CN118590077B - 射频电源设备以及射频电源系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种射频电源设备以及射频电源系统，涉及射频技术领域，射频电源设备包括N个射频源和N个串联谐振单元；N个射频源用于分别输出N个射频信号，且N个射频信号的频率互不相同；N个串联谐振单元分别位于N个射频源的输出路径中，每一串联谐振单元用于使得对应的射频源输出的射频信号通过或不通过；其中，至少一个串联谐振单元用于使得对应的射频源输出的射频信号通过，以使得对应的至少一个射频源输出的至少一个射频信号传输至负载，其中，N≥2。本申请可向负载输出一个或多个不同频率的射频信号。

Description

射频电源设备以及射频电源系统

技术领域

本申请涉及射频技术领域，尤其涉及一种射频电源设备以及具有所述射频电源设备的射频电源系统。

背景技术

目前，随着射频电源的应用范围越来越广泛，射频电源开始为越来越多的核心工艺设备进行供电，这也对射频电源提出了更高的要求，即在一些应用场景下，需要射频电源输出一个或多个不同频率的射频信号至被供电设备，以满足被供电设备的要求。而现有的射频电源往往仅能够输出一个射频信号至被供电设备，因此，如何根据被供电的设备具体需要，使得射频电源向被供电的设备可选择地输出一个或多个不同频率的射频信号，成为了需要考虑的问题。

发明内容

本申请提供一种射频电源设备以及射频电源系统，可向负载输出一个或多个不同频率的射频信号。

第一方面，提供一种射频电源设备，所述射频电源设备包括N个射频源和N个串联谐振单元。所述N个射频源用于分别输出N个射频信号，且所述N个射频信号的频率互不相同；所述N个串联谐振单元分别位于所述N个射频源的输出路径中，每一串联谐振单元用于使得对应的射频源输出的射频信号通过或不通过；其中，至少一个串联谐振单元用于使得对应的射频源输出的射频信号通过，以使得对应的至少一个射频源输出的至少一个射频信号传输至负载，其中，N≥2。

在一种可能的实施方式中，每一射频源均包括输出端，用于输出对应的射频信号，每一串联谐振单元的一端与对应的射频源的输出端连接，每一串联谐振单元的另一端与所述负载连接；当某一串联谐振单元使得射频信号通过时，对应的射频源的输出端输出的射频信号通过所述串联谐振单元传输至所述负载；当某一串联谐振单元使得射频信号不通过时，对应的射频源的输出端输出的射频信号被禁止传输至所述负载。

在一种可能的实施方式中，所述N个射频源中包括至少一个输出源，所述输出源为传输至所述负载的射频信号对应的射频源；所述射频电源设备还包括第一阻抗匹配单元，所述第一阻抗匹配单元的一端与所述N个串联谐振单元的另一端均连接，所述第一阻抗匹配单元的另一端与所述负载连接；其中，至少通过所述第一阻抗匹配单元对所述至少一个输出源与所述负载进行阻抗匹配。

在一种可能的实施方式中，所述第一阻抗匹配单元的电抗值以及每一串联谐振单元的电抗值均可调节，当所述第一阻抗匹配单元的电抗属性呈容性时，每一串联谐振单元的电抗属性均呈感性；或者，当所述第一阻抗匹配单元的电抗属性呈感性时，每一串联谐振单元的电抗属性均呈容性；其中，调节所述第一阻抗匹配单元的电抗值和/或所述N个串联谐振单元中一个或多个串联谐振单元的电抗值，以使得每一输出源与所述负载通过所述第一阻抗匹配单元以及与所述输出源对应的串联谐振单元在所述输出源输出的射频信号的频率下进行阻抗匹配。

在一种可能的实施方式中，所述射频电源设备还包括N个第二阻抗匹配单元，所述N个第二阻抗匹配单元与所述N个射频源以及所述N个串联谐振单元一一对应，每一第二阻抗匹配单元连接于对应的射频源的输出端以及对应的串联谐振单元的一端之间；其中，至少通过所述第一阻抗匹配单元以及所述N个第二阻抗匹配单元中与所述至少一个输出源对应的至少一个第二阻抗匹配单元对所述至少一个输出源与所述负载进行阻抗匹配。

在一种可能的实施方式中，每一串联谐振单元的电抗值均为零；所述第一阻抗匹配单元的电抗值以及每一第二阻抗匹配单元的电抗值均可调节，当所述第一阻抗匹配单元的电抗属性呈容性时，每一第二阻抗匹配单元的电抗属性均呈感性；或者，当所述第一阻抗匹配单元的电抗属性呈感性时，每一第二阻抗匹配单元的电抗属性均呈容性；其中，调节所述第一阻抗匹配单元的电抗值和/或所述N个第二阻抗匹配单元中一个或多个第二阻抗匹配单元的电抗值，以使得每一输出源与所述负载通过所述第一阻抗匹配单元以及与所述输出源对应的第二阻抗匹配单元在所述输出源输出的射频信号的频率下进行阻抗匹配。

在一种可能的实施方式中，每一串联谐振单元的谐振频率与对应的射频源的输出端输出的射频信号的频率均相同；或者，至少一个串联谐振单元的谐振频率与所述N个射频信号的频率均不相同，其他每一串联谐振单元的谐振频率与对应的射频源的输出端输出的射频信号的频率均相同。

