TW201513735A - 直流電源裝置、直流電源裝置之控制方法 - Google Patents

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Abstract

在對電漿產生裝置供給直流電力之直流電源裝置中，將形成高壓電壓以使電漿放電發生之裝置構成予以簡化且小型化。 反覆進行複數次對直流電源裝置具備之電壓型降壓截波部僅在微小時間內流通短路電流而將能量蓄積於電抗器之工程，然後將蓄積於電抗器的能量放出至輸出電容，使輸出電壓逐次上昇，藉此升壓至點火設定電壓。短路電流，是利用直流電源裝置具備之升壓電路的開關元件來形成。藉由反覆進行短路電流的蓄積與解放所造成之輸出端升壓，來將直流電源裝置的輸出端的電壓升壓至點火設定電壓。

Description

直流電源裝置、直流電源裝置之控制方法
本發明係有關直流電源裝置，例如有關用於電漿產生裝置等的負載之直流電源裝置、直流電源裝置之控制方法。
半導體裝置、液晶面板、碟盤等之製造，或濺鍍處理等當中，習知會有對基板等處理對象物使用電漿之電漿處理工程。該電漿處理工程，是從直流電源裝置對電漿產生裝置供給直流電力，在電漿產生裝置內的空間藉由將處理氣體予以電漿化等來使電漿發生，並藉由發生的電漿來對基板表面進行成膜處理或蝕刻處理。
一般來說，電漿產生裝置對於直流電源裝置而言相當於電性的負載，到電漿放電發生為止前即電漿放電開始時之負載，與電漿放電穩定發生即一般運轉時之負載彼此相異。因此，一般來說，直流電源裝置會在電漿放電開始時，對電極以一定期間施加比一般運轉時的電壓還大的點火電壓(ignition voltage)，其後則施加一般運轉 時的低電壓之放電電壓(專利文獻1)。此外，習知會藉由湧入電流(inrush current)來檢測電漿放電是否開始(專利文獻2，3)。
此外，做為用來發生使電漿放電發生之點火電壓的電路，習知有運用諧振換流器(resonant converter)者或運用截波(chopper)控制者。
圖13(a)、(b)為使用了諧振換流器的點火電壓發生電路，圖13(a)揭示串聯諧振換流器的電路例、圖13(b)揭示並聯諧振換流器電路例。圖13(a)所示之電路例當中，在反流器(inverter)電路與由二極體整流電路所構成之換流器之間，連接LC之串聯諧振電路，而圖13(b)所示之電路例當中，在反流器電路與由二極體整流電路所構成之換流器之間，連接LC之並聯諧振電路。使用了諧振換流器之點火電壓發生電路，會因諧振而使點火電壓上昇。
圖13(c)為截波控制的電路例，在直流源(Ein)與反流器電路之間設置截波電路。截波控制之電路當中，係藉由截波電路具備之開關元件的導通工作比(on-duty ratio)來控制點火電壓。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2010-255061號公報(段落〔 0006〕)
[專利文獻2]日本特開平11-229138號公報(段落〔0009〕)
[專利文獻3]日本特開2002-173772號公報(段落〔0032〕)
[專利文獻4]國際專利申請案PCT/JP2012/72854
專利文獻2記載之裝置當中，是藉由一定期間施加比設定好的放電電壓還大之電壓來使電漿發生，此外，專利文獻3記載之裝置當中，是藉由瞬間施加額定以上之電壓來進行電漿放電的點火。
如上述般，為使電漿點火而施加之電壓，係一定期間或瞬間地施加比放電電壓或額定電壓還大之電壓。電漿放電的發生會有不均的現象，當施加電壓低的情形下必須將施加時間設定得較長。
若要在較短的施加時間內確實使電漿放電發生，必須發生比放電電壓或額定電壓還大之電壓。
因此，對電漿產生裝置供給直流電力之直流電源裝置，為了提高用來發生電漿放電之電壓，直流電源裝置會複雜化大型化，是其問題。
此外，若要以低施加電壓來使電漿放電發生的情形下，施加時間會變長，故電漿產生裝置中的處理時 間會變長，是其問題。
此外，點火電壓發生電路中，如圖13(a)，(b)的例子所示，當使用串聯諧振換流器及並聯諧振換流器的情形下，由於是藉由諧振動作來使電壓上昇，故點火電壓的最大值只能升壓至輸入直流電壓Edc的2倍，是其問題。為提高點火電壓，必須提高輸入直流電壓Edc，必須準備高電壓的直流源。
點火電壓發生電路中，如圖13(c)的例子所示，以截波控制來達成的情形下，由於反流器電路中不具備諧振電路，故降壓截波電路當中，點火電壓的最大值只能得到輸入直流電壓Ein，是其問題。
是故，以諧振電路或截波電路來達成之點火電壓發生電路中，同樣地，為了提高用來發生電漿放電之電壓，直流電源裝置會複雜化大型化，是其問題。
為解決上述問題，本案申請案之發明者，在將電流型降壓截波電路與三相反流器電路組合而成之直流電源裝置中，提出了一個解決手段(專利文獻4)。所提出之解決手段當中，於電流型降壓截波電路中，為了形成短路電流，係提出下述兩者種構成，即，藉由控制連接至電流型降壓截波電路的負載側之多相反流器的開關動作，來形成短路電流之構成；或是藉由在電流型降壓截波電路的輸出側端間設置單一的開關電路，來形成短路電流之構成。
前述提案中，當藉由控制多相反流器的開關 動作來形成短路電流的情形下，於三相反流器的控制中，除了一般進行之反流器控制外，還進行藉由將上下端間予以短路及開路之開關動作來達成之短路控制；又，當藉由設置開關電路之構成來形成短路電流的情形下，需另行設置用於上下端間的短路之電路構成。
本發明之目的在於解決前述習知之問題點，在對電漿產生裝置供給直流電力之直流電源裝置中，將形成高壓電壓以使電漿放電發生之裝置構成予以簡化且小型化。
此外，目的在於不使用大型且複雜構成之直流電源裝置，而縮短電漿放電發生所需之電壓施加時間。
對於電漿產生裝置等負載供給直流電力以進行電漿處理時，於電源投入時或再啟動時，會進行使電漿產生裝置發生電漿放電之工程。此時，會從直流電源裝置對電漿產生裝置施加比一般運轉時所施加之電壓還高的電壓，即所謂點火電壓，來使電漿放電發生。
本案發明係有關為使電漿放電發生而施加於電漿產生裝置，用於生成電壓之直流電源裝置、及直流電源裝置之控制方法。
施加於電漿產生裝置之電壓，必須升壓至發生電漿放電所需之點火設定電壓。本案發明之直流電源裝置，係反覆進行複數次對直流電源裝置具備之電壓型降壓 截波部僅在微小時間內流通短路電流而將能量蓄積於電抗器之工程，然後將蓄積於電抗器的能量放出至輸出電容，使輸出電壓逐次上昇，藉此升壓至點火設定電壓。
本案發明之直流電源裝置，其構成為利用升壓電路具備之開關元件來形成短路電流。藉由僅在微小時間內關閉升壓電路的開關元件，來將電壓型降壓截波部的輸出側的上下端間短路，以便僅在微小時間內阻斷從電壓型降壓截波部至直流電源裝置的輸出端之電流路徑。藉由升壓電路的短路，往直流電源裝置的輸出端之電流路徑會被阻斷，在此之前於電壓型降壓截波部流通的電流，會成為短路電流而流通於電壓型降壓截波部及升壓電路。短路電流會一次性地蓄積於電壓型降壓截波部所具備之電抗器。
其後，打開升壓電路的開關元件來解除短路，解除電流路徑的阻斷，則從電壓型降壓截波部朝向直流電源裝置的輸出端之電流路徑會再次形成，蓄積於電抗器的能量會將直流電源裝置的輸出端的電壓予以升壓。藉由反覆進行電流的蓄積與解放所造成之輸出端升壓，來將直流電源裝置的輸出端的電壓升壓至點火設定電壓。
[直流電源裝置]
本案發明之直流電源裝置，係為對電漿產生裝置供給直流電力之直流電源裝置，其構成為，具備：電壓型降壓截波部，構成直流電壓源；升壓電路，將電壓型降壓截波 部的直流電壓予以升壓；單相反流器部，將升壓電路的直流輸出變換成單相交流；及控制部；控制部包含控制電壓型降壓截波部之截波控制部、及控制升壓電路之升壓控制部。
[直流電源裝置之控制方法]
本案發明之直流電源裝置之控制方法，係為具備：電壓型降壓截波部，構成直流電壓源；升壓電路，將電壓型降壓截波部的直流電壓予以升壓；單相反流器部，將升壓電路的直流輸出變換成單相交流；及控制部，包含控制電壓型降壓截波部之截波控制部、及控制升壓電路之升壓控制部；且對電漿產生裝置供給直流電力的直流電源裝置之控制方法。
