JP2002314440A - ケーブル長感度を低めた無線周波数電力発生器用コントローラ - Google Patents
ケーブル長感度を低めた無線周波数電力発生器用コントローラInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/34—Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback
- H03F1/345—Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback using hybrid or directional couplers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷との間のケーブル長の変動にかかわらず
繰り返し性能を有する無線周波数（ＲＦ）電力発生器を
構成する。 【解決手段】 負荷１０６にＲＦ電力信号を供給するＲ
Ｆ電力発生器の制御システム２００において、コントロ
ーラ２１０は、電力発生器（特に電力モジュール１０２
とＲＦサンセ１０４）から順電力帰還信号１１６と逆電
力帰還信号１１８等を含む帰還信号を受信し、設定点信
号１２４を電力発生器へ出力する。設定点修正器２０４
は、順電力帰還信号１１６と逆電力帰還信号１１８、及
び外部設置点信号１２０を受信し、電力帰還信号１１
６、１１８に基づいて順電力限界を計算し、順電力限界
と外部設定点信号１２０のうちの１つに基づいてコント
ローラ２１０へ修正設定点信号２０８を出力する。な
お、設定点修正器とコントローラは、統合することもで
きる。
繰り返し性能を有する無線周波数（ＲＦ）電力発生器を
構成する。 【解決手段】 負荷１０６にＲＦ電力信号を供給するＲ
Ｆ電力発生器の制御システム２００において、コントロ
ーラ２１０は、電力発生器（特に電力モジュール１０２
とＲＦサンセ１０４）から順電力帰還信号１１６と逆電
力帰還信号１１８等を含む帰還信号を受信し、設定点信
号１２４を電力発生器へ出力する。設定点修正器２０４
は、順電力帰還信号１１６と逆電力帰還信号１１８、及
び外部設置点信号１２０を受信し、電力帰還信号１１
６、１１８に基づいて順電力限界を計算し、順電力限界
と外部設定点信号１２０のうちの１つに基づいてコント
ローラ２１０へ修正設定点信号２０８を出力する。な
お、設定点修正器とコントローラは、統合することもで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線周波数（Ｒ
Ｆ）電力発生器用コントローラ、特にケーブル長感度を
低めたＲＦ電力発生器用コントローラに関する。
Ｆ）電力発生器用コントローラ、特にケーブル長感度を
低めたＲＦ電力発生器用コントローラに関する。
【０００２】
【発明の背景】多くのＤＲＦ電力発生器は、ＲＦ出力電
力を調整しかつ負荷不整合、過供給電圧、及び過動作温
度に因る増幅器損傷を防止するコントローラを含む。そ
れらのコントローラはまた、１つ以上の電力装置の故障
後の損傷を最小限にする。図１は、電力モジュール１１
とコントローラ１２を含む典型的無線周波数（ＲＦ）電
力発生器１０を示す。電力モジュール１１は、ＲＦ励磁
器１４から信号を受信し、それらの信号を増幅し、かつ
それらの信号を負荷１６へ送出する。電力モジュール１
１は、励振器（ｄｒｉｖｅｒ）１８と最終増幅器２０を
含む。電力モジュール１１は、接地帰路を持つ遠隔電池
２６に結合されるケーブル２４を通して直流電力を受け
る。ケーブル２４は、実質的分布インピーダンスを持つ
ことがある。コントローラ１２は、増幅器３０、周波数
補償コンデンサ３４、及び緩衝器３８を含む。コントロ
ーラ１２は、制御入力４０と帰還信号４２を受信しかつ
制御電圧４４を発生し、制御電圧は励振器１８の利得を
変動させる。
力を調整しかつ負荷不整合、過供給電圧、及び過動作温
度に因る増幅器損傷を防止するコントローラを含む。そ
れらのコントローラはまた、１つ以上の電力装置の故障
後の損傷を最小限にする。図１は、電力モジュール１１
とコントローラ１２を含む典型的無線周波数（ＲＦ）電
力発生器１０を示す。電力モジュール１１は、ＲＦ励磁
器１４から信号を受信し、それらの信号を増幅し、かつ
それらの信号を負荷１６へ送出する。電力モジュール１
１は、励振器（ｄｒｉｖｅｒ）１８と最終増幅器２０を
含む。電力モジュール１１は、接地帰路を持つ遠隔電池
２６に結合されるケーブル２４を通して直流電力を受け
る。ケーブル２４は、実質的分布インピーダンスを持つ
ことがある。コントローラ１２は、増幅器３０、周波数
補償コンデンサ３４、及び緩衝器３８を含む。コントロ
ーラ１２は、制御入力４０と帰還信号４２を受信しかつ
制御電圧４４を発生し、制御電圧は励振器１８の利得を
変動させる。
【０００３】コントローラ１２は、正規状態の間中出力
電力を調整し及び異常状態の間中電力モジュール１１を
保護する。コントローラ１２は、最大帰還信号と帰還ト
ランンジューサの公称動作レベルに従って選択されてい
る基準入力との間の誤差を小さくするために負帰還を採
用する。電力モジュール１１からの帰還信号は、ＲＦ検
出器５４と５６によって発生される順電力信号５０と逆
電力信号５２を含む。検出器５４と５６は、典型的に、
指向性結合器６０のサンプリング・アームに結合され
る。他の帰還信号は、最終増幅器２０に熱的に結合され
るサーミスタ６４からの温度信号６２を含む。差動電圧
帰還信号６６と７０は、（電流サンプリング抵抗器７２
を通しての）電力モジュール１１への直流入力電流に比
例する。励振信号７４は、励振電流を最終増幅器２０へ
帰還させる。帰還信号７６は、励振器１８に供給される
制御電圧４４を帰還させる。
電力を調整し及び異常状態の間中電力モジュール１１を
保護する。コントローラ１２は、最大帰還信号と帰還ト
ランンジューサの公称動作レベルに従って選択されてい
る基準入力との間の誤差を小さくするために負帰還を採
用する。電力モジュール１１からの帰還信号は、ＲＦ検
出器５４と５６によって発生される順電力信号５０と逆
電力信号５２を含む。検出器５４と５６は、典型的に、
指向性結合器６０のサンプリング・アームに結合され
る。他の帰還信号は、最終増幅器２０に熱的に結合され
るサーミスタ６４からの温度信号６２を含む。差動電圧
帰還信号６６と７０は、（電流サンプリング抵抗器７２
