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KR102125026B1 - 플라즈마 전원용 공진 네트워크 및 플라즈마 발생기용 전력공급장치 - Google Patents

플라즈마 전원용 공진 네트워크 및 플라즈마 발생기용 전력공급장치 Download PDF

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KR102125026B1
KR102125026B1 KR1020180056356A KR20180056356A KR102125026B1 KR 102125026 B1 KR102125026 B1 KR 102125026B1 KR 1020180056356 A KR1020180056356 A KR 1020180056356A KR 20180056356 A KR20180056356 A KR 20180056356A KR 102125026 B1 KR102125026 B1 KR 102125026B1
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KR
South Korea
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power supply
resonant
plasma
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resonance
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KR1020180056356A
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유승희
임창섭
문홍권
성원용
구근완
이병국
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주식회사 뉴파워 프라즈마
성균관대학교산학협력단
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Priority to US16/136,691 priority patent/US10548211B2/en
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 전원용 공진네트워크는 전원부 및 출력부 사이에 연결되는 공진 네트워크에 있어서, 상기 전원부와 직렬로 연결되는 공진 인덕터(Lr); 상기 출력부와 병렬로 연결되며, 상기 공진 인덕터(Lr)와 직렬로 연결되는 공진 커패시터(Cr); 및 상기 출력부 및 상기 공진 인덕터(Lr)와 직렬로 연결되고, 상기 공진 커패시터(Cr)와 병렬로 연결되는 수동소자;를 포함할 수 있다.

Description

플라즈마 전원용 공진 네트워크 및 플라즈마 발생기용 전력공급장치{Resonant network For Plasma Power And Power Supply Apparatus For Plasma Generator}
본 발명은 플라즈마 장치에 대한 것으로서, 보다 구체적으로는 플라즈마 전원용 공진 네트워크 및 이를 이용한 플라즈마 발생기용 전력공급장치에 관한 것이다.
현재 플라즈마 장치에서 요구하는 높은 주파수의 전원을 만들기 위해 정전류를 출력하기에 용이한 공진형 전력변환장치를 사용하고 있다. 이러한 전력변환장치는 일반적으로 주파수 제어기법으로 출력전류를 제어하지만, 플라즈마 부하의 경우 출력전류에 반비례하여 변화하는 플라즈마 부하의 전기적 저항값 때문에 일반적인 주파수 제어기법으로 출력전류의 제어가 불가능하였다. 이에 대응하기 위해 플라즈마 부하용 공진형 컨버터의 경우, 도 6의 LC 공진 네트워크를 이용하여 시스템을 구성한 후, 부하의 전기적 저항값에 관계없이 일정한 출력전류를 가지는 공진 주파수에서 그 시스템을 운용하고 있다.
또한, 공진형 컨버터를 포함하는 플라즈마 전력변환장치는 최근 반도체 장비 및 환경 정화 장치 등에 사용되며, 그 쓰임새가 광범위하게 사용됨에 따라 다양한 범위에서의 출력전류 제어를 요구하고 있는데, 플라즈마 전력변환장치는 이러한 요구 조건을 만족시는 동시에 드랍아웃(drop-out)을 피하기 위해 공진주파수에서 위상천이 제어를 수행하고 있다.
하지만 위상천이 제어를 수행하며 넓은 영역의 출력전류 제어를 위해서는 공진 네트워크 설계시, 영전압 스위칭(ZVS: Zero Voltage Switching) 동작영역을 고려해야 되는데, LC 공진 네트워크 구조의 공진형 컨버터는 플라즈마 리액터에 의해 Llkg의 설계가 제한되어, LC 공진 네트워크의 출력전류 범위를 가지는 설계 범위 중 저전류에서 영전압 스위칭(ZVS: Zero Voltage Switching)동작이 수행되기 어려웠다.
또한, 영전압 스위칭(ZVS) 동작이 어려울 경우 전원장치의 스위치는 큰 스트레스를 받게 되어 시스템 안전성에 영향을 미칠 수 있었다.
