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公開番号2020099196
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200625
出願番号2020019766
出願日20200207
発明の名称圧電トランスの駆動回路および圧電トランスを駆動するための方法
出願人ティーディーケイ・エレクトロニクス・アクチェンゲゼルシャフト,TDK ELECTRONICS AG
代理人特許業務法人ナガトアンドパートナーズ
主分類H02M 3/24 20060101AFI20200529BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】駆動周波数が、圧電トランスの共振周波数と反共振周波数との間にあるように調整される圧電トランスの駆動回路および圧電トランスを駆動するための方法を提供する。
【解決手段】プラズマ発生器1において、駆動回路2は、スイッチ7、インダクタンス8および制御ユニット16を備える。駆動回路2は、周期の長さが駆動周波数によって設定され、周期的に変化する電圧を、圧電トランス3に印加する。制御ユニット16は、印加された電圧の駆動周波数を、インダクタンス8を通って流れる電流の平均的電流値に依存して調整する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
1つの駆動回路(2)であって、
前記駆動回路は、その周期の長さが1つの駆動周波数によって設定される、周期的に変化する電圧を1つの圧電トランス(3)に印加するように構成されており、
前記駆動回路(2)は、1つのインダクタンス(8)および1つの制御ユニット(16)を備え、
前記制御ユニット(16)は、印加された前記電圧の前記駆動周波数を、前記インダクタンス(8)を通って流れる電流の平均的電流値に依存して調整するように構成され、
前記制御ユニット(16)は、前記平均的電流値が1つの第1の所定の境界値を越えた場合に、前記駆動周波数を高くするように構成されており、
前記制御ユニット(16)は、前記平均的電流値が1つの第2の所定の境界値を下回った場合に、前記駆動周波数を低くするように構成されている、
ことを特徴とする駆動回路。
続きを表示(約 2,500 文字)【請求項2】
請求項1に記載の駆動回路において、
前記駆動周波数が、前記圧電トランス(3)の共振周波数と反共振周波数との間にあるように調整されることを特徴とする駆動回路。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の駆動回路において、
印加された前記電圧は、正弦波の半波形状または全波形状の変化を有することを特徴とする駆動回路。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の駆動回路において、
前記駆動回路(2)は、前記インダクタンス(8)を通る前記平均的電流値の測定用の1つの測定ユニット(18)を備え、
前記測定ユニット(18)は、前記インダクタンス(8)と直列に接続されており、
前記測定ユニット(18)は、1つのシャント抵抗、1つのホールセンサ、または1つの電流トランスを備える、
ことを特徴とする駆動回路。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の駆動回路において、
前記制御ユニット(16)は、1つのマイクロコントローラ(17)または1つの電圧制御発振器(20)を備えることを特徴とする駆動回路。
【請求項6】
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の駆動回路において、
前記駆動回路(2)は、1つのスイッチ(7)を備え、
前記制御ユニット(16)は、前記スイッチ(7)を周期的に駆動し、この際前記駆動周波数が前記スイッチ(7)の駆動の周期の長さによって設定されるように構成されている、
ことを特徴とする駆動回路。
【請求項7】
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の駆動回路において、
前記駆動回路は1つのE級増幅器(6)を備え、