を通しての）電力モジュール１１への直流入力電流に比
例する。励振信号７４は、励振電流を最終増幅器２０へ
帰還させる。帰還信号７６は、励振器１８に供給される
制御電圧４４を帰還させる。
【０００４】正規状態の下で、順電力信号５０を除く帰
還信号の全ては小さい。コントローラ１２は、順電力信
号５０が基準設定点に近似的に等しくなるまで、制御信
号４４を増大させる。異常状態の下で、他の帰還信号は
増大しかつ順電力信号５０を超える。例えば、負荷１６
が不整合になる又は除去されるとき逆電力信号５２は増
大する。順電力信号５０の相当する増大なしで制御信号
４４を増大させることは、負荷不整合又は最終増幅器２
０の機能不良を表示する。所与の出力電力に対する過制
御電圧は、典型的に励振器１８内の問題に相当する。低
直流入力電流は、負荷不整合、故障励振器１８、又は故
障最終増幅器２０を表示する。大直流入力電流又は高最
終増幅器２０温度は、コントローラ１２が電力モジュー
ル１１上の順電力需要を減少させるべきことを表示す
る。これらの状態の１つ以上が起こるとき、コントロー
ラ１２は、最大帰還信号を基準設定点に近似的に等しく
維持するために電力モジュール１１への制御信号４４を
減少させる。
還信号の全ては小さい。コントローラ１２は、順電力信
号５０が基準設定点に近似的に等しくなるまで、制御信
号４４を増大させる。異常状態の下で、他の帰還信号は
増大しかつ順電力信号５０を超える。例えば、負荷１６
が不整合になる又は除去されるとき逆電力信号５２は増
大する。順電力信号５０の相当する増大なしで制御信号
４４を増大させることは、負荷不整合又は最終増幅器２
０の機能不良を表示する。所与の出力電力に対する過制
御電圧は、典型的に励振器１８内の問題に相当する。低
直流入力電流は、負荷不整合、故障励振器１８、又は故
障最終増幅器２０を表示する。大直流入力電流又は高最
終増幅器２０温度は、コントローラ１２が電力モジュー
ル１１上の順電力需要を減少させるべきことを表示す
る。これらの状態の１つ以上が起こるとき、コントロー
ラ１２は、最大帰還信号を基準設定点に近似的に等しく
維持するために電力モジュール１１への制御信号４４を
減少させる。
【０００５】ＲＦ電力発生器１０を保護する在来方法は
また、典型的に、測定電力発生器パラメータと各パラー
タに対するハード設定点限界の組を採用する。例えば、
最大反射電力を６００ワット（Ｗ）に、最大電力増幅器
（ＰＡ）電流を４０アンペア（Ａ）に、及び最大ＰＡ損
失を１８００Ｗに制限する。この保護技術は、有害負荷
（ａｄｖｅｒｓｅ ｌｏａｄ）からＲＦ電力発生器１０
を保護するには有効であるが、しかしＲＦ電力発生器１
０と負荷１６との間のケーブルの長さを変動させるとき
繰り返し可能な性能を与えない。
また、典型的に、測定電力発生器パラメータと各パラー
タに対するハード設定点限界の組を採用する。例えば、
最大反射電力を６００ワット（Ｗ）に、最大電力増幅器
（ＰＡ）電流を４０アンペア（Ａ）に、及び最大ＰＡ損
失を１８００Ｗに制限する。この保護技術は、有害負荷
（ａｄｖｅｒｓｅ ｌｏａｄ）からＲＦ電力発生器１０
を保護するには有効であるが、しかしＲＦ電力発生器１
０と負荷１６との間のケーブルの長さを変動させるとき
繰り返し可能な性能を与えない。
【０００６】図２は、先行技術に従う簡単化電力発生器
制御システム１００を例示する。ＲＦ電力発生器制御シ
ステム１００は、電力モジュール１０２、ＲＦセンサ１
０４、負荷１０６、及びコントローラ１０８を含む。電
力モジュール１０２は、（ＰＡ供給電流１１０と装置温
度１１４のような）電力モジュール帰還信号１０９を発
生する。ＲＦセンサ１０４は、（順電力帰還信号１１６
と逆電力帰還信号１１８のような）ＲＦセンサ帰還信号
１１５を発生する。電力モジュール帰還信号１０９、Ｒ
Ｆセンサ帰還信号１１５、及び外部設定点信号１２０
は、コントローラ１０８に入力される。コントローラ１
０８は、電力モジュール設定点信号１２４を発生し、こ
の信号を電力モジュール１０２に入力する。電力モジュ
ール設定点信号１２４は、電力モジュール１０２によっ
て出力される順電力を制御する。
制御システム１００を例示する。ＲＦ電力発生器制御シ
ステム１００は、電力モジュール１０２、ＲＦセンサ１
０４、負荷１０６、及びコントローラ１０８を含む。電
力モジュール１０２は、（ＰＡ供給電流１１０と装置温
度１１４のような）電力モジュール帰還信号１０９を発
生する。ＲＦセンサ１０４は、（順電力帰還信号１１６
と逆電力帰還信号１１８のような）ＲＦセンサ帰還信号
１１５を発生する。電力モジュール帰還信号１０９、Ｒ
Ｆセンサ帰還信号１１５、及び外部設定点信号１２０
は、コントローラ１０８に入力される。コントローラ１
０８は、電力モジュール設定点信号１２４を発生し、こ
の信号を電力モジュール１０２に入力する。電力モジュ
ール設定点信号１２４は、電力モジュール１０２によっ
て出力される順電力を制御する。
【０００７】基本的制御技術は、（順電力帰還信号１１
６、逆電力帰還信号１１８、ＰＡ供給電流１１０、及び
装置温度１１４のような）種々の検出器からの負帰還信
号を供給することである。正規動作の間中、順電力帰還
信号を除く帰還信号の全ては、比較的小さい。この場
合、コントローラ１０８は、電力モジュール１０２の順
電力帰還１１６を調整するために電力モジュール設定点
信号１２４を増減する。不整合負荷状態の下では、他の
帰還信号、例えば、電力モジュール１０２内の電力増幅
器への供給電流１１０は、順電力帰還信号１１６よりも
優勢である。これは、コントローラ１０８に電力モジュ
ール設定点１２４を下げさせることになる。電力モジュ
ール１０２は、負荷１０６へ送出される順電力を減少さ
せる原因になる。
６、逆電力帰還信号１１８、ＰＡ供給電流１１０、及び
装置温度１１４のような）種々の検出器からの負帰還信
号を供給することである。正規動作の間中、順電力帰還
信号を除く帰還信号の全ては、比較的小さい。この場
合、コントローラ１０８は、電力モジュール１０２の順
電力帰還１１６を調整するために電力モジュール設定点
信号１２４を増減する。不整合負荷状態の下では、他の
帰還信号、例えば、電力モジュール１０２内の電力増幅
器への供給電流１１０は、順電力帰還信号１１６よりも
優勢である。これは、コントローラ１０８に電力モジュ
ール設定点１２４を下げさせることになる。電力モジュ
ール１０２は、負荷１０６へ送出される順電力を減少さ