在一种可能的实施方式中，每一串联谐振单元的谐振频率与对应的射频源的输出端输出的射频信号的频率相同，以对相应的射频信号保持低阻抗，使得相应的射频信号通过所述串联谐振单元，所述N个射频信号均通过对应的所述N个串联谐振单元传输至所述负载，且每一串联谐振单元对其他射频源的输出端输出的射频信号均保持高阻抗，以隔离其他射频源的输出端输出的任一射频信号传输至对应的射频源。

在一种可能的实施方式中，至少一个串联谐振单元中每一串联谐振单元的谐振频率与所述N个射频信号的频率均不相同，以对相应的射频信号保持高阻抗，使得相应的射频信号不通过所述串联谐振单元，所述N个射频信号中的部分射频信号被禁止通过对应的部分串联谐振单元传输至所述负载，其他每一串联谐振单元的谐振频率与对应的射频源的输出端输出的射频信号的频率相同，以对相应的射频信号保持低阻抗，使得相应的射频信号通过所述串联谐振单元，所述N个射频信号中的其他部分射频信号通过对应的其他部分串联谐振单元传输至所述负载，且每一串联谐振单元对其他射频源的输出端输出的射频信号均保持高阻抗，以隔离其他射频源的输出端输出的任一射频信号传输至对应的射频源。

在一种可能的实施方式中，所述射频电源设备还包括N个开关单元，所述N个开关单元与所述N个射频源以及所述N个串联谐振单元一一对应，每一开关单元连接于对应的射频源的输出端与对应的串联谐振单元的一端之间；其中，所述N个开关单元用于导通或者断开对应的射频源的输出端与对应的串联谐振单元的一端之间的连接路径。

在一种可能的实施方式中，所述射频电源设备还包括M个阻抗补偿单元，所述M个阻抗补偿单元与至少部分射频源以及至少部分串联谐振单元一一对应，每一阻抗补偿单元连接于对应的射频源的输出端与对应的串联谐振单元的一端之间；其中，所述M个阻抗补偿单元用于对所述至少部分串联谐振单元的电抗值进行补偿，以降低所述至少部分串联谐振单元的电抗值的绝对值，其中，1≤M≤N。

第二方面，还提供一种射频电源系统，所述射频电源系统包括射频电源设备。所述射频电源设备包括N个射频源和N个串联谐振单元。所述N个射频源用于分别输出N个射频信号，且所述N个射频信号的频率互不相同；所述N个串联谐振单元分别位于所述N个射频源的输出路径中，每一串联谐振单元用于使得对应的射频源输出的射频信号通过或不通过；其中，至少一个串联谐振单元用于使得对应的射频源输出的射频信号通过，以使得对应的至少一个射频源输出的至少一个射频信号传输至负载，其中，N≥2。

本申请的射频电源设备以及射频电源系统，在N个射频源分别输出N个射频信号，且N个射频信号的频率互不相同的情况下，通过设置N个串联谐振单元分别位于N个射频源的输出路径中，以使得每一串联谐振单元对应的射频源输出的射频信号通过或不通过，并通过配置至少一个串联谐振单元使得对应的射频源输出的射频信号通过，进而能够将一个或多个不同频率的射频信号传输至负载，实现一个或多个不同频率的射频信号的同时输出，从而满足负载的具体需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

图1为本申请一实施例中的射频电源设备的方框示意图。

图2为本申请一实施例中的串联谐振单元的电路示意图。

图3为本申请另一实施例中的射频电源设备的方框示意图。

图4的(a)-(f)为本申请的第一阻抗匹配单元的几种电路示意图。

图5为本申请又一实施例中的射频电源设备的方框示意图。

图6的(g)-(j)为本申请的第二阻抗匹配单元的几种电路示意图。

图7为本申请再一实施例中的射频电源设备的方框示意图。

图8为本申请一实施例中的开关单元的电路示意图。

图9为本申请再另一实施例中的射频电源设备的方框示意图。

图10为本申请一实施例中的阻抗补偿单元的电路示意图。

图11为本申请一实施例中的射频电源系统的方框示意图。

附图标记说明：10、射频电源设备，100、射频源，Out、输出端，RFS、射频信号，200、串联谐振单元，Cr、谐振电容，Lr、谐振电感，300、第一阻抗匹配单元，C1、第一电容，L1、第一电感，400、第二阻抗匹配单元，C2、第二电容，L2、第二电感，500、开关单元，S1、第一开关，600、阻抗补偿单元，Lc、补偿电感，RL、负载，GND、地，1000、射频电源系统。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参阅图1，图1为本申请一实施例中的射频电源设备的方框示意图。如图1所示，本申请提供一种射频电源设备10，射频电源设备10包括N个射频源100和N个串联谐振单元200。N个射频源100用于分别输出N个射频信号RFS，且N个射频信号RFS的频率互不相同；N个串联谐振单元200分别位于N个射频源100的输出路径中，每一串联谐振单元200用于使得对应的射频源100输出的射频信号RFS通过或不通过；其中，至少一个串联谐振单元200用于使得对应的射频源100输出的射频信号RFS通过，以使得对应的至少一个射频源100输出的至少一个射频信号RFS传输至负载RL，其中，N≥2。