前記E級増幅器は、1つのスイッチ(7)および1つのインダクタンス(8)を備える、
ことを特徴とする駆動回路。
【請求項8】
プラズマ発生器(1)であって、
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の駆動回路(2)および1つの圧電トランス(3)を備え、
前記圧電トランスは、2つの外部電極(4,5)を備え、
前記駆動回路(2)は、前記圧電トランス(3)の2つの前記外部電極(4,5)の間に電圧が印加されるように構成されている、
ことを特徴とするプラズマ発生器。
【請求項9】
圧電トランス(3)を駆動するための方法であって、
前記圧電トランス(3)は1つの駆動回路(2)と接続されており、
前記駆動回路は前記圧電トランス(3)に電圧を印加するように構成されており、そして前記駆動回路は1つのインダクタンス(8)を備え、
前記方法は、以下のステップ、
周期的変化を有する電圧を前記圧電トランス(3)に印加するステップであって、当該周期の長さが1つの駆動周波数によって設定されているステップと、
前記インダクタンス(8)を通って流れる平均的電流値を測定するステップと、
前記駆動周波数を測定された前記平均的電流値に依存して制御するステップと、
を備え、
前記駆動周波数の制御のステップで、前記平均的電流値が1つの第1の所定の境界値を越える場合は前記駆動周波数が高くされ、
前記駆動周波数の制御のステップで、前記平均的電流値が1つの第2の所定の境界値を下回る場合は前記駆動周波数が低くされる、
ことを特徴とする方法。
【請求項10】
請求項9に記載の方法において、
前記周期的変化を有する電圧を前記圧電トランス(3)に印加するステップにおいて、
先ず前記圧電トランス(3)の反共振周波数より下の1つの駆動周波数を有する電圧が前
記圧電トランス(3)に印加され、
前記駆動周波数は、前記インダクタンス(8)を流れる電流の平均的電流値が、1つの
所定の境界値を越えるまで、ステップ状に低下される、
ことを特徴とする方法。
【請求項11】
1つの駆動回路(2)であって、
前記駆動回路は、その周期の長さが1つの駆動周波数によって設定される、周期的に変化する電圧を1つの圧電トランス(3)に印加するように構成されており、
前記駆動回路(2)は、1つのインダクタンス(8)および1つの制御ユニット(16)を備え、
前記制御ユニット(16)は、印加された前記電圧の前記駆動周波数を、前記インダクタンス(8)を通って流れる電流の平均的電流値に依存して調整するように構成され、
前記制御ユニット(16)は、前記平均的電流値が1つの所定の目標値を越えた場合に、前記駆動周波数を高くするように構成されており、
前記平均的電流値が前記所定の目標値を下回った場合に、前記駆動周波数を低くするように構成されている、
ことを特徴とする駆動回路。
【請求項12】
圧電トランス(3)を駆動するための方法であって、
前記圧電トランス(3)は1つの駆動回路(2)と接続されており、
前記駆動回路は前記圧電トランス(3)に電圧を印加するように構成されており、そして前記駆動回路は1つのインダクタンス(8)を備え、
前記方法は、以下のステップ、
周期的変化を有する電圧を前記圧電トランス(3)に印加するステップであって、当該周期の長さが1つの駆動周波数によって設定されているステップと、
前記インダクタンス(8)を通って流れる平均的電流値を測定するステップと、
前記駆動周波数を測定された前記平均的電流値に依存して制御するステップと、
を備え、
前記駆動周波数の制御のステップで、前記平均的電流値が1つの所定の目標値を越える場合は前記駆動周波数が高くされ、
前記駆動周波数の制御のステップで、前記平均的電流値が前記所定の目標値を下回る場合は前記駆動周波数が低くされる、
ことを特徴とする方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、圧電トランスの駆動回路および圧電トランスを駆動するための方法に関する。
続きを表示(約 9,800 文字)【背景技術】
【0002】