せる原因になる。
【０００８】この保護技術は、有害負荷からＲＦ電力発
生器を保護するには有効であるが、しかし電力モジュー
ル１０２（ＲＦセンサ１０４）と負荷１０６との間のケ
ーブル長（Ｌ）を変動させるときは繰り返し可能な性能
を与えない。ケーブル長Ｌの変化は位相偏移を導入し、
位相偏移は高インピーダンス負荷を低インピーダンス負
荷に変換させることがある。負荷インピーダンスの変化
は、電力モジュール１０２内の電力増幅器の電流引出し
（ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｒａｗ）の増減を引き起こす。イ
ンピーダンス偏移は、電力増幅器の供給電流制限ループ
が電力モジュール設定点１２４を下げる又は上げる原因
となる。これは、立ち代わって、たとえ電圧定在波比
（ｖｏｌｔａｇｅ ｓｔａｎｄｉｎｇ ｗａｖｅ ｒａ
ｔｉｏ；ＶＳＷＲ）が変化していなくても、ＲＦ電力発
生器制御システム１００が非位相偏移の場合よりも少な
い又は多い電力を送出する原因となる。
生器を保護するには有効であるが、しかし電力モジュー
ル１０２（ＲＦセンサ１０４）と負荷１０６との間のケ
ーブル長（Ｌ）を変動させるときは繰り返し可能な性能
を与えない。ケーブル長Ｌの変化は位相偏移を導入し、
位相偏移は高インピーダンス負荷を低インピーダンス負
荷に変換させることがある。負荷インピーダンスの変化
は、電力モジュール１０２内の電力増幅器の電流引出し
（ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｒａｗ）の増減を引き起こす。イ
ンピーダンス偏移は、電力増幅器の供給電流制限ループ
が電力モジュール設定点１２４を下げる又は上げる原因
となる。これは、立ち代わって、たとえ電圧定在波比
（ｖｏｌｔａｇｅ ｓｔａｎｄｉｎｇ ｗａｖｅ ｒａ
ｔｉｏ；ＶＳＷＲ）が変化していなくても、ＲＦ電力発
生器制御システム１００が非位相偏移の場合よりも少な
い又は多い電力を送出する原因となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】半導体製造のような、
繰返し性が非常に重要である応用では、ケーブル長又は
負荷位相に対する感度を低めたＲＦ電力発生器を有する
ことが非常に望ましいことがある。例えば、プラズマ送
出システムは、精確に制御された状態と繰返し性を必要
とする。或る施設は、他よりもチェンバから電力発生器
ラックまで長い距離を有することがある。したがって、
これらのシステムは、異なって動作することになる。
繰返し性が非常に重要である応用では、ケーブル長又は
負荷位相に対する感度を低めたＲＦ電力発生器を有する
ことが非常に望ましいことがある。例えば、プラズマ送
出システムは、精確に制御された状態と繰返し性を必要
とする。或る施設は、他よりもチェンバから電力発生器
ラックまで長い距離を有することがある。したがって、
これらのシステムは、異なって動作することになる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に従う無線周波数
（ＲＦ）電力発生器システムは、負荷へ出力されるＲＦ
電力信号を発生する電力発生器を含む。そのＲＦ電力発
生器は、順電力帰還信号と逆電力帰還信号を発生する。
コントローラは、順電力帰還信号と逆電力帰還信号を受
信する。コントローラは、電力発生器へ出力される設定
点信号を発生する。設定点修正器は、順帰還信号、逆帰
還信号、及び外部設置点信号を受信する。設定点修正器
は、順電力帰還信号と逆電力帰還信号に基づいて順電力
限界を計算する。設定点修正器は、順電力限界と外部設
定点信号のうちの１つに基づいてコントローラへ修正設
定点信号を出力する。
（ＲＦ）電力発生器システムは、負荷へ出力されるＲＦ
電力信号を発生する電力発生器を含む。そのＲＦ電力発
生器は、順電力帰還信号と逆電力帰還信号を発生する。
コントローラは、順電力帰還信号と逆電力帰還信号を受
信する。コントローラは、電力発生器へ出力される設定
点信号を発生する。設定点修正器は、順帰還信号、逆帰
還信号、及び外部設置点信号を受信する。設定点修正器
は、順電力帰還信号と逆電力帰還信号に基づいて順電力
限界を計算する。設定点修正器は、順電力限界と外部設
定点信号のうちの１つに基づいてコントローラへ修正設
定点信号を出力する。
【００１１】本発明の他の特徴では、コントローラは、
順電力限界と外部設定点信号のいずれか小さい方の値を
選択する。電力発生器はＲＦセンサを含み、ＲＦセンサ
は順電力帰還信号と逆電力帰還信号を発生する。電力発
生器は電力モジュールを含み、電力モジュールは供給電
流帰還信号と温度帰還信号を発生しこれらの信号をコン
トローラへ出力する。
順電力限界と外部設定点信号のいずれか小さい方の値を
選択する。電力発生器はＲＦセンサを含み、ＲＦセンサ
は順電力帰還信号と逆電力帰還信号を発生する。電力発
生器は電力モジュールを含み、電力モジュールは供給電
流帰還信号と温度帰還信号を発生しこれらの信号をコン
トローラへ出力する。
【００１２】本発明の他の特徴では、設定点修正器とコ
トローラは統合される。設定点修正器は、順電力限界を
計算するためにルックアップ・テーブルと公式のうちの
１つを含む。公式は、順電力帰還信号、逆電力帰還信
号、及び最大電力損失に基づいて順電力限界を決定す
る。
トローラは統合される。設定点修正器は、順電力限界を
計算するためにルックアップ・テーブルと公式のうちの
１つを含む。公式は、順電力帰還信号、逆電力帰還信
号、及び最大電力損失に基づいて順電力限界を決定す
る。
【００１３】本発明の応用性の更に他の領域は、以下に
掲げた詳細な説明から明らかになる。いうまでもなく、
詳細な説明と特定例は、本発明の好適実施の形態を示す
が、例示目的のみを意図しており、本発明の範囲を限定
することを意図しているのではない。
掲げた詳細な説明から明らかになる。いうまでもなく、
詳細な説明と特定例は、本発明の好適実施の形態を示す
が、例示目的のみを意図しており、本発明の範囲を限定
することを意図しているのではない。
【００１４】本発明は、詳細な説明と添付図面から更に
充分に理解されることになる。
充分に理解されることになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】好適実施の形態についての次の説
