JP2017527092A - 電力発生器を動作させるための方法、及び、電力発生器 - Google Patents

電力発生器を動作させるための方法、及び、電力発生器 Download PDF

Info

Publication number
JP2017527092A
JP2017527092A JP2017519959A JP2017519959A JP2017527092A JP 2017527092 A JP2017527092 A JP 2017527092A JP 2017519959 A JP2017519959 A JP 2017519959A JP 2017519959 A JP2017519959 A JP 2017519959A JP 2017527092 A JP2017527092 A JP 2017527092A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
system voltage
power
power generator
reference value
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017519959A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6685294B2 (ja
JP2017527092A5 (ja
Inventor
マン エッケハルト
マン エッケハルト
ヴィンターハルター マークス
ヴィンターハルター マークス
ツェーエトナー フローリアン
ツェーエトナー フローリアン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Huettinger GmbH and Co KG
Original Assignee
Trumpf Huettinger GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Huettinger GmbH and Co KG filed Critical Trumpf Huettinger GmbH and Co KG
Publication of JP2017527092A publication Critical patent/JP2017527092A/ja
Publication of JP2017527092A5 publication Critical patent/JP2017527092A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6685294B2 publication Critical patent/JP6685294B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32128Radio frequency generated discharge using particular waveforms, e.g. polarised waves
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183Matching circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32908Utilities
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917Plasma diagnostics
    • H01J37/32926Software, data control or modelling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917Plasma diagnostics
    • H01J37/32935Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
    • H01J37/32944Arc detection
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/46Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/54Plasma accelerators
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2242/00Auxiliary systems
    • H05H2242/20Power circuits
    • H05H2242/22DC, AC or pulsed generators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

系統電圧(3)に接続された電力発生器(2)を定格動作モードで動作させる方法において、前記系統電圧(3)又は前記系統電圧(3)から導出されるパラメータを、少なくとも1つの所定のイベントの発生に関して監視し、前記少なくとも1つの所定のイベントが発生した場合に、前記電力発生器(2)の、前記定格動作モードとは異なる規定の動作モードをトリガする。

