JP7105184B2 - インピーダンス整合装置及びインピーダンス整合方法 - Google Patents
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Description
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るインピーダンス整合装置100の構成例を示すブロック図である。インピーダンス整合装置100は、高周波電力を出力する高周波電源5及び高周波電力を消費する負荷7の間に設けられている。高周波電源5及びインピーダンス整合装置100の間には、高周波電力を通過させると共に高周波電圧等のパラメータを検出する高周波検出部6が接続されている。即ち、高周波検出部6は、高周波電源5の出力端と、インピーダンス整合装置100の入力端との間に介在してある。高周波検出部6がインピーダンス整合装置100に含まれていてもよい。
実施形態1は、キャパシタ及び半導体スイッチの直列回路が2つ並列に接続されたキャパシタンス要素(第1キャパシタンス要素に相当)が8つ並列に接続されている形態であるのに対し、実施形態2は、キャパシタ及び並列的に接続された2つの半導体スイッチが直列的に接続されたキャパシタンス要素(第2キャパシタンス要素に相当)が8つ並列に接続されている形態である。実施形態2に係るインピーダンス整合装置のブロック構成は、実施形態1の場合と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
実施形態2は、キャパシタ及び並列的に接続された2つの半導体スイッチが直列的に接続されたキャパシタンス要素が8つ並列に接続されている形態であるのに対し、実施形態3は、キャパシタ及び直列的に接続された2つの半導体スイッチが直列的に接続されたキャパシタンス要素(第2キャパシタンス要素に相当)が8つ並列に接続されている形態である。実施形態3に係るインピーダンス整合装置のブロック構成は、実施形態1の場合と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
101 伝送路
1 可変キャパシタ
C1、C2、C2a、C2b キャパシタ
L1、L2 インダクタ
11、12、13、14、15、16、17、18 キャパシタ
11a、12a、13a、14a、15a、16a、17a、18a キャパシタ
11b、12b、13b、14b、15b、16b、17b、18b キャパシタ
21a、22a、23a、24a、25a、26a、27a、28a 半導体スイッチ
21b、22b、23b、24b、25b、26b、27b、28b 半導体スイッチ
31、32、33、34、35、36、37、38 キャパシタンス要素
41、42、43、44、45、46、47、48 駆動回路
QH、QL トランジスタ
R 抵抗器
SC スピードアップコンデンサ
F フィルタ
FC キャパシタ
FL インダクタ
2 算出部
3 制御部
4 スイッチ状態設定部
5 高周波電源
6 高周波検出部
7 負荷
Claims (8)
- 高周波電源と負荷との間に設けられ、前記高周波電源の出力端又は該出力端と同等の箇所から前記負荷側を見たインピーダンスに関する情報を取得して、該高周波電源と負荷とのインピーダンスの整合を図るインピーダンス整合装置であって、
キャパシタ及び半導体スイッチの直列回路が複数並列に接続された第1キャパシタンス要素、又は、キャパシタ及び複数組み合わされた半導体スイッチが直列的に接続された第2キャパシタンス要素が、複数並列に接続されている可変キャパシタと、
取得した前記インピーダンスに関する情報を用いて前記負荷側のインピーダンス又は反射係数を算出する算出部と、
該算出部が算出したインピーダンス又は反射係数を用いて、前記第1キャパシタンス要素又は前記第2キャパシタンス要素がとるべきオン/オフの状態を決定し、決定した状態に基づいて前記半導体スイッチをオン/オフする制御部と
を備え、
該制御部は、前記第1キャパシタンス要素又は前記第2キャパシタンス要素について、複数の前記半導体スイッチのうち、オン/オフする半導体スイッチを所定の順序で巡回的に切り換えるインピーダンス整合装置。 - 前記制御部は、前記第1キャパシタンス要素又は前記第2キャパシタンス要素について、一の半導体スイッチをN回(Nは2以上の整数)オン/オフする毎に、オン/オフする半導体スイッチを巡回的に切り換える請求項1に記載のインピーダンス整合装置。
- 前記制御部は、前記第1キャパシタンス要素又は前記第2キャパシタンス要素について、一の半導体スイッチを所定時間の間だけオン/オフする毎に、オン/オフする半導体スイッチを巡回的に切り換える請求項1に記載のインピーダンス整合装置。
- 前記第1キャパシタンス要素は、複数の前記キャパシタのキャパシタンスが同等の大きさであり、
前記制御部は、前記第1キャパシタンス要素について、複数の前記半導体スイッチをオフに制御した状態で、一の半導体スイッチをオフからオンに制御した後にオンからオフに制御する
請求項1から請求項3の何れか1項に記載のインピーダンス整合装置。 - 前記第2キャパシタンス要素は、複数の前記半導体スイッチの全てが並列的に接続されているか、又は全てが直列的に接続されており、
前記制御部は、前記第2キャパシタンス要素について、
複数の前記半導体スイッチの全てが並列的に接続されている場合、複数の前記半導体スイッチをオフに制御した状態で、一の半導体スイッチをオフからオンに制御した後にオンからオフに制御し、
複数の前記半導体スイッチの全てが直列的に接続されている場合、複数の前記半導体スイッチをオンに制御した状態で、一の半導体スイッチをオンからオフに制御した後にオフからオンに制御する
請求項1から請求項4の何れか1項に記載のインピーダンス整合装置。 - 前記可変キャパシタに含まれる前記キャパシタの一部又は全部は、キャパシタンスの大きさが段階的に異なっている請求項1から請求項5の何れか1項に記載のインピーダンス整合装置。
- 前記第1キャパシタンス要素又は前記第2キャパシタンス要素の一部又は全部は、自身に含まれるキャパシタのキャパシタンスが大きいほど前記半導体スイッチの数が少ない請求項6に記載のインピーダンス整合装置。
- 高周波電源と負荷との間に設けられる可変キャパシタによって、前記高周波電源と負荷とのインピーダンスの整合を図るインピーダンス整合方法であって、
前記可変キャパシタは、キャパシタ及び半導体スイッチの直列回路が複数並列に接続された第1キャパシタンス要素、又は、キャパシタ及び複数組み合わされた半導体スイッチが直列的に接続された第2キャパシタンス要素が、複数並列に接続されており、
前記高周波電源の出力端又は該出力端と同等の箇所から前記負荷側を見たインピーダンスに関する情報を取得し、
取得した前記インピーダンスに関する情報を用いて前記負荷側のインピーダンス又は反射係数を算出し、
算出したインピーダンス又は反射係数を用いて、前記第1キャパシタンス要素又は前記第2キャパシタンス要素がとるべきオン/オフの状態を決定し、
決定した状態に基づいて前記半導体スイッチをオン/オフし、
前記第1キャパシタンス要素又は前記第2キャパシタンス要素について、複数の前記半導体スイッチのうち、オン/オフする半導体スイッチを所定の順序で巡回的に切り換えるインピーダンス整合方法。
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