KR100713269B1

KR100713269B1 - 전력제어장치, 전력제어방법 및 열처리장치

Info

Publication number: KR100713269B1
Application number: KR1020010015734A
Authority: KR
Inventors: 스즈키후지오
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2007-05-04
Also published as: US6351105B2; TW497153B; KR20010090573A; JP4593724B2; JP2001273040A; US20010024111A1

Abstract

전력제어장치는: 교류전력공급원에 접속될 수 있는 1차측 및, 전력제어대상의 한끝단에 접속될 수 있는 단자를 구비한 한 끝단과 복수의 전압탭을 구비한 다른측 끝단을 가지는 2차측을 가지는 전원트랜스를 포함한다. 스위치부는, 복수의 전압탭과 전력제어대상의 다른 끝단측과의 사이에 설치된다. 기억부는 전력제어대상에 대한 다수개의 출력치 및 그 다수개의 출력치에 각각 대응하는 다수개의 전환패턴을 기억한다. 출력치의 각각은 교류전원공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 하나의 제어단위에 대응하여 설정된다. 전환패턴의 각각은 대응하는 출력치를 달성하기 위하여 복수싸이클의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭을 규정한다. 스위치 제어부는 이 기억부로부터 출력치에 대응하는 전환패턴을 읽어내고, 그 전환패턴에 기초하여 스위치부를 전환제어한다.

Description

전력제어장치, 전력제어방법 및 열처리장치{POWER CONTROLLING UNIT, METHOD OF CONTROLLING A POWER AND THERMAL PROCESSING UNIT}

도 1은, 본 발명에 관한 전력제어장치를 전력제어대상으로서 종형열처리장치에 적용한 실시형태를 나타내는 전체도,

도 2는, 도 1 에 나타낸 전력제어부를 설명하기 위한 개략설명도,

도 3은, 도 2 에 나타낸 전력제어부의 변형 실시예를 설명하기 위한 개략설명도,

도 4는, 전환패턴의 예를 나타낸 도면,

도 5는, 전환패턴에 대응하는 전압파형의 실시예의 도면,

도 6은, 전압제어부의 다른 실시형태를 나타내는 개략설명도,

도 7은, 전압제어부의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략설명도,

도 8은, 전압제어부의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략설명도,

도 9는, 종래의 전력제어장치의 개략설명도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

W : 웨이퍼 2 : 가열로

3 : 교류전력공급원 4 : 전력제어부

5 : 스위치제어부 6 : 온도컨트롤러

11 : 반응관 12 : 히터

12a, 12b, 12c : 존히터 13 : 가열로

14 : 전력공급원 15 : 전원트랜스

16 : 스위칭 유니트 17a, 17b, 17c : 과전류 보호장치

21 : 반응관 22 : 히터

22a, 22b, 22c : 존히터 25, 25a, 25b, 25c : 온도검출수단

31 : 웨이퍼 보트 31a : 외관

31b : 내관 31c : 가스구멍

32 : 보트 엘리베이터 35 : 균열용 용기

36 : 덮개체 37 : 보온통

41 : 전원트랜스 42 : 전압탭

43 : 배선 44 : 퓨즈

45 : 스위치부 50 : 스위치 컨트롤러

51 : A/D 컨버터 52 : 제로크로스검출기

53 : 패턴메모리 54 : 게이트드라이버

55 : CPU 56 : ROM

57 : RAM

본 발명은 예컨대 히터 등에 공급하는 전력을 제어하는 전력제어장치와, 그 전력제어장치를 사용함에 의한 전력제어방법 및 그 전력제어장치와 결합된 열처리장치에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 제조장치의 하나에서, 열처리를 배치식으로 행하는 장치로서 종형열처리장치가 있다.

도 9는, 종래의 종형열처리장치 및 그 종형열처리장치와 조합시켜 사용되는 전력제어장치를 나타낸 개략도이다.

종래의 열처리 장치는 예컨대 석영으로 이루어지는 통형상의 반응관(11)을 포함하여 구성된다. 반응관(11)하부를 통하여 다수의 반도체웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 보트(도시않됨)가 반응관(11)내로 수납된다. 예컨대 3가지의 존히터(12a) ,(12b) 및 (12c)로 이루어지는 히터(12)가 반응관(11)의 측면(둘레)를 둘러싼다. 상기 반응관(11)과 히터(12)에 의하여 가열로(13)를 형성하고 있다. 각 존히터 (12a),(12b) 및 (12c)에 의하여 발생된 발열량은 각 존히터(12a),(12b) 및 (12c)에 접속되는 전력제어장치에 의해 조절된다. 이렇게 해서 반응관(11)내의 웨이퍼의 열처리가 행하여지는 구성으로 되어있다.

전력제어장치는, 고정전압의 전원트랜스(15) 및 그 전원트랜스(15)의 1차측에 설정된 전력공급원(14)으로 구성된다. 전력은 전력공급원(14)로부터 전원트랜 스(15)를 통해 각 존히터(12a),(12b) 및 (12c)로 전력을 분배하는 구성으로 되어 있다. 즉, 각 존히터로 공급되는 전력량은 전원트랜스(15)의 2차측에 설정되는 스위칭 유니트(16)내의 반도체 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 타이밍을 제어함에 의해 제어된다. 또한, 전원트랜스(15)와 스위칭유니트(16) 사이에는 과전류보호장치(예를 들면, 퓨즈)(17a),(17b) 및 (17c)가 개재되어 설치되어 있다.

여기서 스위칭 유니트(16)내의 반도체 스위치용으로 위상제어 SCR (silicon controlled rectifier)을 사용하는 방법과, 스위칭 유니트(16)내의 반도체 스위치용으로 제로크로스제어 SCR 을 사용하는 방법이 알려져 있다. 예컨대 전자의 방법은 가열로(13)가 예컨대 100 ℃/분 정도의 승온속도를 갖는 고속승온형의 화로인 경우에 사용된다. 또한 후자는 가열로(13)가 일반화로인 경우에 사용된다.

위상제어 SCR에 있어서는, 스위치가 1싸이클 360도의 중의 임의의 타이밍으로 전력공급의 ON, OFF를 전환한다. 따라서, 높은 분해능력을 얻을 수 있다. 한편, 제로크로스제어 SCR는 1싸이클마다의 제로 볼트전압의 상태가 되는 타이밍으로 스위치의 ON, OFF를 전환하는 장치이다. 전력주파수가 예컨대 50Hz이면 전력공급량은 1싸이클마다 50 급에 따라서 전력공급원의 매 사이클마다 스위치를 턴 ON 또는 턴 OFF 제어를 한다. 예컨대 만약 스위치가 1싸이클번째에 턴 ON 하면, 2번째 사이클에서 턴 OFF 하고, 나머지의 싸이클을 모두 OFF로 하는 것으로 공급전력량은 최대출력의 2% (100%×1/50)가 된다. 만약 스위치가 턴 ON 되고, 이후 ON의 싸이클을 늘림으로써 2% 마다(2, 4, 6···100%) 전력공급량도 증가될 수 있다.