Description

本発明は、系統電圧に接続された電力発生器を定格動作モードで動作させる方法に関する。
本発明はさらに、電力発生器に関する。
電力発生器、特に高周波電力発生器は、基本的に、例えば50Hzの場合に3×400Vを供給する3相送電系統から給電される。天候の影響、負荷側での変動、及び、系統電源側での他の影響に起因して、3相送電系統によって供給される系統電圧においては、種々の期間にわたって部分的な又は完全な降下が発生する可能性がある。これが特に問題となるのは、電力発生器によって給電される負荷としてプラズマが使用される場合である。プラズマのインピーダンスは、電力発生器によって供給される電力に対する依存性を示す。電力がある程度の時間にわたって完全に欠如している場合には、直接的に可逆不可能なプロセスが進行する。例えばプラズマが消失する可能性があり、このことによって再度の点火プロセスが必要となる。プラズマを用いて膜を形成する場合には、膜の表面の特性が不所望に変化するおそれがある。
本発明の課題は、電力発生器が系統電圧の比較的長期間の中断を乗り越えて即座に再び使用可能な状態になるように、系統電圧の中断を克服するための手段を提供することである。
本発明によれば上記の課題は、系統電圧に接続された電力発生器を定格動作モードで動作させる方法において、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータを、少なくとも1つの所定のイベントの発生に関して監視し、少なくとも1つの所定のイベントが発生した場合に、電力発生器の、前記定格動作モードとは異なる規定の動作モードをトリガする、方法によって解決される。
定格動作モードでは、負荷を規定通りに動作させるために負荷に供給すべき電力信号を生成する。
従って、本発明に係る方法は、負荷、特にプラズマ負荷に電力を供給するために使用され、定格動作モードでは、負荷に供給すべき電力信号が、系統電圧に接続された電力発生器によって生成され、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータが、少なくとも1つの所定のイベントの発生に関して監視され、少なくとも1つの所定のイベントが発生した場合に、電力発生器の、前記定格動作モードとは異なる規定の動作モードがトリガされる。上記の方法は、高周波電力信号を生成して、当該生成した高周波電力信号をプラズマ負荷に供給する高周波電力発生器の場合に特に有利である。例えば負荷、特にプラズマ負荷への電力の供給が維持されるように、且つ、負荷が規定された状態で動作されるように、規定の動作モードを構成することができる。
これに代えて又はこれに加えて、規定の動作モードによって、負荷における物質状態、例えばプラズマ状態が維持されるようにすることができる。
これに代えて又はこれに加えて、規定の動作モードによって、プラズマ負荷の場合にプラズマが消失しないようにすることができる。
これに代えて又はこれに加えて、規定の動作モードによって、負荷、特にプラズマにおいて所定数の電荷担体が動いている状態に維持されるようにすることができる。
これに代えて又はこれに加えて、規定の動作モードとして、電力発生器の出力電圧を低減することができる。極端なケースでは、電力発生器の出力電圧を0Wの出力電圧まで低減することができる。
本発明に係る方法によれば、冒頭に述べた欠点を回避することができる。特に負荷において、可逆不可能なプロセスを回避することが可能となる。それと同時に、電力発生器を完全に停止させることなく、すなわち電力発生器の制御機能を停止させることなく、系統電圧の比較的長期間の低下を克服することが可能となる。
第1イベントの発生を特定するために、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータを、第1基準値の突破、特に第1基準値の下回りに関して監視することができる。例えば、系統電圧が降下して所定の基準値未満に減少したかどうかを監視することができる。このケースでは、規定の動作モードをトリガすることができる。
これに代えて又はこれに加えて、第1イベントの発生を特定するために、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータを、第1基準値を突破している期間、特に第1基準値を下回っている期間に関して監視することができる。特に、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータが所定の第1期間にわたって第1基準値を突破している場合、特に第1基準値を下回っている場合に、規定の動作モードをトリガすることができる。これによって規定の動作モードの性急なトリガを回避することができる。
所定の第1期間は、例えば固定的に設定することができる。これに代えて又はこれに加えて、所定の第1期間を、ユーザによって手動で又はデータインタフェースを介して設定することができる。これに代えて又はこれに加えて、所定の第1期間を、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータの変化速度に基づいて可変にすることができる。これに代えて又はこれに加えて、所定の第1期間を、負荷に供給される電力の大きさに基づいて可変にすることができる。
所定の第1イベントが発生した場合に、
a.電力発生器の出力電力を低減する動作モード、
b.現在の動作方式に比べて電流消費量が少ない動作方式に切り換える動作モード、
のうちの少なくとも一方の動作モードをトリガすることができる。
特にパルスモードに切り換えることができる。このことは、電力発生器によって生成される電力信号がパルス状に出力されることを意味している。特に20%未満、それどころか特に10%未満、特に好ましくは2%未満のデューティ比(デューティサイクル)を有する電力信号を出力することができる。これにより、電力発生器の電源部に貯蔵されたエネルギを用いて負荷のプラズマ状態をより長期間にわたって維持することが可能となる。
電力発生器の出力電力は、20%未満、それどころか特に10%未満、特に好ましくは2%の出力電力まで低減することができる。
電力発生器の電流消費量は、20%未満、それどころか特に10%未満、特に好ましくは2%の電流消費量まで低減することができる。