明は、単に性質上の例証でありかつ本発明、その応用、
又は用途を制限することをいずれにしても意図している
わけではない。
明は、単に性質上の例証でありかつ本発明、その応用、
又は用途を制限することをいずれにしても意図している
わけではない。
【００１６】図２は、先行技術に従う電力発生器制御シ
ステム１００を例示する。電力発生器制御システム１０
０は、電力モジュール１０２、ＲＦセンサ１０４、負荷
１０６、及びコントローラ１０８を含む。電力モジュー
ル１０２は、（ＰＡ供給電流１１０と装置温度１１４の
ような）電力モジュール帰還信号１０９を発生する。Ｒ
Ｆセンサ１０４は、（順電力帰還信号１１６と逆電力帰
還信号１１８のような）ＲＦセンサ帰還信号１１５を発
生する。電力モジュール帰還信号１０９、ＲＦセンサ帰
還信号１１５、及び外部設定点信号１２０は、コントロ
ーラ１０８に入力される。コントローラ１０８は、電力
モジュール設定点信号１２４を発生しこの信号を電力モ
ジュール１０２に入力する。
ステム１００を例示する。電力発生器制御システム１０
０は、電力モジュール１０２、ＲＦセンサ１０４、負荷
１０６、及びコントローラ１０８を含む。電力モジュー
ル１０２は、（ＰＡ供給電流１１０と装置温度１１４の
ような）電力モジュール帰還信号１０９を発生する。Ｒ
Ｆセンサ１０４は、（順電力帰還信号１１６と逆電力帰
還信号１１８のような）ＲＦセンサ帰還信号１１５を発
生する。電力モジュール帰還信号１０９、ＲＦセンサ帰
還信号１１５、及び外部設定点信号１２０は、コントロ
ーラ１０８に入力される。コントローラ１０８は、電力
モジュール設定点信号１２４を発生しこの信号を電力モ
ジュール１０２に入力する。
【００１７】図３Ａと３Ｂを参照する。図２からの参照
符号は、同じ要素を識別するのに適当な所では使用され
る。改善されたＲＦ電力発生器制御システム２００は外
部設定点修正モジュール２０４を含み、このモジュール
はＶＳＷＲ又はガンマに基づいて順電力限界を計算しか
つ順電力限界と外部設定点のうちの小さい方を選択す
る。外部設定点信号１２０は、外部設定点修正モジュー
ル２０４に入力される、順電力帰還信号１１６と逆電力
帰還信号１１８は、外部設定点修正モジュール２０４に
入力される。外部設定点修正モジュール２０４は、修正
外部設定点信号２０８を発生し、この信号をコントロー
ラ２１０に入力する。修正外部点設定信号２０８は、順
電力限界と外部設定点のうちの小さい方に等しい。
符号は、同じ要素を識別するのに適当な所では使用され
る。改善されたＲＦ電力発生器制御システム２００は外
部設定点修正モジュール２０４を含み、このモジュール
はＶＳＷＲ又はガンマに基づいて順電力限界を計算しか
つ順電力限界と外部設定点のうちの小さい方を選択す
る。外部設定点信号１２０は、外部設定点修正モジュー
ル２０４に入力される、順電力帰還信号１１６と逆電力
帰還信号１１８は、外部設定点修正モジュール２０４に
入力される。外部設定点修正モジュール２０４は、修正
外部設定点信号２０８を発生し、この信号をコントロー
ラ２１０に入力する。修正外部点設定信号２０８は、順
電力限界と外部設定点のうちの小さい方に等しい。
【００１８】外部設定点修正モジュール２０４は、好適
には、プロセッサとメモリによって実行されるアルゴリ
ズムとして実施される。外部設定点修正モジュール２０
４は、ハードワイヤード回路としてまた実施されること
があり及び／又は（図３Ｂに示したように）コントロー
ラ２１０と統合されることがある。外部設定点修正モジ
ュール２０４は、下に更に説明するようにＳＰＩＣＥシ
ミュレーション又は限界試験データから導出される公式
又はルックアップ・テーブルを採用する。その公式とル
ックアップ・テーブルは、所与のＶＳＷＲ（又はガン
マ）に対する順電力限界を定める。その公式とルックア
ップ・テーブルは、実際のＶＳＷＲ（又は実ガンマ）に
基づいて実時間に順電力限界を計算するために使用され
る。ガンマとＶＳＷＲは、次のように順電力と逆電力に
関係する。
には、プロセッサとメモリによって実行されるアルゴリ
ズムとして実施される。外部設定点修正モジュール２０
４は、ハードワイヤード回路としてまた実施されること
があり及び／又は（図３Ｂに示したように）コントロー
ラ２１０と統合されることがある。外部設定点修正モジ
ュール２０４は、下に更に説明するようにＳＰＩＣＥシ
ミュレーション又は限界試験データから導出される公式
又はルックアップ・テーブルを採用する。その公式とル
ックアップ・テーブルは、所与のＶＳＷＲ（又はガン
マ）に対する順電力限界を定める。その公式とルックア
ップ・テーブルは、実際のＶＳＷＲ（又は実ガンマ）に
基づいて実時間に順電力限界を計算するために使用され
る。ガンマとＶＳＷＲは、次のように順電力と逆電力に
関係する。
【００１９】
【数１】
【００２０】計算された順電力限界は、帰還制御システ
ムの入力で使用される。設定点修正モジュール２０４
は、ＲＦ電力発生器制御システム２００に対する設定点
として外部設定点信号又は順電力限界のいずれか小さい
方を選択する。これに代えて、設定点修正モジュール２
０４は、順電力限界を計算し、順電力限界と外部設定点
を選択のためにコントローラ２１０に伝送することがで
きる。電力増幅器（ＡＰ）供給電流１１０、装置温度１
１４、及びその他の信号は、コントローラ２１０が構成
要素故障のような異常状態に反応することを許すため
に、保持される。ＲＦ電力発生器制御システム２００内
で、順電力限界は、電力モジュール１０２と負荷１０６
との間の位相長にかかわらず、所与のＶＳＷＲに対して
一定のままである。電力モジュール１０２とＲＦセンサ
１０４との間の距離は一定であるという理由で距離Ｌは
ＲＦセンサ１０４と負荷１０６との間で示されることに
注意。
ムの入力で使用される。設定点修正モジュール２０４
は、ＲＦ電力発生器制御システム２００に対する設定点
として外部設定点信号又は順電力限界のいずれか小さい
方を選択する。これに代えて、設定点修正モジュール２
０４は、順電力限界を計算し、順電力限界と外部設定点
を選択のためにコントローラ２１０に伝送することがで
きる。電力増幅器（ＡＰ）供給電流１１０、装置温度１
１４、及びその他の信号は、コントローラ２１０が構成
要素故障のような異常状態に反応することを許すため
に、保持される。ＲＦ電力発生器制御システム２００内
で、順電力限界は、電力モジュール１０２と負荷１０６