从而，本申请中的上述射频电源设备10，在N个射频源100分别输出N个射频信号RFS，且N个射频信号RFS的频率互不相同的情况下，通过设置N个串联谐振单元200分别位于N个射频源100的输出路径中，以使得每一串联谐振单元200对应的射频源100输出的射频信号RFS通过或不通过，并通过配置至少一个串联谐振单元200使得对应的射频源100输出的射频信号RFS通过，进而能够将一个或多个不同频率的射频信号RFS传输至负载RL，实现一个或多个不同频率的射频信号RFS的同时输出，从而满足负载RL的具体需求。

在一个或多个实施例中，N个射频源100分别输出的N个射频信号RFS中的每个射频信号RFS的波形均是正弦波形。

在一个或多个实施例中，串联谐振单元200可以包括电容、电感、电阻等电子元器件，且该些电子元器件为串联连接，以构成LC串联谐振电路、RC串联谐振电路等。

如图1所示，每一射频源100均包括输出端Out，用于输出对应的射频信号RFS，每一串联谐振单元200的一端与对应的射频源100的输出端Out连接，每一串联谐振单元200的另一端与负载RL连接；当某一串联谐振单元200使得射频信号RFS通过时，对应的射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS通过串联谐振单元200传输至负载RL；当某一串联谐振单元200使得射频信号RFS不通过时，对应的射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS被禁止传输至负载RL。

从而，本申请中的上述射频电源设备10，能够在某一串联谐振单元200使得射频信号RFS通过或不通过时，实现将对应的射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS传输或禁止传输至负载RL。

在一个或多个实施例中，每一串联谐振单元200的谐振频率与对应的射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS的频率均相同；或者，至少一个串联谐振单元200的谐振频率与N个射频信号RFS的频率均不相同，其他每一串联谐振单元200的谐振频率与对应的射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS的频率均相同。

从而，N个串联谐振单元200中可以包括至少一个串联谐振单元200的谐振频率与N个射频信号RFS的频率均不相同，也可以不包括谐振频率与N个射频信号RFS的频率均不相同的串联谐振单元200，即每一串联谐振单元200的谐振频率与对应的射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS的频率均相同。

其中，每一串联谐振单元200的谐振频率与对应的射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS的频率相同，以对相应的射频信号RFS保持低阻抗，使得相应的射频信号RFS通过串联谐振单元200，N个射频信号RFS均通过对应的N个串联谐振单元200传输至负载RL，且每一串联谐振单元200对其他射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS均保持高阻抗，以隔离其他射频源100的输出端Out输出的任一射频信号RFS传输至对应的射频源100。

从而，在每一串联谐振单元200的谐振频率与对应的射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS的频率相同时，能够对相应的射频信号RFS保持低阻抗，使得相应的射频信号RFS通过串联谐振单元200，进而N个射频信号RFS均能够通过对应的N个串联谐振单元200传输至负载RL，并且每一串联谐振单元200还能够对其他射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS均保持高阻抗，以实现隔离其他射频源100的输出端Out输出的任一射频信号RFS传输至对应的射频源100。

其中，至少一个串联谐振单元200中每一串联谐振单元200的谐振频率与N个射频信号RFS的频率均不相同，以对相应的射频信号RFS保持高阻抗，使得相应的射频信号RFS不通过串联谐振单元200，N个射频信号RFS中的部分射频信号RFS被禁止通过对应的部分串联谐振单元200传输至负载RL，其他每一串联谐振单元200的谐振频率与对应的射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS的频率相同，以对相应的射频信号RFS保持低阻抗，使得相应的射频信号RFS通过串联谐振单元200，N个射频信号RFS中的其他部分射频信号RFS通过对应的其他部分串联谐振单元200传输至负载RL，且每一串联谐振单元200对其他射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS均保持高阻抗，以隔离其他射频源100的输出端Out输出的任一射频信号RFS传输至对应的射频源100。

从而，在至少一个串联谐振单元200中每一串联谐振单元200的谐振频率与N个射频信号RFS的频率均不相同，其他每一串联谐振单元200的谐振频率与对应的射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS的频率相同时，能够对相应的射频信号RFS保持高阻抗，使得相应的射频信号RFS不通过串联谐振单元200，N个射频信号RFS中的部分射频信号RFS能够被禁止通过对应的部分串联谐振单元200传输至负载RL，同时能够对相应的射频信号RFS保持低阻抗，使得相应的射频信号RFS通过串联谐振单元200，N个射频信号RFS中的其他部分射频信号RFS能够通过对应的其他部分串联谐振单元200传输至负载RL，并且每一串联谐振单元200还能够对其他射频源100的输出端Out输出的射频信号RFS均保持高阻抗，以实现隔离其他射频源100的输出端Out输出的任一射频信号RFS传输至对应的射频源100。

特别的，N个射频信号RFS中的任意两个射频信号RFS的频率相差较大，从而使得每一串联谐振单元200对于选择相应的射频信号RFS通过串联谐振单元200更为快速，避免对应的射频信号RFS的波形失真，并能够更加有效地隔离其他射频源100的输出端Out输出的任一射频信号RFS传输至对应的射频源100。

具体的，任意两个射频信号RFS之间的频率差值均大于第一预设阈值。其中，第一预设阈值可以根据具体需要设置，从而有效地提高任意两个射频信号RFS之间的隔离效果。可以理解的，任意两个射频信号RFS之间的频率差值和第一预设阈值均为正值。

