(57)【要約】      （修正有）【課題】共振充電回路をトリガする新規な方法・装置を提供する。【解決手段】パルス状に生成される放電プラズマに基づき短波長放射を発生する装置のための共振充電回路をトリガする方法であって、共振充電回路の放電スイッチが、点火時間に放電プラズマを生成するための放電電圧（Ｕｗａｎｔｅｄ）を供給するようトリガされる少なくとも１つの第二のスイッチング時間と、放電プラズマが生成される点火時間とが計算される。パルス状に生成される放電プラズマに基づいて短波長放射を生成する装置のための共振充電回路をトリガする装置は、第一の入力ユニット１４と、第一のシミュレーションユニット１６と、第一の回帰ユニット１８と、第一の測定値ユニット２０と、第一の評価ユニット２２と、共振充電回路の放電スイッチをトリガする制御ユニット２４と、を有する。【選択図】図１
2014160646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス状に生成される放電プラズマに基づいて短波長放射を生成する装置のための共振充電回路をトリガする方法であって、前記共振充電回路のスイッチング時間が、タイムクリティカルでない方法区間にて、シミュレーションによって決定されて、繰り返して読み出されるように保存され、前記共振充電回路の測定値がタイムクリティカルな方法区間にてリアルタイムで測定される、方法において、
前記放電プラズマを生成するための放電電圧（Ｕｗａｎｔｅｄ）を点火時間（ｔ３）に供給するために前記共振充電回路（１）の放電スイッチ（１２、１３）がトリガされる少なくとも１つの第二のスイッチング時間（ｔ２）と、放電プラズマが生成される前記点火時間（ｔ３）とが計算されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記シミュレーションが前記タイムクリティカルでない方法区間（Ｉ）にて、使用者定義のパラメータ値と使用者が事前に決定する少なくとも１つの第二のスイッチング時間（ｔ２ｉｎ）とによって形成される入力値に基づいて実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記使用者定義のパラメータ値が、複数のパルスを通じて徐々に変化しうる第一の入力パラメータ（３１）と、パルスごとに変化しうる第二の入力パラメータ（３２）とを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記タイムクリティカルでない方法区間（Ｉ）にて、
Ａ１） 入力値を提供するステップと、
Ｂ１） 少なくとも１つの点火時間（ｔ３ｓｉｍｕｌ）と充電コンデンサ（Ｃ）の所望の放電電圧（Ｕｗａｎｔｅｄ  ｓｉｍｕｌ）とを含む値を、入力値の各々の組み合わせに関するシミュレーションによってシミュレートするステップと、
Ｃ１） 前記入力値の組み合わせのすべてとそれぞれの前記シミュレートされた値とから入力行列を形成するステップと、
Ｄ１） 前記入力行列を変換して、前記充電コンデンサ（Ｃ）を充電するのに供される充電スイッチ（１０、１１）をトリガするため、および前記放電スイッチ（１２、１３）をトリガするための、前記入力行列から選択されたスイッチング時間（ｔ２ｓｉｍｕｌ）が、前記変換された入力行列の結果として結果行列に形成されるようにするステップと、
Ｅ１） 前記変換された入力行列と前記結果行列の間の数学的関係を決定して、前記数学的関係を係数行列の形で読み出し可能に保存するステップと、
を有し、
前記タイムクリティカルな方法区間（ＩＩ）にて、
Ｆ１） 前記タイムクリティカルな方法区間（ＩＩ）で取得した測定値から第一の測定値行列を形成するステップと、
Ｇ１） 所望の放電電圧（Ｕｗａｎｔｅｄ）の少なくとも１つの使用者定義の値を提供し、前記値を前記第一の測定値行列に追加するステップと、
Ｈ１） 前記係数行列に前記第一の測定値行列を乗じるステップと、
Ｉ１） 少なくとも前記第二のスイッチング時間（ｔ２）と前記点火時間（ｔ３）を計算するステップと、
Ｊ１） 前記共振充電回路（１）をトリガするステップと、
を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
それぞれの供給電圧（７、８）で動作し、それぞれに充電スイッチ（１０、１１）が提供される少なくとも２つの共振充電器（３、４）を備える拡張共振充電回路（２）における、請求項４に記載の方法の使用。
【請求項６】
次の追加的なステップ、すなわち、
ａ１） 前記供給電圧（７、８）の量を比較するステップと、
ａ２） 大きいほうの量の供給電圧（７、８）を有する前記共振充電器（３、４）の前記充電スイッチ（１０、１１）に第二のスイッチング時間（ｔ２１）を割り当てるステップであって、前記第二のスイッチング時間（ｔ２１）で、前記共振充電器（３、４）の前記充電スイッチ（１０、１１）が開き、前記共振充電器（３，４）の前記放電スイッチ（１２、１３）が閉じる、ステップと、
ａ３） 対称にコンパイルされた第一の入力パラメータ（３１）で前記拡張共振充電回路（２）のトポロジを生成するステップであって、大きいほうの量の供給電圧（７、８）を有する前記共振充電器（３、４）の前記第一の入力パラメータ（３１）が使用される、ステップと、
ａ４） 前記トポロジに基づいて第二のスイッチング時間（ｔ２２）を計算するステップであって、前記第二のスイッチング時間（ｔ２２）で、小さいほうの量の供給電圧（７、８）を有する前記共振充電器（３、４）の前記充電スイッチ（１０、１１）が開き、前記共振充電器（３、４）の前記放電スイッチ（１２、１３）が閉じる、ステップと、前記シミュレーションのために前記第二のスイッチング時間（ｔ２２）を提供するステップと、
