射頻阻抗自動(dòng)匹配方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、功率射頻源在真空鍍膜、半導(dǎo)體刻蝕和感應(yīng)加熱等離子體等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。工業(yè)上常用的射頻源頻率為13.56MHz，內(nèi)阻RS為50Ω。通常負(fù)載阻抗不等于射頻源內(nèi)阻，若將射頻源和負(fù)載直接相連時(shí)，會(huì)存在不同程度的失配。阻抗失配將導(dǎo)致傳輸線上存在功率反射，能量不能全部被負(fù)載所接收，降低傳輸效率。若失配程度較深，則會(huì)引起加工過程的失敗。因此在射頻源（或傳輸線末端）與負(fù)載之間需要設(shè)置匹配網(wǎng)絡(luò)。負(fù)載阻抗隨工作時(shí)間和周圍環(huán)境等因素的變化而在一定范圍內(nèi)變

2、化，只有實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載阻抗的變化并調(diào)整匹配網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，才能得到最大傳輸效率，因此阻抗自動(dòng)匹配器的研究就顯得至關(guān)重要。
　　此文根據(jù)加工過程中負(fù)載變化特點(diǎn)，利用阻抗在Smith圓圖上的變化規(guī)律，設(shè)計(jì)Γ型匹配網(wǎng)絡(luò)，匹配網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)微調(diào)電感和兩個(gè)真空可調(diào)電容組成。由負(fù)載變化范圍和工作條件確定匹配網(wǎng)絡(luò)中的元件參數(shù)，設(shè)計(jì)并制作符合要求的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。
　　由于射頻源的最大工作電壓峰值為200V，最大工作電流峰值為4A，因此利用性能優(yōu)于傳統(tǒng)

3、電流互感器的羅氏線圈實(shí)時(shí)檢測(cè)傳輸線上的電流信號(hào)，并根據(jù)電路設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)1:10的變比，采樣元件分別選用滿足自積分條件的電阻與電容。利用電容分壓器實(shí)時(shí)檢測(cè)傳輸線上的電壓信號(hào)并實(shí)現(xiàn)1:340的變比，將檢測(cè)到的電壓和電流輸入AD8302幅相變換電路得到信號(hào)幅度比和相位差，輸入STM32，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，計(jì)算出任意時(shí)刻的阻抗，根據(jù)Smith圓圖的阻抗和導(dǎo)納的變化特點(diǎn)，采用PID算法控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角，由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)可調(diào)電容的變化，由此形成全新的閉