具体的，当前在向负载RL传输射频信号RFS时，往往需要采用频率分别为400KHz和13.56MHz的两个射频信号RFS同时传输至负载RL，则可设置与频率分别为400KHz和13.56MHz的两个射频信号RFS对应的两个串联谐振单元200的谐振频率分别为400KHz和13.56MHz，而其他串联谐振单元200的谐振频率与N个射频信号RFS的频率均不相同，从而能够使得频率分别为400KHz和13.56MHz的两个射频信号RFS通过对应的两个串联谐振单元200传输至负载RL，其他射频信号RFS被禁止通过对应的其他串联谐振单元200传输至负载RL，并且还能够实现隔离其他射频源100的输出端Out输出的任一射频信号RFS传输至对应的射频源100。

在一些实施例中，相应的射频信号RFS即是前述与一个或多个射频源100对应的一个或多个射频信号RFS。

请一并参阅图2，图2为本申请一实施例中的串联谐振单元的电路示意图。如图1、图2所示，每一串联谐振单元200均包括谐振电容Cr和谐振电感Lr，谐振电容Cr和谐振电感Lr串联连接于对应的射频源100的输出端Out与负载RL之间。

从而，通过设置串联连接的谐振电容Cr和谐振电感Lr构成LC串联谐振电路，以使得对应的串联谐振单元200均具有谐振频率。

在一个或多个实施例中，谐振电容Cr可以为可调电容，谐振电感Lr可以为可调电感，以使得谐振电容Cr的电容值和/或谐振电感Lr的电感值可调节，通过调节谐振电容Cr的电容值和/或谐振电感Lr的电感值，以调节对应的串联谐振单元200的谐振频率。

请参阅图3，图3为本申请另一实施例中的射频电源设备的方框示意图。如图3所示，N个射频源100中包括至少一个输出源，输出源为传输至负载RL的射频信号RFS对应的射频源100；射频电源设备10还包括第一阻抗匹配单元300，第一阻抗匹配单元300的一端与N个串联谐振单元200的另一端均连接，第一阻抗匹配单元300的另一端与负载RL连接；其中，至少通过第一阻抗匹配单元300对至少一个输出源与负载RL进行阻抗匹配。

从而，本申请中的上述射频电源设备10，通过设置第一阻抗匹配单元300以及相应的连接关系，能够至少通过第一阻抗匹配单元300对至少一个输出源与负载RL进行阻抗匹配，提高输出源向负载RL输出时的输出效率，并减少反射功率对输出源以及串联谐振单元200的损害。

具体的，一般而言，射频电源设备10的特性阻抗是确定的，一般是50Ω或75Ω，则射频源100的阻抗值可以为50Ω，负载RL的电阻值也可以为50Ω，但负载RL的电抗值的电抗属性可能呈容性、感性或可变化地交替呈容性和感性，因此至少通过第一阻抗匹配单元300对负载RL的电抗值进行电抗匹配，以实现对至少一个输出源与负载RL的阻抗匹配。

在一个或多个实施例中，第一阻抗匹配单元300的电抗值以及每一串联谐振单元200的电抗值均可调节，当第一阻抗匹配单元300的电抗属性呈容性时，每一串联谐振单元200的电抗属性均呈感性；或者，当第一阻抗匹配单元300的电抗属性呈感性时，每一串联谐振单元200的电抗属性均呈容性；其中，调节第一阻抗匹配单元300的电抗值和/或N个串联谐振单元200中一个或多个串联谐振单元200的电抗值，以使得每一输出源与负载RL通过第一阻抗匹配单元300以及与输出源对应的串联谐振单元200在输出源输出的射频信号RFS的频率下进行阻抗匹配。

从而，通过配置第一阻抗匹配单元300的电抗属性与每一串联谐振单元200的电抗属性均互补，能够应对不同负载RL的阻抗匹配需求，同时调节第一阻抗匹配单元300的电抗值和/或N个串联谐振单元200中一个或多个串联谐振单元200的电抗值，以使得每一输出源与负载RL能够通过第一阻抗匹配单元300以及与输出源对应的串联谐振单元200在输出源输出的射频信号RFS的频率下进行阻抗匹配，实现将对应的串联谐振单元200共同用于阻抗匹配。

特别的，当第一阻抗匹配单元300对至少一个输出源与负载RL进行阻抗匹配后呈现的电抗属性为容性时，每一串联谐振单元200的电抗属性均呈感性；或者，当第一阻抗匹配单元300对至少一个输出源与负载RL进行阻抗匹配后呈现的电抗属性为感性时，每一串联谐振单元200的电抗属性均呈容性，以应对各种电抗值的负载RL，均能够完成阻抗匹配。

请一并参阅图4，图4的(a)-(f)为本申请的第一阻抗匹配单元的几种电路示意图。如图3、图4所示，第一阻抗匹配单元300包括第一电容C1和/或第一电感L1。其中，如图4的(a)-(b)所示，第一阻抗匹配单元300包括第一电容C1或第一电感L1，第一电容C1或第一电感L1的一端与N个串联谐振单元200的另一端均连接，第一电容C1或第一电感L1的另一端与负载RL连接；如图4的(c)-(d)所示，第一阻抗匹配单元300包括第一电容C1或第一电感L1，第一电容C1或第一电感L1的一端连接于N个串联谐振单元200的另一端和负载RL之间的连接点，第一电容C1或第一电感L1的另一端接地GND；如图4的(e)-(f)所示，第一阻抗匹配单元300包括第一电容C1和第一电感L1，第一电容C1和第一电感L1中其中一个的一端与N个串联谐振单元200的另一端均连接，第一电容C1和第一电感L1中其中一个的另一端与负载RL连接，第一电容C1和第一电感L1中另一个的一端连接于N个串联谐振单元200的另一端和第一电容C1和第一电感L1中其中一个的一端之间的连接点，第一电容C1和第一电感L1中另一个的另一端接地GND。