との間の位相長にかかわらず、所与のＶＳＷＲに対して
一定のままである。電力モジュール１０２とＲＦセンサ
１０４との間の距離は一定であるという理由で距離Ｌは
ＲＦセンサ１０４と負荷１０６との間で示されることに
注意。
【００２１】本発明は、ケーブル長変動又はその他の位
相変動にかかわらず、ＲＦ電力発生器によって供給され
る順電力の繰返し性を改善する。ＲＦ電力発生器は、そ
れが最悪ケース負荷に送出できる電力を送出するように
限定される。負荷インピーダンスは、電力増幅器への供
給電流１１０及び装置温度１１４のような変量よりも敏
速に変化するから、ＲＦ電力発生器制御システム２００
は、負荷１０６により敏速に反応する。結果として、Ｒ
Ｆ電力発生器は、その電力増幅器へのより小さい供給電
流及びより低い装置温度を経験し、これがＲＦ電力発生
器の長期信頼性を改善する。
相変動にかかわらず、ＲＦ電力発生器によって供給され
る順電力の繰返し性を改善する。ＲＦ電力発生器は、そ
れが最悪ケース負荷に送出できる電力を送出するように
限定される。負荷インピーダンスは、電力増幅器への供
給電流１１０及び装置温度１１４のような変量よりも敏
速に変化するから、ＲＦ電力発生器制御システム２００
は、負荷１０６により敏速に反応する。結果として、Ｒ
Ｆ電力発生器は、その電力増幅器へのより小さい供給電
流及びより低い装置温度を経験し、これがＲＦ電力発生
器の長期信頼性を改善する。
【００２２】公式とルックアップ・テーブルを決定する
１つの適当な方法を図４に例示する。当業者が納得する
ように、本発明の精神と範囲に反することなく他の方法
を採用することもできる。ステップ２５０で、最悪ケー
ス・ストレス・データを電力設定点と負荷との関数とし
て収集する。各ＶＳＷＲに対する最悪ケース・ストレス
・データを決定するためには、種々のケーブル長を使用
して電力増幅器内の最大電力損失を決定する。最大電力
損失を伴うケーブル長を決定すると、その電力損失を順
電力の関数としてプロットする。当業者が納得できるよ
うに、最悪ケース・ストレス・データは電力損失に加え
て他のシステム電圧と電流を使用して決定することがで
きる。例えば、電力増幅器電流、電力増幅器供給電圧、
電力増幅器トランジスタ・ピーク出力電圧、及びその他
のシステム電圧と電流を採用することができる。
１つの適当な方法を図４に例示する。当業者が納得する
ように、本発明の精神と範囲に反することなく他の方法
を採用することもできる。ステップ２５０で、最悪ケー
ス・ストレス・データを電力設定点と負荷との関数とし
て収集する。各ＶＳＷＲに対する最悪ケース・ストレス
・データを決定するためには、種々のケーブル長を使用
して電力増幅器内の最大電力損失を決定する。最大電力
損失を伴うケーブル長を決定すると、その電力損失を順
電力の関数としてプロットする。当業者が納得できるよ
うに、最悪ケース・ストレス・データは電力損失に加え
て他のシステム電圧と電流を使用して決定することがで
きる。例えば、電力増幅器電流、電力増幅器供給電圧、
電力増幅器トランジスタ・ピーク出力電圧、及びその他
のシステム電圧と電流を採用することができる。
【００２３】例えば、ＶＳＷＲ＝２に対するデータ・テ
ーブルを図５Ａに示す。負荷位相は、スミス・チャート
（Ｓｍｉｔｈ Ｃｈａｒｔ）の回りの度数を指す。スミ
ス・チャートの回りの３６０゜は、半波長に相当する。
異なった型式のケーブルについてケーブル長を決定する
ためには、ケーブルの動作周波数と速度係数（ｖｅｌｏ
ｃｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）を採用する。テフロン（Ｒ）
ケーブルを採用するとき、スミス・チャートの１回り
は、２３．２３メートル（２５．１９フィート）に相当
する。ポリプロピレン・ケーブルについては、半波長距
離は、２１．９０メートル（２３．９５フィート）（２
２メートル（２４フィート）はしばしば良好な近似であ
る）に相当する。図５Ａは、ＶＳＷＲ＝２に対する負荷
位相の関数としての定格電圧での電力増幅器内の電力損
失を示す。図５Ｂは、種々のＶＳＷＲに対する負荷位相
の関数としての電力増幅器内の電力損失を例示するグラ
フである。この例では、最悪電力損失は、０度近くで起
こった。異なった電力増幅器は、異なった結果をもたら
すことになる。
ーブルを図５Ａに示す。負荷位相は、スミス・チャート
（Ｓｍｉｔｈ Ｃｈａｒｔ）の回りの度数を指す。スミ
ス・チャートの回りの３６０゜は、半波長に相当する。
異なった型式のケーブルについてケーブル長を決定する
ためには、ケーブルの動作周波数と速度係数（ｖｅｌｏ
ｃｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）を採用する。テフロン（Ｒ）
ケーブルを採用するとき、スミス・チャートの１回り
は、２３．２３メートル（２５．１９フィート）に相当
する。ポリプロピレン・ケーブルについては、半波長距
離は、２１．９０メートル（２３．９５フィート）（２
２メートル（２４フィート）はしばしば良好な近似であ
る）に相当する。図５Ａは、ＶＳＷＲ＝２に対する負荷
位相の関数としての定格電圧での電力増幅器内の電力損
失を示す。図５Ｂは、種々のＶＳＷＲに対する負荷位相
の関数としての電力増幅器内の電力損失を例示するグラ
フである。この例では、最悪電力損失は、０度近くで起
こった。異なった電力増幅器は、異なった結果をもたら
すことになる。
【００２４】最悪ケース電力損失を識別した後、識別し
た負荷を使用して順電力の関数として電力損失をプロッ
トする。ステップ２５４で方程式を電力損失対順電力デ
ータに当てはめる。当てはめる方程式は、線形方程式、
二次方程式、又はその他の適当な方程式であり得る。し
かしながら、好適には、各ＶＳＷＲに当てはめる方程式
の形は、同じである。図６、７、８、及び９に例示した
例では、ｙ＝ｍｘ＋ｂの形をした線形方程式をＶＳＷＲ
＝１，２，３及び無限大に対する最悪ケース・データに
当てはめる。
た負荷を使用して順電力の関数として電力損失をプロッ
トする。ステップ２５４で方程式を電力損失対順電力デ
ータに当てはめる。当てはめる方程式は、線形方程式、
二次方程式、又はその他の適当な方程式であり得る。し
かしながら、好適には、各ＶＳＷＲに当てはめる方程式
の形は、同じである。図６、７、８、及び９に例示した
例では、ｙ＝ｍｘ＋ｂの形をした線形方程式をＶＳＷＲ