をステップＡ１にて前記入力値を前記拡張共振充電回路（２）に適応させるために実行し、
− 前記供給電圧（７、８）の量がステップＢ１とＣ１の間で比較され、前記第二のスイッチング時間（ｔ２１ｓｉｍｕｌ）が、小さいほうの量の供給電圧（７、８）を有する前記共振充電器（３、４）に割り当てられ、前記第二のスイッチオーバ時間（ｔ２２）が、大きいほうの量の供給電圧（７、８）を有する前記共振充電器（３、４）に割り当てられ、
− ステップＤ１にて、前記シミュレートされたスイッチング時間（ｔ２１ｓｉｍｕｌ）と（ｔ２２ｓｉｍｕｌ）および前記シミュレートされた点火時間（ｔ３ｓｉｍｕｌ）の後に前記結果行列が変換されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記所望の充電電圧（Ｕｗａｎｔｅｄ）が実現可能な最大放電電圧（Ｕｍａｘ）と比較され、前記小さいほうの放電電圧（Ｕｗａｎｔｅｄ、Ｕｍａｘ）が前記第一の測定値行列に追加されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記タイムクリティカルでない方法区間にて、ステップＡ２〜Ｅ２を含む更なるプロセスが実行され、
−  ステップＡ２において、入力値が供給され、
−  ステップＢ２において、実現可能最大放電電圧（Ｕｍａｘ  ｓｉｍｕｌ）と前記実現可能最大放電電圧（Ｕｍａｘ  ｓｉｍｕｌ）が実現される第二のスイッチング時間（ｔ２ｍａｘ  ｓｉｍｕｌ）とがシミュレートされ、
−  ステップＣ２において、第二の入力行列が形成され、
−  ステップＤ２において、前記第二の入力行列が変換されて、前記第二のスイッチング時間（ｔ２ｍａｘ  ｓｉｍｕｌ）と前記実現可能最大放電電圧（Ｕｍａｘ  ｓｉｍｕｌ）とが第二の結果行列として形成されるようにし、
−  ステップＥ２において、前記変換された第二の入力行列と前記第二の結果行列の間の前記数学的関係を説明する第二の係数行列が決定され、読み出し可能に保存されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ステップＦ２とＧ２が前記タイムクリティカルな方法区間にて実行され、
−  ステップＦ２において、第二の測定値行列が形成され、
−  ステップＦ２とＧ２の間で、前記第二の係数行列に前記第二の測定値行列が乗じられ、実現可能最大放電電圧（Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ）の少なくとも１つの値が計算されるステップｆ１が実行され、
−  ステップＦ２とＧ２の間で、前記実現可能最大放電電圧の値（Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ）が前記所望の放電電圧の値（Ｕｗａｎｔｅｄ）と比較され、比較された放電電圧のうちの小さいほうの値（Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ、Ｕｗａｎｔｅｄ）が少なくとも前記第二のスイッチング時間（ｔ２）を計算するために供給される更なるステップｆ２が実行されることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
ステップＣ２〜Ｅ２を含む更なるプロセスが前記タイムクリティカルでない方法区間（Ｉ）にて実行され、
−  ステップＣ２の前のステップｃ２−１において、前記実現可能最大放電電圧（Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ）と第二のスイッチング時間（ｔ２１ｍａｘ）とが数学的モデルによって決定され、
−  ステップＣ２において、第二の入力行列が形成され、
−  ステップＤ２において、前記第二の入力行列が変換されて、前記実現可能最大放電電圧（Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ）と前記第二のスイッチング時間（ｔ２１ｍａｘ）とが、前記変換された第二の入力行列の結果として、第二の結果行列として形成されるようにし、
−  ステップＥ２において、前記変換された第二の入力行列と前記第二の結果行列の間の数学的関係が決定され、第二の係数行列の形で読み出し可能に保存されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
ステップＦ２とＧ２を含む更なるプロセスが前記タイムクリティカルな方法区間（ＩＩ）にて実行され、
− ステップＦ２において、前記プロセスのステップＦ１からの前記測定値行列が使用され、
− ステップＦ２とＧ２の間で、前記第二の係数行列に前記第一の測定値行列が乗じられ、実現可能最大放電電圧（Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ）の少なくとも１つの値が計算されるステップｆ１が実行され、
− ステップＦ２とＧ２の間で、前記実現可能最大放電電圧の値（Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ）が前記所望の放電電圧の値（Ｕｗａｎｔｅｄ）と比較され、比較された放電電圧のうちの小さいほうの値が選択されて、第一の評価ユニット（２２）で使用されるために前記第一の測定値行列に追加される更なるステップｆ２が実行されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