일반적으로, 고속승온형에 사용되는 히터는 온도에 대한 저항치의 변화가 크다. 따라서, 히터의 안정된 온도제어를 하기 위해서는 높은 분해능력을 갖는 위상제어 SCR 이 적합하다. 그러나, 이 위상제어 SCR는 무시할 수 없는 수준의 큰 고조파가 출력된다는 문제가 있다. 따라서, 위상제어 SCR를 사용한 종래의 장치에서는 대규모의 액티브 필터 등을 병용하여 상기 고조파를 제거하고 있다. 이러한 고조파를 제거하기 위한 장치는 비싸기 때문에, 비용적인 문제도 발생하였다.

한편, 제로크로스제어 SCR를 사용한 경우에는, 상술의 위상제어 SCR를 사용한 경우에 비교하여 발생하는 고조파는 작다. 그러나, 전원공급용 스위치가 1싸이클마다 턴 ON, 턴 OFF의 제어를 하여 전력공급량을 조정하기 때문에, 이 전력공급량의 분해능력은 전력주파수에 의존하게 되고, 미세한 전력제어를 할 수 없다. 이 때문에 제로크로스제어 SCR 은 상술한 고속승온형의 가열로에는 채용하기 어렵다.

본 발명은 상술같은 사정을 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은 고조파의 발생을 억제하고, 분해능력이 높은 전력제어장치 및 그 방법을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 다른 목적은 이러한 전력제어장치를 사용하는 것에 의해 안정한 온도제어를 할 수 있는 열처리장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 관한 전력제어장치는, 교류전력공급원에 접속될 수 있는 1차측및 전력제어대상의 한끝단에 접속될 수 있는 단자를 구비한 한 끝단과 복수의 전압탭 을 구비한 다른측 끝단을 가지는 2차측을 가지는 전원트랜스와; 상기 복수의 전압탭과 전력제어대상의 다른 끝단측과의 사이에 설치되며, 복수의 전압탭의 중의 하나를 선택하여 전력제어대상의 다른 끝단측에 접속하기 위한 스위치부와; 전력제어대상에 대한 다수개의 출력치 및 그 다수개의 출력치에 각각 대응하는 다수개의 전환패턴을 기억하며, 다수개의 출력치의 각각은 교류전원공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 하나의 제어단위에 대응하여 설정되며, 다수개의 전환패턴의 각각은 대응하는 출력치를 달성하기 위하여 복수싸이클의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭을 규정하는 기억부와; 이 기억부로부터 출력치에 대응하는 전환패턴을 읽어내고, 그 전환패턴에 기초하여 스위치부를 전환제어할 수 있는 스위치제어부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 본 발명에 관한 전력제어장치는, 전력제어대상에 접속될 수 있는 2차측및, 교류전력공급원의 한끝단에 접속될 수 있는 단자를 구비한 끝단과 복수의 전압탭을 구비한 다른측 끝단을 가지는 1차측을 가지는 전원트랜스와; 상기 복수의 전압탭과 교류전력공급원의 다른 끝단측과의 사이에 설치되며, 복수의 전압탭의 중의 하나를 선택하여 교류전력공급원의 다른 끝단에 접속하기 위한 스위치부와; 전력제어대상에 대한 다수개의 출력치 및 그 다수개의 출력치에 각각 대응하는 다수개의 전환패턴을 기억하며, 다수개의 출력치의 각각은 교류전원공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 하나의 제어단위에 대응하여 설정되며, 다수개의 전환패턴의 각각은 대응하는 출력치를 달성하기 위하여 복수싸이클의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭을 규정하는 기억부; 및 이 기억부로부터 출력치에 대응 하는 전환패턴을 읽어내고, 그 전환패턴에 기초하여 스위치부를 전환제어할 수 있는 스위치제어부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 발명들에 따르면, 높은 분해능이 달성되어 공급된 전력이 보다 미세하게 제어될 수 있다. 예를 들어, 만약 제어되어야 할 대상이 저항발열소자로 구성된 히터인 경우, 히터의 온도에 대한 저항치가 큰 경우라도, 히터의 온도가 안정되게 제어될 수 있다.

바람직하게는, 순서대로 전원트랜스의 각 전압탭이 선택될 때 발생되는 각 부하전력은 최대치로부터 최소치까지 순서대로 절반씩 감소하도록 설정된다. 이 경우, 논리회로의 2진수가 효과적으로 그 공정들에 대하여 사용될 수 있다.

각 전원트랜스의 전압탭은 피제어대상에 대하여 임의의 제어방식으로 대응하도록 설정될 수 있다. 예를 들면, 각 전압트랜스의 전압탭이 순서대로 선택될 때 발생되는 각 부하전류는 그의 최대치로부터 최소치에 이르기 까지 절반씩 감소되도록 설정된다. 선택적으로, 전원트랜스의 각 전압탭이 순서대로 선택될 때 발생되는 각 부하전압은 그의 최대치로부터 최소치까지 반씩 감소되도록 설정된다.

부가적으로, 바람직하게는, 스위치 제어부는 전원트랜스의 2차측에서의 전압파형이 0 볼트로 만날 때 전압탭을 스위치하도록 스위치부를 제어할 수 있다. 또한, 바람직하게는, 접속된 (턴 ON 된) 전압탭의 급은, 어떠한 인접한 2개의 사이클의 2개의 전압탭사이의 전압차가 가능한한 최소화하도록 설정된다. 이 경우에, 큰 전압차 때문에 발생할 수 있는 고조파가 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

부가적으로, 본 발명은, 교류전력공급원에 접속될 수 있는 1차측 및 전력제어대상의 한끝단에 접속될 수 있는 단자를 구비한 한 끝단과 복수의 전압탭을 구비한 다른측 끝단을 가지는 2차측을 가지는 전원트랜스와; 상기 복수의 전압탭과 전력제어대상의 다른 끝단측과의 사이에 설치되며, 복수의 전압탭의 중의 하나를 선택하여 전력제어대상의 다른 끝단측에 접속하기 위한 스위치부와; 전력제어대상에 대한 다수개의 출력치 및 그 다수개의 출력치에 각각 대응하는 다수개의 전환패턴을 기억하며, 다수개의 출력치의 각각은 교류전원공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 하나의 제어단위에 대응하여 설정되며, 다수개의 전환패턴의 각각은 대응하는 출력치를 달성하기 위하여 복수싸이클의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭을 규정하는 기억부와; 이 기억부로부터 출력치에 대응하는 전환패턴을 읽어내고, 그 전환패턴에 기초하여 스위치부를 전환제어할 수 있는 스위치제어부를 구비하는 전력제어장치를 사용함으로써, 전력제어대상에 인가되는 전력을 제어하는 방법으로서: 상기 교류전력공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 제어단위에 대응하는 출력치를 발생시키는 설정단계와, 상기 발생된 출력치에 따라서 기억부로부터 대응하는 전환패턴을 읽어내는 읽어내기 단계및, 읽어낸 전환패턴에 근거하여 제어대상의 다른 끝단에 접속되는 전압탭을 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 전환단계는 전원트랜스의 2차측에서의 전압파형이 0 볼트로 만날 때 수행된다.

