阻抗匹配器及射频电源系统的制作方法

本申请涉及射频，尤其涉及一种阻抗匹配器及具有阻抗匹配器的射频电源系统。

背景技术：

1、目前，随着射频电源技术的发展，对于射频电源与负载之间的阻抗匹配要求也越来越高。其中，当前常用的方式是通过调节可调电容的电容值，来对射频电源与负载进行阻抗匹配。但是，当射频电源向等离子体负载或其他阻抗可变的负载提供电能时，仅仅通过调节可调电容的电容值来实现阻抗匹配，电容值的调节速度太慢，存在较高的匹配延迟。因此，如何快速调节电容值，以快速实现阻抗匹配，成为了需要考虑的问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种阻抗匹配器及射频电源系统，可快速实现阻抗匹配。

2、第一方面，提供一种阻抗匹配器，所述阻抗匹配器包括第一电感和第一电容模块。所述第一电感和所述第一电容模块均用于与射频电源的输出路径连接，且所述第一电感和所述第一电容模块分别具有第一匹配值和第二匹配值。其中，所述第一电容模块至少包括第一电容和补偿电感，所述第一电容与所述射频电源的输出路径连接，所述补偿电感与所述第一电容连接，所述补偿电感为长度可调电感，所述补偿电感通过调节自身长度以使得所述补偿电感具有可调节的补偿电感值，所述第二匹配值至少为所述补偿电感值和所述第一电容的电容值的整体匹配值；所述第二匹配值呈容性，且至少根据所述补偿电感值的不同而不同。其中，所述第一电感的所述第一匹配值与所述第一电容模块的所述第二匹配值用于对所述射频电源与负载进行阻抗匹配。

3、在一种可能的实施方式中，所述补偿电感为螺旋线圈式的长度可调电感，所述补偿电感包括多匝线圈，所述补偿电感值与所述补偿电感的长度、线圈半径以及线圈数量相关，且所述补偿电感的长度大于等于所述线圈半径的0.8倍。

4、在一种可能的实施方式中，在所述补偿电感的长度增大时，所述补偿电感值减小，以使得所述第二匹配值减小；在所述补偿电感的长度减小时，所述补偿电感值增大，以使得所述第二匹配值增大。

5、在一种可能的实施方式中，在所述补偿电感的长度减小至所述线圈半径的0.8倍时，所述补偿电感值最大。

6、在一种可能的实施方式中，所述阻抗匹配器还包括第一调节模块，所述第一调节模块与所述补偿电感连接，所述第一调节模块用于调节所述补偿电感的长度，以调节所述补偿电感的补偿电感值。

7、在一种可能的实施方式中，所述第一电感连接于所述射频电源与所述负载之间，所述第一电容的一端连接于所述第一电感和所述射频电源之间的连接点，所述第一电容的另一端接地。所述补偿电感的第一端通过刚性连接线与所述第一电容的一端或另一端连接，所述补偿电感的第二端通过柔性连接线接地，所述第一调节模块与所述补偿电感的第二端连接，所述第一调节模块通过调节所述补偿电感的第二端的位置，而调节所述补偿电感的第二端到第一端的距离，进而调节所述补偿电感的长度。

8、在一种可能的实施方式中，所述第一电容为电容值可调电容，以使得所述第二匹配值还根据所述第一电容的电容值的不同而不同。

9、在一种可能的实施方式中，所述第一电容包括两个极板，所述第一电容的电容值根据所述第一电容的两个极板之间的距离的变化而变化，所述阻抗匹配器还包括第二调节模块，所述第二调节模块与所述第一电容连接，所述第二调节模块用于调节所述第一电容的两个极板之间的距离，以调节所述第一电容的电容值；和/或所述第一电容模块包括第一开关，所述第一开关与所述第一电容并联连接，所述第一开关以第一导通占空比交替导通或断开，以使得所述第一电容的电容值还根据所述第一导通占空比的变化而变化。

10、在一种可能的实施方式中，所述第一电容模块还包括第二开关，所述第二开关连接于所述第一电感和所述射频电源之间的连接点与所述第一电容的一端之间；其中，所述第二开关以第二导通占空比交替导通或断开，以使得所述第二匹配值还根据所述第二导通占空比的不同而不同，所述第二匹配值为所述补偿电感值和所述第一电容的电容值的整体匹配值在所述第二导通占空比的作用下的整体匹配值。

