傳統(tǒng)的射頻電源通常是基于真空電子管進行設(shè)計,其體積較大,性能較低,相對于全固態(tài)的射頻電源,其具有壽命較長、可靠性高、體積小、方便調(diào)試等優(yōu)點。除此以外,傳統(tǒng)的射頻電源在與負載進行阻抗匹配時,仍需要手動調(diào)節(jié)的方式,這種傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式導(dǎo)致射頻電源在功率輸出匹配負載時存在自動化程度差,精度低等問題。特別是在大功率設(shè)備工作過程中,其輸出負載也非特定的定值阻抗,隨著外界條件的變化,負載的阻抗也發(fā)生相應(yīng)的改變,這將嚴重影響電路中的匹配情況。正因為如此,射頻電源系統(tǒng)中的匹配精度和自動匹配的特性,將極大影響整個電路甚至系統(tǒng)的正常工作及堅固性,因此針對射頻電源在該類應(yīng)用中的自動阻抗匹配問題進行深入研究十分迫切。本文主要介紹了射頻電源的發(fā)展趨勢以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,針對于傳統(tǒng)的射頻電源的特性,提出本文射頻電源的設(shè)計方案。在本文中,首先對應(yīng)用于在高頻大功率設(shè)計中的D類放大器和E類放大器進行理論研究,介紹了電流型D類放大器和E類放大器的工作條件。此外,對甚高頻下功率固態(tài)管的驅(qū)動電路進行探究,提出LLC軟開關(guān)的驅(qū)動方式。所設(shè)計全固態(tài)高頻電源系統(tǒng)由固態(tài)功率放大器設(shè)計和自動阻抗匹配系統(tǒng)設(shè)計兩部分組成,其中固態(tài)功率放大器... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)的真空管設(shè)計的功率放大器Fig.1-1Thepoweramplifierdesignedbytraditionalvacuumtube

第 1 章 緒論，進而影響了電源輸出的效率值，對于一些大功率不匹配會造成大量的能量流失，甚至?xí)䲟p壞電源設(shè)高,用于工業(yè)加工生產(chǎn)中的大功率射頻電源,應(yīng)具有匹配,設(shè)備溫度實時顯示的特性,以及具有系統(tǒng)過熱些都是射頻電源在未來一段時間內(nèi)的發(fā)展趨向[5]。步，一些電源設(shè)備也越來越像智能化方向發(fā)展，高如此。

1.4 課題的研究意義和研究內(nèi)容傳統(tǒng)的 ICP 源是基于真空管的功率放大器工作，其工作效率較低，進而導(dǎo)致其在工作過程中有大量能量損失，而且在工作過程中使用壽命縮短。隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展，用半導(dǎo)體器件來設(shè)計大功率放大器，與電子管相比，具有可靠性高、長壽命、工作電壓低、成本低等優(yōu)點。如圖 1-3（a）與（b）所示，真空放大管與固態(tài)半導(dǎo)體器件的對比圖。ICP 源在與負載進行阻抗匹配時，需要手動調(diào)節(jié)負載電路參數(shù)，但是隨著等離子發(fā)生室的負載特性發(fā)生變化，使功率放大器的工作效率發(fā)生變化，而且在功率傳輸過程中，由于匹配的精度較低，造成功率不必要的損耗。隨著生產(chǎn)過程自動化的提高, 用于工業(yè)加工生產(chǎn)中的大功率射頻電源應(yīng)具有自動控制, 頻率穩(wěn)定, 阻抗自動匹配, 設(shè)備溫度實時顯示的特性, 以及具有系統(tǒng)過熱保護以及故障報警功能[10]。所以本文主要研究設(shè)計大功率高頻電源其工作頻率為 13.56MHz, 電源輸出功率大于 1KW。除此以外，設(shè)計自動阻抗匹配系統(tǒng)，使電感耦合負載與高頻電源之間自動匹配，提高匹配速率和匹配精度

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于D類放大器的固態(tài)射頻電源研究[J]. 孫小孟,崔晨,林亭廷,趙麗莉,李勇滔.  電子工業(yè)專用設(shè)備. 2018(06)
[2]Design of a C-band polarization rotator-splitter based on a mode-evolution structure and an asymmetric directional coupler[J]. Chen Yuan,Jincheng Dai,Hao Jia,Jianfeng Ding,Lei Zhang,Xin Fu,Lin Yang.  Journal of Semiconductors. 2018(12)
[3]基于射頻功率放大器的阻抗匹配技術(shù)[J]. 周帥,劉成國,唐曉.  河南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[4]高定向性微帶定向耦合器的研究[J]. 金鈴.  微波學(xué)報. 2017(S1)
[5]射頻電源研究綜述[J]. 馬梅彥.  電子測量技術(shù). 2016(12)
[6]大功率SiC MOSFET驅(qū)動電路設(shè)計[J]. 彭詠龍,李榮榮,李亞斌.  電測與儀表. 2015(11)
[7]阻抗匹配電路原理與應(yīng)用[J]. 田亞朋,張昌民,仲維偉.  電子科技. 2012(01)
[8]1kW寬帶線性SiC功率放大器設(shè)計[J]. 余振坤,張毅,劉晗.  現(xiàn)代雷達. 2011(07)
[9]全固態(tài)高效率射頻電源[J]. 秦威,李勇滔,李超波,夏洋,李英杰,趙章琰,許曉平.  半導(dǎo)體技術(shù). 2011(04)
[10]基于AD8302的高精度幅相檢測系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 劉靜,馬彥恒.  計算機測量與控制. 2011(02)

碩士論文
[1]基于遺傳算法設(shè)計功放的寬帶阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)[D]. 袁康.東南大學(xué) 2017
[2]SiC MOSFET高速開關(guān)器件的驅(qū)動研究[D]. 許耀.西安電子科技大學(xué) 2017
[3]電流型D類射頻功率放大器與數(shù)字發(fā)射機研究與設(shè)計[D]. 彭振飛.復(fù)旦大學(xué) 2012
[4]ICP光源中阻抗匹配的研究[D]. 王超.中國地質(zhì)大學(xué) 2010



本文編號：3253950