電力発生器によって克服可能な系統電圧の低下期間を、これによって50倍以上に延長することが可能となる。本発明に係る規定の動作モードのトリガを実施しなければ、電力発生器が、完全停止までの間に1ms乃至10ms未満の系統電圧の低下にしか耐久できない場合には、本発明に係る規定の動作モードのトリガを実施することによって、電力発生器は、10ms乃至1000ms以上の期間を克服することが可能となる。
第2イベントの発生を特定するために、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータを、第1基準値又は第2基準値の突破、特に第1基準値又は第2基準値の上回りに関して監視することができる。この場合にも、第2イベントの発生が識別されると、規定の動作モードをトリガすることができる。この場合には、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータが、以前に第1イベントの発生に関して検出した方向とは異なる方向に第1基準値を突破した場合に、第2イベントが発生したと識別することができる。しかしながら、第1基準値とは一致しない第2基準値を使用することも可能である。第2基準値は、第1基準値より大きくても又は小さくてもよい。第2イベントの発生を特定するために使用されるパラメータは、第1イベントの発生を特定するために使用されるパラメータと同じであっても又は異なっていてもよい。
第2イベントの発生を特定するために、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータを、第1基準値又は第2基準値を突破している期間、特に第1基準値又は第2基準値を上回っている期間に関して監視することができる。特に、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータが別の規定の期間にわたって第1基準値又は第2基準値を突破している場合、特に第1基準値又は第2基準値を上回っている場合に、別の規定の動作モードをトリガすることができる。これによって規定の動作モードの早期のトリガを阻止することができる。これは例えば、定格電力の低下が1kW、特に10kWを超える、多数の強力な電流負荷が接続された比較的大型の装置において重要である。数マイクロ秒乃至約1000msの範囲の短期間の系統電圧の低下後に、多数の電流負荷は、各自の内蔵のエネルギ貯蔵器が消費し尽くされた後に停止する。しかしながら、このような短時間の後では停止しない電流負荷も、各自のエネルギ貯蔵器に貯蔵されたエネルギの少なくとも一部を消費する。ここで系統電圧が再び上昇すると、複数の電流負荷の殆どが、同時に再び定格電力消費に切り替わり、それに加えて、各自の内蔵のエネルギ貯蔵器を充電するための追加的な電力需要に切り替わる。この追加的な電力需要は、装置の系統接続電力がこのような電力供給用に設計されていない場合には欠点となりうる。その場合には、過電流に基づいて系統電圧が再び非常に迅速に低下してしまうおそれがある。過電流保護装置の作動に基づいて系統電圧の完全故障が発生するおそれもある。
これに対して、別の所定の期間を設けることで対処することができ、特に、大型のエネルギ貯蔵器が装備された電流負荷が、当該別の所定の期間の経過後に初めて再び給電系統から各自の定格電力を受け取るようにすることによって対処することができる。大型のエネルギ貯蔵器は、1J乃至数100Jの範囲で電気エネルギを貯蔵することができる。エネルギ貯蔵器は、電流負荷の定格電力に基づいて設計されていることが多く、その定格電力は、1J/kW乃至数10J/kWの範囲にある。この別の所定の期間の間に、電力発生器自体、しかしながらまた他の負荷も、系統電源の過負荷を引き起こしてしまうことなく各自のエネルギ貯蔵器を充電することが可能である。
従って、第1基準値を下回っている場合における第1方法ステップに引き続いた、第1基準値又は第2基準値を上回っている場合における当該方法ステップは、特に重要である。なぜなら、系統電圧の降下後には給電系統の過負荷の危険性が特に高いからであり、というのは、このようなケースでは多くの場合、特に多数の強力な電流負荷が、定格電力を消費し、各自のエネルギ貯蔵器を充電することを同時に試みるからである。
別の所定の期間は、例えば固定的に設定することができる。これに代えて又はこれに加えて、別の所定の期間を、ユーザによって手動で又はデータインタフェースを介して設定することができる。これに代えて又はこれに加えて、別の所定の期間を、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータの変化速度に基づいて可変にすることができる。これに代えて又はこれに加えて、別の所定の期間を、負荷に供給される電力の大きさに基づいて可変にすることができる。これに代えて又はこれに加えて、別の所定の期間を、系統電圧の低下期間に基づいて可変にすることができる。
全ての方法ステップにおいて、第1基準値又は第2基準値の突破は、デバウンスされた状態で発生しうる。このことは、所定のインターバル内における基準値の上回りと下回りとの交代が、この所定のインターバル後に、基準値の最初の突破が維持されたままである場合にのみ、そのように識別されるということを意味することとする。このようなデバウンスは、例えばシュミットトリガの使用によって、又は、ヒステリシスの導入によって、又は、所定のインターバル内における突破の複数回チェックによって実施することができる。
所定の第2イベントが発生した場合に、
a.電力発生器の出力電力を増加させる動作モード、
b.現在の動作方式に比べて電流消費量が多い動作方式に切り換える動作モード、
のうちの少なくとも一方の動作モードをトリガすることができる。
特に電力発生器の出力電力を、当初の値まで、すなわち所定の第1イベントの発生後に規定の動作モードがトリガされる前の値まで増加させることができる。すなわち、定格動作モードに移行させることができる。
これに代えて又はこれに加えて、小さいデューティ比を有するパルスモードから、電力供給の定格動作モードに戻すこと、例えば負荷への電力信号の連続供給に戻すこと、又は、より大きいデューティ比(デューティサイクル)を有するパルスモードでの供給に戻すことが考えられる。
これに代えて又はこれに加えて、系統電圧の復帰時の再起動電流が小さくなる動作モードに切り換えることが考えられる。