この駆動回路の役割は、1つの圧電トランスを、その周波数に関して、信頼性良くプラズマを点火できるように駆動あるいは制御することである。プラズマ点火を可能とするためには、この圧電トランスは、少なくともその共振周波数の近傍にある周波数を用いて駆動されなければならない。これはこの共振周波数が多数のパラメータ、たとえばこの圧電トランスによって生成されるプラズマのパワー、製造バラつき、使用されるプロセスガス、および環境温度、に依存しているので、上記の駆動回路は、この周波数を常に調整することができるフィードバックを必要としている。
【0003】
特許文献1は、1つの圧電トランス用の駆動回路を記載している。 この駆動回路では、圧電トランスの出力電圧あるいは出力電流が、このフィードバック用の信号として使用される。しかしながらこの圧電トランスが1つのプラズマ発生器に使用されることになると、出力電圧または出力電流のような出力側の信号をこのフィードバック用に用いることはできなくなる。これはこの圧電トランスの出力側でプラズマが点火されなければならないからである。
【0004】
特許文献2および特許文献3には、それぞれ圧電トランスの入力側でフィードバック信号を取得する駆動回路が開示されている。これらの特許文献は、入力電圧と入力電流との間の位相差をフィードバック信号として使用し、これに基づいて駆動周波数が調整される。この位相の測定は、少なからず技術的な手間を伴うものであり、したがってコストのかかる測定回路を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
米国特許出願公開第5923542A号明細書
米国特許第8710761B2号明細書
独国特許出願公開第102013103159A1号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって本発明の課題は、1つの圧電トランスの駆動のための、1つの改善された駆動回路ならびに1つの方法を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
これらの課題は、本願請求項1に記載の駆動回路、ならびに第2の独立請求項に記載の圧電トランスを駆動するための方法によって解決される。
【0008】
本発明は1つの駆動回路を提示し、この駆動回路は、その周期の長さが1つの駆動周波数によって設定される、周期的に変化する電圧を1つの圧電トランスに印加するように構成されており、ここでこの駆動回路は、1つのインダクタンスおよび1つの制御ユニットを備え、この制御ユニットは、印加されたこの電圧の上記の駆動周波数を、このインダクタンスを通って流れる電流の平均的電流値に依存して調整するように構成されている。
【0009】
これに応じて、このインダクタンスに流れる電流の平均的電流値が上記のフィードバック信号のパラメータとして使用されることになると、これに基づいて上記の駆動回路は、圧電トランスが駆動される上記の駆動周波数を調整する。この平均的電流値の使用は、多くの利点を備える。一方では、この平均的電流は、少ない数のデバイスを用いてモニタすることができる。このデバイスはたとえば1つのシャント抵抗、1つの電流トランス、またはこの平均的電流の測定用の1つのホールセンサであってよい。これに対応して、上記の駆動回路は、極めて少ない数のデバイスを備える。この少ない数のデバイスによって、この駆動回路に必要なスペースが低減される。これに対応して、この駆動回路は、具体的にはスペースに制限のあるアプリケーション、たとえば手持工具に使用可能なプラズマ発生器用に適している。
【0010】
上記の圧電トランスは、ローゼン型トランスであってよい。上記の圧電トランスは、非熱大気圧プラズマの生成に適したものとすることができる。
【0011】
上記の制御ユニットは、上記の駆動周波数を設定し、そして調整するように構成されており、この駆動周波数で上記の駆動回路が1つの周期的電圧信号を上記の圧電トランスに印加するように構成されていてよい。たとえばこの制御ユニットは、1つのスイッチを1つの周波数で駆動し、ここでこのスイッチが駆動される周波数は上記の駆動周波数を設定する。
【0012】
上記の駆動回路は、1つのE級増幅器を備えてよく、このE級増幅器は上記のインダクタンスを備える。さらに加えてこのE級増幅器は、たとえば上記のスイッチのようなさらなるデバイス(複数)を備える。
【0013】