선택적으로, 본 발명은 전력제어대상에 접속될 수 있는 2차측및, 교류전력공 급원의 한끝단에 접속될 수 있는 단자를 구비한 한 끝단과 복수의 전압탭을 구비한 다른측 끝단을 가지는 1차측을 가지는 전원트랜스와; 상기 복수의 전압탭과 교류전력공급원의 다른 끝단측과의 사이에 설치되며, 복수의 전압탭의 중의 하나를 선택하여 교류전력공급원의 다른 끝단에 접속하기 위한 스위치부와; 전력제어대상에 대한 다수개의 출력치 및 그 다수개의 출력치에 각각 대응하는 다수개의 전환패턴을 기억하며, 다수개의 출력치의 각각은 교류전원공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 하나의 제어단위에 대응하여 설정되며, 다수개의 전환패턴의 각각은 대응하는 출력치를 달성하기 위하여 복수싸이클의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭을 규정하는 기억부; 및 이 기억부로부터 출력치에 대응하는 전환패턴을 읽어내고, 그 전환패턴에 기초하여 스위치부를 전환제어할 수 있는 스위치제어부를 구비하여 이루어지는 전력제어장치를 사용함으로써, 전력제어대상에 인가되는 전력을 제어하는 방법으로서: 상기 교류전력공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 제어단위에 대응하는 출력치를 발생시키는 설정단계와; 상기 발생된 출력치에 따라서 기억부로부터 대응하는 전환패턴을 읽어내는 읽어내기 단계; 및 읽어낸 전환패턴에 근거하여 제어대상의 다른 끝단에 접속되는 전압탭을 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 경우에도 마찬가지로, 바람직하게는, 전환단계는 전원트랜스의 2차측에서의 전압파형이 0 볼트로 만날 때 수행된다.

선택적으로, 본 발명은 피처리체에 대하여 열처리를 행하는 반응용기와; 상기 반응용기를 둘러싸도록 배치되는 히터와; 교류전력공급원에 접속될 수 있는 1 차측및 히터의 한끝단에 접속될 수 있는 단자를 구비한 한 끝단과 복수의 전압탭을 구비한 다른측 끝단을 가지는 2차측을 가지는 전원트랜스와; 상기 복수의 전압탭과 히터의 다른 끝단측과의 사이에 설치되며, 복수의 전압탭의 중의 하나를 선택하여 히터의 다른 끝단측에 접속하기 위한 스위치부와; 히터에 대한 다수개의 출력치 및 그 다수개의 출력치에 각각 대응하는 다수개의 전환패턴을 기억하며, 다수개의 출력치의 각각은 교류전원공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 하나의 제어단위에 대응하여 설정되며, 다수개의 전환패턴의 각각은 대응하는 출력치를 달성하기 위하여 복수싸이클의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭을 규정하는 기억부와; 이 기억부로부터 출력치에 대응하는 전환패턴을 읽어내고, 그 전환패턴에 기초하여 스위치부를 전환제어할 수 있는 스위치제어부를 구비하여 이루어지는 열처리장치이다.

선택적으로, 본 발명은 본 발명은 피처리체에 대하여 열처리를 행하는 반응용기와; 상기 반응용기를 둘러싸도록 배치되는 히터와; 상기 히터에 접속될 수 있는 2차측및, 교류전력공급원의 한끝단에 접속될 수 있는 단자를 구비한 끝단과 복수의 전압탭을 구비한 다른측 끝단을 가지는 1차측을 가지는 전원트랜스와; 상기 복수의 전압탭과 교류전력공급원의 다른 끝단측과의 사이에 설치되며, 복수의 전압탭의 중의 하나를 선택하여 교류전력공급원의 다른 끝단에 접속하기 위한 스위치부와; 히터에 대한 다수개의 출력치 및 그 다수개의 출력치에 각각 대응하는 다수개의 전환패턴을 기억하며, 다수개의 출력치의 각각은 교류전원공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 하나의 제어단위에 대응하여 설정되며, 다수개의 전환패턴 의 각각은 대응하는 출력치를 달성하기 위하여 복수싸이클의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭을 규정하는 기억부; 및 이 기억부로부터 출력치에 대응하는 전환패턴을 읽어내고, 그 전환패턴에 기초하여 스위치부를 전환제어할 수 있는 스위치제어부를 구비하여 이루어지는 열처리장치다.

이 경우에, 바람직하게는, 순서대로 전원트랜스의 각 전압탭이 선택될 때 발생되는 각 부하전력은 최대치로부터 최소치까지 순서대로 절반씩 감소하도록 설정된다. 선택적으로, 각 전압트랜스의 전압탭이 순서대로 선택될 때 발생되는 각 부하전류는 그의 최대치로부터 최소치에 이르기 까지 절반씩 감소되도록 설정된다. 선택적으로, 전원트랜스의 각 전압탭이 순서대로 선택될 때 발생되는 각 부하전압은 그의 최대치로부터 최소치까지 반씩 감소되도록 설정된다.

부가적으로, 바람직하게는, 스위치 제어부는 전원트랜스의 2차측에서의 전압파형이 0 볼트로 만날 때 전압탭을 스위치하도록 스위치부를 제어할 수 있다.

(실시예)

도 1은 본 발명에 따른 전력제어장치의 한 실시예를 모식적으로 나타낸다. 전력제어장치는, 반도체제조장치의 하나인 종형열처리장치의 히터를 전력제어대상으로 하여 배치된다. 이 종형열처리장치는, 가열로(2)와, 유지구인 웨이퍼 보트 (31)와, 이 웨이퍼 보트(31)를 승강시키는 보트 엘리베이터(32)를 구비하고 있다.

가열로(2)는: 외관(31a)과 내관(31b)으로 구성되는 2중관구조의 반응관(21)과, 이 반응관(21)의 측방주위를 둘러싸듯이 설치된 저항발열체로 이루어지는 히터(22) 등으로 이루어진다. 외관(31a)과 내관(31b)은 예를 들면 석영으로 만들 어진다. 반응관(21)의 바닥부에는 가스공급관(33) 및 배기관(34)이 접속되어 있다. 반응관(21)의 외관(31a)의 안쪽에서 내관(31b)의 천장부의 가스구멍(31c)을 통해 해당 내관(31b)의 속에 가스가 흐르게 되어 있다. 참조부호 35는 균열용 용기이다. 상기 웨이퍼 보트(31)는 다수매의 웨이퍼(W)를 선반형상으로 유지하도록 구성된다. 가열로(2)의 하단의 개구부를 개폐하는 덮개체(36)가 보트 엘리베이터 (32)에 고정되며, 보트(31)는 보온통(37)을 통해 덮개체(36)의 위에 설치된다. 보트 엘리베이터(32)가 승강함으로써 가열로(2)에 대하여 웨이퍼 보트(31)의 반입출이 행하여진다.

히터(22)는 복수개(예를 들면 상단, 중단, 하단)의 존히터(zone-heater:22a, 22b,22c)로 분할되어 있다. 교류전력공급원(3)으로부터 전력제어부(4)(4a, 4b,4c)를 통해 각각 존히터(22a,22b,22c)로 전력이 공급되도록 구성되어 있다. 또한 예컨대 반응관(21)의 외벽면의 각 존히터(22a,22b,22c)에 대응하는 부위에는 예컨대 열전쌍으로 이루어지는 온도검출수단(25)(25a,25b,25c)가 설치되어 있다. 각 전력제어부(4a,4b,4c)는 이들 온도검출수단(25)(25a, 25b,25c)의 온도검출치에 따라서 피드백제어를 하는 구성으로 되어있다.