控制部係切換控制下述兩種模式，即，點火模式，供給點火電壓以使電漿產生裝置發生電漿放電；及穩定運轉(steady operation)模式，使電漿產生裝置的電漿放電持續。
點火模式中，升壓控制部係將升壓電路的正電壓側與負電壓側之間予以間歇性短路，並控制藉由該間歇性短路而形成之短路電流所造成的升壓動作，以控制施加於電漿產生裝置之輸出電壓。
升壓控制部，係生成短路脈衝訊號，將升壓電路中連接正電壓端與負電壓端之間的開關元件予以間歇性短路。開關元件係藉由短路脈衝訊號而成為導通 (ON)狀態，將電壓型降壓截波部的輸出端的正電壓端與負電壓端予以短路。
點火模式中，控制部係切換進行升壓控制與定電壓控制。升壓控制是藉由升壓控制部來進行，反覆複數次以短路電流造成之升壓，來使輸出電壓升壓至點火設定電壓。另一方面，定電壓控制是藉由截波控制部來進行，將輸出電壓維持在點火設定電壓。
控制部係當輸出電壓到達點火設定電壓後，從升壓控制切換成定電壓控制。
控制部中，以參數的形態具備有截波控制部之截波控制的導通工作比、及升壓控制部之間歇短路動作次數。
截波控制部，係藉由導通工作比來控制電壓型降壓截波部的輸入電壓。另一方面，升壓控制部係藉由間歇短路動作次數來控制升壓比。藉由輸入電壓與升壓比，來控制輸出電壓的電壓上昇。
穩定運轉模式，係可選擇控制定電壓控制、定電流控制、定電力控制之任一者，控制部在切換控制中，當輸出電流到達點火設定電流，且輸出電壓下降至電漿發生電壓時，便從點火模式切換成穩定運轉模式，進行從定電壓控制、定電流控制、定電力控制中選擇之控制。
定電壓控制，係為將穩定運轉的設定值從點火模式中設定之點火設定電壓切換成穩定運轉設定電壓，並將輸出電壓維持在穩定運轉設定電壓之電壓控制。
定電流控制，係為將穩定運轉的設定值從點火模式中設定之點火設定電壓切換成穩定運轉設定電流，並將輸出電流維持在穩定運轉設定電流之電流控制。
定電力控制，係為將穩定運轉的設定值從點火模式中設定之點火設定電壓切換成穩定運轉設定電力，並將輸出電力維持在穩定運轉設定電力之電力控制。
前述提案中，在多相反流器中以控制開關動作來達成的情形下，於三相反流器中，除了一般之反流器控制外，還進行使上下端間做短路及開路的開關動作之短路控制；相對於此，按照本案發明，單相反流器中係進行一般的反流器控制，而針對短路控制則並不進行反流器控制，而是能夠藉由獨立於一般反流器控制之外的升壓電路的短路控制來進行。
此外，前述提案中，在設置開關電路的構成當中，是另行設置專門用於上下端間的短路之短路電路；相對於此，按照本案發明，能夠利用升壓電路所具備之開關元件來進行短路控制，故不需另行準備短路電路。
如以上說明般，按照本發明，在對電漿產生裝置供給直流電力之直流電源裝置中，能夠將形成高壓電壓以使電漿放電發生之裝置構成予以簡化且小型化。
此外，不使用大型且複雜構成之直流電源裝置，便能縮短電漿放電發生所需之電壓施加時間。
1‧‧‧直流電源裝置
2‧‧‧電壓型降壓截波部
3‧‧‧升壓電路
4‧‧‧單相反流器
5‧‧‧控制部
5A‧‧‧截波控制部
5Aa‧‧‧開關元件控制訊號生成電路
5Ab‧‧‧電路
5Ac‧‧‧記憶體手段
5Ad‧‧‧記憶體手段
5Ae‧‧‧比較電路
5Af‧‧‧記憶體手段
5Ag‧‧‧記憶體手段
5B‧‧‧升壓控制部
5Ba‧‧‧短路脈衝訊號生成電路
5C‧‧‧反流器控制部
10‧‧‧負載
CF1‧‧‧截波輸出電容器
CL‧‧‧負載電容
COT‧‧‧輸出電容
D1‧‧‧二極體
D2‧‧‧二極體
Edc‧‧‧輸入直流電壓
Ein‧‧‧輸入直流電壓
F‧‧‧符號
IG‧‧‧點火訊號
IG‧‧‧點火電流
IIGR‧‧‧點火設定電流
IO‧‧‧輸出電流
IR‧‧‧穩定運轉設定電流
Ji‧‧‧能量
LF1‧‧‧直流電抗器
Lm1‧‧‧電抗器
N‧‧‧負端子
P‧‧‧正端子
Pi‧‧‧短路脈衝訊號
PR‧‧‧穩定運轉設定電力
Q1‧‧‧開關元件
Q2‧‧‧開關元件
QU，QV，QX，QY‧‧‧開關元件
Tion‧‧‧微小時間幅度
VIGR‧‧‧點火設定電壓
Vin‧‧‧輸入電壓
VO‧‧‧輸出電壓
VOIG‧‧‧點火電壓
VPLR‧‧‧電漿發生設定電壓
VR‧‧‧穩定運轉設定電壓
△i‧‧‧短路電流
△i1‧‧‧短路電流
△ic‧‧‧循環電流
[圖1]本案發明之短路電流的發生動作及短路電流所
造成之輸出電壓的升壓動作說明用圖。
[圖2]本發明之直流電源裝置的全體構成說明用圖。
[圖3]本發明之直流電源裝置所具備之截波控制部的構成例說明用圖。
[圖4]本發明之直流電源裝置所具備之升壓控制部的構成例說明用圖。
[圖5]本案發明之直流電源裝置的點火時的電路狀態說明用圖。
[圖6]本案發明之直流電源裝置的點火模式及穩定運轉模式的動作例說明用流程圖。
[圖7]本案發明之直流電源裝置的點火模式及穩定運轉模式的動作例說明用時序圖。
[圖8]本案發明之直流電源裝置的點火模式及穩定運轉模式的動作例說明用時序圖。
[圖9]本案發明之直流電源裝置的點火模式、穩定運轉模式的動作狀態圖。
[圖10]直流電源裝置的單相反流器說明用圖。
[圖11]雙陰極電源裝置的使用形態說明用圖。
[圖12]直流電源裝置的使用形態說明用圖。
[圖13]為發生電漿放電而發生點火電壓之習知電路 例說明用圖。
圖1為本案發明之短路電流的發生動作及短路電流所造成之輸出電壓的升壓動作說明用圖。
圖1(a)為短路電流的發生動作說明用圖。升壓電路中，將正電壓側與負電壓側短路。藉由該短路，從電壓型降壓截波部至直流電源裝置的輸出端之電流路徑，會僅在微小時間內被阻斷，在電壓型降壓截波部及升壓電路中會流通短路電流△i。短路電流會一次性地蓄積於電壓型降壓截波部所具備之直流電抗器(DC reactor)LF1。
圖1(b)為輸出電壓的升壓動作說明用圖。若停止圖1(a)所示之短路動作，將電壓型降壓截波部及升壓電路連接至負載側，那麼蓄積於直流電抗器LF1的能量會變換成電壓，將輸出電壓予以升壓。圖1(b)當中，係將輸出電容COT的電壓VO予以升壓。
另，輸出電容COT係為截波輸出電容器CF1的電容。當負載具備負載電容CL的情形下，輸出電容COT係為截波輸出電容器CF1與負載電容CL之並聯電路的電容。另，圖1當中截波輸出電容器CF1、及負載電容CL並未圖示。
本案之直流電源裝置，是藉由升壓電路的短路來將電壓型降壓截波部中流通之短路電流蓄積於直流電 抗器LF1，並將該蓄積電流做能量變換而將輸出電壓予以升壓。藉由一次短路所得到的升壓量較小，因此藉由反覆複數次以短路造成之升壓工程，來使輸出電壓階段性地上昇，而升壓至點火設定電壓。此外，一次短路造成的升壓量，雖然可以藉由延長將正電壓側與負電壓側短路之短路時間來使其增大，但一次的升壓量愈小，愈能夠細微調整將輸出電壓升壓時之升壓幅度，能夠提高升壓的分解度，在輸出電壓之控制上具有優勢。
電壓型降壓截波部及升壓電路中形成之微小時間的短路電流的電流路徑，只要單純將升壓電路的正電壓側與負電壓側予以短路便能形成，能夠利用直流電源裝置所具備之升壓電路，因此能將構成設計成簡易且小型之構成。
本發明之對電漿產生裝置供給直流電力之直流電源裝置，具備：電壓型降壓截波部，構成直流電壓源；升壓電路，將電壓型降壓截波部的直流輸出予以升壓；單相反流器部，藉由開關元件的動作，將升壓電路的直流輸出變換成單相的交流電壓；及控制部。
控制部，具有控制電壓型降壓截波部之截波控制部、將升壓電路做短路控制之升壓控制部、控制單相反流器部之反流器控制部，以便進行切換動作模式之切換控制、使升壓電路間歇短路，僅在微小時間內於電壓型降壓截波部的電路中形成電流路徑之升壓控制、電壓型降壓截波部之截波控制、單相反流器之反流器控制等。
切換控制，係在下述兩種動作模式間切換，即，點火模式，供給點火電壓以使電漿產生裝置發生電漿放電；及穩定運轉模式，供給穩定運轉電流以使電漿產生裝置的電漿放電持續。
升壓控制，是藉由升壓控制部來控制升壓電路。升壓控制，是將升壓電路的正電壓側與負電壓側予以間歇性短路，並藉由該短路來僅在微小時間內於電流型降壓截波電路及升壓電路中形成電流路徑，流通短路電流。短路電流的能量會蓄積於電壓型降壓截波部的電抗器。短路動作，會於每次微小時間的短路脈衝訊號進行，藉由間歇性輸入複數個短路脈衝訊號，來進行複數次的短路動作。