パルス状に生成される放電プラズマに基づいて短波長放射を生成する装置のための共振充電回路（１）をトリガする装置であって、前記共振充電回路（１）が、前記共振充電回路（１）の充電コンデンサ（Ｃ）を充電するための少なくとも１つの充電スイッチ（１０、１１）と、前記共振充電回路（１）の前記充電コンデンサ（Ｃ）を放電させるための少なくとも１つの放電スイッチ（１２、１３）とを有する、装置において、
− 使用者定義のパラメータ値と、使用者が事前に決定する少なくとも１つの第二のスイッチング時間（ｔ２）とによって形成される入力値を入力するための第一の入力ユニット（１４）と、
− 少なくとも１つのスイッチング時間（ｔ２１、ｔ２２、ｔ２３）と所望の放電電圧（Ｕｗａｎｔｅｄ）とをシミュレートするための第一のシミュレーションユニット（１６）と、
− 前記シミュレーションの結果に基づいて計算データを決定し、供給するための第一の回帰ユニット（１８）と、
− リアルタイムで測定される前記共振充電回路（１）の測定値を供給するための第一の測定値ユニット（２０）と、
− 前記第一の回帰ユニット（１８）の結果と供給された測定値とに基づいて、第二のスイッチング時間（ｔ２）と点火時間（ｔ３）とを計算するための第一の評価ユニット（２２）と、
− 前記共振充電回路（１）の前記放電スイッチ（１２、１３）をトリガするための制御ユニット（２４）と、
を更に有することを特徴とする装置。
【請求項１３】
少なくとも２つの共振充電器（３、４）を有し、その各々がそれぞれの供給電圧（７、８）を有する独自の電圧源と、それぞれの充電スイッチ（１０、１１）とを有する拡張共振充電回路（２）をトリガするために、
− 前記供給電圧（７、８）を比較するための第一の比較ユニット（２７）と、
− 前記供給電圧（７、８）を比較するための第二の比較ユニット（２８）と、
− 論理ユニット（２６）であって、この論理ユニット（２６）によって生成される前記拡張共振充電回路（２）の対称トポロジに基づいて第二のスイッチング時間（ｔ２２ｓｉｍｕｌ）をシミュレートするための論理ユニット（２６）と、
が更に設けられることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
− 第二の入力ユニット（１５）と、
− 第二のシミュレーションユニット（１７）と、
− 第二の回帰ユニット（１９）と、
− 第二の測定値ユニット（２１）と、
− 前記第二の回帰ユニット（１９）の結果と前記第二の測定値ユニット（２１）から提供された測定値とに基づいて、実現可能最大放電電圧（Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ）を決定する第二の評価ユニット（２３）と、
− 前記実現可能最大放電電圧（Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ）を所望の放電電圧（Ｕｗａｎｔｅｄ）と比較するための第三の比較ユニット（２９）と、
を更に有することを特徴とする、請求項１３に記載の共振充電回路をトリガする装置。
【請求項１５】
− 前記第一のシミュレーションユニット（１６）の少なくとも１つの結果に基づいて、実現可能最大放電電圧（Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ）と第二のスイッチング時間（ｔ２１ｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ）とを決定するための数学的モデリングユニット（３０）と、
− 第二の回帰ユニット（１９）と、
− 第二の測定値ユニット（２１）と、
− 前記第二の回帰ユニット（１９）の結果と前記第二の測定値ユニット（２１）から供給された測定値とに基づいて、前記充電コンデンサ（Ｃ）の実現可能最大放電電圧（Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ）を決定するための第二の評価ユニット（２３）と、
− 前記実現可能最大放電電圧（Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ）を所望の放電電圧（Ｕｗａｎｔｅｄ）と比較するための第三の比較ユニット（２９）と、
を更に有することを特徴とする、請求項１４に記載の共振充電回路をトリガする装置。
【請求項１６】
放電スイッチ（１２、１３）が前記点火時間（ｔ３）に前記制御ユニット（２４）によってトリガされることが可能であることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス状に生成される放電プラズマに基づいて短波長放射を生成する装置のための共振充電回路をトリガする方法と装置に関する。この種の装置とその使用は基本的に、特許文献１から知られている。
【背景技術】
【０００２】
パルス状に生成される放電プラズマに基づいて短波長放射を生成する装置は、特に放電プロセスの高い繰り返し周波数が重要である場合に、たとえばリソグラフィ技術を実行するために用いられる。同時に、放出される放射量の変動は、一貫した品質の放射を放出させるために、１％未満に制限される。
【０００３】
放電プラズマの生成に必要な、一般に数キロボルトである電圧は、パルス用コンデンサ（pulsed capacitor）またはコンデンサバンクを備える（共振）充電回路を介して供給される。その際、充電回路の充電スイッチは第一のスイッチング時間で閉じ、パルス用コンデンサが充電される。この段階で、インダクタの中を流れる仮想的な正弦波電流が発生する。第二のスイッチング時間では充電スイッチが開いて、フリーホイーリングスイッチが閉じ、その結果、パルス用コンデンサの電圧が更に上昇し、それを通じてインダクタ内に保存されたエネルギーが減少する。インダクタの電流ゼロクロスによって画定される第三の時点にプラズマに点火され、すなわち、その間でプラズマが生成されることになる２つの電極間に電流が流れ始める。