다음에 본 실시형태에 있어서의 주요부인 전력제어부(4)(4a,4b,4c)에 관해서 설명한다. 도 2에서, 전력제어부(4)는 히터(22) 및 교류전력공급원(3)을 제외하는 모는 부분을 포함한다. 또한 3개의 전력제어부(4a,4b,4c)는 같은 구성을 이루는 것이기 때문에, 여기서는 전력제어부(4)의 하나만을 들어 설명을 한다.

도 2에 있어서, 41은 2차측에 복수의 전압탭을 구비한 전원트랜스이며, 1차 측에 교류전력공급원(3)이 접속되어 있다. 이 전원트랜스(41)의 2차측은, 일끝단측의 단자부(41a)가 히터(22)의 일끝단측「단자부(22a)]으로 접속되어, 다른 끝단측은 4개소의 전압탭(42)(42a,42b,42c,42d)을 갖는다. 이 전압탭(42a,42b,42c, 42d)는 각기 배선(43)(43a,43b,43c,43d)을 통해 히터(22)의 다른 끝단측[단자부 (22a)]과 접속되어 있고, 이 배선(43a,43b,43c,43d)에는 각기 과전류보호를 위한 퓨즈(44)(44a,44b,44c,44d)와, 상기 히터(22)로 전력공급을 하는 전압탭을 전환하기 위한 스위치부[예컨대 사이리스터아 같은 스위치(45a,45b,45c,45d)를 포함]가 개재되어 설치되어 있다. 또한, 스위치부(45a) 내지 (45d)에는 각각의 ON, OFF를 제어하기 위한 스위치컨트롤러(50)가 접속되어 있다.

상기의 각 전압탭(42a) 내지 (42d)은, 전원트랜스(41)의 1차측의 코일과, 전원트랜스(41)의 2차측에 설정된 각 전압탭의 위치에 따른 코일과의 코일비에 따른 전압이 출력할 수 있도록 구성되어 있다. 전압탭(42a) 내지 (42d)의 각 전압은, 정전력제어방식에 있어서는 후술하는 전력제어에 있어서 2진수로 제어하기 쉽게 부하전력이 100%, 50%, 25%, 12.5%의 순으로 반이 되도록 설정한다. 또한 이것과 같이 정전류제어방식의 경우에는 부하전류를, 정전압제어방식의 경우에는 부하전압을, 100%, 50%, 25%, 12.5%의 순으로 반이 되도록 각기 설정한다.

정전력제어를 예로 구체적으로 설명하면, 100 V를 100% 출력으로 한 경우, 전원트랜스(41)의 도중에 설정되는 3가지의 전압탭(42b:n=1, 42c:n=2, 42d:n=3)에 대응하는 탭전압(Vn)은 이하의 (1)식을 만족시키는 관계를 가진다.

Vn = (Vmax / (2ⁿ)^1/2) + Vd … (1)

여기서 Vmax는 100 %전압, Vd는 퓨즈(44), 스위치부(45), 배선(43)에 의한 전압강하분이다.

(1)식의 Vd를 무시하면, 도 2에 있어서의 각 탭전압은 50% 출력의 전압이 70.7 V(n= 1), 25% 출력의 전압이 50 V(n= 2), 12.5% 출력의 전압이 35.4 V(n= 3)가 된다. 실제로는 상술한 Vd도 고려하여 Vn을 정하는 것이 바람직하다. 특히 대전류로 전압강하의 영향이 있는 경우는, 이 전압강하분만 트랜스전압을 높게 하는 것이 바람직하다.

전압탭(42a) 내지 (42d)에서 연장되는 각 배선(43a) 내지 (43d)의 전기적인 접속의 ON, OFF는 스위치부(45a) 내지 (45d)에 의해 제어된다. 스위치부(45a∼45d)의 전환 타이밍은 제로크로스제어와 같이 전원트랜스(41)의 2차측전압파형이 제로볼트를 교차할때(제로크로스)에 행한다. 따라서 전력제어분해능력은 1싸이클만으로 생각하면, 상술의 예에 있어서는 100%, 50%, 25%, 12.5%의 4종류밖에 쓸 수 없다. 그런, 이 실시형태에서는 수싸이클을 하나의 제어단위로서, 그중에서 스위치부(45a) 내지 (45d)를 전환함으로써 제어분해능력을 높게 하도록 하고 있다.

본 실시예에 있어서는, 패턴테이블은 스위치 컨트롤러(50)내에 기억된다. 각 스위치부의 전환에 있어서는, 출력설정치와 하나의 제어단위에 있어서의 각 싸이클마다의 전압탭을 대응시킨 패턴테이블을 상기 스위치컨트롤러(50)내에 미리 격납한 간격, 출력설정치에 따른 각 싸이클마다의 전압탭을 읽어 내어, 읽어 내여진 스위치부(45)를 ON 함으로써 행하여진다. 이러한 수법에 의하면, 하나의 제피단위에 있어서의 각 싸이클에 할당한 전압탭이 조합에 의하여 전력제어를 할 수 있기 때문에 제어분해능력이 높다는 효과가 있다.

다음에, 이하에서 실제의 장치에 의해 알맞은 실시형태를 도 3을 참조하면서 설명한다. 이 예는 정전력제어방식의 전력제어장치이지만, 여기서는 스위치제어의 설명의 편의상, 전원트랜스(41)에 그 2차측의 다른 끝단측으로서 5개의 전압탭 (42a) 내지 (42e)를 설치하는 것으로 한다. 부가적으로, 도 2에서 나타낸 전력제어부(4)의 경우와 같이 퓨즈(44)[(44a)내지 (44e)], 스위치부(45)[(45a∼ 45e)]가 개재되어 설치되는 것으로 한다. 이후, 도 3에 나타내는 실시형태에 있어서의 전압탭(42a) 내지 (42e)의 각 출력은, 상기의 이유로 대출력측에서 순서대로 128%에 대하여 113.1 V, 64%에 대하여 80 V, 32%에 대하여 56.6 V, 16%에 대하여 40 V, 8%에 대하여 28.3 V 가 되는 것으로서 설명을 한다.

또한 도 1로써 설명한 온도검출수단(25)을 도 3로서는 생략하고 있지만, 이 온도검출수단의 온도검출신호는 전력제어부(4)(도 1참조)안의 온도컨트롤러(6)(도 3참조)으로 접속되어 있고, 온도컨트롤러(6)로써 온도검출치와 온도목표치와의 비교결과가 출력설정치로서 출력된다. 이 출력설정치는 예컨대 0 내지 100%의 전력출력에 대응한 4-20 mA의 전류로 출력된다.