間歇短路動作中，一次短路動作結束至下次短路動做為止之期間，電壓型降壓截波部會與直流電源裝置的輸出端成為導通狀態。如此一來，蓄積電抗器的能量會被送至直流電源裝置的輸出端而將輸出電壓升壓。
各短路動作是分別依據短路脈衝訊號來進行，短路電流於每次短路動作會被重置(reset)。輸出電壓會加算前次短路動作升壓之電壓而依序被升壓。
升壓控制中，在將升壓電路的正電壓側與負電壓側的端子間予以短路之短路動作時，從電壓型降壓截波部及升壓電路往單相反流器部的電流流動會停止。因此，升壓電路及電壓型降壓截波部的短路電流之形成，不會受到單相反流器部所做的直交變換動作所影響而會順利 進行。
控制部，例如是以截波控制部之截波控制的導通工作比、及間歇短路動作次數做為參數來進行控制。藉由導通工作比來控制電壓型降壓截波部的輸入電壓，藉由間歇短路動作次數來控制升壓比，藉由電壓型降壓截波部的輸入電壓與升壓比來控制輸出電壓之電壓上昇。
(點火模式)
控制部，在點火模式中，係切換進行下述兩種控制，即，升壓控制，反覆複數次以短路電流造成之升壓以使輸出電壓升壓至點火設定電壓；及定電壓控制，藉由截波控制部將前述輸出電壓維持在點火設定電壓。此一從升壓控制至定電壓控制之切換，係在當輸出電壓到達點火設定電壓之時間點進行。
控制部，在點火模式中，是藉由進行升壓控制讓升壓電路及電壓型降壓截波部中流通短路電流。該短路電流的能量，會一次性地蓄積於電壓型降壓截波部所具備之電抗器。蓄積的能量，在下次短路為止之期間，會透過單相反流器部而將直流電源裝置的輸出電壓予以升壓。藉由升壓動作，即反覆進行該短路所造成之電流能量的蓄積，以及導通所造成之輸出電壓的升壓，來進行提高施加於電漿產生裝置的輸出電壓之控制。
點火模式中，直流電源裝置的輸出電壓，是藉由複數次短路動作所造成之升壓，以及因截波控制而決 定之電壓型降壓截波部的輸入電壓，所決定。此外，升壓至點火設定電壓所需之短路動作次數，係與電壓型降壓截波部的輸入電壓、點火模式的時間幅度、一次短路動作中升壓的電壓幅度等有所關連，因此可以依據直流電源裝置的構成或使用條件來決定。
輸出電壓，是藉由升壓控制而上升至規定的點火設定電壓，當達到點火設定電壓後是藉由定電壓控制而被維持。藉此，電漿產生裝置中，於點火模式階段會被施加逐漸升壓之電壓，當達到點火設定電壓後，會施加點火設定電壓直到點火模式結束為止。
點火模式中，截波控制部會進行脈衝幅度控制，將電壓型降壓截波部的輸入電壓控制在規定電壓。
(穩定運轉模式)
點火模式的定電壓控制中，當輸出電流到達點火設定電流，且輸出電壓下降至電漿發生電壓時，便從點火模式切換成穩定運轉模式，穩定運轉模式中，進行從定電壓控制、定電流控制、定電力控制中選擇之任一種控制。
定電壓控制，係為將穩定運轉的設定值從點火模式中設定之點火設定電壓切換成穩定運轉設定電壓，並將輸出電壓維持在穩定運轉設定電壓之控制態樣。
定電流控制，係為將穩定運轉的設定值從點火模式中設定之點火設定電壓切換成穩定運轉設定電流，並將輸出電流維持在穩定運轉設定電流之控制態樣。
此外，定電力控制，係為將穩定運轉的設定值從點火模式中設定之點火設定電壓切換成穩定運轉設定電力，並將輸出電力維持在穩定運轉設定電力之控制態樣。
從點火模式至穩定運轉模式之切換，是依據電漿產生裝置中電漿放電是否已發生來進行，且依據輸出電流及輸出電壓來進行。一般來說，由於電漿放電的發生，輸出電流會增加，且輸出電壓會從點火時的電壓開始下降。從直流電源裝置至電漿產生裝置中，藉由檢測該輸出電壓的位準與輸出電流的位準，來檢測電漿放電的發生，便能夠進行從點火模式至穩定運轉模式之切換。
當電漿產生裝置中有電漿放電發生，那麼從直流電源裝置供給至電漿產生裝置之輸出電流，在從點火模式切換成穩定運轉模式的時間點，會從點火電流切換成穩定運轉電流。
點火電流，是每次進行間歇短路動作便階段性地增加，因此在從點火模式切換成穩定運轉模式的最後階段，點火電流會成為最大的點火電流。在此，事先求出從該點火模式切換成穩定運轉模式時的點火電流，並訂定為點火設定電流。此外，當電漿放電發生，則輸出電壓會成為比點火設定電壓還低之值，故將電漿放電發生時的較低電壓訂定為電漿發生電壓。
電漿放電的發生檢測中，將輸出電流與點火設定電流比較，將輸出電壓與電漿發生電壓比較，將輸出 電流達到點火設定電流，且輸出電壓下降至電漿發生電壓之時間點，判斷為電漿放電已發生之時間點。
當檢測出電漿放電發生的情形下，係將控制之設定值，從點火模式中的定電壓控制之點火設定電壓，切換成穩定運轉模式中從定電壓控制、定電流控制、定電力控制中選擇之任一種控制之設定值，並進行選擇之控制。
穩定運轉模式中，藉由定電壓控制、定電流控制、定電力控制任一者之控制，電漿產生裝置會被施加一定電壓、一定電流、或一定電力，而維持穩定的電漿放電。
從電壓型降壓截波部至輸出端側之電流路徑，除了能夠訂為通過與直流電源裝置連接之單相反流器部、變壓器、及整流器的各部之路徑以外，還能夠訂為將電壓型降壓截波部與輸出端側予以直接連接之路徑。在利用該直接連接之路徑的構成當中，會設置切換手段，於點火模式中使其導通，於一般運轉模式中改為非導通狀態。
反流器控制部，係生成閘極脈衝訊號，對於構成單相反流器之橋式電路(bridge circuit)的開關元件做脈衝幅度控制。閘極脈衝訊號，是對單相反流器的橋式電路的各開關元件做導通/斷開控制，將直流電流變換成交流電流。
以下參照圖面，詳細說明本發明之實施形態。以下，針對本發明之直流電源裝置及控制方法，係利 用圖2~圖4來說明直流電源裝置之構成例，利用圖5~圖9來說明直流電源裝置之控制例。此外，利用圖11、圖12來說明本案發明之直流電源裝置的使用形態例。
利用圖1、圖2，說明本案發明之直流電源裝置的構成例。
圖2所示之直流電源裝置1，具備：電壓型降壓截波部2，構成直流電壓源；升壓電路3；單相反流器4，具有由第1開關元件~第4開關元件這4個開關元件所構成之橋式電路，藉由開關元件的動作將電壓型降壓截波部2的直流輸出變換成單相的交流電力；控制部5，控制電壓型降壓截波部2、升壓電路3、及單相反流器4。
將升壓電路3的輸出供給至負載10。亦可構成為，在升壓電路3與單相反流器4之間設置整流部(圖2中未揭示)，將升壓電路3的輸出做交直變換，並將得到的直流電壓供給至負載10。
直流源，例如能夠藉由：整流部，將交流電源的交流電力予以整流；及緩衝(snubber)部，構成保護電路以抑制過渡性發生的高電壓；來構成。
電壓型降壓截波部2，具備開關元件Q1與二極體D1與直流電抗器LF1。開關元件Q1，係對直流電壓做截波控制，藉此降壓。直流電抗器LF1，係對截波控制後之直流做電流平滑，截波輸出電容器CF1係形成直流電壓。
升壓電路3能夠構成為，在正端子P與負端 子N之間連接開關元件Q2，在開關元件Q2與截波輸出電容器CF1之間連接二極體D2。開關元件Q2係形成短路電路，將電壓型降壓截波部2的正端子P與負端子N之間短路。
二極體D2，係為用來防止從單相反流器4或截波輸出電容器CF1往電壓型降壓截波部2逆流之阻斷(blocking)二極體，其構成並不限於連接至正端子P側，亦可連接至負端子N側。
升壓電路3的開關元件Q2，係為控制正端子P與負端子N之間的短路之開關元件。若使開關元件Q2成為導通狀態，當正端子P與負端子N之間被短路，便會與電壓型降壓截波部2的二極體D1及直流電抗器LF1共同形成閉電路，如圖1(a)所示流通短路電流△i。另一方面，若將開關元件Q2從導通狀態切換成斷開狀態，那麼正端子P與負端子N之間的連接便被阻斷，電壓型降壓截波部2會透過升壓電路3及單相反流器4而與負載10導通，短路電流△i與電壓型降壓截波部2的直流電流一起朝向負載10流動。
截波輸出電容器CF1，除了蓄積流通於電壓型降壓截波部2的直流電抗器LF1之短路電流△i的能量以便升壓外，還會吸收在單相反流器4的開關元件間進行換向(commutation)動作時發生之突波電壓(surge voltage)、或吸收串聯連接至各開關元件之電抗器的能量，以發揮保護開關元件的作用。
另，截波輸出電容器CF1的值係設定成，不會因負載側的電容及配線電感所造成的時間常數而導致電流延遲對反流器動作的換向帶來影響之程度。
