KR101927439B1 - 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치 - Google Patents

플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치 Download PDF

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Abstract

플라즈마를 생성하기 위한 에너지를 갖도록 증폭된 고주파 신호를 공급하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치로서, 상기 고주파 신호의 주파수를 갖는 신호를 생성하는 주파수 발생기; 상기 주파수 발생기에서 생성된 신호의 전력을 증폭하여 상기 전력 공급 장치의 출력단으로 제공하는 전력 증폭기; 상기 전력 증폭기로부터 상기 출력단으로 제공되는 순방향 전력과 상기 출력단에 연결된 부하로부터 상기 출력단으로 반사되는 반사 전력을 검출하는 전력 센서; 상기 전력 센서에서 검출된 상기 순방향 전력 및 상기 반사 전력을 비교하여 상기 전력 공급 장치에서 상기 부하로 전달되는 전송 전력의 크기에 대응되는 비교값을 생성하는 전압 비교기; 및 상기 전압 비교기에서 생성된 상기 비교값과 사전 설정된 기준 전압값을 비교하고 그 결과에 따라 상기 전력 증폭기의 이득의 크기를 제어하는 전압 비교기를 포함하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치가 개시된다.

Description

플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치{APPARATUS OF SUPPLYING POWER FOR GENERATING PLASMA}
본 발명은 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하의 크기가 변동되는 경우에도 일정한 전력을 공급할 수 있는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치에 관한 것이다.
최근 플라즈마를 이용한 지혈 및 상처소독, 살균, 치아 미백, 암 치료 등 생의학 분야의 다양한 응용에 대한 관심이 증가하고 있다.
이와 같이 플라즈마를 다양한 생의학 분야에 응용하여 사용하기 위해서는, 반도체 공정 등에서 이용되는 플라즈마처럼 진공 챔버(Vacuum chamber)에서 구현될 수 있는 낮은 기압 조건(low pressure)에서 생성하기 보다는 대기압 하에서 동작하여 플라즈마를 생성할 수 있는 플라즈마 발생장치의 개발이 요청되었다.
한국등록특허 제10-1012345호에는 대기압 하에서 동작하여 플라즈마를 생성할 수 있는 저전력 휴대용 마이크로파 플라즈마 생성기가 소개된 바 있다. 상기 선행문헌에는 동축 케이블로 제공되는 마이크로파의 공진 에너지를 이용하여 플라즈마를 생성하기 위한 장치가 개시된다. 즉, 상기 선행문헌에 개시된 플라즈마 생성장치는 동축 케이블을 구성하는 두 도체 사이의 공간에 가스를 주입하고 주입된 가스가 동축 케이블의 도체들에 제공되는 마이크로파의 공진에너지에 의해 플라즈마 상태가 되도록 구성된다.
이와 같은 종래의 플라즈마 생성 장치로 에너지를 갖는 마이크로파를 공급하기 위해서는 전력 공급 장치가 요구된다. 통상, 플라즈마 생성용 전력 공급 장치는 소정 전력을 갖는 마이크로파를 생성하여 출력하는데, 마이크로파가 출력되는 출력단은 50 Ω을 기준으로 원하는 전력을 출력할 수 있도록 설계되고 있다.