E級増幅器は、1つのスイッチング段が1つの発振回路で動作する増幅器であり、その電圧が1つのローパスフィルタを介して負荷に与えられる。このスイッチング段は、上記の発振回路が毎回ゼロクロスに達した場合に閉となる。この発振回路は、LC発振回路であってよく、このLC発振回路は、1つのインダクタンス素子および1つのキャパシタンス素子を備える。本発明での駆動回路においては、このE級増幅器は、1つのインダクタンスを備えてよく、このインダクタンスは上記の発振回路のインダクタンス素子を形成している。上記の発振回路のキャパシタンス素子は、上記の圧電トランスのキャパシタンスによって形成されており、この圧電トランスに上記のE級増幅器が回路接続されている。上述のスイッチング段は、このE級増幅器のスイッチであってよい。
【0014】
上記の駆動周波数は、この周波数が上記の圧電トランスの共振周波数と反共振周波数との間にあるように、調整されてよい。このようにして上記のスイッチの駆動回路は、常に上記の圧電トランスに電圧が全く印加されていない場合に、上記のスイッチを動作させることを可能とすることができる。これはゼロ電圧スイッチングと呼ばれている。ゼロ電圧スイッチングによって損失を低減することができる。
【0015】
上記の圧電トランスの共振周波数および反共振周波数は、実際にこの圧電トランスによって生成されるプラズマパワーに依存する。このため上記の駆動周波数は定常的に、この周波数が常に上記の共振周波数と上記の反共振周波数との間にあるように調整されてよい。この際このトランスの動作用に、上記の反共振周波数よりも上記の共振周波数に近い駆動周波数が設定されてよい。上記のトランスのスイッチオン直後に、このトランスはまず上記の反共振周波数よりも上記の共振周波数に近い駆動周波数を用いて駆動されてよい。具体的には、このトランスによって生成されるプラズマのパワーは、このトランスが駆動される周波数が上記の共振周波数に向かって低下する場合に、上昇する。特定のアプリケーションにおいては、たとえば小さなプラズマパワーに調整するために、上記の共振周波数への距離が上記の反共振周波数への距離より大きい駆動周波数に設定されてもよい。
【0016】
上記の制御ユニットは、上記の平均的電流値が1つの第1の所定の境界値を越えた場合に、上記の駆動周波数を高くするように構成されていてよく、ここでこの制御ユニットは、上記の平均的電流値が1つの第2の所定の境界値を下回った場合に、この駆動周波数を低くするように構成されている。このようにして上記の平均的電流値が常にこの第1の境界値とこの第2の境界値との間に維持されることを確実にすることができる。以上により上記の駆動回路によって駆動される圧電トランスが安定した動作となる。
【0017】
代替として上記の制御ユニットは、上記の平均的電流値が1つの所定の目標値を越えた場合に、上記の駆動周波数を高くするように構成されており、そして上記の平均的電流値がこの所定の目標値を下回った場合に、この駆動周波数を低くするように構成されていてよい。これに応じて上記の駆動回路は定常的に、上記の平均的電流値をこの所定の目標値に合わせるように調整しようとする。これは上記の圧電トランスの安定した動作ももたらす。
【0018】
印加された上記の電圧は、正弦波の半波形状または全波形状の変化を有してよい。この正弦波形状の変化は、たとえば2つのE級増幅器が互いに反対方向にスイッチングされる1つの駆動回路によって実現することができる。
【0019】
さらに上記の駆動回路は、上記のインダクタンスを通る上記の平均的電流の測定用の1つの測定ユニットを備えてよく、この測定ユニットは、このインダクタンスと直列に接続されている。この測定ユニットは、たとえば1つのシャント抵抗、1つのホールセンサ、または1つの電流トランスを備えてよい。以上により簡単なデバイスを用いて、上記の平均的電流の測定を行うことができ、こうしてこの回路の実現のために必要なデバイスは全体として少なくなる。以上によりこの駆動回路用の必要スペースが低減され、そして手持工具における使用が可能となる。
【0020】
上記の平均的電流値の測定ユニットは、上記の周期的信号の周期の長さよりも大幅に長い期間における電流値を測定することになる。たとえばこの測定ユニットは、上記の圧電トランスに印加される周期的信号の周期の長さより少なくとも10倍長い周期的な期間で、上記の平均的電流値を測定することになる。
【0021】