單相反流器4，係輸入升壓電路3的輸出電壓，並藉由控制單相反流器4具備之橋式電路的開關元件來做直交變換。
單相反流器4，係構成為將第1開關元件~第4開關元件予以橋式連接。開關元件，例如能夠使用IGBT或MOSFET等半導體開關元件。單相反流器的各開關元件，是依據控制部5的控制訊號來進行開關動作，將直流電力變換成交流電力並輸出。
整流部，係將單相反流器4的交流輸出予以整流，並將直流輸出供給至負載。為了將單相反流器的交流輸出中含有之高頻漣波(ripple)成分除去，亦可構成為在整流部4的輸出端具備直流濾波電路。直流濾波電路，能夠利用與輸出端並聯連接之輸出電容器(未圖示)和串聯連接之輸出電抗器(未圖示)來構成。
升壓電路3之輸出，或設置於升壓電路3與單相反流器4之間的整流部之直流輸出，是透過配線電感而輸出，例如透過連接直流電源裝置1與電漿產生裝置之間的輸出纜線來供給至電漿產生裝置。
直流電源裝置1，亦能利用寄生阻抗(parasitic impedance)來取代連接至整流部之直流濾波電路，以做為除去高頻漣波成分之構成。舉例來說，做為 電感成分，能夠使用整流部與輸出端子之間的配線的電感、或連接至直流電源裝置1與負載10之間的輸出纜線中含有之電感或電容、或在當負載為電漿負載的情形下使用電漿產生裝置的電極電容。上述單相反流器的寄生阻抗、及輸出纜線或電極電容的電容成分實質上構成直流濾波電路，而減低單相反流器的交流輸出中含有之高頻漣波成分。
此外，直流電壓的漣波成分的特性為，若降低單相反流器電路的驅動頻率則會增加。因此，藉由提高單相反流器電路的驅動頻率，便能夠減降輸出電容器及輸出電抗器的必要性。此外，藉由提高單相反流器電路的驅動頻率，能夠抑制直流電源裝置1內部保有之能量。
本發明之直流電源裝置1具備控制部5。控制部5，包含控制電壓型降壓截波部2之截波控制部5A、及控制升壓電路3之升壓控制部5B、及控制單相反流器4之反流器控制部5C。在控制部5，反饋訊號會從直流電源裝置1的輸出端或負載側復歸。反饋訊號，例如可訂為直流電源裝置1的輸出端的電壓、電流。
截波控制部5A，係形成控制電壓型降壓截波部2的開關元件Q1的導通/斷開之控制訊號。升壓控制部5B，係形成控制設於正端子P與負端子N之間的開關元件Q2的導通/斷開之控制訊號。反流器控制部5C，係形成控制單相反流器4的開關元件的導通/斷開之脈衝控制訊號。
截波控制部5A，係為對電壓型降壓截波部2的開關元件Q1做截波控制之構成要素，其檢測開關元件Q1的輸出電流即截波電流、及直流電源裝置1的輸出電壓，並依據該截波電流及輸出電壓的檢測值，來控制以使電壓型降壓截波部2的輸出成為事先設定好的規定電流值及規定電壓值。依據電弧檢測部的電弧檢測訊號，於電弧發生時切換成斷開狀態，於電弧消滅時從斷開狀態切換成導通狀態。
升壓控制部5B，係為控制升壓電路3的開關元件Q2的導通/斷開之構成要素，在點火模式的升壓動作中，形成短路脈衝訊號以使其藉由微小時間的導通狀態來間歇短路。此外，電弧異常時的短路動作中，是依據電弧檢測部(未圖示)的電弧檢測訊號，於電弧發生時切換成導通狀態，於電弧消滅時從導通狀態切換成斷開狀態。
藉由開關元件Q1及開關元件Q2的動作，來形成電壓型降壓截波器部2的二極體D1及直流電抗器LF1之電路，蓄積於直流電抗器LF1之能量會成為短路電流△i而流通。
反流器控制部5C，係形成控制單相反流器4的開關元件的導通/斷開之脈衝控制訊號，以控制構成單相反流器4的橋式電路之各臂的開關元件QU、QV、QX、QY的開關動作。單相反流器4藉由控制開關元件，將輸入的直流做直交變換成為交流。
接下來，利用圖3說明截波控制部5A的一構 成例。截波控制部5A係對電壓型降壓截波部2的開關元件Q1做脈衝幅度控制，於點火模式中進行定電壓控制，於穩定運轉模式中進行從定電壓控制、定電流控制、或定電力控制中選擇之任一種控制。在點火模式與穩定運轉模式中，分別切換成不同的設定值來進行控制。於點火模式中係設定點火設定電壓VIGR，而於穩定運轉模式中，在定電壓控制中係設定穩定運轉設定電壓VR、在定電流控制中設定穩定運轉設定電流IR、在定電力控制中設定穩定運轉設定電力PR。
從點火設定電壓VIGR切換至穩定運轉模式的各控制中之設定值(定電壓控制的穩定運轉設定電壓VR、定電流控制的穩定運轉設定電流IR、定電力控制的穩定運轉設定電力PR)，可以藉由當檢測出輸出電壓與輸出電流已達到規定值時來進行。舉例來說，藉由檢測輸出電壓與輸出電流來進行設定值之切換時，是於點火模式中，檢測出當輸出電流增加而到達對應於電漿放電開始而設定之點火設定電流，且輸出電壓下降至電漿發生電壓之時間點，並在該檢測時間點進行設定值之切換。圖3揭示依據輸出電壓VO與輸出電流IO之檢測，來將點火設定電壓VIGR切換成受選擇之控制的設定值(穩定運轉設定電壓VR、穩定運轉設定電流IR、穩定運轉設定電力PR)之構成。
截波控制部5A，係具備比較電路5Ae，以做為依據輸出電流及輸出電壓與各設定值之比較來切換設定 值之構成，其比較輸出電流IO與點火設定電流IIGR，且比較輸出電壓VO與電漿發生設定電壓VPLR，當輸出電流IO達點火設定電流IIGR以上，且輸出電壓VO達電漿發生設定電壓VPLR以下時，輸出切換訊號。點火設定電流IIGR能夠存儲於記憶體手段5Af，電漿發生設定電壓VPLR能夠存儲於記憶體手段5Ag。
亦可事先存儲點火設定電壓VIGR與常數k，來取代電漿發生設定電壓VPLR，並藉由將點火設定電壓VIGR乘上常數k來設定電漿發生設定電壓VPLR。此外，常數k例如可任意設定為0.2~0.9之範圍。
截波控制部5A，係具備切換電路5Ab，其在開關元件Q1的脈衝幅度控制中，將控制的設定值從點火模式中進行定電壓控制之點火設定電壓VIGR，切換成穩定運轉模式中受選擇之控制的設定值(定電壓控制的穩定運轉設定電壓VR、定電流控制的穩定運轉設定電流IR、定電力控制的穩定運轉設定電力PR)。
切換電路5Ab，係依據從比較電路5Ae輸出之切換訊號，而輸出點火設定電壓VIGR、穩定運轉設定電壓VR、穩定運轉設定電流IR、穩定運轉設定電力PR的其中一者。點火設定電壓VIGR能夠存儲於記憶體手段5Ac，穩定運轉設定電壓VR、穩定運轉設定電流IR、穩定運轉設定電力PR等穩定運轉設定值能夠存儲於記憶體手段5Ad。另，各記憶體5Ac~5Ag之構成不限於設置於截波控制部5A內，例如亦可設置於控制直流電源裝置全體之 控制部等任意的構成要素之中，或是構成為從直流電源裝置的外部輸入。
截波控制部5A具備開關元件控制訊號生成電路5Aa，藉由做脈衝幅度控制使得輸出成為設定值，藉此生成進行定電壓控制、定電流控制、定電力控制的任一種控制之開關元件控制訊號。開關元件控制訊號生成電路5Aa，係以從切換電路5Ab送來的點火設定電壓VIGR、穩定運轉設定電壓VR、穩定運轉設定電流IR、穩定運轉設定電力PR的任一者做為設定值來生成開關元件控制訊號，對電壓型降壓截波部2的開關元件Q1做截波控制。
接下來，利用圖4說明升壓控制部5B的一構成例。
升壓控制部5B，具備生成短路脈衝訊號Pi之短路脈衝訊號生成電路5Ba，藉由短路脈衝訊號Pi來控制升壓電路3的間歇短路動作。短路脈衝訊號Pi，是藉由點火訊號IG的建立(rise)而開始生成，藉由截波控制部5A的比較電路5Ae的輸出亦即切換訊號而停止生成。
反流器控制部5C，係控制與構成單相反流器4的橋式電路之各臂連接之開關元件的開關動作。單相反流器4藉由控制開關元件，將輸入的直流做直交變換成為交流。
單相反流器4，例如如圖10所示，係由具有4支臂之橋式電路所構成。在各臂分別設有開關元件QU、QV、QX、QY這4個開關元件。將開關元件QU與開關元件 QX串聯連接、將開關元件QV與開關元件QY串聯連接。
開關元件QU與開關元件QX的連接點，是透過電抗器Lm1而連接至負載的正端子側，開關元件QU與開關元件QY的連接點是連接至負載的負端子側。
在控制部5，反饋訊號會從直流電源裝置1的輸出端或負載側復歸。反饋訊號，例如可訂為直流電源裝置1的輸出端的電壓。
[直流電源裝置之動作例]
接下來，利用圖5的升壓動作說明圖、圖6的流程圖、圖7，8的時序圖、及圖9的點火模式，穩定運轉模式之動作狀態圖，說明本案發明之直流電源裝置的點火模式及穩定運轉模式之動作例。