第1イベントが発生した場合に、高周波電力発生器と負荷との間の整合回路の設定を固定することができる。特に、整合回路におけるコンデンサのコンデンサ位置を保持することができる。これにより、定格動作モードに戻る場合に、インピーダンス整合をより簡単に実施することが可能となる。
第1イベントが発生した場合に整合回路の設定を固定する代わりに、整合回路の構成素子を規定の値にセットするようにしてもよい。このことは、例えば機械的に変化しやすい又は電子的に接続された整合回路において考慮の対象となる。インピーダンス整合のために電力発生器の周波数を変更する場合には、第1イベントが発生した場合に所定の周波数を設定することもできる。
規定の動作モードの実施中に生成される電力を検出することができ、引き続く後続動作モードでは、規定の動作モード中に検出された前記電力に基づいて電力を生成することができる。特にこのようにして、第1イベントの発生後に設定された動作モードから定格動作モードに切り換えることが可能であり、これらのモード間にある後続動作モードでは、より小さい再起動電流で動作される。これに代えて、系統電圧の降下中に供給されなかった出力電力を検出し、次いで、系統電圧が再び利用可能になると、中断フェーズ中に供給されなかった前記出力電力に基づいてプロセスを延長させること、又は、出力電力を増加させることが考えられる。
さらには、電力発生器であって、
・系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータを測定するための測定装置と、
・測定された系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータを監視するための監視装置と、
・動作モード選択装置と、
を有する電力発生器も、本発明の範囲内に含まれる。
このような電力発生器によって本発明に係る方法を実施することが可能である。上述した利点が得られる。
動作モード選択装置は、複数の規定の動作モードを設定するように構成することができる。
電力発生器は、例えばプラズマ又は蒸着プロセスの場合のように物質状態が変化しうる負荷に給電するために使用することができる。
例えば、負荷、特にプラズマ負荷への電力の供給が維持されるように、且つ、負荷が規定された状態で動作されるように、規定の動作モードを構成することができる。
これに代えて又はこれに加えて、規定の動作モードによって、負荷における物質状態、例えばプラズマ状態が維持されるようにすることができる。
これに代えて又はこれに加えて、規定の動作モードによって、プラズマ負荷の場合にプラズマが消失しないようにすることができる。
これに代えて又はこれに加えて、規定の動作モードによって、負荷、特にプラズマにおいて所定数の電荷担体が動いている状態に維持されるようにすることができる。
これに代えて又はこれに加えて、規定の動作モードとして、電力発生器の出力電圧を低減することができ、極端なケースでは、電力発生器の出力電圧を0Wの出力電圧まで低減することができる。
電力発生器は、上述した方法が実施可能となるように、測定装置と、監視装置と、動作モード選択装置とに充分なエネルギを供給する規定の動作モードで、所定の期間にわたって動作可能となるのに充分なエネルギ貯蔵器、特に容量性のエネルギ貯蔵器を有することができる。容量性のエネルギ貯蔵器は、数100μFのキャパシタンスを有することができる。容量性のエネルギ貯蔵器は、数100Vの電圧まで充電可能に構成されている。従って、数ジュールのエネルギを貯蔵することができる。
これに代えて又はこれに加えて、電力発生器を、物質状態が変化しない負荷、例えば誘導加熱又は誘電加熱のための負荷に給電するために使用することができる。後者の負荷の場合には、第1イベントが発生した場合に、例えば電力発生器の13.56MHzのクロックの除去によって出力電力を0まで低減することができ、その一方で、電力発生器における1つ又は複数の中間回路は、充電されたまま維持される。こうすることによって、所要の系統電圧の復帰時の再起動電流を特に小さくすることが可能となる。
電力発生器は、生成される電力を測定するための測定装置を有することができる。
これに代えて又はこれに加えて、生成される電力を設定するための設定装置を設けることができる。
本発明のさらなる特徴及び利点は、本発明の本質的な詳細を示した図面に基づく、本発明の実施例についての以下の記載と、特許請求の範囲とから明らかとなる。個々の特徴は、それぞれ単独でも複数の任意の組み合わせでも本発明の変形形態において実現することができる。
本発明の好ましい実施例を図面に概略的に図示し、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
プラズマシステムの概略図である。 本発明に係る方法を説明するためのフローチャートである。 系統電圧の時間推移を図示するための線図である。 電力発生器の出力電力の時間推移を図示するための線図である。
図1は、系統電圧3に接続された電力発生器2を有するプラズマシステム1を示す。系統電圧3は、以下の記載では供給電圧とも呼ばれる。電力発生器2は、電力信号を生成し、この電力信号は、出力部4において出力される。出力部4において出力された電力は、ケーブル5と、任意選択の整合回路6とを介してプラズマチャンバ7に、特にプラズマチャンバ7内の電極8に供給することができる。プラズマチャンバ7では、電力発生器2によって供給される電力によって例えばプラズマ9を形成することができる。測定装置10によって、供給された系統電圧3又は系統電圧3に関連するパラメータを検出することができる。検出されたパラメータは、監視装置11に供給することができる。監視装置11は、測定された系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータが、所定の基準値を上回っているか又は下回っているかを監視する。監視装置11によって所定のイベントが発生したことが識別されると、動作モード選択装置12によって規定の動作モード2をトリガすることができる。
監視装置11によって所定のイベントの発生が検出された場合に、整合回路6に信号を供給することもでき、整合素子13,14を所定の値に設定することができるか、又は、整合素子13,14の既存の値又は現在の状態に固定することができる。規定の動作モードによって例えば、非常に低い系統電圧3しか供給されないにも拘わらず、又は、それどころか系統電圧3が完全に欠如しているにも拘わらず、プラズマチャンバ7内のプラズマ9が消失しないようにすることが可能となる。
