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公開番号2025106829
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2024000401
出願日2024-01-05
発明の名称高周波電源装置
出願人株式会社ダイヘン
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H02M 3/155 20060101AFI20250710BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】簡易な構成のフィードフォワード制御により昇圧チョッパ回路の出力電圧の変動を抑制し、高周波電源の出力電力の変動を抑制することができる高周波電源装置を提供する。
【解決手段】交流電源から供給される交流電圧から変換された直流電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧された直流電圧に基づいて高周波電圧を負荷へ向けて出力することにより、負荷に高周波電力を供給する高周波発生部と、高周波発生部が供給する高周波電力の目標値となる電力設定値を出力する電力指令部と、電力指令部から出力された電力設定値と、前回電力指令部から出力された電力設定値との差分を電力設定値変動幅として算出する変動幅演算部と、昇圧チョッパ回路から出力される直流電圧が所定の電圧設定値となるように昇圧チョッパ回路を制御する制御部と、を備え、制御部は、変動幅演算部により算出された電力設定値変動幅に基づいてフィードフォワード制御を行う。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
交流電源から供給される交流電圧から変換された直流電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、
前記昇圧チョッパ回路により昇圧された直流電圧に基づいて高周波電圧を負荷へ向けて出力することにより、前記負荷に高周波電力を供給する高周波発生部と、
前記高周波発生部が供給する高周波電力の目標値となる電力設定値を出力する電力指令部と、
前記電力指令部から出力された前記電力設定値と、前回該電力指令部から出力された前記電力設定値との差分を電力設定値変動幅として算出する変動幅演算部と、
前記昇圧チョッパ回路から出力される直流電圧が所定の電圧設定値となるように該昇圧チョッパ回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記変動幅演算部により算出された前記電力設定値変動幅に基づいてフィードフォワード制御を行う高周波電源装置。
続きを表示（約 640 文字）【請求項２】
前記変動幅演算部は、前記電力設定値変動幅に所定のゲインを乗じた値を出力し、
前記制御部は、前記フィードフォワード制御として、前記昇圧チョッパ回路から出力される直流電圧を前記電圧設定値となるように制御するために算出した制御量に、前記変動幅演算部により算出された前記値を加算したものにより前記昇圧チョッパ回路を制御する請求項１に記載の高周波電源装置。
【請求項３】
前記変動幅演算部により算出された前記値にローパスフィルタを適用するローパスフィルタ部を、さらに備え、
前記制御部は、前記フィードフォワード制御として、前記制御量に、前記ローパスフィルタ部によりローパスフィルタが適用された前記値を加算したものにより前記昇圧チョッパ回路を制御する請求項２に記載の高周波電源装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記昇圧チョッパ回路が不連続モードで動作している場合にのみ、前記フィードフォワード制御を行う請求項１～３のいずれか一項に記載の高周波電源装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記電力指令部から出力される電力設定値により前記昇圧チョッパ回路が不連続モードから連続モードに切り替わる場合、前記変動幅演算部により算出された前記電力設定値変動幅のうち、不連続モードから連続モードに切り替わるときの高周波電力以下に対応する部分に基づいて前記フィードフォワード制御を行う請求項４に記載の高周波電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電源装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
プラズマ発生装置において例えば半導体ウェハ等の試料を異方性エッチングする場合等のために高周波電源が用いられる。高周波電源の動作時、電力指令値を変更した際に、高周波電力を出力する高周波発生部に対して直流電圧を供給する直流電源部から見た負荷は変動したように見える。この場合、直流電源部に昇圧チョッパ回路が内蔵されている場合、負荷の変動時に不連続モードと連続モードとの切り替わりが発生し、当該昇圧チョッパ回路の出力電圧についてのフィードバック制御のみでは当該出力電圧が変動し、高周波電源として出力電力も変動してしまう。
【０００３】
このような昇圧チョッパ回路の出力電圧の歪みを抑制するための技術として、昇圧チョッパ回路の後段のインバータの制御率を用いて、昇圧チョッパ回路の出力歪みを抑制する技術が開示されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平０７－０８７７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、インバータの制御率としてインバータ側のフィードバック制御等により演算された値を用いるため、制御系が複雑となり演算量が増えてしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、簡易な構成のフィードフォワード制御により昇圧チョッパ回路の出力電圧の変動を抑制し、高周波電源の出力電力の変動を抑制することができる高周波電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る高周波電源装置は、交流電源から供給される交流電圧から変換された直流電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、前記昇圧チョッパ回路により昇圧された直流電圧に基づいて高周波電圧を負荷へ向けて出力することにより、前記負荷に高周波電力を供給する高周波発生部と、前記高周波発生部が供給する高周波電力の目標値となる電力設定値を出力する電力指令部と、前記電力指令部から出力された前記電力設定値と、前回該電力指令部から出力された前記電力設定値との差分を電力設定値変動幅として算出する変動幅演算部と、前記昇圧チョッパ回路から出力される直流電圧が所定の電圧設定値となるように該昇圧チョッパ回路を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記変動幅演算部により算出された前記電力設定値変動幅に基づいてフィードフォワード制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡易な構成のフィードフォワード制御により昇圧チョッパ回路の出力電圧の変動を抑制し、高周波電源の出力電力の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施形態に係る高周波電源の全体構成の概要を説明する図である。
図２は、実施形態に係る高周波電源の回路構成の一例を示す図である。
図３は、実施形態に係る高周波電源の昇圧チョッパ回路の制御フローの一例を示す図である。
図４は、実施形態に係る高周波電源の昇圧チョッパ回路に対するフィードフォワード加算値を説明する図である。
図５は、実施形態に係る高周波電源の出力電力の変動が抑制される状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図１～図５を参照しながら、本発明に係る高周波電源の実施形態を詳細に説明する。また、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではなく、以下の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、およびいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換、変更および組み合わせを行うことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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