그러나, 전력 공급 장치가 실제 적용되는 경우에는 다양한 환경 조건에 따라 그 출력단에 연결되는 부하가 50 이 아닌 경우가 빈번하게 발생하게 되며, 이 경우 전송 전력(delivered power)은 부하의 크기에 따라 다양하게 변동됨으로써 원하는 전력을 공급하지 못하게 되는 문제가 발생할 수 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1012345 B
이에 본 발명은, 부하의 크기가 변동되는 경우에도 일정한 전력을 공급할 수 있는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
플라즈마를 생성하기 위한 에너지를 갖도록 증폭된 고주파 신호를 공급하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치에 있어서,
상기 고주파 신호의 주파수를 갖는 신호를 생성하는 주파수 발생기;
상기 주파수 발생기에서 생성된 신호의 전력을 증폭하여 상기 전력 공급 장치의 출력단으로 제공하는 전력 증폭기;
상기 전력 증폭기로부터 상기 출력단으로 제공되는 순방향 전력과 상기 출력단에 연결된 부하로부터 상기 출력단으로 반사되는 반사 전력을 검출하는 전력 센서;
상기 전력 센서에서 검출된 상기 순방향 전력 및 상기 반사 전력을 비교하여 상기 전력 공급 장치에서 상기 부하로 전달되는 전송 전력의 크기에 대응되는 비교값을 생성하는 전력 연산기; 및
상기 전압 비교기에서 생성된 상기 비교값과 사전 설정된 기준 전압값을 비교하고 그 결과에 따라 상기 전력 증폭기의 이득의 크기를 제어하는 전압 비교기;
를 포함하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 주파수 발생기는, 발진신호를 출력하는 크리스탈 오실레이터 및 상기 발진 신호의 주파수를 상기 고주파 신호의 주파수로 변경하는 PLL(phase-locked loop)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 주파수 발생기는, 제어 전압에 의해 출력 주파수가 조정되어 상기 고주파 신호의 주파수를 출력하는 전압제어발진기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전력 센서는 상기 순방향 전력을 검출하는 순방향 전력 검출단과 상기 반사 전력을 검출하는 반사 전력 검출단을 갖는 방향성 커플러로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 순방향 전력 검출단에서는 검출된 순방향 전력에 대응되는 순방향 검출 전압이 출력되고 상기 반사 전력 검출단에서는 검출된 반사 전력에 대응되는 반사 검출 전압이 출력될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 순방향 전력 검출단 및 상기 반사 전력 검출단은 상호 동일한 크기의 임피던스가 인가될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전력 연산기는, 상기 순방향 검출 전압의 제곱과 상기 반사 검출 전압의 제곱의 차를 연산하고, 그 연산 결과에 대응되는 상기 비교값을 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 비교값은, 상기 반사 검출 전압의 크기가 0(zero)인 경우 상기 기준 전압값과 동일하게 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 비교값은, 상기 순방향 검출 전압의 제곱과 상기 반사 검출 전압의 제곱의 차가 작아질수록 상기 기준 전압값과의 크기 차이가 커지도록 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 전력 증폭기와 상기 전력 센서 사이에, 상기 전력 증폭기에 의해 전력이 증폭된 신호를 사전 설정된 임피던스로 매칭하여 출력하는 전력 매칭부를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 갖는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치에 따르면, 플라즈마 생성 장치의 상태 혹은 주변 환경에 따라 전력 공급 장치에 인가되는 부하의 임피던스가 변경되는 경우에도 플라즈마 생성을 위해 요구되는 일정한 전력의 고주파 신호를 공급할 수 있어 그 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치가 적용되는 플라즈마 생성 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치를 도시한 블록 구성도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치가 적용되는 플라즈마 생성 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치가 적용되는 플라즈마 생성 시스템은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전력 공급 장치(10)와, 가스를 공급하는 가스 공급 장치(20) 및 전력 공급 장치(10)에서 공급되는 고주파 신호의 공진 에너지로 가스 공급 장치(20)에서 공급되는 가스를 방전 시켜 플라즈마를 생성하는 공진기(30)를 포함하여 구성될 수 있다.
선행기술문헌인 한국등록특허 제10-1012345호에는 이러한 플라즈마 생성 시스템 중 공진기(30)의 구성이 상세하게 개시되는 바 공진기(30)에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이러한 플라즈마 생성 시스템에서, 전력 공급 장치(10)는 가스의 방전을 통해 플라즈마를 생성하는 공진기(30)로 소정 전력의 고주파 신호를 제공하기 위해 마련된 것으로 안정적인 플라즈마 생성을 위해 사전 설정된 일정한 전력을 갖는 고주파 신호를 공진기(30)로 제공하도록 구성되어야 한다. 하지만, 전력 공급 장치(10)의 신호 출력단은 사전에 일정 임피던스(예를 들어, 50 Ω)를 기준으로 전송 전력을 출력하도록 설계되므로, 출력단의 임피던스가 변경되는 경우 반사되어 출력단으로 다시 입력되는 반사 전력이 발생함에 따라 공진기(30)에서 요구되는 충분한 전력의 고주파 신호를 제공하는 것이 불가능 하게 된다.
