
C i 为电流控制器的控制函数，H i 为霍尔电流传感器的传递函数，H v 为霍尔电压传感器的传递函数，S i 代表电流控制器的采样和计算延时，L S 为拉氏变换后的电感值。
13.根据权利要求12所述的阻抗匹配装置，其特征在于，
电力电子变换器的等效阻抗为：
Figure DEST_PATH_IMAGE058
；
其中，S v 代表电压控制器的采样和计算延时，G icl 为电流环传递函数，Z in 为输入阻抗，Z s 和Z p 分别为电压环内的附加串联阻抗与并联阻抗。
14.根据权利要求8-13任一项所述的阻抗匹配装置，其特征在于，所述电力电子变换器为boost升压变换器。
15.一种电源系统，其特征在于，包括射频电源和阻抗匹配装置；
所述射频电源通过阻抗匹配装置连接到负载，为负载供电；
所述阻抗匹配装置中采用如权利要求1-7任一项所述的射频电源系统的阻抗匹配方法，对电源系统进行阻抗匹配，使射频电源系统达到最大的功率传输。
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