測定装置14によって出力部4における電力を測定することができる。これは、電力発生器2で生成された電力、及び/又は、負荷、例えばプラズマ9で反射された電力とすることができる。測定された電力に基づいて、電力発生器2で生成された電力を制御することができ、及び/又は、整合回路6を設定することができる。
図2では、本発明に係る方法が詳細に説明される。ステップ100では、電力発生器2によって定格動作モードにおいて電力信号が形成され、この電力信号が出力部4において出力され、プラズマチャンバ7内の負荷に、特にプラズマ9に供給される。ステップ101では、測定された系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータが所定の第1基準値を突破しているかどうかが監視される。これが当てはまらない場合にはステップ100に戻り、すなわち、引き続き定格動作モードで、負荷に供給するために電力が生成される。
これに対して、第1基準値の突破が検出されるとステップ102に移行し、このステップ102では、第1イベントの発生を特定するために、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータが第1基準値を突破している期間、特に第1基準値を下回っている期間に関して監視される。
ステップ103では、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータが第1基準値を所定の第1期間にわたって突破しているかどうかがチェックされる。これが当てはまらない場合にはステップ100に戻り、すなわち、引き続き定格動作モードで、負荷に供給するために電力が生成される。
これに対して、規定の第1期間にわたる第1基準値の突破が検出されるとステップ104に移行し、このステップ104では、電力発生器の規定の動作モードがトリガされる。ここでは例えば、電力発生器2によって出力される電力を低減することが可能である。
測定された系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータが所定の第1基準値を突破している場合に、ステップ102及び103を省略することも可能であり、すなわちステップ101からステップ104に直接飛ぶことも可能である。
任意選択のステップ105では、系統電圧又は系統電圧に関連するパラメータが第1基準値又は第2基準値を突破しているかどうかがチェックされる。これが当てはまらない場合には規定の動作モードが維持され、すなわちステップ102に移行する。第1基準値又は第2基準値の突破が検出されると、別の規定の動作モードがトリガされる。示された実施例では、この別の規定の動作モードは、ステップ100の定格動作モードに一致する。しかしながら、他の規定の動作モードを実施することも考えられる。別の規定の動作モードを直接的にトリガする代わりに、系統電圧又は系統電圧から導出されるパラメータが別の規定の期間にわたって第1基準値又は第2基準値を突破している場合、特に第1基準値又は第2基準値を上回っている場合に、この別の規定の動作モードをトリガするようにすることも可能である。
図3aは、系統電圧を時間軸上にプロットした線図を示す。系統電圧の推移には、参照符号30が付されている。まず初めは、完全な系統電圧が供給される。しかしながらこの系統電圧30は、時点tに第1基準値UN1を下回る。系統電圧30は、時点tに第1期間td1にわたって基準値UN1を下回った。このことは、所定の第1イベントの発生と同義である。所定の第1イベントの発生が検出されたので、規定の動作モードがトリガされ、本実施例ではこのことは、電力発生器2の出力部4において出力される電力31(図3b参照)が低減されること、特にパルス状に出力されることを意味している。
電力発生器2の出力部4において出力される電力31は、時点tまでは定格電力PRF1と同じである。出力される電力31は、時点tから時点tまで、定格電力PRF1に比べて低減された電圧振幅PRF2でパルス化される。パルス状の出力電圧の周期は、Tで表されている。パルスの期間tは、パルスの休止期間tPPよりも格段に短いことが見て取れる。このことは、デューティ比が20%よりも、特に10%よりも格段に小さいことを意味している。時点tに、系統電圧30が第2基準値UN2を上回ったことが検出される。しかしながら動作モードは変更されない。別の期間td2の経過後の時点tに系統電圧30が依然として第2基準値UN2を下回っていることが識別されて初めて、所定の第2イベントの発生が検出され、時点tに再び当初の出力電力が生成される。別の期間td2は、第1期間td1よりも長く設定することができる。別の期間td2は、特に第1期間td1よりも10倍だけ長く設定することができる。第1期間td1は、1マイクロ秒乃至数1000マイクロ秒の期間で設定することができる。別の期間td2は、1ミリ秒乃至数1000ミリ秒の期間で設定することができる。
電力発生器2は、ハウジング内に、特に金属製のハウジング内に収容することができ、電力供給接続部を有する。2つの装置内に1つ又は複数のアセンブリを配置することができる。アセンブリは、金属製の基体及び/又はプリント基板上に取り付けることができる。さらには、空気循環用及び冷却用の送風機接続部を設けることができる。電力発生器2はさらに、冷媒接続部のような種々の接続部、又は、外部コンポーネントとの電気接続用の接続部を有することができる。全ての接続部には、電力発生器の障害耐性を向上させるため、及び、電力発生器の干渉放射を制限するために、電子的なフィルタを設けることができる。
測定装置10と、監視装置11と、動作モード選択装置12とは、それぞれ個別に単体で又は任意の組み合わせで、制御ユニットの一部とすることができる。制御ユニットは、アナログの制御ユニットとして構成することも、又は、特にデジタルの制御ユニットとして構成することも可能である。このために測定信号がフィルタリングされ、サンプリングされ、デジタル化される。デジタルの制御ユニットは、マイクロプロセッサ、例えばデジタルシグナルプロセッサ(DSP)又はプログラマブルロジックデバイス(PLD)、特にFPGAにおいて実現することができる。これによって制御ユニットは、特に高速に動作することが可能となる。