在一个或多个实施例中，第一电容C1的电容值和第一电感L1的电感值均可调节，以使得第一阻抗匹配单元300的电抗值可调节。

在一个或多个实施例中，在每一串联谐振单元200均包括谐振电容Cr和谐振电感Lr时，谐振电容Cr的电容值和谐振电感Lr的电感值均可调节，以使得每一串联谐振单元200的电抗值均可调节。

进一步的，为使得调节任一串联谐振单元200的电抗值时串联谐振单元200的谐振频率不发生变化，可通过同时调节谐振电容Cr的电容值和谐振电感Lr的电感值，以使得串联谐振单元200的谐振频率不发生变化。具体的，可调大谐振电容Cr的电容值的同时对应调小谐振电感Lr的电感值，或调小谐振电容Cr的电容值的同时对应调大谐振电感Lr的电感值，以使得谐振电容Cr和谐振电感Lr整体的电抗值发生变化，而整体的谐振频率不发生变化。

进一步的，可以通过查表的方式获取在某一谐振频率下，为达到所需的电抗值，所需的谐振电容Cr的电容值和谐振电感Lr的电感值，也可以通过计算的方式计算在某一谐振频率下，为达到所需的电抗值，所需的谐振电容Cr的电容值和谐振电感Lr的电感值。进而将谐振电容Cr的电容值和谐振电感Lr的电感值对应调节至所需的电容值和电感值。

特别的，第一阻抗匹配单元300还可以为电容、电感等电子元器件构成的L型、T型、π型或其他类型的阻抗匹配电路。

请参阅图5，图5为本申请又一实施例中的射频电源设备的方框示意图。如图5所示，射频电源设备10还包括N个第二阻抗匹配单元400，N个第二阻抗匹配单元400与N个射频源100以及N个串联谐振单元200一一对应，每一第二阻抗匹配单元400连接于对应的射频源100的输出端Out以及对应的串联谐振单元200的一端之间；其中，至少通过第一阻抗匹配单元300以及N个第二阻抗匹配单元400中与至少一个输出源对应的至少一个第二阻抗匹配单元400对至少一个输出源与负载RL进行阻抗匹配。

从而，本申请中的上述射频电源设备10，通过设置N个第二阻抗匹配单元400以及相应的连接关系，能够至少通过第一阻抗匹配单元300以及N个第二阻抗匹配单元400中与至少一个输出源对应的至少一个第二阻抗匹配单元400对至少一个输出源与负载RL进行阻抗匹配。

在一个或多个实施例中，每一串联谐振单元200的电抗值均为零；第一阻抗匹配单元300的电抗值以及每一第二阻抗匹配单元400的电抗值均可调节，当第一阻抗匹配单元300的电抗属性呈容性时，每一第二阻抗匹配单元400的电抗属性均呈感性；或者，当第一阻抗匹配单元300的电抗属性呈感性时，每一第二阻抗匹配单元400的电抗属性均呈容性；其中，调节第一阻抗匹配单元300的电抗值和/或N个第二阻抗匹配单元400中一个或多个第二阻抗匹配单元400的电抗值，以使得每一输出源与负载RL通过第一阻抗匹配单元300以及与输出源对应的第二阻抗匹配单元400在输出源输出的射频信号RFS的频率下进行阻抗匹配。

从而，通过配置每一串联谐振单元200的电抗值均为零，避免采用任一串联谐振单元200参与至少一个输出源与负载RL的阻抗匹配，进而避免调节任一串联谐振单元200的电抗值，并在任一串联谐振单元200的电抗值可能出现的谐振频率变化，并通过配置第一阻抗匹配单元300的电抗属性与每一第二阻抗匹配单元400的电抗属性均互补，能够应对不同负载RL的阻抗匹配需求，同时调节第一阻抗匹配单元300的电抗值和/或N个第二阻抗匹配单元400中一个或多个第二阻抗匹配单元400的电抗值，以使得每一输出源与负载RL能够通过第一阻抗匹配单元300以及与输出源对应的第二阻抗匹配单元400在输出源输出的射频信号RFS的频率下进行阻抗匹配，实现将对应的第二阻抗匹配单元400用于阻抗匹配。

特别的，当第一阻抗匹配单元300对至少一个输出源与负载RL进行阻抗匹配后呈现的电抗属性为容性时，每一第二阻抗匹配单元400的电抗属性均呈感性；或者，当第一阻抗匹配单元300对至少一个输出源与负载RL进行阻抗匹配后呈现的电抗属性为感性时，每一第二阻抗匹配单元400的电抗属性均呈容性，以应对各种电抗值的负载RL，均能够完成阻抗匹配。