스위치컨트롤러(50)는: 온도컨트롤러(6)부터의 아날로그신호인 출력설정치를 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버터(51)와; 스위치부(45)의 전환 타이밍의 기준신호를 얻기 위한 제로크로스검출기(52)와; 출력설정치에 대응하여 각 스위치부(45a∼ 45e)의 ON, OFF를 전환을 행하기 위한 패턴테이블을 기억하기 위한 기억부인 패턴메모리(53)와; 상기 패턴테이블에 따라서 생성된 스위치부(45a∼45e)의 게이트신호를 출력하는 게이트 드라이버(54)와; 데이터처리부인 CPU(55)와; 전력제어의 프로그램 등을 격납하고 있는 ROM(56); 및 작업메모리인 RAM(57)가 버스(58)를 통해 접속되고 구성되어 있다. 이 예에서는 제로크로스검출기(52), 게이트드라이버(54), CPU(55), ROM(56) 및 RAM(57)은 스위치제어부(5)에 해당한다.

여기서 패턴메모리(53)에 기억되어 있는 패턴테이블에 관해서 도 4를 사용하여 설명을 한다. 본 실시형태는 전력제어대상의 사용에 있어서 문제가 생기지 않는 정도에 수 싸이클의 전압을 한개의 제어단위로서 스위치부(45)의 전환패턴을 설정하고, 이 전환패턴에 따라서 전력공급량의 제어를 하는 것이며, 여기서는 8싸이클을 1단위로 하는 전환패턴을 사용하는 것으로 한다.

도 4에 나타내는 패턴테이블은 가로방향에 8싸이클분의 전환패턴과 세로의 행을 1% 간격으로 1-100%로 나타내는 각 출력%에 할당한 것이다. 이 출력%은, 예컨대 상술한 온도컨트롤러(6)로부터 출력할 수 있는 출력설정치에 따라서 CPU(55)가 하나의 전환패턴을 선택할 때의 인덱스(어드레스)에 해당한다. 또 스위치부 (45)의 전환은 도 4의 오른쪽에 나타내는 제1싸이클로부터 순차 제8싸이클까지 행하는 것으로 한다.

전환패턴과 출력%과의 관계에 관해서 구체적으로 설명하면, 하나의 전환패턴에는 각 싸이클마다 ON으로 하는 하나의 스위치부(45)가 설정되고 있고, 본 실시형태에서는 7 비트신호를 사용하는 것으로 하면, 128가지의 전환패턴을 마련할 수 있 다. 여기서 도 4의 패턴테이블의 내부에는, 상기 1단위(8 싸이클)중에서의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭(42)의 각 출력%이 기재되어 있고, 실제의 데이터로서는, 예컨대 그 출력%를 얻을 수 있는 전압탭을 선택하기 위한 스위치부에 해당하는 식별 코드가 기재된다.

좀더 자세히 설명하면, 도 3의 예로서는 전압탭(42a)을 선택하였을 때에 최대출력이 얻어져, 이 최대출력의 값을 편의상 128%로서 할당하는 것으로 하면, 전압탭(42b)을 선택하였을 때의 출력은 전압탭(42a)을 선택하였을 때의 반이기 때문에, 편의상의 출력은 64%로 되고, 마찬가지로 전압탭(42a,42d,42e)을 선택하였을 때에는 각기 32%, 16%, 8%로 이루어진다.

한편 도 4의 종렬의 출력%은 1단위인 8싸이클분의 출력의 최대치로부터 본 값이며, 8싸이클분의 출력의 최대치는, 8싸이클의 각 싸이클 모두에 있어서 전압탭(42a)을 선택하였을 때이다. 그 값은 (8 싸이클)×[이 전압탭(42a)에 할당한 편의상의 출력%인 128%]=1024% 이다. 이것은 8싸이클 분의 최대출력치에「1024」라고말하는 숫자를 할당한 것과 동일하여, 8싸이클분의 출력1%은 1024÷100= 10.24가 된다. 그러나 이래서는 전압탭의 조합으로 각 출력%의 출력값을 얻을 수 없다는 점에서, 「1024」라는 값을 128%로 보고 있다. 이와 같이 하면 8싸이클분의 출력 1%는 1싸이클의 8%의 전압탭(42e)을 선택하고, 나머지 사이클에 대하여는, 어떠한 전압탭도 선택하지 않도록 하면 좋다. 마찬가지로 8싸이클분의 출력 2%은, 8싸이클중의 2싸이클만 8%의 출력을 얻을 수 있는 전압탭을 선택하여 또한 나머지의 6싸이클을 0%이라고 하면 되는 셈이 된다. 이렇게 해서 전환패턴은 예컨대 출력의 작 은 것으로부터 순차로 1번째로서는, 제1싸이클은 스위치부(45a)(출력8%)를 ON, 나머지 사이클에 대하여는 모든 스위치를 OFF로 하여 8싸이클로 합계 8%출력, 2번째로서는 제1 및 제2싸이클은 스위치부(45a)를 ON, 제3∼제8싸이클은 OFF로 하여 8싸이클로 합계16% 출력이 되도록 설정하고, 각 전환패턴의 8싸이클의 합계출력이 1% 씩 커지도록 한다.

그리고, 이것을 상기 7비트신호에 할당하여, 7비트신호중 전력제어에 필요한 부분, 예컨대 상술과 같이 하여 각 전환패턴을 출력1% 피치로 대응시키는 경우에는, 1-100%까지의 전환패턴을 나타내는 부분의 신호를 사용한다. 즉 7비트신호로 각 싸이클의 출력%을 조합하면, 1∼128%(8%씩 피치에서 1-1024%)에서 데이터상은 작성할 수 있고, 그 중, 1-100% (8%씩 피치에서 1-800%)를 사용하고 있는 것이다.

상술한 바와 같이 하여 각 전환패턴마다 어떤 스위치부(45)를 몇 싸이클분 ON으로 할것인지가 결정된다. 이 경우, 하나의 전환패턴내에서 각 싸이클에 할당되는 스위치부(45)의 ON의 순서는 어떠한 조합이어도 좋지만, 연속하는 2싸이클사이에서 선택되는 전압탭(42)의 탭전압의 차가 되도록 작아지도록 설정되는 것이 바람직하다. 예컨대 출력97%에 대응하는 전환패턴으로 ON으로 하는 스위치부(45)의 순서는, 128%, …, 8%, 128%, 64% 및 128%이란 순서보다는 128%,…, 128%, 64%, 8% 및 64%의 순서로 하는 것이 급격한 전압변화를 피할 수 있고, 고차의 고조파전류를 작게 할 수 있다. 또한 출력이 작은 7% 이하에서는 스위치부(45e)(출력8%)만이 선택되기 때문에, 종래의 기술에서 설명한 제로크로스제어 SCR와 같은 동작이 되지만, 전류가 작은 영역이기 때문에 고조파전류도 작아진다.

계속해서 이러한 실시형태에 있어서의 작용에 관해서 설명한다. 우선, 웨이퍼 보트(31)상에 다수의 웨이퍼(W)를 선반형상으로 유지하여 반응관(21)내에 반입하여, 히터(22)에 전력을 공급하여 반응관(21)내를 목표온도까지 승온하여, 그 후 처리가스 예컨대 산소가스를 반응관(21)내에 공급하여 웨이퍼(W)상의 실리콘막을 산화하여, 실리콘산화막을 형성한다. 히터(22)의 전력제어에 있어서는 온도검출수단(25)에 의해 검출되는 예컨대 반응관(21)의 외벽온도의 검출치가 온도컨트롤러 (6)로 송신되고, 해당 온도컨트롤러(6)로서는 온도목표치와, 상기 온도검출치와의 차를 구하여 기술과같이 4-20 mA의 전류로 나타내는 출력설정치(아날로그신호)로 하여 출력할 수 있다.