當從直流電源裝置對電漿產生裝置供給直流電力，在電漿產生裝置中進行電漿處理的情形下，於電源投入時或再啟動時是藉由點火模式S1使電漿放電發生，電漿放電發生後，藉由穩定運轉模式S2來維持電漿放電。
點火模式，是在電壓型降壓截波部中於IG(點火)電壓上昇區間與IG電壓定電壓區間進行截波控制，在升壓電路中進行升壓控制。
以下，針對穩定運轉模式中選擇定電壓控制，以穩定運轉設定電壓VR做為設定值時之情形來做說明。
(短路時之動作)
圖5揭示本案發明之直流電源裝置的升壓電路的短路動作。圖5(a)表示短路時的電路狀態、圖5(b)表示短路結束時的電路狀態。
在電力供給時，即從直流電源對單相反流器側進行電力供給時，開關元件Q1處於導通狀態，升壓電路的開關元件Q2處於斷開狀態，從直流電源透過電壓型降壓截波部對單相反流器側進行電力供給。此時，單相反流器會被供給藉由升壓電路而升壓之電壓。
圖5(a)表示間歇短路動作的短路時之狀態。在短路時，將開關元件Q1保持導通狀態，將升壓電路的開關元件Q2從斷開狀態切換成導通狀態，形成電壓型降壓截波部2的二極體D1與直流電抗器LF1之電路。直流電抗器LF1中流通短路電流△i，並蓄積能量。
圖5(b)表示間歇短路動作的短路結束時之狀態。在短路結束時，將開關元件Q1保持導通狀態，將升壓電路的開關元件Q2從導通狀態切換成斷開狀態，使短路電流△i流至負載側，同時透過降壓截波部及升壓電路重啟從直流電源對單相反流器側之電力供給。
此時，輸出電容COT的電壓會因短路電流△i而上昇。另，當具有電壓型降壓截波部的截波輸出電容器CF1，或負載具有負載電容CL的情形下，輸出電容COT係表示成截波輸出電容器CF1與負載電容CL之並聯容量。
(電弧發生時之動作)
升壓電路，除進行點火模式時的間歇短路動作外，還能進行下述動作，即，在直流電源裝置的直流輸出停止/恢復時，於停止時係將截波部從單相反流器分離，抑制電弧發生時對負載的過剩電流並高速進行電弧之消弧，並將截波器部中流通之電流保持成為循環電流，其後，於反流器再啟動時將保持之循環電流供給至負載，藉此於電壓型直流電源裝置的直流輸出恢復時，減低對負載的直流電力供給延遲。
在電弧發生時，將開關元件Q1從導通狀態切換成斷開狀態，將開關元件Q2從斷開狀態切換成導通狀態，藉由電壓型降壓截波部的二極體D1與直流電抗器LF1之閉電路來形成循環電路，循環電路中流通循環電流△ic。
在循環電流的保持狀態中，將開關元件Q1保持斷開狀態，將升壓電路的開關元件Q2保持導通狀態，停止對負載之電力，等待電弧消滅，在此期間，使循環電流△ic保持流通於循環電路中。
在電弧消弧時，將開關元件Q1從斷開狀態切換成導通狀態，將升壓電路的開關元件Q2從導通狀態切換成斷開狀態，使循環電路中流通之循環電流△ic流至負載側，同時透過電壓型降壓截波部及升壓電路重啟從直流電源對單相反流器側之電力供給。
以下，利用圖6的流程圖、及圖7，8的時序圖，說明藉由升壓電路將正電壓側與負電壓側之間予以短路，並藉由該短路動作使短路電流流通之動作例。圖7及圖8揭示在IG電壓定電壓區間保持點火電壓的二個動作態樣。
[點火模式S1]
首先，說明點火模式S1。
截波控制部，是藉由使輸出電壓升壓至點火設定電壓之IG電壓上昇區間的控制(S1a~S1c)、及將升壓之輸出電壓維持在點火設定電壓之IG電壓定電壓區間的控制(S1d~S1f)這2個區間，來進行點火模式的控制。另一方面，升壓控制部，是在點火模式S1中進行升壓控制，藉由短路脈衝訊號Pi使升壓電路做間歇短路動作。
圖7及圖8中，(a)表示電壓型降壓截波部的開關元件Q1的動作狀態，(b)表示升壓電路的開關元件Q2的動作狀態，(c)表示短路脈衝訊號Pi的動作狀態，(d)表示輸出電壓VO，(e)表示輸出電流IO。
(IG電壓上昇區間、升壓控制)
IG電壓上昇區間中，係進行使輸出電壓升壓至點火設定電壓之控制。
升壓控制部，係建立(rise)訂定點火模式的區間之IG(點火)發生訊號(圖7，8中未圖示) (S1A)。伴隨IG(點火)發生訊號的建立，生成短路脈衝訊號Pi(S1B)。
藉由S1B中生成的短路脈衝訊號Pi，使升壓電路的正電壓側與負電壓側之間的開關元件Q2成為導通狀態而短路(S1C)。
短路脈衝訊號Pi僅在微小時間幅度Tion內生成，使開關元件Q2成為導通狀態，將正電壓側與負電壓側短路。圖7(c)、圖8(c)的IG電壓上昇區間的短路脈衝訊號Pi，及圖7(b)、圖8(b)的IG電壓上昇區間的開關元件Q2表示此時之動作狀態。
另一方面，截波控制，是伴隨IG(點火)發生訊號(未圖示)的建立，來設定點火設定電壓VIGR以做為對輸出電壓VO做定電壓控制之電壓設定值(S1a)。
圖7、8的(d)，(e)表示輸出電壓VO及輸出電流IO。相對於輸出電壓VO，以點火設定電壓VIGR表示輸出電壓VO於點火模式時的定電壓控制之電壓設定值，以穩定運轉設定電壓VR表示輸出電壓VO於穩定運轉時的定電壓控制之電壓設定值。此外，相對於輸出電流IO，以點火設定電流IIGR表示輸出電流IO於點火模式時的電流設定值。
另，在圖7、8內，在點火模式內的IG電壓上昇區間及IG電壓定電壓區間內，將輸出電壓VO表記為點火電壓VOIG，將輸出電流IO表記為點火電流IG。
藉由S1C的短路動作之工程，電壓型降壓截 波部中會流通短路電流△i。該短路電流△i會蓄積於電壓型降壓截波部所具備之電抗器(S1b)。
藉由短路脈衝訊號Pi的關閉(fall)，短路動作會停止，藉由蓄積於電抗器的能量，輸出電壓VO會升壓(S1D)。
將輸出電壓VO(點火電壓VOIG)與點火設定電壓VIGR比較，當輸出電壓VO尚未達到點火設定電壓VIGR的情形下，藉由下一個短路脈衝訊號Pi使升壓電路的正電壓側與負電壓側之間短路，進行藉由短路電流△i使輸出電壓VO升壓之處理(S1C~S1D)。直到輸出電壓VO(點火電壓VOIG)達到點火設定電壓VIGR為止前，反覆以S1C~S1D的短路動作所做的升壓工程。
輸出電壓VO(點火電壓VOIG)會藉由反覆做S1C~S1D的間歇短路動作而階段性地升壓。圖7、8的(d)所示之輸出電壓VO(點火電壓VOIG)中，符號A所示部分表示輸出電壓VO(點火電壓VOIG)朝向點火設定電壓VIGR的階段性升壓狀態。
(升壓動作)
以下，說明短路電流所做的升壓動作。
藉由升壓電路的短路，在電壓型降壓截波部會如圖5所示般流通短路電流△i。短路電流△i，僅在短路脈衝訊號Pi的訊號幅度的微小時間幅度Tion(n)流通。短路電流△i於每次短路動作會被重置(reset)。
在電壓型降壓截波部的直流電抗器LF1，蓄積有短路電流△i所造成的能量Ji(n)。將對直流電抗器LF1之輸入電壓訂為Vin時，微小時間幅度Tion(n)的1次份量的短路電流△i1及短路電流△i1所造成的能量Ji(n)係以下式(1)、(2)表示。
△i1=(Vin/LF1)×Tion(n)…(1)
Ji(n)=(1/2)×LF1×△i1 2…(2)
第n次的Tion(n)的短路動作結束，至下次第(n+1)次的Tion(n+1)的短路動作開始為止之期間，藉由Tion(n)的短路動作而蓄積於直流電抗器LF1的能量Ji(n)，會通過反流器部、變壓器、整流器而供給至負載。
在此，將直流電源裝置的輸出側的電容成分訂為輸出電容COT、將點火時的輸出電壓訂為VO(n)時，藉由短路動作而被送至輸出電容COT的能量Ji(n)，係以下式(3)表示。另，輸出電容COT可以訂為截波輸出電容器CF1以及負載即電漿產生裝置的電極電容的負載電容CL。
Ji(n)=(1/2)×LF1×△i1 2=(1/2)×COT×(VO(n) 2-VO(n-1) 2)…(3)
其中，進行最初的短路動作前的輸出電壓訂為VO(0)=0。
依據式(3)，點火時的輸出電壓VO(n)係以下式(4)表示。
VO(n)={(LF1/COT)×△i1 2+VO(n-1) 2}1/2…(4)
式(4)表示將短路動作反覆n次時之輸出電壓VO(n)。
當短路動做為3的情形下(n=3)，各短路動作時所造成的輸出電壓如下式表示。
VO(1)={(LF1/COT)×△i1 2}1/2…(5)