예를 들어, 출력단의 임피던스가 변경되는 경우로는, 공진기(30)에서 생성되는 플라즈마 자체가 처리부에 직접 닿는 경우 전기적인 등가 임피던스가 변화되는 경우, 또는 공진기(30)에서 플라즈마의 점화 전과 후가 반사 특성의 차이가 매우 심한 경우, 또는 전력 공급 장치(10)와 공진기(30) 사이의 케이블 길이가 변경되는 경우 등이 있을 수 있다.
따라서, 전력 공급 장치(10)는 공진기(30)에서 요구되는 일정한 전력을 갖는 고주파 신호를 출력단으로 출력할 수 있도록 구성되어야 하는 것이다.
이와 같이, 사전 설정된(공진기(30)에서 요구되는) 일정한 전력의 고주파 신호를 생성할 수 있도록 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치는 도 2에 도시된 것과 같은 구성을 갖는다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치를 도시한 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치는, 주파수 발생기(11)와, 전력 증폭기(12)와 전력 센서(13)와, 전력 연산기(14) 및 전압 비교기(15)를 포함하여 구성될 수 있다.
주파수 발생기(11)는 원하는 주파수의 신호를 생성하여 출력하는 요소이다. 주파수 발생기(11)에서 생성되는 신호의 주파수는 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있는데, 저온 플라즈마 생성을 위한 시스템에 적용될 수 있는 대략 수백 kHz 내지 수 GHz의 밀리미터파 대역의 신호가 생성될 수 있다.
주파수 발생기(11)는 당 기술분야에 알려진 다양한 주파수 발생 장치가 적용될 수 있다. 예를 들어, 주파수 발생기(11)는 발진회로가 내장되어 PLL의 입력이 되는 발진신호를 출력하는 크리스탈 오실레이터와, 발진회로에서 생성된 주파수 신호를 입력 받아 마이크로파 플라즈마 발생 시스템에서 요구되는 주파수를 갖는 신호로 주파수 변경하는 PLL(phase-locked loop)로 구현될 수 있다. 다른 예로, 입력되는 제어 전압의 크기에 따라 출력 신호의 주파수를 조정하는 전압제어발진기(VCO: Voltage Controlled Oscillator)로 구현될 수 있다.
여기서, 크리스탈 오실레이터와 PLL은 하나의 칩의 형태로 제작될 수 있으며 전압제어발진기 역시 하나의 칩 형태로 제작될 수 있다.
전력 증폭기(12)는 주파수 발생기(11)에서 생성된 소정 주파수의 신호를 입력 받아 그 전력(power)를 증폭시키는 요소이다.
본 발명의 여러 실시형태에서, 전력 증폭기(12)는 별도의 제어 신호를 입력 받고 제어 신호에 따라 이득(증폭율)이 조정될 수 있는 가변 이득 전력 증폭기가 채용될 수 있다. 본 발명의 여러 실시형태에서는 전력 증폭기(12)로부터 부하 측으로 전달되는 순방향 전력과 부하 측으로부터 반사되는 반사 전력을 비교하고 그 결과에 따라 전력 증폭기(12)의 이득을 제어할 수 있다.
전력 센서(13)는 전력 증폭기(12)로부터 부하 측으로 전달되는 순방향 전력과 부하 측으로부터 반사되는 반사 전력을 검출하기 위해 마련된 요소이다. 전력 센서(13)는 방향성 커플러(directional coupler)로 구현될 수 있으며, 방향성 커플러의 각 단자에서 전압의 형태로 검출될 수 있다.