이 출력설정치는 A/D 컨버터(51)로써 7비트의 디지털신호에 변환된다. CPU (55)는, 이 신호의 디지털치를 주소로서 패턴메모리(53)내의 패턴테이블(도 4참조)로부터, 대응하는 8싸이클분(1단위)에 관한 스위치부(45) (45a∼45e)의 ON, OFF의 데이터를 읽어 낸다. 읽어 내여진 데이터는 예컨대 출력20%이면, 1싸이클 및 2싸이클째는 스위치부(45c)가 ON, 다른 싸이클로은 스위치부(45d)가 ON이다고 말하는 내용에 해당하는 것이며, 일단 버퍼메모리 예컨대 RAM(57)에 기입된다. 그리고 제로크로스검출기(52)에 의해 예컨대 전원트랜스(41)의 2차측전압파형에 따라서 전압의 위상 0도를 검출하여 이 검출신호가 출력할 수 있는 도에 CPU(55)의 처리에 끼여들어, RAM(57)에 기억해 놓은 상술의 읽어 내는 데이터의 1싸이클째로부터 순차로 각 싸이클에 있어서의 ON해야 할 스위치부(45)에 관한 코드신호를 게이트드라이버(54)에 보내어, 게이트드라이버(54)는 이 코드신호에 따라서, 대응하는 스위치부 (45)(45a∼45e)에 게이트신호를 출력한다. 이렇게 해서 상기 패턴테이블에 써 넣인 스위치부(45)(45a∼45e)의 전환패턴대로 스위치부가 전환되고, 출력설정치에 따른 전력량이 히터(22)에 공급된다.

도 5에 데이터가 읽어내어지는 모양 및 전압파형을 대응시켜 모식적으로 나타내어 둔다. 그리고 먼저번의 8싸이클분의 데이터처리가 종료하면, 예컨대 종료후에 온도컨트롤러(6)로부터 출력할 수 있는 출력설정치에 따른 다음 8싸이클분의 전환패턴이 패턴테이블로부터 읽어내어지고, 마찬가지로 제로크로스검출기(52)부터의 검출신호에 의해 끼여들어, 스위치부(45)부터의 ON, OFF 제어가 행하여진다.

따라서 이러한 실시형태에 의하면, 전원트랜스(41)에 복수의 전압탭(42)을 설치하고, 수싸이클을 1제어단위로 하는 전환패턴에 따라서 출력제어를 하도록 하며, 이 전환패턴은 각 싸이클마다 사용하는 전압탭(42)을 선택하도록 배열하고 있기 때문에, 전압탭의 수와 전환패턴의 싸이클수를 자유롭게 조합시킴으로써, 전력제어의 분해능력을 높게 할 수가 있다.

또 일반적으로 히터와 같이 큰 열용량을 가지고 있는 것은 수초단위로 제로크로스제어에 의해 전력을 ON, OFF 하더라도 화로내부의 온도변화는 사용상 문제가 없는 크기이며, 이 예로서는 8싸이클을 하나의 제어단위로 하고 있고, 예컨대 50 Hz의 경우 8싸이클은, 0.16초이므로 제어성에 있어서는 문제가 없다.

이와 같이 섬세하고 치밀한 전력제어를 할 수 있기 때문에 반응관(21)내의 처리분위기를 조속히 목표온도로 안정화시킬 수 있고, 또한 온도의 안정성도 높고, 균열성이 높은 처리분위기를 형성할 수 있다. 또한 제어분해능력이 높은 것에어, 고속승온형의 가열로와 같이 온도변화에 대하여 저항치변화가 높은 히터에 대하여도 안정한 온도제어를 할 수 있게 된다.

또한 본 실시형태는, 전압탭(42)의 전환은 전압이 제로볼트를 교차(제로크로스)할 때에 행하여지고 있기 때문에, 「발명이 해결하고자 하는 과제」에서 위상제어에 관해서 서술한 바와 같은 큰 고조파가 발생하기 어렵다. 또한 패턴메모리 (53)에는 상술한 바와 같이 출력설정치에 대응한 예컨대 8싸이클마다의 전환패턴을 설치함과 동시에, 해당 전환패턴내에 배열되는 ON으로 하는 스위치부(45)의 순서를 연속하는 2개의 싸이클사이의 전압의 차가 되도록이면 작아지도록 설정하고 있기 때문에, 급격한 전압변화에 의해 생기는 고조파를 억제할 수 있다.

또한 본 발명의 실시형태에서는 전원트랜스(41)에 설치하는 전압탭(42)은 스위치부(45)의 전환에 의하여 부하전력이 최대전력의 1/2, 1/4, 1/8와 이하 반씩 작아지도록 설정되어 있기 때문에, 논리회로로 다루는 2진수로 제어하기 쉽다.

이와 같이 본 실시형태는 적은 전압탭라도 전력제어의 분해능력을 높게 잡을 수 있으나, 상기 분해능력을 올리기 위해서는 전압탭의 수를 늘리는 방법을 채용하여도 좋고, 하나의 전환패턴(제어단위에 대한 싸이클의 수)에 대응하는 싸이클수를 늘리는 방법을 채용하여도 좋다. 예컨대 상술한 실시형태에서는 1제어단위를 하는 전환패턴의 싸이클수를 8로 하였으나, 예컨대 열용량의 큰 히터라면, 수십 싸이클을 1단위로 하여도 충분히 성능을 발휘할 수 있게 되고, 이와 같이 전력제어대상에 따라서 보다 분해능력을 올리는 것도 가능하다.

이상의 실시형태에서는, 전원트랜스(41)의 2차측에 전압탭을 설치하고 있지 만, 도 6에 나타낸 바와 같이 전원트랜스(41)의 1차측에 전압탭(71)(71a-71d)을 설치하여도 좋다. 이 예로서는 교류전력공급원(3)의 일끝단측에 전원트랜스(41)의 일끝단측의 단자부(70)가 접속되어 있고, 각 전압탭(71)(71a-71d)은 각각 배선(72) (72a-72d) 및 스위치부(73)(73a-73d)를 사이에 세우고 교류전력공급원(3)의 다른 끝단측에 접속되어 있다.

이러한 실시형태에는, 각 스위치부(73)(73a-73d)에 의해 선택된 전압탭(71) (71a-71d)의 위치에 따른 전압이 2차측에서 출력된다. 따라서 예컨대 정전력제어방식에서는, 전압탭(71a-71d)을 각기 선택하였을 때의 부하전력이 예컨대 100%, 50%, 25%, 12.5%의 순서로 반이 되도록 설정함으로써 2진수로 제어하여 쉽게 된다. 이러한 실시형태에 있어서도 기술한 도 2의 실시형태와 같이 예컨대 전압탭(71)을 5개 설치하여, 동일한 제어를 하여도 되는 것은 물론이다.