VO(2)={(LF1/COT)×△i1 2+VO(1) 2}1/2…(6)
VO(3)={(LF1/COT)×△i1 2+VO(2) 2}1/2…(7)
式(4)揭示能夠藉由短路動作的次數n來選定點火時的輸出電壓VO(n)。
此外，短路電流△i1係如式(1)所示般與輸入電壓Vin成比例。輸入電壓Vin係為電壓型降壓截波部的輸出電壓，該輸出電壓是由電壓型降壓截波部的開關元件Q1的導通工作比所決定。
是故，輸出電壓VO(n)的升壓比，能夠藉由短路動作的次數n、及電壓型降壓截波部的開關元件Q1的導通工作比來決定。
另，短路動作的次數n，由於是在點火模式內進行，故當使短路脈衝訊號與閘極脈衝訊號同步輸出的情形下，會因為從點火模式開始至解除為止的時間以及閘極脈衝訊號的時間幅度，而自動成為一定的次數。
(IG電壓定電壓區間之控制)
IG電壓定電壓區間中，係進行將升壓之輸出電壓(點火電壓)維持在點火設定電壓之控制。
當輸出電壓VO(點火電壓VOIG)達到點火設定電壓VIGR的情形下(S1c)，截波控制的點火模式中，會從IG電壓上昇區間之控制(S1a~S1c)切換成IG電壓 定電壓區間之控制(S1d~S1f)，將升壓之輸出電壓VO(點火電壓VOIG)維持在點火設定電壓VIGR。圖7、8的(e)所示之輸出電壓VO(點火電壓VOIG)中，符號B所示部分表示維持在點火設定電壓VIGR之定電壓狀態。
點火設定電壓VIGR的維持，能夠藉由二種態樣來進行。圖7揭示第1態樣、圖8揭示第2態樣。
(第1態樣)
第1態樣是藉由電壓型降壓截波部的截波控制來對點火電壓做定電壓控制，藉此維持在點火設定電壓VIGR。
IG電壓定電壓區間之控制中，電壓型降壓截波部的截波控制係從IG電壓升壓區間的脈衝幅度控制切換成定電壓控制，並維持電壓以使輸出電壓VO(點火電壓VOIG)成為點火設定電壓VIGR(S1d)。電壓型降壓截波部的開關元件Q1，如圖7(a)所示受到定電壓控制。該定電壓控制中，當點火電壓VOIG達到目標值的點火設定電壓VIGR後成為斷開狀態，當點火電壓VOIG從目標值的點火設定電壓VIGR下降的情形下，藉由定電壓控制使其上升至點火設定電壓VIGR以維持電壓。
此時，IG電壓定電壓區間之控制，升壓電路如圖7(b)所示，能夠設計成保持繼續進行開關元件Q2的間歇短路動作。這是因為，即使因開關元件Q2的間歇短路動作而升壓電路的上下端間短路，仍能藉由電壓型降壓截波部之定電壓控制來將輸出電壓VO(點火電壓 VOIG)維持在點火設定電壓VIGR。
(第2態樣)
第2態樣為藉由使升壓電路的開關元件Q2成為斷開狀態(圖8(b))來停止升壓動作，藉此將輸出電壓VO(點火電壓VOIG)維持在點火設定電壓VIGR。
藉由第1或第2態樣，將輸出電壓VO(點火電壓VOIG)維持在點火設定電壓VIGR。另，圖6的流程圖是揭示第1態樣的例子(S1d)。
輸出電流IO，會在IG電壓上昇區間及IG電壓定電壓區間上昇。圖7(f)，圖8(f)所示之輸出電流IO(點火電流IG)中，符號D所示部分表示IG電壓上昇區間及IG電壓定電壓區間中的電流上昇狀態。
若電漿產生裝置中有電漿放電發生，則輸出電流IO(點火電流IG)會流通點火設定電流IIGR，而藉由移轉至穩定運轉狀態，會流通穩定運轉的輸出電流IO。圖7(f)所示之輸出電流IO(點火電流IG)中，符號E所示部分表示流通著超過點火設定電流IIGR之輸出電流IO(點火電流IG)，而移轉至穩定運轉的輸出電流IO之移轉狀態，符號F所示部分表示穩定運轉的輸出電流IO。
是故，能夠藉由輸出電壓VO已達到穩定運轉設定電壓VR、及該輸出電流IO是流通點火設定電流IIGR，來判定電漿放電之發生。
當藉由輸出電壓VO與輸出電流IO是否已達 到規定電壓及規定電流來判定電漿產生裝置中的電漿放電之發生的情形下，係將電漿放電發生時流通之輸出電流事先訂定為點火設定電流IIGR，將輸出電壓事先訂定為點火設定電壓VIGR，並將輸出電流IO與設定好的點火設定電流IIGR比較，將輸出電壓VO與設定好的點火設定電壓VIGR乘上常數k而得之電漿發生設定電壓VPLR比較。常數k例如設定為0.2~0.9(S1e、S1f)。
當輸出電流IO(點火電流IG)達到點火設定電流IIGR(S1e)、且輸出電壓VO(點火電壓VOIG)比點火設定電壓VIGR乘以常數k而得之電漿發生設定電壓VPLR還降低(S1f)的情形下，截波控制部會將定電壓控制的輸出電壓VO的設定值，從點火設定電壓VIGR變更成穩定運轉設定電壓VR(S1g)，反流器控制部會關閉IG(點火)發生訊號(S1E)，停止生成短路脈衝訊號Pi(S1F)。
在截波控制部中，將定電壓控制的設定電壓從點火設定電壓VIGR切換成穩定運轉設定電壓VR，且在反流器控制部中，停止IG發生訊號並停止生成短路脈衝訊號Pi，藉此結束點火模式，切換成穩定運轉模式。圖7(d)，圖8(d)所示之輸出電壓VO中，符號C所示部分表示維持在穩定運轉設定電壓VR之定電壓狀態。
IG電壓定電壓區間的結束，是藉由使短路脈衝訊號Pi停止來進行。
[穩定運轉模式S2]
接下來，穩定運轉模式S2當中，會維持點火模式中發生之電漿放電。為了維持電漿放電，截波控制部係以穩定運轉設定電壓VR來進行定電壓控制，反流器控制部會進行一般的脈衝幅度控制。
圖9揭示點火模式及穩定運轉模式中的截波控制及反流器控制的動作狀態。
點火模式中，第1態樣當中，於IG電壓上昇區間，電壓型降壓截波部會進行脈衝幅度控制，升壓電路會將開關元件Q2間歇驅動藉此使輸出電壓VO(點火電壓VOIG)上昇至點火設定電壓VIGR；於IG電壓定電壓區間，電壓型降壓截波部會進行定電壓控制將輸出電壓VO(點火電壓VOIG)維持在點火設定電壓VIGR。
此時，升壓電路可以持續進行開關元件Q2的間歇驅動，亦可停止間歇驅動。
第2態樣當中，於IG電壓上昇區間，電壓型降壓截波部會進行脈衝幅度控制，升壓電路會將開關元件Q2間歇驅動藉此使輸出電壓VO(點火電壓VOIG)上昇至點火設定電壓VIGR。
輸出電壓VO(點火電壓VOIG)達到點火設定電壓VIGR後，使升壓電路的開關元件Q2成為斷開狀態，藉此於電壓定電壓區間維持點火設定電壓VIGR。
此外，點火模式中，輸出電流係朝向點火設定電流IIGR而上昇。點火模式中，反流器控制係進行直交 變換控制。
當輸出電流達到點火設定電流IIGR，且輸出電壓比點火設定電壓VIGR乘以常數k(k=0.2~0.9)而得之值(k‧VIGR)還降低之時點，便判定為電漿放電發生(電漿點火)狀態，從點火模式切換成穩定運轉模式。從點火模式至穩定運轉模式之切換，是將截波控制中的定電壓控制的設定電壓從點火設定電壓VIGR切換成穩定運轉設定電壓VR。
穩定運轉模式中，當選擇定電壓控制、定電流控制、定電力控制任一種控制的情形下，判定出電漿放電發生後，會切換成藉由受選擇之控制來做穩定運轉。此時，輸出電流是在達到點火設定電流IIGR後，成為穩定運轉時的輸出電流IO。
穩定運轉模式中，定電壓控制、定電流控制、定電流控制的任一者之選擇，可視必要而任意訂定，例如除了可事先選擇並設定於截波控制部的切換電路外，也可從直流電源裝置的外部加以設定。此外，亦可設計成變更選擇之構成。
[直流電源裝置的使用形態例]
以下利用圖11、圖12，說明直流電源裝置的使用形態例。
(雙陰極電源裝置的構成例)
圖11揭示將本案發明之直流電源裝置運用於雙陰極(dual-cathode)電源裝置的使用形態例。
雙陰極電源裝置係為對電漿產生裝置的負載供給高頻電力之電源，電漿產生裝置是在接地的殼內具備電極1與電極2這二個電極。按照該雙陰極電源裝置，能夠對二個電極施加電性對稱之交流電壓。
雙陰極電源裝置具備：整流部，將交流電源的交流電力予以整流；及緩衝(snubber)部，構成保護電路以抑制過渡性產生之高電壓；及電壓型降壓截波部，將輸入之直流電力的電壓變換成規定電壓並輸出直流電流；及單相反流器，將升壓電路、電壓型降壓截波部的直流輸出變換成單相的交流輸出；及單相變壓器，將單相反流器的交流輸出變換成規定電壓。
雙陰極電源裝置，係將單相變壓器其中一方的輸出透過輸出纜線供給至一方的電極1，而將另一方的輸出透過輸出纜線供給至另一方的電極2。