본 발명은 상술한 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 넓은 영역의 출력전류에서 영전압 스위칭(ZVS: Zero Voltage Switching)을 동작시킬 수 있는 플라즈마 전원용 공진 네트워크 및 플라즈마 발생기용 전력공급장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 전원용 공진네트워크는 전원부 및 출력부 사이에 연결되는 공진 네트워크에 있어서, 상기 전원부와 직렬로 연결되는 공진 인덕터(Lr); 상기 출력부와 병렬로 연결되며, 상기 공진 인덕터(Lr)와 직렬로 연결되는 공진 커패시터(Cr); 및 상기 출력부 및 상기 공진 인덕터(Lr)와 직렬로 연결되고, 상기 공진 커패시터(Cr)와 병렬로 연결되는 수동소자;를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 수동소자 및 상기 출력부와 직렬로 연결되는 부가 인덕터(L1kg)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 수동소자는 상기 전원부의 영전압 스위칭(ZVS: Zero Voltage Switching) 영역이 확장되도록 커패시터(C)로 구성될 수 있다.
또한, 상기 수동소자의 커패시터는 상기 공진 커패시터(Cr)보다 소자값이 작도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 수동소자에 의해 상기 전원부의 전압, 전류의 크기 및 공진 주파수의 위상차가 조절되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 공진 주파수의 위상천이 제어를 수행하며, 상기 위상천이 제어에 의해 상기 전원부의 전압이 조절될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생기용 전력공급장치는 플라즈마 발생기 내로 플라즈마를 점화하기 위한 전력공급장치에 있어서, 전원부; 상기 플라즈마 발생기에 결합되는 페라이트 코어 및 상기 페라이트 코어 상에 권선되는 1차 권선을 포함하는 변압기; 및 상기 전원부 및 상기 1차 권선 사이에 연결되는 상기 공진 네트워크;를 포함하며, 상기 공진 네트워크는, 상기 전원부와 직렬로 연결되는 공진 인덕터(Lr); 상기 1차 권선과 병렬로 연결되며, 상기 공진 인덕터(Lr)와 직렬로 연결되는 공진 커패시터(Cr); 및 상기 1차 권선 및 상기 공진 인덕터(Lr)와 직렬로 연결되고, 상기 공진 커패시터(Cr)와 병렬로 연결되는 수동소자;를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 수동소자 및 상기 출력부와 직렬로 연결되는 부가 인덕터(L1kg)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 수동소자는 상기 전원부의 영전압 스위칭(ZVS: Zero Voltage Switching) 영역이 확장되도록 커패시터(C)로 구성될 수 있다.
또한, 상기 전원부는 정류기 및 인버터를 포함하며, 상기 수동소자에 의해 상기 인버터의 전압, 전류의 크기 및 공진 주파수의 위상차가 조절되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 공진 주파수의 위상천이 제어를 수행하며, 상기 위상천이 제어에 의해 상기 인버터의 전압이 조절될 수 있다.
상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 전원용 공진 네트워크 및 이를 이용한 플라즈마 발생기용 전력공급장치는 공진주파수에서 위상천이 기법을 이용하여 드랍아웃(drop-out) 현상이 발생하지 않도록 출력전류를 제어할 수 있다.
또한, 플라즈마 전원용 공진네트워크에 수동소자를 추가하여, 수동소자에 의해 인버터의 전압, 전류 또는 공진 주파수의 위상차 등을 조절할 수 있으며, 이로 인해 넓은 영역의 출력전류에서 영전압 스위칭(ZVS: Zero Voltage Switching)운전을 수행할 수 있다. 물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 전원용 공진 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 전원용 공진 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생기용 전력공급장치에 대한 도면이다.
도 4는 플라즈마 부하에서 주파수 제어시 문제가 되는 드랍아웃 현상을 나타낸 그래프이다.
도 5는 플라즈마용 전원장치의 위상 천이 제어시, 위상 천이 정도에 따른 인버터 출력전류의 크기 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 종래기술의 LC 공진 네트워크에 대한 회로도이다.