请一并参阅图6，图6的(g)-(j)为本申请的第二阻抗匹配单元的几种电路示意图。如图5、图6所示，第二阻抗匹配单元400包括第二电容C2和/或第二电感L2。其中，如图6的(g)-(h)所示，每个第二阻抗匹配单元400均包括第二电容C2或第二电感L2，第二电容C2或第二电感L2的一端与对应的射频源100的输出端Out连接，第二电容C2或第二电感L2的另一端与对应的串联谐振单元200的一端连接；如图6的(i)-(j)所示，每个第二阻抗匹配单元400均包括第二电容C2或第二电感L2，第二电容C2或第二电感L2的一端连接于对应的射频源100的输出源和对应的串联谐振单元200的一端之间的连接点，第二电容C2或第二电感L2的另一端接地GND。

在一个或多个实施例中，第二电容C2的电容值和第二电感L2的电感值均可调节，以使得每个第二阻抗匹配单元400的电抗值均可调节。

请参阅图7，图7为本申请再一实施例中的射频电源设备的方框示意图。如图7所示，射频电源设备10还包括N个开关单元500，N个开关单元500与N个射频源100以及N个串联谐振单元200一一对应，每一开关单元500连接于对应的射频源100的输出端Out与对应的串联谐振单元200的一端之间；其中，N个开关单元500用于导通或者断开对应的射频源100的输出端Out与对应的串联谐振单元200的一端之间的连接路径。

从而，本申请中的上述射频电源设备10，通过设置N个开关单元500以及相应的连接关系，能够导通或者断开对应的射频源100的输出端Out与对应的串联谐振单元200的一端之间的连接路径，使得长时间不需要传输至负载RL的射频信号RFS对应的射频源100停止传输至对应的串联谐振单元200的一端。

在一个或多个实施例中，在N个射频源100向负载RL输出，且N个射频信号RFS中的至少一个射频信号RFS传输至负载RL时，传输至负载RL的至少一个射频信号RFS为第一组射频信号，切换至少一个开关单元500的导通或断开状态，以使得传输至负载RL的至少一个射频信号RFS为第二组射频信号；其中，至少一个射频信号RFS不同时包括于第一组射频信号和第二组射频信号中。从而适应负载RL在不同阶段的需要，依次将第一组射频信号和第二组射频信号传输至负载RL。

其中，至少一个射频信号RFS不同时包括于第一组射频信号和第二组射频信号中，即，第一组射频信号和第二组射频信号包括至少一个射频信号RFS不同。

在一个或多个实施例中，在向负载RL传输第一组射频信号达到第一预设时长时，切换至少一个开关单元500的导通或断开状态，以使得传输至负载RL的至少一个射频信号RFS为第二组射频信号。其中，第一预设时长可以根据具体需要设置。

在一个或多个实施例中，第一组射频信号中射频信号RFS的数量、每个射频信号RFS的频率和第二组射频信号中射频信号RFS的数量、每个射频信号RFS的频率均可以根据具体需要设置。进一步的，第一组射频信号中射频信号RFS的数量和第二组射频信号中射频信号RFS的数量均可以为两个，第一组射频信号和第二组射频信号的每个射频信号RFS均不同，即，第一组射频信号中每个射频信号RFS的频率和第二组射频信号每个射频信号RFS的频率均不同。

请一并参阅图8，图8为本申请一实施例中的开关单元的电路示意图。如图7、图8所示，每个开关单元500均包括第一开关S1，第一开关S1连接于对应的射频源100的输出端Out与对应的串联谐振单元200的一端之间，第一开关S1用于处于导通或断开状态，以对应导通或者断开对应的射频源100的输出端Out与对应的串联谐振单元200的一端之间的连接路径。

请参阅图9，图9为本申请再另一实施例中的射频电源设备的方框示意图。如图9所示，射频电源设备10还包括M个阻抗补偿单元600，M个阻抗补偿单元600与至少部分射频源100以及至少部分串联谐振单元200一一对应，每一阻抗补偿单元600连接于对应的射频源100的输出端Out与对应的串联谐振单元200的一端之间；其中，M个阻抗补偿单元600用于对至少部分串联谐振单元200的电抗值进行补偿，以降低至少部分串联谐振单元200的电抗值的绝对值，其中，1≤M≤N。

从而，本申请中的上述射频电源设备10，通过设置M个阻抗补偿单元600以及相应的连接关系，能够对至少部分串联谐振单元200的电抗值进行补偿，以降低至少部分串联谐振单元200的电抗值的绝对值。

请一并参阅图10，图10为本申请一实施例中的阻抗补偿单元的电路示意图。如图9、图10所示，每一阻抗补偿单元600包括补偿电感Lc，补偿电感Lc连接于对应的射频源100的输出端Out与对应的串联谐振单元200的一端之间，补偿电感Lc的电感值可调节，以对至少部分串联谐振单元200的容抗值进行补偿。

具体的，一般而言，调节如图2所示的串联谐振单元200中谐振电容Cr的电容值以改变串联谐振单元200的谐振频率更加方便、快捷且准确，然而这可能会造成串联谐振单元200的容抗值过大，尤其是针对所需谐振频率较小的串联谐振单元200，串联谐振单元200的容抗值非常大，通过补偿电感Lc对串联谐振单元200的容抗值进行补偿，以降低串联谐振单元200的电抗值的绝对值。

进一步的，M个阻抗补偿单元600与N个串联谐振单元200中谐振频率较小的M个串联谐振单元200一一对应。

在一些实施例中，如图1所示，射频电源设备10还可以包括N个电能处理单元（图中未示出），N个电能处理单元与N个射频源100以及N个串联谐振单元200一一对应，每一电能处理单元可选择地连接于对应的射频源100的输出端Out和对应的串联谐振单元200的一端之间的连接点；其中，每一电能处理单元用于在连接于对应的射频源100的输出端Out和对应的串联谐振单元200的一端之间的连接点时，处理不通过对应的串联谐振单元200的射频信号RFS的电能。