Claims (17)

  1. 系統電圧(3)に接続された電力発生器(2)を定格動作モードで動作させる方法において、
    前記系統電圧(3)又は前記系統電圧(3)から導出されるパラメータを、少なくとも1つの所定のイベントの発生に関して監視し、
    前記少なくとも1つの所定のイベントが発生した場合に、前記電力発生器(2)の、前記定格動作モードとは異なる規定の動作モードをトリガし、
    当該方法は、負荷、特にプラズマ負荷に電力を供給するために使用され、
    前記定格動作モードでは、前記負荷に供給すべき電力信号を、前記系統電圧(3)に接続された前記電力発生器(2)によって生成する、
    ことを特徴とする方法。
  2. 第1イベントの発生を特定するために、前記系統電圧(3)又は前記系統電圧(3)から導出されるパラメータを、第1基準値(UN1)の突破、特に第1基準値(UN1)の下回りに関して監視する、
    請求項1記載の方法。
  3. 第1イベントの発生を特定するために、前記系統電圧(3)又は前記系統電圧(3)から導出されるパラメータを、前記第1基準値(UN1)を突破している期間、特に前記第1基準値(UN1)を下回っている期間に関して監視する、
    請求項1又は2記載の方法。
  4. 前記負荷、特に前記プラズマ負荷への電力の供給が維持されるように、且つ、前記負荷が規定された状態で動作されるように、前記規定の動作モードを構成する、
    請求項1から3のいずれか1項記載の方法。
  5. 前記電力発生器(2)は、高周波電力信号を生成して、当該生成した高周波電力信号をプラズマ負荷に供給する高周波電力発生器である、
    請求項1から4のいずれか1項記載の方法。
  6. 前記規定の動作モードによって、前記負荷における物質状態、特にプラズマ状態が維持されるようにする、
    請求項1から5のいずれか1項記載の方法。
  7. 前記規定の動作モードによって、プラズマが消失しないようにする、
    請求項1から6のいずれか1項記載の方法。
  8. 前記規定の動作モードにおいて、前記電力発生器(2)の出力電力を低減する、
    請求項1から7のいずれか1項記載の方法。
  9. 前記所定の第1イベントが発生した場合に、
    a.前記電力発生器(2)の前記出力電力を低減する動作モード、
    b.現在の動作方式に比べて電流消費量が少ない動作方式に切り換える動作モード、
    のうちの少なくとも一方の動作モードをトリガする、
    請求項1から8のいずれか1項記載の方法。
  10. 第2イベントの発生を特定するために、前記系統電圧(3)又は前記系統電圧(3)から導出されるパラメータを、前記第1基準値又は第2基準値(UN2)の突破、特に前記第1基準値又は第2基準値(UN2)の上回りに関して監視する、
    請求項1から9のいずれか1項記載の方法。
  11. 第2イベントの発生を特定するために、前記系統電圧(3)又は前記系統電圧(3)から導出されるパラメータを、前記第1基準値又は第2基準値(UN2)を突破している期間、特に前記第1基準値又は第2基準値(UN2)を上回っている期間に関して監視する、
    請求項1から10のいずれか1項記載の方法。
  12. 前記所定の第2イベントが発生した場合に、
    a.前記電力発生器(2)の前記出力電力を増加させる動作モード、
    b.現在の動作方式に比べて電流消費量が多い動作方式に切り換える動作モード、
    のうちの少なくとも一方の動作モードをトリガする、
    請求項1から11のいずれか1項記載の方法。
  13. 前記第1イベントが発生した場合に、前記電力発生器(2)と前記負荷との間の整合回路(6)の設定を固定する、
    請求項1から12のいずれか1項記載の方法。
  14. 規定の動作モードの実施中に生成される電力を検出し、引き続く後続動作モードでは、前記規定の動作モード中に検出された前記電力に基づいて電力を生成する、
    請求項1から13のいずれか1項記載の方法。
  15. 電力発生器(2)であって、
    ・系統電圧(3)又は前記系統電圧(3)から導出されるパラメータを測定するための測定装置(10)と、
    ・測定された前記系統電圧(3)又は前記系統電圧(3)から導出されるパラメータを監視するための監視装置(11)と、
    ・請求項1から14のいずれか1項記載の方法を実施するための動作モード選択装置(12)と、
    を有することを特徴とする電力発生器(2)。
  16. 生成される電力を測定するための測定装置(14)が設けられている、
    請求項15記載の電力発生器。
  17. 生成される電力を設定するための設定装置が設けられている、
    請求項15又は16記載の電力発生器。
JP2017519959A 2014-06-27 2015-06-25 電力発生器を動作させるための方法、及び、電力発生器 Active JP6685294B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014212439.5 2014-06-27
DE102014212439.5A DE102014212439A1 (de) 2014-06-27 2014-06-27 Verfahren zum Betrieb eines Leistungsgenerators und Leistungsgenerator
PCT/EP2015/064437 WO2015197783A1 (de) 2014-06-27 2015-06-25 Verfahren zum betrieb eines leistungsgenerators und leistungsgenerator

