用于產生高頻功率的方法和具有用于給負載供送功率的功率轉換器的功率供送系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于通過由數(shù)模轉換器（DAC)產生模擬信號并且在放大器路徑中放 大所述模擬信號而產生能夠供送到負載的高頻功率的方法。
[0002] 本發(fā)明還涉及具有功率轉換器的功率供送系統(tǒng)，所述功率轉換器能夠連接到負載 以給負載供送功率，其中，功率轉換器提供第一放大器路徑。
[0003] 本發(fā)明也涉及具有產生高頻信號的功率轉換器的功率供送系統(tǒng)，所述功率轉換器 能夠連接到負載，以給等離子體或氣體激光器處理供送功率，其中，功率轉換器提供至少一 個第一放大器路徑，其中，通過數(shù)模轉換器（DAC)由數(shù)字信號產生的模擬信號供送到所述 至少一個放大器路徑。
【背景技術】
[0004] 功率供送系統(tǒng)、尤其產生頻率>lMHz的功率的系統(tǒng)例如用于等離子體涂覆設備中 的激光激發(fā)、或也用于感應施加。在這種功率供送系統(tǒng)中，經常使用多個放大器，從所述多 個放大器產生功率供送系統(tǒng)的總功率。由各個放大器產生的功率信號經常不是相位同步 的。功率信號也能夠提供不同幅度。
[0005] 各個放大器的輸出功率（即，功率信號）經常必須例如借助于組合器組合以形成 總功率、或直接組合到負載，例如，等離子體電極或氣體激光器電極。為了組合輸出功率，輸 出功率的固定相位關系經常是必須的。而且，放大器的輸出功率應該就其幅度而言與彼此 匹配。
[0006] 而且，例如，如果電弧在等離子體腔室中發(fā)生，則所需功率的突變會在功率供送系 統(tǒng)中發(fā)生，并且所供送的功率必須以對應的突急方式減小。
[0007]這種系統(tǒng)難以調整負載中的功率及尤其電離等級也是問題。

【發(fā)明內容】

[0008] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于產生能夠供送到等離子體處理或氣體激光 器處理的功率的功率供送系統(tǒng)和方法，在所述功率供送系統(tǒng)和方法中，功率轉換器的功率 能夠快速且可靠地調整。而且，本發(fā)明的目的在于提供一種方法和功率供送系統(tǒng)，負載中的 功率、尤其等離子體的電離等級能夠通過所述方法和功率供送系統(tǒng)調整。
[0009] 該目的根據(jù)本發(fā)明通過一種功率供送系統(tǒng)來實現(xiàn)，所述功率供送系統(tǒng)具有高頻產 生功率轉換器，所述高頻產生功率轉換器能夠連接到負載以給等離子體或氣體激光器處理 供送功率，其中，功率轉換器提供至少一個第一放大器路徑，其中，通過DAC由數(shù)字信號產 生的模擬信號供送到所述至少一個放大器路徑。邏輯電路單元在DAC的上游連接以產生供 送到DAC的數(shù)字信號，其中，邏輯電路單元提供：
[0010] -信號數(shù)據(jù)存儲器，信號數(shù)據(jù)值存儲在所述信號數(shù)據(jù)存儲器中，以產生模擬信號形 式，
[0011] -幅度數(shù)據(jù)存儲器，幅度數(shù)據(jù)值存儲在所述幅度數(shù)據(jù)存儲器中，以影響模擬信號的 幅度，
[0012] _倍增器，其用于將信號數(shù)據(jù)值乘以幅度數(shù)據(jù)值。
[0013] 因此，數(shù)字信號能夠以簡單的方式產生，數(shù)字信號具有與將在DAC中產生的模擬 信號的信號形式和幅度有關的信息。尤其地，數(shù)值序列能夠通過下述產生：借助于計數(shù)器讀 出存儲在信號數(shù)據(jù)存儲器中的信號數(shù)據(jù)值序列；向倍增器供送該信號數(shù)據(jù)值序列；并且在 該倍增器中使信號數(shù)據(jù)值序列乘以從幅度數(shù)據(jù)存儲器讀出的幅度數(shù)據(jù)值。這在以下情況下 是尤其有利的：多個模擬信號并行產生，所述多個模擬信號然后由組合器組合，使得待組合 信號能夠與彼此尤其容易且快速地匹配。由以這個方式產生的模擬信號控制的放大器路徑 尤其適于多個放大器路徑的并行操作。以這個方式產生的功率能夠在放大器路徑的輸出處 被容易地組合。因此，獲得功率轉換器的能夠非?？焖偾覝蚀_匹配的總功率。在這種情況 下，負載可以是等離子體處理或氣體激光器處理。
[0014] 能夠設置數(shù)字邏輯電路，其連接到一個或多個邏輯電路單元。待被乘的數(shù)據(jù)值能 夠由邏輯電路單元選定。