전력 연산기(14)는 전력 센서(13)에서 검출된 순방향 전력에 대응되는 전압과 반사 전력에 대응되는 전압을 비교하여 전력 공급 장치에서 부하로 전달되는 전송 전력의 크기에 대응되는 비교값(Vd)을 출력할 수 있다. 이 비교값(Vd)은 전력 공급 장치에서 부하로 전달되는 전송 전력의 실제 크기에 대한 정보를 포함하는 값으로 이 값은 전압의 형태를 가질 수 있으며, 전력 증폭기(12)의 이득을 결정하는데 이용될 수 있다.
전압 비교기(15)는 전력 연산기(14)에서 출력되는 비교값(Vd)과 사전 설정된 기준 전압(Vref)값을 상호 비교하여 그 결과에 따라 전력 증폭기(12)의 이득을 결정하기 위한 제어 신호를 생성하여 전력 증폭기(12)로 제공한다.
전압 비교기(15)로 입력되는 사전 설정된 기준 전압값(Vref)은 전력 증폭기(12)의 출력 전력을 사전 설정된 크기로 설정하기 위해 마련된 기준값으로 전력 증폭기(12)의 사양 등에 따라 실험적인 방법 또는 이론적인 방법을 통해 사전에 결정될 수 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 본 발명의 일 실시형태는, 전력 증폭기(12)와 전력 센서(13) 사이에는 전력 증폭기(12)에 의해 전력이 증폭된 신호를 사전 설정된 임피던스(예를 들어, 50 Ω)으로 매칭하여 출력하는 전력 매칭부를 더 포함할 수 있다.
이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
주파수 발생기(11)에서 소정 주파수의 고주파 신호를 출력하고, 주파수 발생기(11)에서 출력된 고주파 신호는 전력 증폭기(12)로 입력되어 사전 설정된 이득으로 전력이 증폭되어 출력된다.
예를 들어, 전력 공급 장치(10)가 동작을 개시하는 초기 단계에서는, 전력 증폭기(12)가 사전 설정된 초기 이득으로 고주파 신호의 전력 증폭을 수행할 수 있다. 초기 이득은 전력 공급 장치(10)의 출력단과 부하의 매칭이 적절하게 이루어진 상태, 즉 전력 공급 장치(10)의 출력단에서 부하측으로 바라본 임피던스와 부하측에서 출력단측으로 바라본 임피던스가 상호 매칭된 상태로서 전력 증폭기(12)의 출력이 모두 부하로 제공되는 상태를 가정하여 결정될 수 있다.
전력 증폭기(12)의 출력은 그 후단에 마련되는 전력 매칭부를 거쳐 전력 공급 장치(10)의 출력단으로 출력되는데, 이 과정에서 전력 센서(13)는 전력 증폭기(12)로부터 부하 측으로 전달되는 순방향 전력과 부하 측으로부터 반사되는 반사 전력을 검출한다. 전력 센서(13)에서는 순방향 전력과 반사 전력을 각각 전압의 형태로 전력 연산기(14)에 제공한다.
이어, 전력 연산기(14)는 순방향 전력을 나타내는 전압과 반사 전력을 나타내는 전압을 상호 비교하여 실제 전력 공급 장치에서 부하로 제공되는 전송 전력에 대응되는 비교값(Vd)을 출력한다.
여기에서, 전력 연산기(14)는 순방향 전력을 나타내는 전압과 반사 전력을 나타내는 전압을 상호 비교하는 과정에서 전송 전력에 대응되는 비교값(Vd)을 생성하기 위해 각각의 전압의 제곱을 구하고 제곱된 값의 차이를 연산하는 과정을 수행하게 된다.
전력 공급 장치(10)에서 부하로 제공되는 고주파 신호의 전송 전력은 전력 증폭기(12)로부터 부하 측으로 전달되는 순방향 전력과 부하 측으로부터 반사되는 반사 전력의 차로 나타낼 수 있다. 이를 수식으로 표현하면 다음의 식과 같다.