圖12揭示在一端接地之負載中運用本案發明之直流電源裝置的使用形態例。直流電源裝置係為對電漿產生裝置的負載供給高頻電力之電源，電漿產生裝置具備從直流電源裝置輸入直流電壓之電極、及接地之電極這二個電極。按照該直流電源裝置，能夠將一方的電極接地，對另一方的電極施加直流電壓。
直流電源裝置具備：整流部，將交流電源的交流電力予以整流；及緩衝部，構成保護電路以抑制過渡 性產生之高電壓；及電壓型降壓截波部，將從整流部輸入之直流電力的電壓變換成規定電壓並輸出直流電流；及單相反流器，將電壓型降壓截波部的直流輸出變換成單相的交流輸出；及單相變壓器，將單相反流器的交流輸出變換成規定電壓；及整流器，將單相變壓器的交流輸出予以整流。直流電源裝置，將整流器的輸出透過輸出纜線供給至電極A。電極B為接地電極。
另，上述實施形態及變形例中的記述，係為本發明之直流電源裝置及直流電源裝置之控制方法的一例，本發明並非限定於各實施形態，而可依據本案發明之要旨做各種變形，該些變形並不排除在本案發明範圍外。
[產業利用性]
本案發明之直流電源裝置，能夠運用做為對電漿產生裝置供給電力，以進行成膜處理或蝕刻處理之電力源。
COT‧‧‧輸出電容
LF1‧‧‧直流電抗器
Vin‧‧‧輸入電壓
VO‧‧‧輸出電壓
△i‧‧‧短路電流

Claims (9)

  1. 一種直流電源裝置，係為對電漿產生裝置供給直流電力之直流電源裝置，其特徵為，具備：電壓型降壓截波部，構成直流電壓源；升壓電路，將前述電壓型降壓截波部的直流電壓予以升壓；單相反流器部，將前述升壓電路的直流輸出變換成單相交流；及控制部，包含控制前述電壓型降壓截波部之截波控制部、及控制前述升壓電路之升壓控制部；前述控制部係切換控制下述兩種模式，即，點火模式，供給點火電壓以使前述電漿產生裝置發生電漿放電；及穩定運轉模式，使前述電漿產生裝置的電漿放電持續，前述點火模式中，前述升壓控制部係將前述升壓電路的正電壓側與負電壓側之間予以間歇性短路，並控制藉由該短路而形成之短路電流所造成的升壓動作，以控制施加於電漿產生裝置之輸出電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之直流電源裝置，其中，前述升壓控制部，係生成短路脈衝訊號，將前述升壓電路中連接正電壓端與負電壓端之間的開關元件予以間歇性短路，藉由前述短路脈衝訊號使前述開關元件成為導通 (ON)狀態，藉此將電壓型降壓截波部的輸出端的正電壓端與負電壓端予以短路。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之直流電源裝置，其中，在前述點火模式中，前述控制部係切換進行下述兩種控制，即，升壓控制，反覆複數次藉由前述升壓控制部來達成以短路電流造成之升壓，以使輸出電壓升壓至點火設定電壓；及定電壓控制，藉由前述截波控制部將前述輸出電壓維持在點火設定電壓，當前述輸出電壓到達點火設定電壓後，從升壓控制切換成定電壓控制。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之直流電源裝置，其中，前述控制部，以截波控制部之截波控制的導通工作比(on-duty ratio)、及升壓控制部之間歇短路動作次數，來做為參數，藉由前述導通工作比來控制前述電壓型降壓截波部的輸入電壓，藉由前述間歇短路動作次數來控制升壓比，藉由前述輸入電壓與升壓比，來控制輸出電壓的電壓上昇。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之直流電源裝置，其中，前述穩定運轉模式，可選擇下述任一種之控制，即， 定電壓控制，係將穩定運轉的設定值從點火模式中設定之點火設定電壓切換成穩定運轉設定電壓，並將輸出電壓維持在穩定運轉設定電壓；定電流控制，係將穩定運轉的設定值從點火模式中設定之點火設定電壓切換成穩定運轉設定電流，並將輸出電流維持在穩定運轉設定電流；及定電力控制，係將穩定運轉的設定值從點火模式中設定之點火設定電壓切換成穩定運轉設定電力，並將輸出電力維持在穩定運轉設定電力；前述控制部之切換控制，是當輸出電流到達點火設定電流，且輸出電壓下降至電漿發生電壓時，便從前述點火模式切換成前述穩定運轉模式，並進行從前述定電壓控制、前述定電流控制、前述定電力控制中選擇之控制。
  6. 一種直流電源裝置之控制方法，係為具備：電壓型降壓截波部，構成直流電壓源；升壓電路，係將前述電壓型降壓截波部的直流電壓升壓；單相反流器部，將前述升壓電路的直流輸出變換成單相交流；及控制部，包含控制前述電壓型降壓截波部之截波控制部、及控制前述升壓電路之升壓控制部；且對電漿產生裝置供給直流電力之直流電源裝置的控制方法，其特徵為：前述控制部係切換控制下述兩種模式，即，點火模式，供給點火電壓以使前述電漿產生裝置發生電漿放電； 及穩定運轉模式，使前述電漿產生裝置的電漿放電持續，前述點火模式中，前述升壓控制部係將前述升壓電路的正電壓側與負電壓側之間予以間歇性短路，並控制藉由該短路而形成之短路電流所造成的升壓動作，以控制施加於電漿產生裝置之輸出電壓。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之直流電源裝置之控制方法，其中，在前述點火模式中，前述控制部係切換進行下述兩種控制，即，升壓控制，反覆複數次以短路電流造成之升壓，以使輸出電壓升壓至點火設定電壓；及定電壓控制，藉由前述截波控制部將前述輸出電壓維持在點火設定電壓，當前述輸出電壓到達點火設定電壓後，從升壓控制切換成定電壓控制。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之直流電源裝置之控制方法，其中，前述控制部，以截波控制部之截波控制的導通工作比、及升壓控制部之間歇短路動作次數，來做為參數，藉由前述導通工作比來控制前述電壓型降壓截波部的輸入電壓，藉由前述間歇短路動作次數來控制升壓比，藉由前述輸入電壓與升壓比，來控制輸出電壓的電壓上昇。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之直流電源裝置之控制方法，其中，前述穩定運轉模式，可選擇下述任一種之控制，即，定電壓控制，係將穩定運轉的設定值從點火模式中設定之點火設定電壓切換成穩定運轉設定電壓，並將輸出電壓維持在穩定運轉設定電壓；定電流控制，係將穩定運轉的設定值從點火模式中設定之點火設定電壓切換成穩定運轉設定電流，並將輸出電流維持在穩定運轉設定電流；及定電力控制，係將穩定運轉的設定值從點火模式中設定之點火設定電壓切換成穩定運轉設定電力，並將輸出電力維持在穩定運轉設定電力；前述控制部之切換控制，是當輸出電流到達點火設定電流，且輸出電壓下降至電漿發生電壓時，便從前述點火模式切換成前述穩定運轉模式，並進行從前述定電壓控制、前述定電流控制、前述定電力控制中選擇之控制。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9713244B2 (en) * 2013-10-04 2017-07-18 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Power-supply apparatus
JP6364199B2 (ja) * 2014-02-06 2018-07-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換システム
JP6554323B2 (ja) * 2015-05-25 2019-07-31 日立オートモティブシステムズ株式会社 電源装置
DE112017004113T5 (de) * 2016-08-17 2019-05-02 Mitsubishi Electric Corporation Zündvorrichtung vom Barriere-Entladungstyp
JP6749231B2 (ja) 2016-12-27 2020-09-02 株式会社京三製作所 電源装置、及び電源装置の制御方法
CN110086344A (zh) * 2018-01-26 2019-08-02 华中科技大学 一种llc谐振变换器的轻载运行方法