도 7a 및 도 7b는 LC 공진 네트워크의 출력전류 및 공진주파수의 위상차를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 전원용 공진 네트워크의 출력 전류 및 공진주파수의 위상차를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
또한, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 이하의 실시예에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 전원용 공진 네트워크에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)는 공진 인덕터(Lr, 141), 공진 커패시터(Cr, 142) 및 수동 소자(123)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)는 전원부(110) 및 출력부(122) 사이에 연결되며, 공진 커패시터(Cr, 142)와 직렬 연결되는 공진 인덕터(Lr, 141)를 갖는 LC 공진 네트워크 회로(600)를 포함할 수 있다. 이때, 공진 인덕터(Lr, 141)는 전원부(110)와 직렬로 연결되고, 공진 커패시터(Cr, 142)는 출력부(122)와는 병렬로, 공진 인덕터(Lr, 141)와는 직렬로 연결될 수 있으며, 저역통과 필터(Low Pass Filter, LPF)를 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)는 LC 공진 네트워크(600)에서 수동소자(123)를 포함할 수 있다. 보다 상세하게 수동소자(123)는 출력부(122) 및 공진 인덕터(Lr, 141)와 직렬로 연결되고, 공진 커패시터(Cr, 142)와 병렬로 연결될 수 있다.
예컨대, 수동소자(123)는 커패시터(C)로 구성될 수 있으며, 수동 소자(123)의 커패시터(C)는 공진 커패시터(Cr, 142)보다 소자 값이 작도록 구성될 수 있다.
보다 상세하게, 본 발명의 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)는 수동소자(123)에 의해 전원부(110)의 전압 또는 전류 및 공진 주파수의 위상차를 조절할 수 있다.
또한, 수동소자(123)에 따라 전원부(110), 예컨대 인버터의 전압 또는 전류 및 공진 주파수의 위상차를 조절 함으로서, LC 공진 네트워크(600) 대비 낮은 출력 전류에서도 공진 주파수의 위상차가 커질 수 있으며 동시에 공진 주파수의 위상차가 커져도 영전압 스위칭(ZVS)을 동작시킬 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 7a 내지 도 8b에서 상세히 후술하도록 한다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 전원용 공진 네트워크이다.
도 2를 참조하면, 전원부(110)는 정류기(113) 및 인버터(115)를 포함할 수 있고, 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)의 전단은 전원부(110)의 인버터(115)에 접속될 수 있다. 출력부(122)는 변압기(125)를 포함하며, 공진 네트워크(120)는 부가 인덕터(Llkg, 143)를 개재하여 공진 네트워크(120)의 후단에 연결될 수 있다.
한편, 부가 인덕터(Llkg, 143)는 기생 인덕터일 수 있고, 이 경우 부가 인덕터(Llkg, 143)는 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)의 구성으로 이해될 수도 있다. 이 경우, 부가 인덕터(Llkg, 143)는 커패시터(C, 123)에 직렬 연결되는 것으로 이해될 수 있다. 이 경우, 공진 네트워크(120)는 LCCL 네트워크 구조를 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생기용 전력공급장치에 대한 도면이다.
도 3을 참조하면, 플라즈마 전력공급장치(100)는 전원부(110), 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120) 및 변압기(125)를 포함하며, 이때 전원부(110)는 정류기(113) 및 인버터(115)를 포함할 수 있다.
이 경우, 도 3에서 일 실시예로 토로이달(toroidal) 형상의 플라즈마 공급원을 예시로 설명하여, 전원부(110)에서 정류기(113) 및 인버터(115)를 포함하고 있지만, 전원부(110)는 시스템 설계자에 따라 다양한 구성으로 변환될 수 있다.
플라즈마 전력공급장치(100)는 플라즈마 발생기(130) 내로 플라즈마를 점화시키기 위하여 에너지를 전달하기 위한 구성으로, 플라즈마 전력공급장치(100)의 에너지는 플라즈마 발생기(130)를 통과하는 가스와 변압기를 통해 유도 연결되는 플라즈마를 점화 또는 생성할 수 있다.
이때 변압기(125)는 페라이트 코어, 일차권선을 포함하며, 페라이트 코어는 플라즈마 방전 채널에 쇄교하며 몸체의 일부를 감싸도록 설치되고, 일차권선은 이러한 페라이트 코어를 감싸도록 제공될 수 있다.