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2017527092A true JP2017527092A (ja) 2017-09-14
JP2017527092A5 JP2017527092A5 (ja) 2018-06-07
JP6685294B2 JP6685294B2 (ja) 2020-04-22

Family

ID=53524744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017519959A Active JP6685294B2 (ja) 2014-06-27 2015-06-25 電力発生器を動作させるための方法、及び、電力発生器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10212797B2 (ja)
JP (1) JP6685294B2 (ja)
DE (1) DE102014212439A1 (ja)
WO (1) WO2015197783A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3745825A4 (en) * 2018-01-23 2021-01-20 Fuji Corporation PLASMA GENERATOR AND INFORMATION PROCESSING METHOD

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005015964A1 (ja) * 2003-08-07 2005-02-17 Hitachi Kokusai Electric Inc. 基板処理装置及び基板処理方法
JP2008521260A (ja) * 2004-11-23 2008-06-19 アイビス・テクノロジー・コーポレイション イオン注入システムでの電力垂下の検出および制御
JP2008226839A (ja) * 2007-03-08 2008-09-25 Huettinger Elektronik Gmbh & Co Kg プラズマプロセスの動作の際のアーク放電の抑制のための方法及びプラズマプロセスに対するアーク放電識別装置及びプラズマプロセスの電力供給のための電力源を有するプラズマ電力供給装置
JP2008538852A (ja) * 2005-04-22 2008-11-06 アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッド 無線周波数電力アプリケーションにおけるアークの検知および扱い
JP2013179048A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 New Power Plasma Co Ltd プラズマチャンバーのアーク検出方法および装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT405582B (de) * 1995-10-30 1999-09-27 Ruebig Ges M B H & Co Kg Vorrichtung zum behandeln eines werkstückes in einer gasentladung
TW446731B (en) 1996-08-20 2001-07-21 Daiso Co Ltd Polymeric solid electrolyte
US6329757B1 (en) * 1996-12-31 2001-12-11 The Perkin-Elmer Corporation High frequency transistor oscillator system
US5923099A (en) * 1997-09-30 1999-07-13 Lam Research Corporation Intelligent backup power controller
DE29919711U1 (de) * 1999-04-22 2000-08-31 Soering Gmbh Plasma-Generator
US6879140B2 (en) * 2002-09-26 2005-04-12 Mks Instruments, Inc. Power holdup circuit
US7049751B2 (en) * 2003-07-16 2006-05-23 Advanced Energy Industries, Inc Termination of secondary frequencies in RF power delivery
DE102004018502B3 (de) * 2004-04-14 2006-01-12 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung
EP1783904B1 (de) * 2005-10-17 2008-04-16 HÜTTINGER Elektronik GmbH + Co. KG HF-Plasmaversorgungseinrichtung
EP1786075B1 (de) 2005-11-12 2008-12-03 HÜTTINGER Elektronik GmbH + Co. KG Verfahren zum Betrieb einer Vakuumplasmaprozessanlage
DE102006043898A1 (de) * 2006-09-19 2008-04-17 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Plasmaanlage
US7795817B2 (en) * 2006-11-24 2010-09-14 Huettinger Elektronik Gmbh + Co. Kg Controlled plasma power supply
CN102474971B (zh) * 2009-08-07 2015-03-04 株式会社京三制作所 脉冲调制高频功率控制方法以及脉冲调制高频电源装置
DE202010012884U1 (de) * 2010-11-15 2011-02-17 Hüttinger Elektronik GmbH & Co.KG Leistungsgeneratoranordnung
US20130006555A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Advanced Energy Industries, Inc. Method and apparatus for measuring the power of a power generator while operating in variable frequency mode and/or while operating in pulsing mode
US9316675B2 (en) * 2012-09-06 2016-04-19 Mks Instruments, Inc. Secondary plasma detection systems and methods
DE102012223662B4 (de) * 2012-12-18 2017-12-14 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Verfahren zur Erzeugung einer Hochfrequenzleistung und Leistungsversorgungssystem mit einem Leistungswandler zur Versorgung einer Last mit Leistung
US9854659B2 (en) * 2014-10-16 2017-12-26 Advanced Energy Industries, Inc. Noise based frequency tuning and identification of plasma characteristics