以上により、ある程度の測定時間に渡って電流値を積算し、そしてこれにより上記の平均的電流値を決定することが可能となる。この平均的電流値を測定する毎に、続いて、必要なようであれば、上記の駆動周波数が調整されてよい。
【0022】
上記の制御ユニットは、1つのマイクロコントローラまたは1つの電圧制御発振器を備えてよい。これらは両方とも、スイッチが駆動される周波数の調整を可能とする。
【0023】
上記の駆動回路は、1つのスイッチを備えてよく、ここで上記の制御ユニットは、このスイッチを周期的に駆動し、この際上記の駆動周波数がこのスイッチの駆動の周期の長さによって設定されるように構成されている。ここで周期の長さは、このスイッチの2回のスイッチオン発生の間に経過する時間を意味している。このスイッチの駆動は、このスイッチの開または閉であってよい。このスイッチは1つのスイッチングトランジスタ、具体的には1つのMOSFETであってよい。
【0024】
本発明のもう1つの態様は、1つのプラズマ発生器に関し、このプラズマ発生器は、上述の駆動回路および1つの圧電トランスを備える。この圧電トランスは、2つの外部電極を備え、ここで上記の駆動回路は、この圧電トランスのこれらの外部電極の間に上記の電圧が印加されるように構成されている。このプラズマ発生器は、非熱大気圧プラズマの生成用に設計されている。
【0025】
本発明のもう1つの態様は、圧電トランスを駆動するための方法に関し、ここでこの圧電トランスは1つの駆動回路と接続されており、この駆動回路はこの圧電トランスに電圧を印加するように構成されており、そしてこの駆動回路は1つのインダクタンスを備える。この駆動回路は、具体的には上述の駆動回路であってよい。これに応じて、上記の駆動回路に関連して開示されたいかなる機能的または構造的特徴も本方法に当てはまるものである。
【0026】
本方法は、以下のステップを備える。
−周期的変化を有する電圧を上記の圧電トランスに印加するステップ。この周期の長さは1つの駆動周波数によって設定されている。
−上記のインダクタンスを通って流れる平均的電流値を測定するステップ。
−上記の駆動周波数をこの測定された平均的電流値に依存して制御するステップ。
【0027】
上記のインダクタンスを通る平均的電流値は、上記の圧電トランスへの入力電流の電流値に直接依存するので、この値によってこの圧電トランスによって生成されるプラズマパワーを直接推定することができる。既に上述したように、さらにこの方法は、より少ない数のデバイスを有する1つの駆動回路を使用することを可能とし、こうしてこの方法は特に手持工具に適している。
【0028】
上記の周期的な電圧を印加するステップにおいては、先ず上記の圧電トランスの反共振周波数より下の1つの駆動周波数を有する電圧が上記の圧電トランスに印加され、ここでこの駆動周波数はステップ状に低下される。上記のインダクタンスを流れる電流の平均的電流値が、1つの所定の境界値を越えると、このステップ状の駆動周波数の低下のステップは終了となる。これに対応して、上記の反共振周波数より下側の、ただしこの反共振周波数に近い駆動周波数で開始され、これは最初この圧電トランスの高いインピーダンスに対応している。次にこの駆動周波数は、所望のプラズマパワーに設定されるまで、ステップ状に低下され、これに伴ってこのインピーダンスも低下される。続いて微調整が必要である。
【0029】
このため、上記の駆動周波数の制御のステップで、上記の平均的電流値が1つの第1の所定の境界値を越える場合はこの駆動周波数が高くされ、そして上記の平均的電流値が1つの第2の所定の境界値を下回る場合はこの駆動周波数が低くされる。
【0030】
代替として、上記の駆動周波数の制御のステップで、上記の平均的電流値が1つの第1の所定の目標値を越える場合は、この駆動周波数が高くされ、そして上記の平均的電流値がこの所定の目標値を下回る場合はこの駆動周波数が低くされる。
【0031】
以下では、添付した図を参照して、本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0032】
1つの駆動回路および1つの圧電トランスを備える1つのプラズマ発生器の概略回路図を示す。
異なるプラズマパワーに対する、この圧電トランスのインピーダンスの変化を示す。