KR102274958B1 (ko) * 2019-04-15 2021-07-08 주식회사 에스제이솔루션 지능형 프리 레귤레이터를 이용한 전원공급장치
KR102242234B1 (ko) 2019-05-08 2021-04-20 주식회사 뉴파워 프라즈마 고주파 제너레이터 및 그의 동작 방법
KR20230071354A (ko) 2021-11-16 2023-05-23 주식회사 뉴파워 프라즈마 고주파 펄스 전원 장치 및 그의 운전 방법
KR20230072808A (ko) 2021-11-18 2023-05-25 주식회사 뉴파워 프라즈마 고주파 펄스 제너레이터 장치 및 그의 운전 방법
KR20230073919A (ko) 2021-11-19 2023-05-26 주식회사 뉴파워 프라즈마 고주파 펄스 전원 장치 및 그의 운전 방법

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3427520A1 (de) * 1984-07-26 1986-02-06 Thyssen Industrie Ag, 4300 Essen Schaltungsanordnung zur speisung eines verbraucherzweipols
US5418707A (en) * 1992-04-13 1995-05-23 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy High voltage dc-dc converter with dynamic voltage regulation and decoupling during load-generated arcs
JPH11229138A (ja) 1998-02-09 1999-08-24 Murata Mfg Co Ltd スパッタ装置
JP4221847B2 (ja) 1999-10-25 2009-02-12 パナソニック電工株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ点灯方法
IT1315697B1 (it) * 2000-05-22 2003-03-18 Selco Srl Generatore per saldatura ad arco con stadio regolatore ad adattamentodi tensione di ingresso
JP2002173772A (ja) * 2000-12-05 2002-06-21 Ricoh Co Ltd スパッタリング装置
JP3635538B2 (ja) 2002-07-05 2005-04-06 株式会社京三製作所 プラズマ発生用直流電源装置
JP3641785B2 (ja) 2002-08-09 2005-04-27 株式会社京三製作所 プラズマ発生用電源装置
JP4406754B2 (ja) * 2003-07-30 2010-02-03 株式会社アイ・ライティング・システム 放電灯点灯装置
JP4241515B2 (ja) * 2004-06-10 2009-03-18 パナソニック電工株式会社 放電灯点灯装置及びプロジェクタ
JP4526879B2 (ja) * 2004-06-18 2010-08-18 四変テック株式会社 直流電源装置
US8269141B2 (en) * 2004-07-13 2012-09-18 Lincoln Global, Inc. Power source for electric arc welding
JP4940664B2 (ja) * 2006-01-13 2012-05-30 ウシオ電機株式会社 放電ランプ点灯装置およびプロジェクタ
CN101013329A (zh) * 2006-04-12 2007-08-08 中国科学院上海光学精密机械研究所 恒流高压直流电源
TWI371909B (en) * 2007-12-28 2012-09-01 Ind Tech Res Inst Dc/ac reference modulation circuit with feedforward compensation scheme
JP5124345B2 (ja) * 2008-05-26 2013-01-23 株式会社アルバック バイポーラパルス電源及びこのバイポーラパルス電源を複数台並列接続してなる電源装置
US20110284167A1 (en) 2009-01-15 2011-11-24 Ryoji Nishio Plasma processing equipment and plasma generation equipment
US8692466B2 (en) * 2009-02-27 2014-04-08 Mks Instruments Inc. Method and apparatus of providing power to ignite and sustain a plasma in a reactive gas generator
JP5241578B2 (ja) * 2009-03-19 2013-07-17 株式会社日清製粉グループ本社 誘導熱プラズマ発生方法及び装置
JP5379544B2 (ja) * 2009-04-10 2013-12-25 パナソニック株式会社 高圧放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具
JP2010255061A (ja) * 2009-04-27 2010-11-11 Canon Anelva Corp スパッタリング装置及びスパッタリング処理方法
CN102460925B (zh) * 2009-06-10 2014-09-10 本田技研工业株式会社 变压器的控制装置
US9379643B2 (en) * 2010-12-23 2016-06-28 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Electrosurgical generator controller for regulation of electrosurgical generator output power
TWI488546B (zh) 2012-02-23 2015-06-11 Shinkawa Kk A plasma generating device and a plasma reactor
US8730700B2 (en) * 2012-02-23 2014-05-20 Kyosan Electric Mfg. Co., Ltd. Current source inverter and method for controlling current source inverter
US9160240B2 (en) * 2012-09-05 2015-10-13 Kyosan Electric Mfg. Co., Ltd. DC power supply device, and control method for DC power supply device
JP5634626B2 (ja) 2012-09-07 2014-12-03 株式会社京三製作所 直流電源装置、直流電源装置の制御方法
US8937824B2 (en) * 2013-01-28 2015-01-20 Eaton Corporation Photovoltaic system and method of controlling same
JP5679241B1 (ja) * 2013-09-27 2015-03-04 株式会社京三製作所 電圧形直流電源装置および電圧形直流電源装置の制御方法

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