더욱 본 발명에서는 일차코일과 2차코일을 설치하여 양자를 서로 절연한 전원트랜스(41)에 한하지 않고, 일차코일과 2차코일을 공통으로 한, 즉 하나의 코일에 전원측 및 부하측의 배선을 접속하는 타입의 오토트랜스를 사용하더라도 좋다. 이러한 실시형태를 도 7 및 도 8에 나타낸다. 도 7의 예는 오토트랜스(8)의 2차측에 전압탭(42)(42a-42d)을 설치한 예이며, 도 8의 예는 오토트랜스(8)의 1차측에 전압탭(71)(71a-71d)을 설치한 예이다.

또 스위치부(45,73)의 전환 타이밍은, 엄밀히 제로크로스일 필요는 없으나, 제로점부터의 위상의 어긋남은, 예컨대 스위치부(45,73)의 전환을 행하였을 때에 발생하는 고조파를 예컨대 전력제어대상 등에 영향이 생기지 않을 정도로 얻제하도 록 설정한다.

또한 전력제어대상은, 본 실시형태로 설명한 히터(22)에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 모터와 같이 전력을 힘으로 변환하는 장치이어도 좋고, 예컨대 램프같은 전력을 빛으로 변환하는 장치이어도 좋다.

또한 본 실시형태는, 전원트랜스(41)에 설치하는 전압탭(42)을 스위치부(45, 73)의 전환에 의하여 부하전류가 최대전류의 1/2, 1/4, 1/8로 이하 반씩 작아지도록, 또는 부하전압이 최대전압의 1/2, 1/4, 1/8로 이하 반씩 작아지도록 설정함과 동시에, 온도컨트롤러(6)부터의 출력설정치를 전압설정치(혹은 전류설정치)로 하여, 패턴테이블의 종렬에는 최대전압(혹은 최대전류)에 관해서의 비율(%)을 기재하도록 하여도 좋다. 이 경우에도 전술한 실시형태와 같이 논리회로에서 다루는 2진수로 제어하기 쉽다는 이점이 있다.

이상과 같이, 본 발명의 전력제어장치에 의하면 고조파의 발생이 누르러지고, 높은 제어분해능력을 얻을 수 있다. 또한 본 실시형태에 의하면 처리분위기내의 온도를 안정하여 제어할 수 있게 되어, 안정된 열처리를 할 수 있다.

Claims

교류전력공급원에 접속될 수 있는 1차측 및,

전력제어대상의 한끝단에 접속될 수 있는 단자를 구비한 한 끝단과 복수의 전압탭이 병렬로 연결된 다른측 끝단을 가지는 2차측을 가지는 전원트랜스와;

상기 복수의 전압탭과 전력제어대상의 다른 끝단측과의 사이에 설치되며, 복수의 전압탭의 중의 하나를 선택하여 전력제어대상의 다른 끝단측에 접속하기 위한 스위치부와;

전력제어대상에 대한 다수개의 출력치 및 그 다수개의 출력치에 각각 대응하는 다수개의 전환패턴을 기억하며, 다수개의 출력치의 각각은 교류전원공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 하나의 제어단위에 대응하여 설정되며, 다수개의 전환패턴의 각각은 대응하는 출력치를 달성하기 위하여 복수싸이클의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭을 규정하는 기억부; 및,

이 기억부로부터 출력치에 대응하는 전환패턴을 읽어내고, 그 전환패턴에 기초하여 스위치부를 전환제어할 수 있는 스위치제어부를 포함하여 구성되는 전력제어장치.
제 1 항에 있어서, 순서대로 전원트랜스의 각 전압탭이 선택될 때 발생되는 각 부하전력은 최대치로부터 최소치까지 순서대로 절반씩 감소하는 전력제어장치.
제 1 항에 있어서, 순서대로 전원트랜스의 각 전압탭이 선택될 때 발생되는 각 부하전류는 최대치로부터 최소치까지 순서대로 절반씩 감소하는 전력제어장치.
제 1 항에 있어서, 순서대로 전원트랜스의 각 전압탭이 선택될 때 발생되는 각 부하전압은 최대치로부터 최소치까지 순서대로 절반씩 감소하는 전력제어장치.
제 1 항에 있어서, 스위치 제어부는 전원트랜스의 2차측에서의 전압파형이 0 볼트로 만날 때 전압탭을 스위치하도록 스위치부를 제어하는 전력제어장치.
제 1 항에 있어서, 전력제어대상은 저항발열소자로 구성되는 히터인 전력제어장치.
전력제어대상에 접속될 수 있는 2차측 및,

교류전력공급원의 한끝단에 접속될 수 있는 단자를 구비한 끝단과 복수의 전압탭이 병렬로 연결된 다른측 끝단을 가지는 1차측을 가지는 전원트랜스와;

상기 복수의 전압탭과 교류전력공급원의 다른 끝단측과의 사이에 설치되며, 복수의 전압탭의 중의 하나를 선택하여 교류전력공급원의 다른 끝단에 접속하기 위한 스위치부와;

전력제어대상에 대한 다수개의 출력치 및 그 다수개의 출력치에 각각 대응하는 다수개의 전환패턴을 기억하며, 다수개의 출력치의 각각은 교류전원공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 하나의 제어단위에 대응하여 설정되며, 다수개의 전환패턴의 각각은 대응하는 출력치를 달성하기 위하여 복수싸이클의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭을 규정하는 기억부; 및,

이 기억부로부터 출력치에 대응하는 전환패턴을 읽어내고, 그 전환패턴에 기초하여 스위치부를 전환제어할 수 있는 스위치제어부를 포함하여 구성되는 전력제어장치.
제 7 항에 있어서, 순서대로 전원트랜스의 각 전압탭이 선택될 때 발생되는 각 부하전력은 최대치로부터 최소치까지 순서대로 절반씩 감소하는 전력제어장치.
제 7 항에 있어서, 순서대로 전원트랜스의 각 전압탭이 선택될 때 발생되는 각 부하전류는 최대치로부터 최소치까지 순서대로 절반씩 감소하는 전력제어장치.
제 7 항에 있어서, 순서대로 전원트랜스의 각 전압탭이 선택될 때 발생되는 각 부하전압은 최대치로부터 최소치까지 순서대로 절반씩 감소하는 전력제어장치.
제 7 항에 있어서, 스위치 제어부는 전원트랜스의 2차측에서의 전압파형이 0 볼트로 만날 때 전압탭을 스위치하도록 스위치부를 제어하는 전력제어장치.
제 7 항에 있어서, 전력제어대상은 저항발열소자로 구성되는 히터인 전력제어장치.
교류전력공급원에 접속될 수 있는 1차측; 및

전력제어대상의 한끝단에 접속될 수 있는 단자를 구비한 한 끝단과 복수의 전압탭이 병렬로 연결된 다른측 끝단을 가지는 2차측을 가지는 전원트랜스와;

상기 복수의 전압탭과 전력제어대상의 다른 끝단측과의 사이에 설치되며, 복수의 전압탭의 중의 하나를 선택하여 전력제어대상의 다른 끝단측에 접속하기 위한 스위치부와;