1つのスイッチに印加される電圧、1つのインダクタンスを通って流れる電流値、および上記の圧電トランスに印加される電圧、の変化を1つの周波数に対して、したがって上記の平均的電流値の1つの値に対して示す。
1つのスイッチに印加される電圧、1つのインダクタンスを通って流れる電流値、および上記の圧電トランスに印加される電圧、の変化を図3と異なる周波数に対して、したがって図3と異なる平均的電流値の値に対して示す。
1つの第1の実施形態例による1つの駆動回路を有する1つのプラズマ発生器を示す。
1つの第2の実施形態例による1つの駆動回路を有する1つのプラズマ発生器を示す。
1つの第3の実施形態例による1つの駆動回路を有する1つのプラズマ発生器を示す。
【0033】
図1は、1つの駆動回路および1つの圧電トランスを備える1つのプラズマ発生器の概略回路図を示す。このプラズマ発生器1は、1つの駆動回路2および1つの圧電トランス3を備える。この駆動回路2は、1つの圧電トランス3に回路接続されており、そしてこの圧電トランスに電圧を印加することを可能とする。
【0034】
この圧電トランス3は、たとえば1つのローゼン型トランスである。この圧電トランス3は、非熱大気圧プラズマの生成用に適している。この圧電トランス3は、1つの入力領域4および1つの出力領域5を備える。この圧電トランス3は、1つの第1の外部電極4および1つの第2の外部電極5を備え、これらはそれぞれ上記の入力領域において内部電極(複数)に回路接続されている。駆動回路2は、この圧電トランス3のこれら2つの外部電極4,5の間に電圧を印加するように構成されている。
【0035】
上記の圧電トランス3の入力領域に周期的な電圧が印加され、その駆動周波数がこの圧電トランス3の共振周波数の充分近くにあると、これにより上記の圧電トランス3の出力領域に、プロセスガスをイオン化することができる高電圧が発生し、これによってプラズマを生成することができる。
【0036】
駆動回路2は1つのE級増幅器6を備える。このE級増幅器6は、1つのスイッチ7および1つのインダクタンス8を備える。このスイッチ7は、1つのスイッチングトランジスタ、たとえば1つのMOSFETである。さらにこのE級増幅器6は、1つのダイオード9を備える。
【0037】
さらに上記の駆動回路2は、直流電圧を供給する1つの電圧源10を備える。この電圧源10は、上記のインダクタンス8に回路接続されている。この電圧源10は、たとえば1つのバッテリーであってよい。
【0038】
上記のインダクタンス8は、上記の駆動回路2の1つのノード点11に直列に回路接続されており、ここでこのノード点11は、この駆動回路2の他の経路12,13,14に直列に回路接続されている。ここで1つの経路12に上記のスイッチ7が配設されている。このスイッチ7を介して上記のノード点11は基準電位15に接続することができる。この基準電位15は、接地電位であってよい。 このスイッチ7が閉じられると、これにより上記のノード点11に上記の基準電位15が印加される。
【0039】
このスイッチ7が閉じられると、これにより上記の電圧源10からの電流が、上記のインダクタンス8およびこのスイッチ7を介して上記の基準電位15に流れる。ここでこのインダクタンス8に磁場が形成され、これによりエネルギーが蓄積される。このスイッチ7が開かれると、このスイッチ72を介して電流は全く流れ得ない。
【0040】
上記のノード点11に回路接続されているもう1つの経路13は、ダイオード9を備える。このもう1つの経路13は、このノード点11をこのダイオード9を介して上記の基準電位15に接続している。ここでこのダイオード9は、保護ダイオードとして用いられている。具体的にはこのダイオード9は、上記のスイッチ7の保護用に用いられている。具体的には、上記の圧電トランス3が上記の第1の外部電極4と上記の第2の外部電極5との間に大きな負電圧を発生する場合、たとえばスイッチオン時に、このスイッチ7が動作された場合の損傷に対して、このダイオード9は、このスイッチ7を保護する。この場合ゼロ電圧スイッチングはまだ達成されていない。
【0041】
ノード点11に回路接続されている経路14は、上記の圧電トランス3の第1の外部電極4に接続されている。上記の圧電トランス3の第2の外部電極5は、基準電位15に接続されている。