한편, 플라즈마 발생기(130)는 플라즈마 소스로 플라즈마로 변환 가능한 가스(Ar 또는 O2)를 수용하기 위한 몸체를 구비하며, 몸체는 하나 또는 그 이상의 측면이 공정챔버(133)에 노출되어, 플라즈마에 의해 생성되는 대전된 입자가 처리될 물질과 직접 접촉할 수 있다.
이때, 전류는 플라즈마 발생기(130) 내의 가스로 유도되어 플라즈마의 점화를 유발하며, 플라즈마가 일단 생성되고 나면, 플라즈마는 다른 소스 가스를 여기 하도록 사용되어, 원하는 반응가스를 생성할 수 있다.
한편, 본 발명의 플라즈마 발생기용 전력공급장치는 도 4와 같은 드랍아웃 현상을 방지 하기 위해 공진 주파수에서 위상천이 제어를 수행하고 있으며, 도 4를 통해 드랍아웃 현상에 대하여 설명하도록 한다.
도 4는 플라즈마 부하에서 주파수 제어시 문제가 되는 드랍아웃 현상을 나타낸 그래프이다.
드랍아웃(drop-out) 현상(300)은 기체에 일정 이상의 에너지가 공급되지 못해 플라즈마가 유지되지 않는 현상을 의미한다. 플라즈마가 점화된 후 전기적인 저항값은 플라즈마 발생기에 인가되는 전류에 반비례하는 특성을 가지는데, 이러한 특성으로 인하여, 플라즈마 부하에 공진형 전력공급장치를 사용하게 될 경우 드랍아웃 현상(300)이 발생된다.
드랍아웃(Drop-out) 현상(300)이 발생하는 경우 반도체 제조공정에 식각, 세정등의 공정에 문제가 발생하게 되고, 플라즈마 발생장치를 재가동해야 하는 시간적 손실이 존재할 수 있으며, 이와 같은 드랍아웃 현상(300)을 방지하기 위하여 본원 발명은 공진 주파수에서 위상 천이 제어를 수행하고 있다.
이때 공진주파수에서 플라즈마용 전원장치의 위상천이 제어시 기본파 크기가 감소하게 되는데, 이는 도 5를 통하여 설명하도록 한다.
도 5는 플라즈마용 전원장치의 위상 천이 제어시, 위상 천이 정도에 따른 인버터 출력전류의 크기 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 플라즈마용 전력공급 장치의 위상 천이 제어시, 인버터 출력 전압이 점점 작아지게 된다. 보다 상세하게 인버터 출력 전압 그래프에서 0 ~ π의 구간에 비해 π ~ 2π의 구간이 줄어든 것과 같이 위상 천이 제어시 인버터의 출력 전압은 점점 작아지며, 이에 해당되는 기본파의 크기가 작아지게 되고, 작아진 기본파에 의해 부하측 전류(Iplasma)의 크기가 줄어들게 될 수 있다.
따라서 플라즈마 발생기용 전원장치에서 위상천이 제어를 수행할 경우, 기본파의 크기를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 공진 주파수에서 플라즈마 발생기용 전력공급장치(100)의 위상천이 각에 따른 인버터 기본파 감소량은 하기와 같은 [수학식 1]을 통해 계산할 수 있다.
Figure 112018048563829-pat00001
Vo.inv.1: 인버터 출력전압
도 6은 종래기술의 LC 공진 네트워크에 대한 회로도이다.
도 6을 참조하면, 종래기술의 LC 공진 네트워크(600)는 전원부와 직렬로 연결되는 공진 인덕터(Lr) 및 출력부와 병렬로 연결되고, 공진 인덕터(Lr)와 직렬로 연결되는 공진 커패시터(Cr)를 포함할 수 있다.
이때, LC 공진 네트워크(600)를 포함하는 플라즈마 전력공급장치는 드랍아웃을 피하기 위해 공진주파수에서 위상천이 제어를 수행하고 있지만, LC 공진 네트워크(600) 구조의 공진형 컨버터의 경우 플라즈마 리액터에 의해 부가 인덕터(L1kg)의 설계가 제한되기 때문에 LC 공진 네트워크(600)는 넓은 출력전류 범위를 가지는 설계 스팩 중 저전류에서 영전압 스위칭(ZVS: Zero Voltage Switching)동작이 수행되지 못하는 문제가 발생하였다.