전력제어대상에 대한 다수개의 출력치 및 그 다수개의 출력치에 각각 대응하는 다수개의 전환패턴을 기억하며, 다수개의 출력치의 각각은 교류전원공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 하나의 제어단위에 대응하여 설정되며, 다수개의 전환패턴의 각각은 대응하는 출력치를 달성하기 위하여 복수싸이클의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭을 규정하는 기억부와;

이 기억부로부터 출력치에 대응하는 전환패턴을 읽어내고, 그 전환패턴에 기초하여 스위치부를 전환제어할 수 있는 스위치제어부를 구비하는 전력제어장치를 사용함으로써, 전력제어대상에 인가되는 전력을 제어하는 방법으로서:

상기 교류전력공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 제어단위에 대응하는 출력치를 발생시키는 설정단계와,

상기 발생된 출력치에 따라서 기억부로부터 대응하는 전환패턴을 읽어내는 읽어내기 단계 및,

읽어낸 전환패턴에 근거하여 제어대상의 다른 끝단에 접속되는 전압탭을 전환하는 단계를 포함하여 구성되는 전력제어방법.
제 13 항에 있어서, 전환단계는 전원트랜스의 2차측에서의 전압파형이 0 볼트로 만날 때 수행되는 전력제어방법.
전력제어대상에 접속될 수 있는 2차측및,

교류전력공급원의 한끝단에 접속될 수 있는 단자를 구비한 한 끝단과 복수의 전압탭이 병렬로 연결된 다른측 끝단을 가지는 1차측을 가지는 전원트랜스와;

상기 복수의 전압탭과 교류전력공급원의 다른 끝단측과의 사이에 설치되며, 복수의 전압탭의 중의 하나를 선택하여 교류전력공급원의 다른 끝단에 접속하기 위한 스위치부와;

전력제어대상에 대한 다수개의 출력치 및 그 다수개의 출력치에 각각 대응하는 다수개의 전환패턴을 기억하며, 다수개의 출력치의 각각은 교류전원공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 하나의 제어단위에 대응하여 설정되며, 다수개의 전환패턴의 각각은 대응하는 출력치를 달성하기 위하여 복수싸이클의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭을 규정하는 기억부; 및

이 기억부로부터 출력치에 대응하는 전환패턴을 읽어내고, 그 전환패턴에 기초하여 스위치부를 전환제어할 수 있는 스위치제어부를 구비하여 이루어지는 전력제어장치를 사용함으로써, 전력제어대상에 인가되는 전력을 제어하는 방법으로서:

상기 교류전력공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 제어단위에 대응하는 출력치를 발생시키는 설정단계와,

상기 발생된 출력치에 따라서 기억부로부터 대응하는 전환패턴을 읽어내는 읽어내기 단계 및,

읽어낸 전환패턴에 근거하여 제어대상의 다른 끝단에 접속되는 전압탭을 전환하는 단계를 포함하여 구성되는 전력제어방법.
제 15 항에 있어서, 전환단계는 전원트랜스의 2차측에서의 전압파형이 0 볼트로 만날 때 수행되는 전력제어방법.
피처리체에 대하여 열처리를 행하는 반응용기와;

상기 반응용기를 둘러싸도록 배치되는 히터와;

교류전력공급원에 접속될 수 있는 1차측및

히터의 한끝단에 접속될 수 있는 단자를 구비한 한 끝단과 복수의 전압탭이 병렬로 연결된 다른측 끝단을 가지는 2차측을 가지는 전원트랜스와;

상기 복수의 전압탭과 히터의 다른 끝단측과의 사이에 설치되며, 복수의 전압탭의 중의 하나를 선택하여 히터의 다른 끝단측에 접속하기 위한 스위치부와;

히터에 대한 다수개의 출력치 및 그 다수개의 출력치에 각각 대응하는 다수개의 전환패턴을 기억하며, 다수개의 출력치의 각각은 교류전원공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 하나의 제어단위에 대응하여 설정되며, 다수개의 전환패턴의 각각은 대응하는 출력치를 달성하기 위하여 복수싸이클의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭을 규정하는 기억부와;

이 기억부로부터 출력치에 대응하는 전환패턴을 읽어내고, 그 전환패턴에 기초하여 스위치부를 전환제어할 수 있는 스위치제어부를 포함하여 구성되는 열처리장치.
제 17 항에 있어서, 순서대로 전원트랜스의 각 전압탭이 선택될 때 발생되는 각 부하전력은 최대치로부터 최소치까지 순서대로 절반씩 감소하는 열처리장치.
제 17 항에 있어서, 각 전압트랜스의 전압탭이 순서대로 선택될 때 발생되는 각 부하전류는 그의 최대치로부터 최소치에 이르기까지 절반씩 감소되는 열처리장치.
제 17 항에 있어서, 전원트랜스의 각 전압탭이 순서대로 선택될 때 발생되는 각 부하전압은 그의 최대치로부터 최소치까지 반씩 감소되는 열처리장치.
제 17 항에 있어서, 전환제어부는 전원트랜스의 2차측에서의 전압파형이 0 볼트로 만날 때 전압탭을 전환하도록 스위칭부를 제어할 수 있는 열처리장치.
피처리체에 대하여 열처리를 행하는 반응용기와;

상기 반응용기를 둘러싸도록 배치되는 히터와;

상기 히터에 접속될 수 있는 2차측및,

교류전력공급원의 한끝단에 접속될 수 있는 단자를 구비한 끝단과 복수의 전압탭이 병렬로 연결된 다른측 끝단을 가지는 1차측을 가지는 전원트랜스와;

상기 복수의 전압탭과 교류전력공급원의 다른 끝단측과의 사이에 설치되며, 복수의 전압탭의 중의 하나를 선택하여 교류전력공급원의 다른 끝단에 접속하기 위한 스위치부와;

히터에 대한 다수개의 출력치 및 그 다수개의 출력치에 각각 대응하는 다수개의 전환패턴을 기억하며, 다수개의 출력치의 각각은 교류전원공급원의 주파수의 복수싸이클로 구성되는 하나의 제어단위에 대응하여 설정되며, 다수개의 전환패턴의 각각은 대응하는 출력치를 달성하기 위하여 복수싸이클의 각 싸이클에 있어서의 선택해야 할 전압탭을 규정하는 기억부; 및

이 기억부로부터 출력치에 대응하는 전환패턴을 읽어내고, 그 전환패턴에 기초하여 스위치부를 전환제어할 수 있는 스위치제어부를 포함하여 구성되는 열처리장치.
제 22 항에 있어서, 순서대로 전원트랜스의 각 전압탭이 선택될 때 발생되는 각 부하전력은 최대치로부터 최소치까지 순서대로 절반씩 감소하는 열처리장치.
제 22 항에 있어서, 순서대로 전원트랜스의 각 전압탭이 선택될 때 발생되는 각 부하전류는 최대치로부터 최소치까지 순서대로 절반씩 감소하는 열처리장치.
제 22 항에 있어서, 순서대로 전원트랜스의 각 전압탭이 선택될 때 발생되는 각 부하전압은 최대치로부터 최소치까지 순서대로 절반씩 감소하는 열처리장치.
제 22 항에 있어서, 스위치 제어부는 전원트랜스의 2차측에서의 전압파형이 0 볼트로 만날 때 전압탭을 스위치하도록 스위치부를 제어하는 열처리장치.