＝１，２，３及び無限大に対する最悪ケース・データに
当てはめる。
【００２５】ステップ２５８で、方程式の系列の係数を
ＶＳＷＲの関数としてパラメータ化する。図１０で判る
ように、線形方程式の「ｍ」パラメータは、順電力とＶ
ＳＷＲ（又はガンマ）の関数として三次元関数、すなわ
ち、Ｐdissを定める。次いで、ステップ２６２で、公式
又はルックアップ・テーブルを発生する。
ＶＳＷＲの関数としてパラメータ化する。図１０で判る
ように、線形方程式の「ｍ」パラメータは、順電力とＶ
ＳＷＲ（又はガンマ）の関数として三次元関数、すなわ
ち、Ｐdissを定める。次いで、ステップ２６２で、公式
又はルックアップ・テーブルを発生する。
【００２６】或る１つの例を通して作業して、１：１，
１．５：１，２：１，３：１，５：１、及び無限大：１
のＶＳＷＲ負荷の最悪位相電力損失に対する電力損失Ｐ
diss対順電力Ｐfwd についてグラフを発生する。次い
で、直線を各グラフに当てはめかつ勾配（ｍ）と偏り
（ｂ）を図１０Ａに示したように抽出する。二次当ては
めがこの例では１：１と１．５：１のＶＳＷＲ負荷に対
してより良好に働くが、直線当てはめも高い方のＶＳＷ
Ｒ値に対してまた充分に働く。直線当てはめをこの例で
は選択した。
１．５：１，２：１，３：１，５：１、及び無限大：１
のＶＳＷＲ負荷の最悪位相電力損失に対する電力損失Ｐ
diss対順電力Ｐfwd についてグラフを発生する。次い
で、直線を各グラフに当てはめかつ勾配（ｍ）と偏り
（ｂ）を図１０Ａに示したように抽出する。二次当ては
めがこの例では１：１と１．５：１のＶＳＷＲ負荷に対
してより良好に働くが、直線当てはめも高い方のＶＳＷ
Ｒ値に対してまた充分に働く。直線当てはめをこの例で
は選択した。
【００２７】次に、図１０Ｂに示したように、反射係数
（Γ）の関数として勾配（ｍ）をグラフで表しかつこの
データに曲線を当てはめて関数ｍ（Γ）を発生する。ｂ
パラメータはΓに関してほとんど変化せず、それである
からｂを一定に維持することができる。ｂは、モデルを
より保存的にするために及びより大きい電力損失ヘッド
ルームを設けるために、また調節することができる。
（Γ）の関数として勾配（ｍ）をグラフで表しかつこの
データに曲線を当てはめて関数ｍ（Γ）を発生する。ｂ
パラメータはΓに関してほとんど変化せず、それである
からｂを一定に維持することができる。ｂは、モデルを
より保存的にするために及びより大きい電力損失ヘッド
ルームを設けるために、また調節することができる。
【００２８】関数Ｐdmax（Ｐfwd ，Γ）は、所与のＶＳ
ＷＲ（又はΓ）スミス・チャート円に対するＰＡの最大
損失を推定する直線の系列を発生する。所与のＶＳＷＲ
でより少ない電力損失を伴う他のケーブル長があるが、
しかし目指すのは電力増幅器内の電力損失の最悪ケース
を識別することである。ｂ＝１００を使用することは、
１．５：１以外の負荷で最良な当てはまりを与える。し
かしながら、ｂ＝２００は、同様に１．５：１に対して
も保存的数字を与える。
ＷＲ（又はΓ）スミス・チャート円に対するＰＡの最大
損失を推定する直線の系列を発生する。所与のＶＳＷＲ
でより少ない電力損失を伴う他のケーブル長があるが、
しかし目指すのは電力増幅器内の電力損失の最悪ケース
を識別することである。ｂ＝１００を使用することは、
１．５：１以外の負荷で最良な当てはまりを与える。し
かしながら、ｂ＝２００は、同様に１．５：１に対して
も保存的数字を与える。
【００２９】
【数２】
【００３０】次のデータは、モデルが実データに優に匹
敵することを証拠立てる。すなわち、Ｐdmax（３００
０，０）＝１０１０Ｗ-３０００Ｗでの５０オーム負荷
内への推定最大損失（実際は８２２Ｗ）。Ｐdmax（３０
００，０．２）＝１１４４Ｗ-３０００Ｗでの１．５：
１ＶＳＷＲ内への推定最大損失（実際は１１８９Ｗ）。
Ｐ dmax（２４００，０．３３３）＝１１６２Ｗ-２４０
０Ｗでの２：１ＶＳＷＲ内への推定最大損失（実際は１
１００Ｗ）。Ｐdmax（１８００，０．５）＝１２３０Ｗ
-１８００Ｗでの３：１ＶＳＷＲ内への推定最大損失
（実際は１１３１Ｗ）。Ｐdmax（６００，１）＝１１０
６Ｗ-６００Ｗでの無限大ＶＳＷＲ内への推定最大損失
（実際は９９１Ｗ）。
敵することを証拠立てる。すなわち、Ｐdmax（３００
０，０）＝１０１０Ｗ-３０００Ｗでの５０オーム負荷
内への推定最大損失（実際は８２２Ｗ）。Ｐdmax（３０
００，０．２）＝１１４４Ｗ-３０００Ｗでの１．５：
１ＶＳＷＲ内への推定最大損失（実際は１１８９Ｗ）。
Ｐ dmax（２４００，０．３３３）＝１１６２Ｗ-２４０
０Ｗでの２：１ＶＳＷＲ内への推定最大損失（実際は１
１００Ｗ）。Ｐdmax（１８００，０．５）＝１２３０Ｗ
-１８００Ｗでの３：１ＶＳＷＲ内への推定最大損失
（実際は１１３１Ｗ）。Ｐdmax（６００，１）＝１１０
６Ｗ-６００Ｗでの無限大ＶＳＷＲ内への推定最大損失
（実際は９９１Ｗ）。
【００３１】損失が１２００Ｗに等しい順電力を見付け
るために、
るために、
【００３２】
【数３】
【００３３】このディレーティング（ｄｅｒａｔｉｎ
ｇ）関数は、３０００Ｗ順電力仕様に優に匹敵する。す
なわち、Ｐfmax（０）＝３７０２Ｗ（仕様は１：１内へ
の３ｋＷ）、Ｐfmax（０．２）＝３１７８Ｗ（仕様は
２：１内への２４００Ｗ）、Ｐfmax（０．３３３３）＝
２４９４Ｗ（仕様は３：１内への１８００Ｗ）、Ｐfmax
（０．５）＝１７４８Ｗ（仕様は３：１内への１８００
Ｗ）、及びＰfmax（１）＝６６２．４Ｗ（仕様は無限
大：１内への６００Ｗ）。図１１を参照すると、スミス
・チャートは、本発明に従うＲＦ電力発生器制御システ
ムを採用するとき種々のＶＳＷＲに対する順電力対負荷
を示す。「＋」符号は、ケーブル長サンプルを表す。中
央の環（ｒｉｎｇ）はＶＳＷＲ＝１．５：１に相当す
る。「８０００」と標識した環はＶＳＷＲ＝２：１に相
当する。「６０００」と標識した環はＶＳＷＲ＝３：１
に相当する。「４０００」と標識した環はＶＳＷＲ＝
５：１に相当する。外側の環はＶＳＷＲ＝無限大：１に
相当する。納得できるように、ＲＦ電力発生器は、位相
変動に不感応性である。
ｇ）関数は、３０００Ｗ順電力仕様に優に匹敵する。す
なわち、Ｐfmax（０）＝３７０２Ｗ（仕様は１：１内へ
の３ｋＷ）、Ｐfmax（０．２）＝３１７８Ｗ（仕様は