이에 본원 발명은 출력 전류 중 저전류에서 영전압 스위칭(ZVS) 동작을 가능하게 하기 위하여 수동소자(123)를 추가한 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)를 제안하였으며, 보다 상세하게 도 7a, 도7b, 도8a 및 도 8b를 참조하여, LC 공진 네트워크(600)와 본원 발명의 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)의 출력전류와 공진 주파수 위상차이를 비교하여 설명하도록 한다.
도 7a 및 도7b를 참조하면, LC 공진 네트워크(600)에서 인버터의 낮은 출력전류(예를 들어 35A)에서 18도의 위상차이에 대한 영역에서만 영전압 스위칭(ZVS)이 동작될 수 있었다.
이 경우, LC 공진 네트워크(600)에서 공진 주파수의 위상차이를 더 크게 적용하면 영전압 스위칭(ZVS) 운전이 불가능하였기 때문에 낮은 출력전류에서 영전압 스위칭(ZVS) 운전에 대한 한계가 발생하였으며, 영전압 스위칭(ZVS) 이 불가능 한 경우, 플라즈마 전력공급장치의 스위치는 큰 스트레스를 받게 되고, 시스템 안전성에 영향을 미치는 문제가 발생할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)는 LC 공진 네트워크(600)에 수동소자(123)를 추가하여, 수동소자(123)에 따라 인버터의 전압 또는 전류 및 공진 주파수의 위상차를 조절하여 LC 공진 네트워크(600)와 동일한 저전류 출력 전압(35A)에서 위상차이를 보다 크게 적용할 수 있으며, 동시에 영전압 스위칭(ZVS) 운전을 가능하게 하였다.
보다 상세하게 도 8a 및 도8b를 참조하면, 본 발명의 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)는 LC 공진 네트워크(600)와 동일한 낮은 출력 전압(35A)에서 수동소자(123)에 의해 공진 주파수의 위상차이를 조절하여 55도의 위상차이에서도 영전압 스위칭(ZVS)을 동작시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)는 LC 공진 네트워크(600)에 비해 18도의 위상차보다 큰 55도의 위상차에서 영전압 스위칭(ZVS)을 동작시킬 수 있어, LC 공진 네트워크(600)에 비해 보다 넓은 출력전류 영역에서 영전압 스위칭(ZVS)을 동작시킬 수 있다.
한편, LC 공진 네트워크(600)의 출력 전류 크기와 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)의 출력 전류 크기는 동일하나, 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)의 위상차이가 LC 공진 네트워크의 위상차이보다 커지는 이유를 [수학식 2] 내지 [수학식 5]를 통하여 설명하도록 한다.
종래기술의 LC 공진 네트워크(600)의 출력 전류 크기는 하기 [수학식 2]와 같이 계산할 수 있다.
Figure 112018048563829-pat00002
또한, 본 발명의 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)의 출력 전류 크기는 하기 [수학식 3]과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112018048563829-pat00003
여기서, LC 공진 네트워크(600) 및 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)의 출력 전류를 계산하였을 때 [수학식 2] 및 [수학식 3]의 주파수 영역에서의 출력 전류 크기가 동일한 것을 확인할 수 있다.
하지만, LC 공진 네트워크(600)의 전류 위상차는 [수학식 4]와 같이 계산할 수 있으며,
Figure 112018048563829-pat00004
플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)의 전류 위상차는 [수학식 5]와 같이 계산할 수 있는데,
Figure 112018048563829-pat00005
이를 비교해 보면, [수학식 2] 및 [수학식 3]과 같이 LC 공진 네트워크(600)와 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120) 주파수 영역에서의 출력 전류는 동일하게 계산되지만, 전류 위상차는 LC 공진 네트워크(600) 보다 플라즈마 전원용 공진 네트워크(120)가 더 큰 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본원 발명은 종래 LC 공진 네트워크(600)와 출력 전류가 동일한 경우, 공진 주파수의 위상차가 LC 공진 네트워크에 비해 크게 계산되기 때문에, 본원 발명에서 제안하는 플라즈마 전원용 공진 네트워크(600)는 LC 공진 네트워크(120)에 비해 영전압 스위칭(ZVS) 영역을 확장시킬 수 있다.