具体的，每一电能处理单元均可以包括开关模块，开关模块用于处于导通或断开状态，以使得电能处理单元可选择地连接于对应的射频源100的输出端Out和对应的串联谐振单元200的一端之间的连接点。其中，开关模块可以包括一开关。

在一个或多个实施例中，每一电能处理单元还可以包括电能消耗模块，电能消耗模块用于在每一电能处理单元连接于对应的射频源100的输出端Out和对应的串联谐振单元200的一端之间的连接点时，消耗不通过对应的串联谐振单元200的射频信号RFS的电能。其中，电能消耗模块可以包括一电阻。

在一个或多个实施例中，每一电能处理单元还可以包括电能转换模块，电能转换模块用于在每一电能处理单元连接于对应的射频源100的输出端Out和对应的串联谐振单元200的一端之间的连接点时，转换不通过对应的串联谐振单元200的射频信号RFS的电能为直流电能或交流电能，转换后的直流电能或交流电能可以用于向任一射频源100提供电能，也可以用于向其他需要电能的单元、模块等提供电能。其中，电能转换模块可以包括一整流电路、一逆变电路等。

在一些实施例中，N和M均为正整数。

在一些实施例中，本申请的上述电容、电感等电子元器件可以通过多种方式调节电容、电感等电子元器件对应的电容值、电感值等参数，例如通过转动电机、多电子元器件的选通电路等方式调节电容、电感等电子元器件对应的电容值、电感值等参数，其中，多电子元器件的选通电路可以包括多个不同电容值的电容和/或多个不同电感值的电感。

在一些实施例中，本申请还可以包括控制单元（图中未示出），通过控制单元控制调节上述的电容、电感等电子元器件以及控制上述的开关等电子元器件的导通或断开。其中，控制单元可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等通用处理器，也可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门逻辑器件、晶体管逻辑器件等逻辑控制器件，还可以是微控制单元(Micro Control Unit，MCU)等微处理器。

本申请的射频电源设备10，通过上述结构，能够将一个或多个不同频率的射频信号RFS传输至负载RL，实现一个或多个不同频率的射频信号RFS的同时输出，从而满足负载RL的具体需求，并且能够实现N个射频源100之间的隔离，同时还能够参与N个射频源100与负载RL之间的阻抗匹配。

请参阅图11，图11为本申请一实施例中的射频电源系统的方框示意图。如图11所示，本申请还提供一种射频电源系统1000，射频电源系统1000包括前述任一实施例中的射频电源设备10。

请再次参阅图1。如图1所示，射频电源设备10包括N个射频源100和N个串联谐振单元200。N个射频源100用于分别输出N个射频信号RFS，且N个射频信号RFS的频率互不相同；N个串联谐振单元200分别位于N个射频源100的输出路径中，每一串联谐振单元200用于使得对应的射频源100输出的射频信号RFS通过或不通过；其中，至少一个串联谐振单元200用于使得对应的射频源100输出的射频信号RFS通过，以使得对应的至少一个射频源100输出的至少一个射频信号RFS传输至负载RL，其中，N≥2。

其中，射频电源设备10更具体的结构可参见前述任一实施例中射频电源设备10的相关内容，在此不再赘述。

如图1、图11所示，射频电源设备10与负载RL连接，用于向负载RL输出至少一个射频信号RFS。

本申请的射频电源设备10以及射频电源系统1000，通过上述结构，能够将一个或多个不同频率的射频信号RFS传输至负载RL，实现一个或多个不同频率的射频信号RFS的同时输出，从而满足负载RL的具体需求，并且能够实现N个射频源100之间的隔离，同时还能够参与N个射频源100与负载RL之间的阻抗匹配。

以上描述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内；在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种射频电源设备，其特征在于，包括：

N个射频源，用于分别输出N个射频信号，且所述N个射频信号的频率互不相同；

N个串联谐振单元，所述N个串联谐振单元分别位于所述N个射频源的输出路径中，每一串联谐振单元用于使得对应的射频源输出的射频信号通过或不通过；

其中，至少一个串联谐振单元用于使得对应的射频源输出的射频信号通过，以使得对应的至少一个射频源输出的至少一个射频信号传输至负载，其中，N≥2；

每一射频源均包括输出端，用于输出对应的射频信号，每一串联谐振单元的一端与对应的射频源的输出端连接，每一串联谐振单元的另一端与所述负载连接；

所述射频电源设备还包括N个开关单元，所述N个开关单元与所述N个射频源以及所述N个串联谐振单元一一对应，每一开关单元连接于对应的射频源的输出端与对应的串联谐振单元的一端之间；其中，所述N个开关单元用于导通或者断开对应的射频源的输出端与对应的串联谐振单元的一端之间的连接路径；

在所述N个射频源向所述负载输出，且所述N个射频信号中的至少一个射频信号传输至所述负载时，传输至所述负载的至少一个射频信号为第一组射频信号，切换至少一个开关单元的导通或断开状态，以使得传输至所述负载的至少一个射频信号为第二组射频信号，其中，在向所述负载传输所述第一组射频信号达到第一预设时长时，切换至少一个开关单元的导通或断开状态，以使得传输至所述负载的至少一个射频信号为所述第二组射频信号。