２：１内への２４００Ｗ）、Ｐfmax（０．３３３３）＝
２４９４Ｗ（仕様は３：１内への１８００Ｗ）、Ｐfmax
（０．５）＝１７４８Ｗ（仕様は３：１内への１８００
Ｗ）、及びＰfmax（１）＝６６２．４Ｗ（仕様は無限
大：１内への６００Ｗ）。図１１を参照すると、スミス
・チャートは、本発明に従うＲＦ電力発生器制御システ
ムを採用するとき種々のＶＳＷＲに対する順電力対負荷
を示す。「＋」符号は、ケーブル長サンプルを表す。中
央の環（ｒｉｎｇ）はＶＳＷＲ＝１．５：１に相当す
る。「８０００」と標識した環はＶＳＷＲ＝２：１に相
当する。「６０００」と標識した環はＶＳＷＲ＝３：１
に相当する。「４０００」と標識した環はＶＳＷＲ＝
５：１に相当する。外側の環はＶＳＷＲ＝無限大：１に
相当する。納得できるように、ＲＦ電力発生器は、位相
変動に不感応性である。
【００３４】当業者が納得できるように、順電力信号と
反射電力信号は、図１に例示した方向性結合器、電圧／
電流プローブ、又はいずれか他の適当なソースによって
与えることができる。公式又はルックアップ・テーブル
を決定するための入力データは、ＳＰＩＣ（Ｒ）シミュ
レーション又は実験測定を使用して決定することができ
る。更に、公式又はルックアップ・テーブルは、最小二
乗技術のような多数の線形当てはめ技術又は非線形当て
はめ技術を使用することによって決定することができ
る。順電力限界の計算は、アナログ信号プロセッサ、デ
ィジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ディジタル・コン
ピュータ、又はいずれか適当な装置によって遂行するこ
とができる。同様に、閉ループ制御は、アナログ又はデ
ィジタルであり得る。
反射電力信号は、図１に例示した方向性結合器、電圧／
電流プローブ、又はいずれか他の適当なソースによって
与えることができる。公式又はルックアップ・テーブル
を決定するための入力データは、ＳＰＩＣ（Ｒ）シミュ
レーション又は実験測定を使用して決定することができ
る。更に、公式又はルックアップ・テーブルは、最小二
乗技術のような多数の線形当てはめ技術又は非線形当て
はめ技術を使用することによって決定することができ
る。順電力限界の計算は、アナログ信号プロセッサ、デ
ィジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ディジタル・コン
ピュータ、又はいずれか適当な装置によって遂行するこ
とができる。同様に、閉ループ制御は、アナログ又はデ
ィジタルであり得る。
【００３５】当業者が上の説明から納得できるように、
本発明の広範な教示は種々の形で実施することができ
る。したがって、この発明をそれの特定例と関連して説
明してきたが、本発明の真の範囲をそのように限定して
はならない。というのは、本発明の他の変形実施の形態
は、本発明の図面、明細書、及び添付の特許請求の範囲
を検討するならば当業者に明らかになるからである。
本発明の広範な教示は種々の形で実施することができ
る。したがって、この発明をそれの特定例と関連して説
明してきたが、本発明の真の範囲をそのように限定して
はならない。というのは、本発明の他の変形実施の形態
は、本発明の図面、明細書、及び添付の特許請求の範囲
を検討するならば当業者に明らかになるからである。
【図１】コントローラを含む先行技術に従うＲＦ電力発
生器のブロック図である。
生器のブロック図である。
【図２】先行技術に従うＲＦ電力発生器の簡単化ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３Ａ】本発明に従うＲＦ電力発生器制御システムの
ブロック図であって、コントローラと外部設定点修正モ
ジュールを個別に備えた図。
ブロック図であって、コントローラと外部設定点修正モ
ジュールを個別に備えた図。
【図３Ｂ】本発明に従うＲＦ電力発生器制御システムの
ブロック図であって、コトローラと外部設定点修正モジ
ュールを組み合わせて備えた図である。
ブロック図であって、コトローラと外部設定点修正モジ
ュールを組み合わせて備えた図である。
【図４】本発明に従いガンマ又はＶＳＷＲの関数として
順電力を決定する手順のステップを説明する流れ図であ
る。
順電力を決定する手順のステップを説明する流れ図であ
る。
【図５Ａ】ＶＳＷＲ＝２：１に対する負荷位相と電力設
定点の関数として電力損失を示すデータ・テーブル。
定点の関数として電力損失を示すデータ・テーブル。
【図５Ｂ】種々のＶＳＷＲに対する負荷位相の関数とし
て電力損失を描くグラフ図である。
て電力損失を描くグラフ図である。
【図６】本発明に従い１：１のＶＳＷＲに対する順電力
の関数として電力損失を描くグラフ図である。
の関数として電力損失を描くグラフ図である。
【図７】本発明に従い２：１のＶＳＷＲに対する順電力
の関数として電力損失を描くグラフ図である。
の関数として電力損失を描くグラフ図である。
【図８】本発明に従い３：１のＶＳＷＲに対する順電力
の関数として電力損失を描くグラフ図である。
の関数として電力損失を描くグラフ図である。
【図９】本発明に従い無限大：１のＶＳＷＲに対する順
電力の関数として電力損失を描くグラフ図である。
電力の関数として電力損失を描くグラフ図である。
【図１０Ａ】本発明に従い種々のＶＳＷＲでの最悪ケー
ス負荷に対するモデル・パラメータを示す図であって、
二次モデル・パラメータと線形モデル・パラメータを含
むデータ・テーブル。
ス負荷に対するモデル・パラメータを示す図であって、
二次モデル・パラメータと線形モデル・パラメータを含
むデータ・テーブル。
【図１０Ｂ】ガンマの関数として電力損失「ｍ」パラメ
ータをパラメータ化するプロットを表す図である。
ータをパラメータ化するプロットを表す図である。
【図１１】本発明に従うＲＦ電力発生器制御システムに
ついての種々のＶＳＷＲに対する結果の順電力対負荷を
示すスミス・チャートを描いた図である。
ついての種々のＶＳＷＲに対する結果の順電力対負荷を
示すスミス・チャートを描いた図である。
１０ ＲＦ電力発生器 １１ 電力モジュール １２ コントローラ １６ 負荷 １８ 励振器 ２０ 最終増幅器 ２４ ケーブル ２６ 遠隔電池 １００ ＲＦ電力発生器制御システム １０２ 電力モジュール １０４ ＲＦセンサ １０６ 負荷 １０８ コントローラ ２００ 改善ＲＦ電力発生器制御システム ２０４ 外部設定点修正モジュール ２１０ コントローラ