11、第二方面，还提供一种射频电源系统，所述射频电源系统包括射频电源以及阻抗匹配器。所述阻抗匹配器包括第一电感和第一电容模块。所述第一电感和所述第一电容模块均用于与射频电源的输出路径连接，且所述第一电感和所述第一电容模块分别具有第一匹配值和第二匹配值。其中，所述第一电容模块至少包括第一电容和补偿电感，所述第一电容与所述射频电源的输出路径连接，所述补偿电感与所述第一电容连接，所述补偿电感为长度可调电感，所述补偿电感通过调节自身长度以使得所述补偿电感具有可调节的补偿电感值，所述第二匹配值至少为所述补偿电感值和所述第一电容的电容值的整体匹配值；所述第二匹配值呈容性，且至少根据所述补偿电感值的不同而不同。其中，所述第一电感的所述第一匹配值与所述第一电容模块的所述第二匹配值用于对所述射频电源与负载进行阻抗匹配。

12、本申请的阻抗匹配器及射频电源系统，通过设置与第一电容连接的补偿电感，并配置补偿电感为长度可调电感，通过调节自身长度而具有可调节的补偿电感值，能够快速对包括第一电容的第一电容模块的第二匹配值进行改变，从而快速实现阻抗匹配。

技术特征：

1.一种阻抗匹配器，其特征在于，包括：第一电感和第一电容模块；所述第一电感和所述第一电容模块均用于与射频电源的输出路径连接，且所述第一电感和所述第一电容模块分别具有第一匹配值和第二匹配值；

2.根据权利要求1所述的阻抗匹配器，其特征在于，所述补偿电感为螺旋线圈式的长度可调电感，所述补偿电感包括多匝线圈，所述补偿电感值与所述补偿电感的长度、线圈半径以及线圈数量相关，且所述补偿电感的长度大于等于所述线圈半径的0.8倍。

3.根据权利要求2所述的阻抗匹配器，其特征在于，在所述补偿电感的长度增大时，所述补偿电感值减小，以使得所述第二匹配值减小；在所述补偿电感的长度减小时，所述补偿电感值增大，以使得所述第二匹配值增大。

4.根据权利要求3所述的阻抗匹配器，其特征在于，在所述补偿电感的长度减小至所述线圈半径的0.8倍时，所述补偿电感值最大。

5.根据权利要求1所述的阻抗匹配器，其特征在于，所述阻抗匹配器还包括第一调节模块，所述第一调节模块与所述补偿电感连接，所述第一调节模块用于调节所述补偿电感的长度，以调节所述补偿电感的补偿电感值。

6.根据权利要求5所述的阻抗匹配器，其特征在于，所述第一电感连接于所述射频电源与所述负载之间，所述第一电容的一端连接于所述第一电感和所述射频电源之间的连接点，所述第一电容的另一端接地；

7. 根据权利要求5所述的阻抗匹配器，其特征在于，所述第一电容为电容值可调电容，以使得所述第二匹配值还根据所述第一电容的电容值的不同而不同。

8.根据权利要求7所述的阻抗匹配器，其特征在于，所述第一电容包括两个极板，所述第一电容的电容值根据所述第一电容的两个极板之间的距离的变化而变化，所述阻抗匹配器还包括第二调节模块，所述第二调节模块与所述第一电容连接，所述第二调节模块用于调节所述第一电容的两个极板之间的距离，以调节所述第一电容的电容值；和/或

9.根据权利要求8所述的阻抗匹配器，其特征在于，所述第一电容模块还包括第二开关，所述第二开关连接于所述第一电感和所述射频电源之间的连接点与所述第一电容的一端之间；其中，所述第二开关以第二导通占空比交替导通或断开，以使得所述第二匹配值还根据所述第二导通占空比的不同而不同，所述第二匹配值为所述补偿电感值和所述第一电容的电容值的整体匹配值在所述第二导通占空比的作用下的整体匹配值。

10.一种射频电源系统，其特征在于，包括射频电源以及如权利要求1-9任一项所述的阻抗匹配器。

技术总结本申请提供一种阻抗匹配器及射频电源系统，阻抗匹配器包括第一电感和第一电容模块；第一电感和第一电容模块均用于与射频电源的输出路径连接，且第一电感和第一电容模块分别具有第一匹配值和第二匹配值；第一电容模块至少包括第一电容和补偿电感，第一电容与射频电源的输出路径连接，补偿电感与第一电容连接，补偿电感为长度可调电感，补偿电感通过调节自身长度以使得补偿电感具有可调节的补偿电感值，第二匹配值至少为补偿电感值和第一电容的电容值的整体匹配值；第二匹配值呈容性，且至少根据补偿电感值的不同而不同；其中，第一电感的第一匹配值与第一电容模块的第二匹配值用于对射频电源与负载进行阻抗匹配。本申请可快速实现阻抗匹配。技术研发人员：王树晓,林炯康,陈亚梯受保护的技术使用者：深圳市瀚强科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6