이 경우, 영전압 스위칭(ZVS) 영역을 확장시키기 위해선 본원 발명에 적용되는 [수학식 3] 및 [수학식 5]의 수식적 분석을 필요로 하며, 이때 수식적 분석은 공진네트워크를 충분히 이해하고 있는 당업자가 플라즈마 부하 특성에 관해서도 이해하고 있어야 하는 부분이다.
한편, 종래의 수식은 복잡한 5차 이상의 다항식으로 수식이 구성될 수 있었는데, 본원 발명에 적용되는 [수학식 3] 및 [수학식 5]의 수식은 공진주파수에서 한정하여 네트워크를 사용하는 것을 기초하여 5차식의 방정식을 단순한 식으로 바꾸었기 때문에 수식을 계산하기 용이할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 전원부
113: 정류기
115: 인버터
120: 플라즈마 전원용 공진 네트워크
123: 수동소자

Claims (11)

  1. 전원부 및 출력부 사이에 연결되는 공진 네트워크에 있어서,
    상기 전원부와 직렬로 연결되는 공진 인덕터(Lr);
    상기 출력부와 병렬로 연결되며, 상기 공진 인덕터(Lr)와 직렬로 연결되는 공진 커패시터(Cr); 및
    상기 출력부 및 상기 공진 인덕터(Lr)와 직렬로 연결되고, 상기 공진 커패시터(Cr)와 병렬로 연결되는 수동소자;를 포함하고,
    상기 수동소자는 상기 전원부의 영전압 스위칭(ZVS: Zero Voltage Switching) 영역이 확장되도록 커패시터(C)로 구성되는,
    플라즈마 전원용 공진 네트워크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수동소자 및 상기 출력부와 직렬로 연결되는 부가 인덕터(L1kg)를 더 포함하는,
    플라즈마 전원용 공진네트워크.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수동소자의 커패시터는 상기 공진 커패시터(Cr)보다 소자값이 작도록 구성되는,
    플라즈마 전원용 공진네트워크.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수동소자에 의해 상기 전원부의 전압, 전류의 크기 및 공진 주파수의 위상차가 조절되도록 구성되는,
    플라즈마 전원용 공진네트워크.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공진 주파수의 위상천이 제어를 수행하며, 상기 위상천이 제어에 의해 상기 전원부의 전압이 조절되는,
    플라즈마 전원용 공진네트워크.
  7. 플라즈마 발생기 내로 플라즈마를 점화하기 위한 전력공급장치에 있어서,
    전원부;
    상기 플라즈마 발생기에 결합되는 페라이트 코어 및 상기 페라이트 코어 상에 권선되는 1차 권선을 포함하는 변압기; 및
    상기 전원부 및 상기 1차 권선 사이에 연결되는 공진 네트워크;를 포함하며,
    상기 공진 네트워크는, 상기 전원부와 직렬로 연결되는 공진 인덕터(Lr);
    상기 1차 권선과 병렬로 연결되며, 상기 공진 인덕터(Lr)와 직렬로 연결되는 공진 커패시터(Cr); 및
    상기 1차 권선 및 상기 공진 인덕터(Lr)와 직렬로 연결되고, 상기 공진 커패시터(Cr)와 병렬로 연결되는 수동소자;를 포함하고,
    상기 수동소자는 상기 전원부의 영전압 스위칭(ZVS: Zero Voltage Switching) 영역이 확장되도록 커패시터(C)로 구성되는,
    플라즈마 발생기용 전력공급장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 수동소자 및 상기 1차 권선과 직렬로 연결되는 부가 인덕터(L1kg)를 더 포함하는,
    플라즈마 발생기용 전력공급장치.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 전원부는 정류기 및 인버터를 포함하며,
    상기 수동소자에 의해 상기 인버터의 전압, 전류의 크기 및 공진 주파수의 위상차가 조절되도록 구성되는,
    플라즈마 발생기용 전력공급장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 공진 주파수의 위상천이 제어를 수행하며, 상기 위상천이 제어에 의해 상기 인버터의 전압이 조절되는,
    플라즈마 발생기용 전력공급장치.
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