フロントページの続き (72)発明者 アーロン ティー、ラドムスキ アメリカ合衆国 ニューヨーク、ワイオミ ング、 メイン ストリート 32 Ｆターム(参考） 5K060 CC20 EE05 HH05 HH06 HH31 HH32 JJ16 KK01 LL24
Claims (20)
- 【請求項１】 負荷へ出力する無線周波数（ＲＦ）信号
と、順電力帰還信号と、逆電力帰還信号とを発生する電
力発生器と、 前記順電力帰還信号と前記逆電力帰還信号とを受信し、
かつ前記電力発生器へ出力する設定信号を発生するコン
トローラと、 前記順電力帰還信号と、前記逆電力帰還信号と、外部設
定信号とを受信する設定点修正器であって、前記順電力
帰還信号と前記逆電力帰還信号とに基づいて順電力限界
を計算しかつ前記順電力限界と前記外部設定点信号との
うちの１つに基づいて前記コントローラへ修正設定点信
号を出力する前記設定点修正器とを含むＲＦ電力発生器
システム。 - 【請求項２】 請求項１記載のＲＦ電力発生器システム
において、前記コントローラは前記修正設定点信号とし
て前記順電力限界と前記外部設定点信号とのうちの小さ
い方の値を選択するＲＦ電力発生器システム。 - 【請求項３】 請求項２記載のＲＦ電力発生器システム
において、前記電力発生器は前記順電力帰還信号と前記
逆電力帰還信号とを発生するＲＦセンサを含むＲＦ電力
発生器システム。 - 【請求項４】 請求項３記載のＲＦ電力発生器システム
において、前記電力発生器は前記コントローラへ出力さ
れる供給電流帰還信号と温度帰還信号とを発生する電力
モジュールを含むＲＦ電力発生器システム。 - 【請求項５】 請求項３記載のＲＦ電力発生器システム
において、前記設定点修正器と前記コントローラとは統
合されるＲＦ電力発生器システム。 - 【請求項６】 請求項５記載のＲＦ電力発生器システム
において、前記設定点修正器は前記順電力帰還信号と前
記逆電力帰還信号とから前記順電力限界を計算するため
にルックアップ・テーブルと公式とのうちの１つを含む
ＲＦ電力発生器システム。 - 【請求項７】 請求項６記載のＲＦ電力発生器システム
において、前記電力発生器は電力増幅器を含み、前記公
式はガンマと、最大電力損失供給電流と供給電圧と前記
電力増幅器の出力電圧とのうちの少なくとも１つとに基
づいて前記順電力限界を決定するＲＦ電力発生器システ
ム。 - 【請求項８】 負荷へ向けて無線周波数（ＲＦ）電力信
号を発生するＲＦ電力発生器を制御する方法であって、 順電力帰還信号を感知するステップと、 逆電力帰還信号を感知するステップと、 外部設定点信号を受信するステップと、 前記順電力帰還信号と前記逆電力帰還信号とに基づいて
順電力限界を計算するステップと、 前記順電力限界と前記外部設定点信号とのうちの１つに
基づいて前記ＲＦ電力発生器を制御するステップとを含
む方法。 - 【請求項９】 請求項８記載の方法であって、 前記順電力限界と前記外部設定点とのうちの小さい方の
値を選択するステップと、 電力モジュールに前記小さい方の値を伝送するステップ
とを含む方法。 - 【請求項１０】 請求項９記載の方法であって、 前記ＲＦ電力発生器内のＲＦセンサを使用して前記順電
力帰還信号と前記逆電力帰還信号とを発生するステップ
を更に含む方法。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の方法であって、 前記ＲＦ電力発生器内の前記電力モジュールを使用して
供給電流帰還信号と温度帰還信号とを発生するステップ
を更に含む方法。 - 【請求項１２】 請求項８記載の方法において、前記順
電力限界はルックアップ・テーブルと公式とのうちの１
つを使用して計算される方法。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の方法において、前記
電力発生器は電力増幅器を含み、前記公式はガンマと、
前記順電力限界と、電力損失と供給電流と供給電圧と前
記電力増幅器の出力電圧とのうちの少なくとも１つとの
間の関係を定める方法。 - 【請求項１４】 請求項１３記載の方法において、前記
公式は、 ａ） 第１ＶＳＷＲで最大電力損失を伴う０と半波長と
の間のケーブル長を識別するステップと、 ｂ） 複数のＶＳＷＲについてステップａ）を繰り返す
ステップと、 ｃ） 前記ＶＳＷＲの各々について、前記最大電力損失
を有する前記ケーブル長に対する順電力の関数として電
力損失の数学的近似を決定するステップと、 ｄ） ＶＳＷＲとガンマとのうちの１つの関数として前
記数学的近似をパラメータ化するステップとによって計
算される方法。 - 【請求項１５】 請求項１４記載の方法において、前記
数学的近似は線形近似である方法。 - 【請求項１６】 負荷へ向けてＲＦ電力信号を発生する
無線周波数（ＲＦ）電力発生器と前記負荷との間のケー
ブル長の変動に対する感度を低めるために前記ＲＦ電力
発生器を制御する方法であって、 ａ） 第１ＶＳＷＲで最大電力損失を伴う０と半波長と
の間のケーブル長を識別するステップと、 ｂ） 複数のＶＳＷＲについてステップａ）を繰り返す
ステップと、 ｃ） 前記ＶＳＷＲの各々について、前記最大電力損失
を有する前記ケーブル長に対する順電力の関数として電
力損失の数学的近似を決定するステップと、 ｄ） ガンマの関数として前記数学的近似をパラメータ
化するステップと、 ｅ） 前記パラメータ化に基づいて順電力限界公式を定
めるステップと、 ｆ） 前記順電力限界公式で以てコントローラをプログ
ラムするステップとを含む方法。 - 【請求項１７】 請求項１６記載の方法であって、 順電力帰還信号を感知するステップと、 逆電力帰還信号を感知するステップとを更に含む方法。
- 【請求項１８】 請求項１７記載の方法であって、 外部設定点信号を受信するステップと、 前記順電力限界公式に基づいて順電力限界を計算するス
テップとを更に含む方法。 - 【請求項１９】 請求項１８記載の方法であって、 前記順電力限界と前記外部設定点信号とに基づいて前記
ＲＦ電力発生器を制御するステップを更に含む方法。 - 【請求項２０】 請求項１９記載の方法であって、 前記順電力限界と前記外部設定点信号とのうち小さい方
の値に等しい修正設定点信号を発生するステップを更に
含む方法。
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