【０００４】
このようにして、放電プラズマ生成のための充電回路によって保存されたエネルギーは、ギャップにより分離された２つの電極の放電電圧として供給される。
【０００５】
点火時間で電極間に導電チャネルが生成され、または提供されると、利用可能なエネルギーがこのチャネルに沿って流れ、これがエミッタ材料のプラズマ放出を起こさせる。点火時間には放電電圧が最大値に到達している。導電チャネルは、高エネルギー放射、たとえばレーザによるエミッタ材料、たとえば錫の蒸発を通じて生成できる。その際、エミッタ材料はたとえば電極上にあっても、または、たとえばそれらの間への小滴注入によって供給されてもよい。
【０００６】
放電プラズマを生成する装置において、実際には、第一と第二のスイッチング時間と点火時間を、繰り返し周波数が高くなっても放電プラズマにより放出される放射量の偏差が極小であるように調整することは難しい。その理由は、変動するパラメータ値、たとえば電圧の差、コンポーネント値（component value）の差異、可変プラズマ効率、すなわち電気エネルギーが放射エネルギーに変換される程度にある。この点で、複数のパルスにわたってわずかしか変化しないパラメータ値は、パルスごとに少なからず変化するものとは異なる場合もある。一般に、わずかに変化するパラメータ値はその変化の方向において特定の傾向（長期ドリフト）を示し、その一方で、パルスごとに変化するパラメータ値は通常、確率論的に変化する。
【０００７】
特許文献１で提案される装置は共振充電回路を有し、これは共振充電回路の充電コンデンサを充電するための少なくとも１つの充電スイッチと、共振充電回路を放電するための少なくとも１つの放電スイッチを備える。更に、入力値と１つまたは複数の基準数に応じて、充電スイッチのスイッチング時間をリアルタイムで計算する制御手段が提供される。スイッチング時間を調整するために必要な演算労力を軽減させるために、特許文献１は、近似アルゴリズムまたは、タイムクリティカルでない方法区間で計算し、セットアップしておいたルックアップテーブルに頼って計算を行うことを提案している。タイムクリティカルな方法区間では、たとえば充電電圧の実測値をリアルタイムで考慮に入れることができ、スイッチング時間を決定できる。充電スイッチは、計算された第一と第二のスイッチング時間に基づいてトリガされる。
【０００８】
特許文献１による装置によれば、第二のスイッチング時間は、所望の放電電圧が正確に固定された点火時間に供給されるように計算される。
【０００９】
第二のスイッチング時間と点火時間の計算に関しては、共振充電回路の単純化モデルに準解析的手法を適用することが知られている。まず、所望の充電電圧と第二のスイッチング時間の間の関係を決定する。この関係は一般に非線形であり、多項式によって表せる。点火時間は別の解析的関係を使って決定できる。第二のスイッチング時間が入れられるこの解析的関係は更に、共振充電回路の挙動に関する単純化のための仮定を含んでいる。
【００１０】
この種の手順の欠点は、共振充電回路の各種要素の影響が、単純化のせいで、まったくではないとしても、十分に捉えられないことにある。それゆえ、既存の消磁回路の影響が考慮されない。更に、ＤＣ電圧源が理想的であるものと仮定される。
【００１１】
このような単純化により、第二のスイッチング時間と点火時間の計算に重大な誤差が発生する可能性があり、これを後で最適化因子によって補正しなければならない。
【００１２】
上述の手順ではまた、共振充電回路のトポロジが変わると、所望の放電電圧と第二のスイッチング時間の間の関係を決定することが非常に難しく、場合により不可能となる。トポロジが変更されるたびに関係を新たに決定する必要があり、複雑なトポロジになると、この手順では全く説明できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】ＤＥ １０ ２００５ ０４５ ５６９ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、先行技術の欠点を克服する、共振充電回路をトリガする新規な可能性を提案することである。本発明には、共振充電回路をトリガするための新規な装置を提供するという別の目的もある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
パルス状に生成される放電プラズマに基づいて短波長放射を生成する装置のための共振充電回路をトリガする方法において、共振充電回路のスイッチング時間が、タイムクリティカルでない方法区間でシミュレーションによって決定されて、何度も読み出すことができるように保存され、共振充電回路の測定値がタイムクリティカルな方法区間においてリアルタイムで測定され、上記の目的は、本発明によれば、共振充電回路の放電スイッチが放電プラズマを生成するための放電電圧を点火時間に供給するようにトリガされる少なくとも１つの第二のスイッチング時間と、放電プラズマが生成される点火時間が計算されるという点で、達成される。
【００１６】
点火時間は共振充電回路のスイッチング時間と考えることができ、それは、この点火時間で共振充電回路が放電され、基本的にそれによる影響を受けるからである。本発明による方法の別の実施形態では、点火時間を少なくとも１つの第二のスイッチング時間と一致させることができる。
【００１７】