2.根据权利要求1所述的射频电源设备，其特征在于，当某一串联谐振单元使得射频信号通过时，对应的射频源的输出端输出的射频信号通过所述串联谐振单元传输至所述负载；当某一串联谐振单元使得射频信号不通过时，对应的射频源的输出端输出的射频信号被禁止传输至所述负载。

3.根据权利要求2所述的射频电源设备，其特征在于，所述N个射频源中包括至少一个输出源，所述输出源为传输至所述负载的射频信号对应的射频源；所述射频电源设备还包括第一阻抗匹配单元，所述第一阻抗匹配单元的一端与所述N个串联谐振单元的另一端均连接，所述第一阻抗匹配单元的另一端与所述负载连接；其中，至少通过所述第一阻抗匹配单元对所述至少一个输出源与所述负载进行阻抗匹配。

4.根据权利要求3所述的射频电源设备，其特征在于，所述第一阻抗匹配单元的电抗值以及每一串联谐振单元的电抗值均可调节，当所述第一阻抗匹配单元的电抗属性呈容性时，每一串联谐振单元的电抗属性均呈感性；或者，当所述第一阻抗匹配单元的电抗属性呈感性时，每一串联谐振单元的电抗属性均呈容性；其中，调节所述第一阻抗匹配单元的电抗值和/或所述N个串联谐振单元中一个或多个串联谐振单元的电抗值，以使得每一输出源与所述负载通过所述第一阻抗匹配单元以及与所述输出源对应的串联谐振单元在所述输出源输出的射频信号的频率下进行阻抗匹配。

5.根据权利要求3所述的射频电源设备，其特征在于，所述射频电源设备还包括N个第二阻抗匹配单元，所述N个第二阻抗匹配单元与所述N个射频源以及所述N个串联谐振单元一一对应，每一第二阻抗匹配单元连接于对应的射频源的输出端以及对应的串联谐振单元的一端之间；其中，至少通过所述第一阻抗匹配单元以及所述N个第二阻抗匹配单元中与所述至少一个输出源对应的至少一个第二阻抗匹配单元对所述至少一个输出源与所述负载进行阻抗匹配。

6.根据权利要求5所述的射频电源设备，其特征在于，每一串联谐振单元的电抗值均为零；所述第一阻抗匹配单元的电抗值以及每一第二阻抗匹配单元的电抗值均可调节，当所述第一阻抗匹配单元的电抗属性呈容性时，每一第二阻抗匹配单元的电抗属性均呈感性；或者，当所述第一阻抗匹配单元的电抗属性呈感性时，每一第二阻抗匹配单元的电抗属性均呈容性；其中，调节所述第一阻抗匹配单元的电抗值和/或所述N个第二阻抗匹配单元中一个或多个第二阻抗匹配单元的电抗值，以使得每一输出源与所述负载通过所述第一阻抗匹配单元以及与所述输出源对应的第二阻抗匹配单元在所述输出源输出的射频信号的频率下进行阻抗匹配。

7.根据权利要求2所述的射频电源设备，其特征在于，每一串联谐振单元的谐振频率与对应的射频源的输出端输出的射频信号的频率均相同；或者，至少一个串联谐振单元的谐振频率与所述N个射频信号的频率均不相同，其他每一串联谐振单元的谐振频率与对应的射频源的输出端输出的射频信号的频率均相同。

8.根据权利要求7所述的射频电源设备，其特征在于，每一串联谐振单元的谐振频率与对应的射频源的输出端输出的射频信号的频率相同，以对相应的射频信号保持低阻抗，使得相应的射频信号通过所述串联谐振单元，所述N个射频信号均通过对应的所述N个串联谐振单元传输至所述负载，且每一串联谐振单元对其他射频源的输出端输出的射频信号均保持高阻抗，以隔离其他射频源的输出端输出的任一射频信号传输至对应的射频源。

9.根据权利要求7所述的射频电源设备，其特征在于，至少一个串联谐振单元中每一串联谐振单元的谐振频率与所述N个射频信号的频率均不相同，以对相应的射频信号保持高阻抗，使得相应的射频信号不通过所述串联谐振单元，所述N个射频信号中的部分射频信号被禁止通过对应的部分串联谐振单元传输至所述负载，其他每一串联谐振单元的谐振频率与对应的射频源的输出端输出的射频信号的频率相同，以对相应的射频信号保持低阻抗，使得相应的射频信号通过所述串联谐振单元，所述N个射频信号中的其他部分射频信号通过对应的其他部分串联谐振单元传输至所述负载，且每一串联谐振单元对其他射频源的输出端输出的射频信号均保持高阻抗，以隔离其他射频源的输出端输出的任一射频信号传输至对应的射频源。

10.根据权利要求2所述的射频电源设备，其特征在于，所述射频电源设备还包括M个阻抗补偿单元，所述M个阻抗补偿单元与至少部分射频源以及至少部分串联谐振单元一一对应，每一阻抗补偿单元连接于对应的射频源的输出端与对应的串联谐振单元的一端之间；其中，所述M个阻抗补偿单元用于对所述至少部分串联谐振单元的电抗值进行补偿，以降低所述至少部分串联谐振单元的电抗值的绝对值，其中，1≤M≤N。

11.一种射频电源系统，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的射频电源设备。