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005015964A1 (ja) * 2003-08-07 2005-02-17 Hitachi Kokusai Electric Inc. 基板処理装置及び基板処理方法
JP2008521260A (ja) * 2004-11-23 2008-06-19 アイビス・テクノロジー・コーポレイション イオン注入システムでの電力垂下の検出および制御
JP2008538852A (ja) * 2005-04-22 2008-11-06 アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッド 無線周波数電力アプリケーションにおけるアークの検知および扱い
JP2008226839A (ja) * 2007-03-08 2008-09-25 Huettinger Elektronik Gmbh & Co Kg プラズマプロセスの動作の際のアーク放電の抑制のための方法及びプラズマプロセスに対するアーク放電識別装置及びプラズマプロセスの電力供給のための電力源を有するプラズマ電力供給装置
JP2013179048A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 New Power Plasma Co Ltd プラズマチャンバーのアーク検出方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014212439A1 (de) 2015-12-31
US10212797B2 (en) 2019-02-19
JP6685294B2 (ja) 2020-04-22
WO2015197783A1 (de) 2015-12-30
US20170105274A1 (en) 2017-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4653030B2 (ja) 保護デバイスによって保護された低電圧の負荷に電源を供給する方法および電子的な電源デバイス
US8649146B2 (en) Capacitance check and current monitoring circuit for use with a circuit protection device
EP2573577A2 (en) Method, device, and system for monitoring a component
RU2533501C2 (ru) Схема бытового прибора
JPWO2018150876A1 (ja) アーク検出回路、開閉器システム、パワーコンディショナシステム及びアーク検出方法
EP2065648B1 (en) A method and an apparatus for controlling a cooking device, in particular an induction hob
JP6741998B2 (ja) アーク検出装置およびアーク検出方法
JP6054895B2 (ja) 無停電電源装置
JP2017527092A (ja) 電力発生器を動作させるための方法、及び、電力発生器
EP2503849B1 (en) Discreet input signal generation via output short-circuit detection
US20170085079A1 (en) Power supply device and power supply device operating method
JP5509135B2 (ja) 電子装置
JP6054896B2 (ja) 無停電電源装置
JP2019530411A (ja) ソーラーモジュール、太陽光発電システム、および電圧制限方法
JP2015204746A (ja) 太陽光発電システムの太陽光発電モジュールからのエネルギーを供給するための方法及び当該方法を実行するように設計されたインバータ
KR20120027151A (ko) 전자 스위치 제어 시스템 및 전자 스위치 구동 방법
EP3503052B1 (en) Low latency power supply for notification appliance synchronization
KR101558957B1 (ko) 방전 램프 점등 장치
KR101046911B1 (ko) 잡음 및 전자기파 방지기능을 가진 전원분배회로
KR102016654B1 (ko) 펄스 전원 장치 스위칭 제어 회로
JP2017527092A5 (ja)
US20150069984A1 (en) Buck converter with overshoot protection
TWI387173B (zh) 突波電流抑制電路
KR101793698B1 (ko) 위상 제어장치 및 이를 이용한 위상 제어 방법
JP6081938B2 (ja) 無停電電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180416

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180416

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190304

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20190604

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190722

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191118

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200316

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200331

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6685294

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250