タイムクリティカルでない方法区間は好ましくは、本発明による方法のサブステップを含み、これらは共振充電回路のその時点での実際の動作パラメータによる影響を受けない。共振充電回路の挙動は、パルス間で少なからず変化するパラメータ値の数多くの組み合わせに関してシミュレートされる。
【００１８】
それゆえ、タイムクリティカルでない方法区間のサブステップで、たとえば使用者定義のパラメータ値と使用者が事前に決定する少なくとも１つの第二のスイッチング時間を使い、第二のスイッチング時間と点火時間を入力値として決定することができる。入力値は好ましくは、使用者定義のパラメータ値によって、および使用者が事前に決定する少なくとも１つの第二のスイッチング時間によって形成される。タイムクリティカルでない方法区間のサブステップは、短波長放射を生成するための装置の実際の動作とは別に実行できる。有利には、このようにして装置の動作中の演算要求を縮小することができる。
【００１９】
使用者定義パラメータ値はまた、共振充電回路の具体的なトポロジと要素の特徴に依存する具体的なパラメータ値、すなわちそれぞれの共振充電回路の抵抗、インダクタンスまたはキャパシタンスを考慮に入れることができる。
【００２０】
タイムクリティカルな方法区間には、実際の動作パラメータにより影響を受けるサブステップが含まれる。影響は、たとえばタイムクリティカルな方法区間の１つまたは複数のサブステップで測定値を入力することによって与えられる。
【００２１】
使用者定義のパラメータ値は、複数のパルスにわたってわずかに変化する第一の入力パラメータとすることができ、またはこれを含むことができる。これらの第一の入力パラメータにはドリフトが生じることがあり、これはたとえば、その動作中に共振充電回路の構成要素が加熱されることによって、または気温や周辺湿度の変化等、環境条件が変化したことに起因しうる。わずかな変化とは、たとえばその前のパルスのパラメータ値の５％未満の偏差とすることができる。
【００２２】
第一の入力パラメータはたとえば、電気抵抗、キャパシタンス、インダクタンス等のコンパイルされたパラメータであってもよい。これらのパラメータは好ましくは、個別にスカラとして、集合的にベクトルとして表現される。
【００２３】
使用者定義のパラメータ値はまた、パルスごとに変化しうる（変動する）第二の入力パラメータであってもよい。一般に、ドリフトは発生せず、むしろ方向と量の変動がランダムであるか、少なくとも明確には方向付けられず、すなわちこれらはドリフトを呈さない。変動は、その前のパラメータ値の量の５％を超えうる。第二の使用者定義パラメータ値の例としては、ＤＣリンク回路と開始パラメータ、たとえば充電コンデンサまたは充電コンデンサバンクの印加（残留）電圧である。第二の入力パラメータは好ましくは、後のシミュレーションのためのベクトルとして、または共有入力ベクトルとして供給される。適当な大きさのシミュレーションデータ集合を生成できるようにするために、第二の入力パラメータの範囲が使用者により決定される。その際、近似の精度と演算要求との間で妥協点を見出す必要がある。第二の入力パラメータの所定の範囲は好ましくは、タイムクリティカルな方法区間で計算される第二のスイッチング時間と点火時間が所望の範囲内に入るように選択される。
【００２４】
第二のスイッチング時間は点火時間と一致させることができる。しかしながら一般に、これらの２つの時間は相互に離れて発生するが、これは、第二のスイッチング時間の後のフリーホイーリング段階中に放電電圧が更に増大するからである。
【００２５】
更に、可変的なスイッチング時間に加えて、所定のスイッチング時間も充電回路のトリガに使用されることが好ましい。したがって、第二のスイッチング時間またはある範囲の第二のスイッチング時間を使用でき、これも同様に、好ましくはシミュレーションのためにベクトルとして提供される。
【００２６】
本発明による方法の好ましい実施形態に含まれるのは、タイムクリティカルでない方法区間の５つの必須ステップ（ステップＡ１〜Ｅ１）と、タイムクリティカルな方法区間の別の５つのステップ（ステップＦ１〜Ｊ１）であり、これらのステップのうちの４つ（Ｆ１、Ｈ１、Ｉ１、Ｊ１）が本発明にとって必須である。まず、ステップＡ１で入力値が提供される。次に、ステップＢ１で、入力値のすべての組み合わせに関するシミュレーションの中でそれぞれの理論的な可変点火時間と充電コンデンサの所望の電圧が計算される。すると、ステップＣ１で、入力値とそれぞれのシミュレート値のすべての組み合わせを考慮に入れて、入力行列が形成される。ステップＤ１で、この入力行列が変換されて、充電コンデンサを充電する充電スイッチをトリガするため、および放電スイッチをトリガするために入力行列から選択されたスイッチング時間が、変換された入力行列の結果としての結果行列に形成される。第五のステップであるステップＥ１で、変換された入力行列と結果行列の間の数学的な関係が決定される。この数学的関係は係数行列の形で表現され、読み出し可能に保存される。タイムクリティカルでない方法区間は係数行列の生成と保存で終了する。
【００２７】
ステップＣ１において、入力値の組み合わせは当初は、たとえば重回帰解析法または反復回帰解析法等の統計学的手法によって考慮に入れることができるが、統計学的手法のサブステップの結果として選択される。
【００２８】