[식 1]
Pd = Pf - Pr = (C/Zs) * (Vf2 - Vr2)
상기 식 1에서 Pd는 전력 공급 장치(10)에서 부하로 제공되는 고주파 신호의 전송 전력을 나타내고, Pf는 전력 증폭기(12)로부터 부하 측으로 전달되는 순방향 전력을 나타내며, Pr은 부하 측으로부터 반사되는 반사 전력을 나타내며, C는 전력 센서(13)를 구현하는 방향성 커플러의 결합비(coupling ratio)를 나타내고, Zs는 전력 센서(13)를 구현하는 방향성 커플러의 전력 검출단의 임피던스를 나타내며, Vf는 전력 센서(13)를 구현하는 방향성 커플러에 의해 검출된 순방향 전력에 대응되는 순방향 검출 전압을 나타내고, Vr은 전력 센서(13)를 구현하는 방향성 커플러dp 의해 검출된 반사 전력에 대응되는 반사 검출 전압을 나타낸다.
상기 식 1에서, C는 방향성 커플러가 갖는 고유의 값으로 전력 검출을 하는데 적용되는 감쇄 비율을 나타내는 고정값이며, Zs는 순방향 전력을 검출하는 검출단과 반사 전력을 검출하는 검출단에 동일한 값(예를 들어, 50 Ω)으로 사전 결정될 수 있다.
전력 연산기(14)는 상기 식 1에 나타난 것과 같은 검출 전압(Vf, Vr)과 전송 전력(Pd)와의 관계를 이용하여 전송 전력에 대응되는 비교값(Vd)을 생성할 수 있도록 순방향 검출 전압(Vf)와 반사 검출 전압(Vr)을 각각 제곱하여 그 차이를 연산하고 그 결과에 대응되는 비교값(Vd)을 출력한다. 전력 연산기(14)에 의해 출력되는 비교값(Vd)은 순방향 검출 전압(Vf)와 반사 검출 전압(Vr)을 각각 제곱하여 그 차이를 연산한 결과에 대응되는 크기의 전압값으로 표현될 수 있다.
이어, 전압 비교기(15)는 사전 설정된 기준 전압값(Vref)과 전력 연산기(14)에서 출력되는 비교값(Vd)을 비교한 결과를 전력 증폭기(12)의 이득을 제어하기 위한 제어신호(Sc)로서 전력 증폭기(12)로 제공하고 전력 증폭기(12)는 이 제어신호(Sc)에 따라 이득을 변경하여 주파수 발생기(11)에서 생성된 고주파 신호의 전력을 증폭할 수 있다.
예를 들어, 매칭이 양호하게 이루어져 반사 전력이 존재하지 않는 경우에 반사 전력 및 반사 검출 전압이 0(zero)이므로 전력 연산기(14)의 비교 결과는 순방향 검출 전압(Vf)의 제곱의 값에 해당한다. 따라서, 전력 연산기(14)의 설계 시, 전력 공급 장치의 출력단에 매칭이 양호하게 성립되도록 부하를 인가하고 전력 증폭기(12)가 양호한 매칭이 이루어졌을 때의 요구되는 전력을 출력할 수 있는 이득을 갖도록 설정된 상태에서, 전력 연산기(14)에서 연산되는 비교 결과(순방향 검출 전압의 제곱)에 대응되는 비교값(Vd)을 전압 비교기(15)로 입력되는 사전 설정된 기준 전압값(Vref)와 동일한 값이 되도록 설계할 수 있다. 이 경우, 전압 비교기(15)는 기준 전압값(Vref)와 동일한 값의 비교값(Vd)을 입력 받아 비교 결과가 0(zero)에 해당하므로 전력 증폭기(12)의 이득을 변경하지 않고 계속 유지하게 할 수 있다.