【0042】
スイッチ7が閉じられると、これにより第1の外部電極4に基準電位15が印加される。これに対応して、圧電トランス3の2つの外部電極4,5の間には電圧が全く印加されない。
【0043】
スイッチ7が開かれると、これによりこのスイッチ7を介して電流は全く流れない。これに対応してインダクタンス8の磁場は消滅する。上記のインダクタンス8に蓄積された電流は、第3の経路14を介して上記の圧電トランス3の第1の外部電極4へ流れる。以上により上記の第1の外部電極4と上記の第2の外部電極5との間には電圧が生成される。
【0044】
さらに駆動回路2は、1つの制御ユニット16を備える。この制御ユニット16は、上記のスイッチ7に接続されている1つのマイクロコントローラ17を備える。このマイクロコントローラ17は、このスイッチ7を動作させる、すなわちこのスイッチ7を開閉するように構成されている。このマイクロコントローラ17は、このスイッチ7を周期的な間隔で動作させることができ、ここでこのスイッチ7が動作される周波数によって、駆動周波数が設定される。この駆動周波数は、上記の駆動回路2から圧電トランス3に印加される周期的な電圧の周波数に対応している。
【0045】
さらに駆動回路2は、上記のインダクタンス18を通る平均的電流を測定するための1つの測定ユニット18を備える。この測定ユニット18は、図1に示す概略図においては、電圧源10とインダクタンス8との間に回路接続されている。代替としてこの測定ユニット18は、たとえばこのインダクタンス8と上記のノード点11との間に配設されていてもよい。
【0046】
この測定ユニット18は、ここでは電流トランスである。この測定ユニット18は、上記の制御ユニット16に接続されている。この測定ユニット18によって、上記のインダクタンス8を通る電流の平均的電流値を与えるフィードバック信号がこの制御ユニット16に伝送される。この平均的電流値に依存して、次にこの制御ユニット16は上記のスイッチ7の駆動周波数を調整する。
【0047】
代替として測定ユニット18は、現在インダクタンス8を通って流れる電流を測定してよく、そしてこれに対応した信号を制御ユニット16に伝送してよい。これからこの制御ユニット16は、上記の平均的電流値を決定し、たとえばこの平均的電流値が1つのマイクロコントローラで計算される。
【0048】
図2は上記の圧電トランス3のインピーダンス特性を示す。ここで横軸にはこの圧電トランス3に印加される周期的電圧の周波数がプロットされている。縦軸には入力インピーダンスの値がプロットされている。
【0049】
図2では、上記のインピーダンス特性が圧電トランス3によって生成されたプラズマパワーに依存していることが見て取れる。曲線Klowは、圧電トランス3の出力側で、小さなパワーのプラズマが生成される場合の、この圧電トランス3のインピーダンス特性を表している。この曲線Klowでは、インピーダンスが極小を示す1つの目立って顕著な共振周波数fr,low、およびインピーダンスが極大を示す1つの目立って顕著な反共振周波数fa,lowが認識される。
【0050】
さらに曲線Kmediumは、圧電トランス3の出力側で、中程度のパワーのプラズマが生成される場合の、この圧電トランス3のインピーダンス特性を表しており、ここで中程度のパワーおよび小さなパワーで示されたものは互いに相対的にずれている。この曲線Kmediumにおいては、中程度のパワーでのトランス3のインピーダンス特性が小さなパワーでのインピーダンス特性に対して平坦になっていることが見て取れる。中程度のプラズマパワーに対する共振周波数でのインピーダンスの極小値fr,mediumは、小さなプラズマパワーに対する共振周波数でのインピーダンスの極小値fr,lowよりも大きな入力インピーダンスでのインピーダンスの値を有している。さらに、中程度のプラズマパワーに対する共振周波数でのインピーダンスの極大値fa,mediumは、小さなプラズマパワーに対する反共振周波数でのインピーダンスの極大値fa,lowよりも小さな入力インピーダンスでのインピーダンスの値を有している。
(【0051】以降は省略されています)

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