[0015] 數(shù)字邏輯電路和一個或多個邏輯電路單元能夠集成在邏輯模塊中。這提供高程度 集成。需要使用極少的組件，這節(jié)省空間且符合成本效益。
[0016] 通過本發(fā)明，能夠校準各個放大器路徑的公差，所述公差在組件和/或制造中再 現(xiàn)性的有限準確性中發(fā)生。這允許功率被容易地組合。這也允許在生產中節(jié)約成本，因為 單元并非都需要單獨校準。速度優(yōu)點被實現(xiàn)，因為這些校準數(shù)據(jù)能夠存儲在存儲器中，并且 當設定新功率值時通過FPGA并行（即，同時地）在所有放大器路徑上使用。
[0017] 而且，多個相互獨立的功率轉換器或功率產生系統(tǒng)能夠以這個方式在相位和/或 幅度方面與彼此同步。
[0018] 實施該概念的前提是能夠通過改變供送到一個放大器路徑的信號的幅度來控制 的放大器布局技術結構。準確而言，為了該目的，功率轉換器以不同操作模式、尤其以不同 操作類型操作。因此，對于低功率，例如，低于200W的功率，功率轉換器保持在直線操作模 式、尤其操作類型AB。然而，對于高功率，尤其對于大于800W的功率，功率轉換器保持在由 轉換過程確定的模式，特別保持在操作類型E或F，尤其是優(yōu)選操作類型"反F(Finvers) "。
[0019] 本發(fā)明還涉及用于產生能夠供送到負載的高頻功率的方法，在所述方法中，通過 DAC由數(shù)字信號產生的模擬信號被供送到至少一個放大器路徑且在放大器路徑中放大以形 成高頻功率信號，其中，數(shù)字信號通過使存儲在信號數(shù)據(jù)存儲器中的信號數(shù)據(jù)值乘以存儲 在幅度數(shù)據(jù)存儲器中的幅度數(shù)據(jù)值而產生。模擬信號能夠是模擬電壓。
[0020] 因此，實現(xiàn)了功率供送系統(tǒng)的上述優(yōu)點。
[0021] 優(yōu)選地，數(shù)值序列被供送到DAC的數(shù)字信號輸入部，DAC由所述數(shù)值序列產生模擬 信號。以這個方式，模擬信號能夠尤其快速且準確地產生。
[0022] 高頻功率信號的幅度，即，每個放大器路徑的輸出信號的幅度，能夠由供送到相應 的放大器路徑的模擬信號的可特定的幅度來影響。
[0023] 模擬信號能夠直接供送到放大器路徑，并且模擬信號的幅度的變化能夠直接導致 放大器路徑的高頻功率信號的幅度的變化。就硬件而言的復雜性尤其以這個方式降低。而 且，這避免了模擬信號的幅度信息的損失，所損失的幅度信息必須回顧性地再次產生。
[0024] 本發(fā)明還涉及用于補償在各個放大器路徑中產生的高頻功率信號的幅度和相位 的公差的方法，其中，相應地由DAC產生的信號由高級別（Ubergeordneten)數(shù)字存儲器控 制單元分別調整幅度和相位，所述信號供送到每個放大器路徑。這實現(xiàn)尤其良好的匹配和 校準。
[0025] 每個放大器路徑的每個高頻功率信號的幅度能夠被由DAC產生的模擬信號的幅 度影響。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明，能夠進一步設置的是，在將產生第一輸出功率的情況下，第一信號供 送到第一放大器路徑；在將產生第二輸出功率的情況下，第二信號供送到第一放大器路徑； 在將產生第一輸出功率的情況下，第三信號供送到第二放大器路徑；在將產生第二輸出功 率的情況下，第四信號供送到第二放大器路徑；并且第一、第二、第三和第四信號的幅度存 儲在存儲器中。
[0027] 而且，根據(jù)本發(fā)明的目的由用于通過由DAC產生模擬信號且在放大器路徑中放大 所述模擬信號而產生能夠供送到負載的高頻功率的方法來實現(xiàn)，其中，模擬信號的幅度被 調制。尤其地，等離子體處理或氣體激光器處理作為負載考慮。通過模擬信號的幅度調制， 傳遞到負載的功率能夠被控制，并且例如，等離子體負載中的等離子體的電離等級能夠以 尤其簡單的方式被調整且調節(jié)。等離子體負載能夠是用于刻蝕或涂覆的加工等離子體、或 也能夠是用于激發(fā)氣體激光器的等離子體。
[0028] 模擬信號的幅度能夠通過向DAC的數(shù)字信號輸入部供送數(shù)值序列而被調制，DAC 由所述數(shù)值序列產生模擬信號。以這個方式，模擬信號能夠尤其快速且準確地產生。
[0029] 數(shù)值序列能夠通過使存儲在信號數(shù)據(jù)存儲器中的信號數(shù)據(jù)值乘以存儲在幅度數(shù) 據(jù)存儲器中的