또한, 전력 연산기(14)에서 연산되는 순방향 검출 전압(Vf)의 제곱과 반사 검출 전압(Vr)의 제곱의 차가, 양호한 매칭이 이루어지고 요구되는 이득으로 증폭된 고주파 신호가 출력될 때 연산된 순방향 검출 전압(Vf)의 제곱과 반사 검출 전압(Vr)의 제곱의 차(실제로는 반사 검출 전압(Vr)이 0이므로 순방향 검출 전압(Vf)의 제곱) 보다 작아지는 경우, 전력 연산기(14)를 순방향 검출 전압(Vf)의 제곱과 반사 검출 전압(Vr)의 제곱의 차의 크기에 비례하여 작은 전압값을 갖는 비교값(Vd)을 출력하도록 설계함으로써 전압 비교기(15)에 의해 연산된 기준 전압값(Vref)와의 비교 결과(차이값)가 더욱 큰 값을 갖도록 함으로써 전압 비교기(15)에서 출력되는 제어신호(Sc)에 의해 전력 증폭기(12)의 이득을 더욱 증대시켜 부하로 실제 전달되는 전송전력을 크기를 요구되는 크기로 유지되게 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치는, 플라즈마 생성 장치의 상태 혹은 주변 환경에 따라 전력 공급 장치에 인가되는 부하의 임피던스가 변경되는 경우에도 플라즈마 생성을 위해 요구되는 일정한 전력의 고주파 신호를 공급할 수 있어 그 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 전력 공급 장치 11: 주파수 발생기
12: 전력 증폭기 13: 전력 센서
14: 전력 연산기 15: 전압 비교기
20: 가스 공급 장치 30: 공진기

Claims (10)

  1. 플라즈마를 생성하기 위한 에너지를 갖도록 증폭된 고주파 신호를 공급하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치에 있어서,
    상기 고주파 신호의 주파수를 갖는 신호를 생성하는 주파수 발생기;
    상기 주파수 발생기에서 생성된 신호의 전력을 증폭하여 상기 전력 공급 장치의 출력단으로 제공하는 전력 증폭기;
    상기 전력 증폭기로부터 상기 출력단으로 제공되는 순방향 전력과 상기 출력단에 연결된 부하로부터 상기 출력단으로 반사되는 반사 전력을 검출하고, 상기 순방향 전력에 대응되는 순방향 검출 전압과 상기 반사 전력에 대응되는 반사 검출 전압을 출력하는 전력 센서;
    상기 순방향 검출 전압의 제곱과 상기 반사 검출 전압의 제곱의 차에 비례하는 값을 갖는 비교값을 생성하는 전력 연산기; 및
    상기 전력 연산기에서 생성된 상기 비교값과 사전 설정된 기준 전압값을 비교하고, 상기 비교값과 상기 기준 전압값의 차이에 비례하여 상기 전력 증폭기의 이득의 크기를 증폭시키는 전압 비교기;
    를 포함하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 주파수 발생기는, 발진신호를 출력하는 오실레이터 및 상기 발진 신호의 주파수를 상기 고주파 신호의 주파수로 변경하는 PLL(phase-locked loop)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 주파수 발생기는, 제어 전압에 의해 출력 주파수가 조정되어 상기 고주파 신호의 주파수를 출력하는 전압제어발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력 센서는 상기 순방향 전력을 검출하는 순방향 전력 검출단과 상기 반사 전력을 검출하는 반사 전력 검출단을 갖는 방향성 커플러인 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 순방향 전력 검출단에서는 상기 순방향 검출 전압이 출력되고 상기 반사 전력 검출단에서는 상기 반사 검출 전압이 출력되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 순방향 전력 검출단 및 상기 반사 전력 검출단은 상호 동일한 크기의 임피던스가 인가되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 비교값은, 상기 반사 검출 전압의 크기가 0(zero)인 경우 상기 기준 전압값과 동일하게 결정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 비교값은, 상기 순방향 검출 전압의 제곱과 상기 반사 검출 전압의 제곱의 차가 작아질수록 상기 기준 전압값과의 크기 차이가 커지도록 결정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력 증폭기와 상기 전력 센서 사이에, 상기 전력 증폭기에 의해 전력이 증폭된 신호를 사전 설정된 임피던스로 매칭하여 출력하는 전력 매칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.
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