タイムクリティカルな方法区間では、ステップＦ１で、タイムクリティカルな方法区間中に取得された測定値から第一の測定値行列が形成される。選択可能なステップＧ１で、充電コンデンサの電圧の少なくとも１つの使用者定義のパラメータ値もまた提供し、第一の測定値行列に追加できる。充電コンデンサの電圧は、充電コンデンサの使用者定義の所望の放電電圧とすることができる。これを以下、簡潔さのために、所望の放電電圧と呼ぶ。次にステップＨ１で、第一の測定値行列に係数行列が乗じられる。ステップＩ１で、その積に基づいて少なくとも第二のスイッチング時間と点火時間が計算される。最後のステップＪ１で、放電スイッチを可変的に調整可能な第二のスイッチング時間で作動させることによって点火時間に放電電圧が供給されるように、共振充電回路がトリガされる。
【００２９】
本発明による方法では、有利には、共振充電回路のいずれのトポロジも、その複雑さに関係なく、シミュレートすることが可能である。同様に、方法中のタイムクリティカルでない区間で決定された第二のスイッチング時間と点火時間の使用により、かつ、これらをタイムクリティカルな方法区間の実行時に簡単に読み出すことができるため、高速で効率的な計算が可能となるという利益が得られる。更に、本発明による方法自体が、単純なトポロジに適用した場合に、先行技術の方法より正確であり、これは、不利となる、トポロジの挙動に関する単純化のための仮定が行われないからである。ルックアップテーブルを用いる公知の方法と比較して、本発明による方法は、スイッチング時間と点火時間に対して任意の数値を使用できる点で有利である。これと対照的に、ルックアップテーブルは考えうる組み合わせの限定的な資料であり、そこから選択できる組み合わせは最も明白であるが必ずしも最適とは限らない。たとえれば、使用すべきスイッチング時間と点火時間の組み合わせが、本発明による方法ではアナログ的に提供され、それに対して、ルックアップテーブルを使用する場合はこれが個別にデジタル的な方法で行われると言うことができる。
【００３０】
本発明の別の展開形態において、本発明による方法は拡張共振充電回路でも使用できる。拡張共振充電回路は好ましくは、少なくとも２つの共振充電器を有し、その各々がそれぞれの供給電圧を持つ独自の電圧源を有することができる。各共振充電器は充電スイッチと放電スイッチを有し、これらはそれぞれの共振充電器に関連する第二のスイッチング時間（これは以下、適当であれば、より明確に区別するためにスイッチオーバ時間と呼ぶ）で開閉する。拡張共振充電回路は、共振充電器が共有する放電スイッチによって放電させることができる。これに関して、共有の放電スイッチは、放電回路の放電スイッチの１つでも、またはそれとは別の放電スイッチでもよい。
【００３１】
共振充電器の各々が充電スイッチと放電スイッチを有するため、第二のスイッチング時間（スイッチオーバ時間）は共振充電器の一方について決定でき、この一方の共振充電器のこのスイッチオーバ時間により、他方の共振充電器のスイッチオーバ時間を決定でき、他方の共振充電器のスイッチオーバ時間を通じて、点火時間に放電プラズマを発生させるために充電電圧が供給されるように共振充電回路の放電スイッチがトリガされる第二のスイッチングタイムが得られる。したがって、共振充電器のスイッチオーバ時間が集合的に、点火時間に放電電圧が供給されるようにするのに寄与する。
【００３２】
供給電圧は相互に異なっていてもよい。異なる供給電圧の場合、共振充電器の所望の放電電圧は、別々の時間に達成される。これに関して、より高い供給電圧を有する共振充電器の充電期間は、より低い供給電圧を有する共振充電器の充電期間より短いはずである。
【００３３】
それでも第二のスイッチング時間を１つだけ計算すればよいように、本発明による方法は好ましくは、拡張充電回路によって以下のように実行される。
【００３４】
タイムクリティカルでない方法区間のステップＡ１で、具体的なパラメータ値を拡張共振充電回路に適用するための追加のステップが実行される。第一の追加ステップａ１）は、供給電圧の量を比較することにある。第二の追加ステップａ２）では、使用者定義の第二のスイッチング時間（スイッチオーバ時間）が、大きいほうの供給電圧を有する共振充電器の充電スイッチに割り当てられる。第二のスイッチング時間で、この共振充電器の充電スイッチが開き、この共振充電器の放電スイッチが閉じる。次に、ステップａ３）で、対称にコンパイルされた第一の入力パラメータを有するトポロジが生成され、より高い供給電圧を有する共振充電器の第一の入力パラメータが使用される。このトポロジの第一の入力パラメータは、タイムクリティカルでない方法区間でのシミュレーションに含められる。ステップａ４）において、別の第二のスイッチング時間がトポロジに基づいて計算され、この別の第二のスイッチング時間で、小さいほうの供給電圧を有する共振充電器の充電スイッチが開き、この共振充電器の放電スイッチが閉じる。この別の第二のスイッチング時間がシミュレーション用に提供される。
【００３５】
タイムクリティカルでない方法区間のステップＢ１では、充電コンデンサの理論的な可変点火時間と所望の放電電圧が計算される。
【００３６】
共振充電器の供給電圧の量が、タイムクリティカルでない方法区間のステップＢ１とＣ１の間で比較される。第二のスイッチング時間が、少ないほうの量の供給電圧を有する共振充電器に割り当てられる。第二のスイッチング時間（スイッチオーバ時間）が、多いほうの量の供給電圧を有する共振充電器に割り当てられる。ステップＤ１で、シミュレートされたスイッチング時間とシミュレートされた点火時間の後に結果行列が変換される。
【００３７】
タイムクリティカルでない方法区間のステップＤ１で、第一のスイッチング時間、第二のスイッチオーバ時間、点火時間の後のトポロジに対応する結果行列が変換される。
【００３８】
本発明による方法の上記の２つの実施形態において、ステップＧ１で、充電コンデンサの電圧が使用者定義のパラメータ値として、好ましくは所望の放電電圧として提供され、測定値行列に加えられる。本発明による方法の別の実施形態では、測定値行列に加えられる充電コンデンサの電圧のパラメータ値は、充電コンデンサの実際に実現可能な最大電圧と充電コンデンサの所望の放電電圧との比較に基づいて選択される。すべての実施形態に共通している点として、共振充電回路または拡張共振充電回路の実際の挙動が入力値に基づいてシミュレートされ、スイッチング時間と点火時間が、タイムクリティカルな方法区間で収集された測定値を考慮して計算され、それによってこれらのスイッチング時間と点火時間が後に、共振充電回路または拡張共振充電回路をトリガするために提供される。
【００３９】
本発明による方法の別の実施形態において、所望の放電電圧を実現可能な最大放電電圧と比較し、小さいほうの放電電圧を第一の測定値行列に追加することが可能である。
【００４０】
ステップＡ２で入力値が供給される、タイムクリティカルでない方法区間の５つのステップＡ２〜Ｅ２を含む別の工程を、タイムクリティカルでない方法区間で実行することが可能であり、ステップＢ２で、理論的に実現可能な最大放電電圧と、充電コンデンサが実現可能最大放電電圧に到達する第二のスイッチング時間が計算され、ステップＣ２で、第二の入力行列が形成され、ステップＤ２で、第二の入力行列が変換され、その結果、第二のスイッチング時間と実現可能最大放電電圧がまた別の結果行列の中に入る。ステップＥ２で、変換された第二の入力行列と第二の結果行列の間の数学的関係を説明するための第二の係数行列が読み出し可能に保存される。
【００４１】
数学的関係はたとえば、関数方程式または方程式系により表現できる。当然のことながら、その際、数学的関係を行列およびベクトル計算のための通常の表記法で表すことができる。
【００４２】
本発明による方法の別の展開形態において、別のステップＦ２とＧ２もまた実行でき、ステップＦ２で、第二の測定値行列または別の測定値行列が形成される。ステップＦ２とＧ２の間で追加のステップｆ１が実行され、その中では第二の係数行列に第二の測定値行列が乗じられ、実際に実現可能な最大放電電圧の少なくとも１つの値が計算される。ステップＦ２とＧ２の間のまた別の追加ステップｆ２では、実現可能最大放電電圧の値が所望の放電電圧の値と比較される。これらの値の一方が選択され、少なくとも第二のスイッチング時間の計算のために供給される。好ましくは、実際に実現可能な最大放電電圧のパラメータ値が量の点で所望の放電電圧より小さければ、これが選択される。そうでない場合は、所望の放電電圧のパラメータ値が選択される。
【００４３】
本発明による方法の別の展開形態において、ステップＣ２〜Ｅ２を含む別の工程を、タイムクリティカルでない方法区間で実行することも可能であり、この別の工程において、ステップＣ２の前のステップｃ２−１で、理論的に実現可能な最大放電電圧と第二のスイッチング時間が数学的モデルによって決定され、ステップＣ２では、第二の入力行列が形成され、ステップＤ２で、第二の入力行列が変換されて、理論的に実現可能な最大放電電圧と第二のスイッチング時間が変換された第二の入力行列の結果として第二の結果行列の中に入るようにし、ステップＥ２で、変換された第二の入力行列と第二の結果行列の間の数学的関係が決定されて、第二の係数行列の形で読み出し可能に保存される。
【００４４】
本発明による方法において、タイムクリティカルでない方法区間中にその時点までに決定されたスイッチング時間と点火時間は、理論上の値である。スイッチング時間と点火時間の実際の値を取得するためには、まだ、タイムクリティカルなステップで収集されることになる測定値を考慮に入れ、スイッチング時間と点火時間の理論上の値に相関させる必要がある。
【００４５】
数学的モデルはたとえば、基本的に推論的統計学の分野からよく知られているような回帰モデルである。回帰ルール、たとえば最小二乗回帰の方法を、問題の手順の要求に応じて選択できる。数学的モデルまた、シミュレーション、たとえば並べ替えに基づくシミュレーションとすることもできる。
【００４６】
上記の実施形態は、ステップＦ２とＧ２を含む別のプロセスをタイムクリティカルな方法区間で実行されるように拡張することができ、別のプロセスのステップＦ２では、プロセスのステップＦ１からの測定値行列が使用され、Ｆ２とＧ２の間で、第二の係数行列に第一の測定値行列が乗じられ、実現可能最大放電電圧の少なくとも１つの値が計算される追加ステップｆ１が実行され、またステップＦ２とＧ２の間では、実現可能最大放電電圧の値が所望の放電電圧の値と比較され、これらの値のうちの一方が選択されて、第一の評価ユニットで使用されるための第一の測定値行列に追加される別の追加ステップｆ２が実行される。好ましくは、比較された放電電圧のうち、量の小さいほうの値が選択される。
【００４７】
第二の係数行列に測定値行列が乗じられ、少なくとも１つの実際に実現可能な最大放電電圧が計算され、放電コンデンサの実際に実現可能な最大放電電圧のパラメータ値が充電コンデンサの所望の電圧のパラメータ値と比較され、これら２つのパラメータ値のうちの一方が選択されて、少なくとも第二のスイッチング時間の計算のために提供される。
【００４８】
本発明による方法の別の実施形態において、放電電圧が所望の値に到達する点火時間が決定され、第二のスイッチング時間と点火時間に関するデータが放射源の制御に使用できるようにされる。放射源の制御を通じて、点火時間に、有向ビームによって、およびターゲット材料の衝突と蒸発によって放電電圧の放電のための導電チャネルが作られるような方法で、放射源をトリガすることができる。
【００４９】
本発明の目的は更に、パルス状に生成される放電プラズマに基づいて短波長放射を生成する装置のための共振充電回路をトリガする装置によって達成され、この共充電回路は、共振充電回路のコンデンサを充電するための少なくとも１つの充電スイッチと、共振充電回路を放電させるための少なくとも１つの放電スイッチを有する。この装置は更に、使用者定義のパラメータ値と使用者が事前に決定するスイッチング時間を含む入力値を入力するための入力ユニットを含む。シミュレーションユニットもまた、共振充電回路を入力値に基づいてシミュレートし、スイッチング時間と放電電圧を計算するために提供され、回帰ユニットが、シミュレーションの結果に基づいて計算データを決定し、提供するために提供され、測定値ユニットが、リアルタイムで測定される共振充電回路の測定値を提供するために提供され、評価ユニットが、少なくとも１つの第二のスイッチング時間と点火時間を、回帰ユニットの結果と提供された測定値に基づいて計算するために提供され、制御ユニットが、第二のスイッチング時間で共振充電回路の放電スイッチをトリガするために提供される。
【００５０】
別の実施形態において、この装置にはまた、第二の入力ユニットと、第二のシミュレーションユニットと、第二の回帰ユニットと、第二の測定値ユニットと、を含めることができる。更に、第二の評価ユニットを、回帰ユニットの結果と測定値ユニットから提供される測定値に基づいて実現可能最大放電電圧を決定するために提供することができ、制御ユニットが、第二のスイッチング時間で共振充電回路の放電スイッチをトリガするために提供され、第三の比較ユニットが、実際に実現可能な最大放電電圧と所望の放電電圧を比較するために提供される。
【００５１】
拡張共振充電回路をトリガするための別の実施形態において、この装置には少なくとも２つの共振充電器を設けることができ、その各々がそれぞれの供給電圧を有する独自の電圧源と、それぞれの充電スイッチを有する。更に、この別の実施形態では、供給電圧を比較するための第一の比較ユニットと、供給電圧を比較するための第二の比較ユニットと、論理ユニットによって生成された拡張共振充電回路の対称トポロジに基づいて第二のスイッチングタイムを計算する（すなわち、シミュレートする）ための論理ユニットと、を提供することができる。
【００５２】
共振充電回路をトリガするための本発明による装置が、シミュレーションユニットの少なくとも１つの結果に基づいて実現可能最大放電電圧と第二のスイッチング時間を決定するための数学的モデリングユニットを有するようにすることもまた可能である。本発明による装置は更に、第二の回帰ユニットと、第二の測定値ユニットと、第二の回帰ユニットの結果と第二の測定値ユニットから提供される測定値に基づいて実際に実現可能な最大放電電圧を計算するための第二の評価ユニットと、を含む。第三の比較ユニットは、実際に実現可能な最大放電電圧を充電コンデンサの所望の放電電圧と比較する役割を果たす。理論的に実現可能な最大放電電圧と第二のスイッチング時間も更に、少なくとも１つの入力値に基づいて決定することができる。
【００５３】
本発明による装置の実施形態では、共通点として、充電スイッチが点火時間に制御ユニットによってトリガされることが可能である。
【００５４】
本発明による装置の別の実施形態において、放射源の制御手段への信号線を提供することができ、それによって少なくとも第二のスイッチング時間と点火時間を放射源の制御手段に伝送することができる。これによって、放射源の放射放出と放出された放射によるターゲット材料の蒸発を、第二のスイッチング時間、所望の放電電圧の達成、点火時間と調整することが可能となる。
【００５５】
本発明を、実施形態の例と図面を参照しながら以下により詳しく説明する。図が示すものは以下のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】共振充電回路をトリガするための本発明による装置の第一の実施形態のブロック図である。
【図２】第一の共振充電回路の簡略図である。
【図３】異なるインダクタンス値を有する拡張共振充電回路の第一の実施形態の例の簡略図である。
【図４】拡張共振充電回路のいくつかの電圧曲線のグラフである。
【図５】拡張共振充電回路をトリガするための本発明による装置の第二の実施形態のブロック図である。
【図６】拡張共振充電回路をトリガするための本発明による装置の第三の実施形態のブロック図である。
【図７】同じ値のインダクタンスを有する第二の共振充電回路の簡略図である。
【図８】第二の共振充電回路のいくつかの電圧曲線と電流曲線のグラフである。
【図９】共振充電回路をトリガするための本発明による装置の第四の実施形態のブロック図である。
【図１０】共振充電回路をトリガするための本発明による装置の第五の実施形態のブロック図である。
【図１１】共振充電回路の第五の実施形態の例のいくつかの電圧曲線と電流曲線のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
共振充電回路１（図２参照）をトリガするための本発明による装置の第一の実施形態が図１に概略的に示されている。この装置に含まれる必須要素は、第一の入力ユニット１４、第一のシミュレーションユニット１６、第一の回帰ユニット１８、第一の測定値ユニット２０、第一の評価ユニット２２、制御ユニット２４である。
【００５８】
第一の入力ユニット１４は、記憶装置、キーパッド、スクリーンを含み、これによって使用者が情報を入力できる。情報には入力値が含まれ、その中の構成要素が、共振充電回路１の具体的なパラメータ値である。入力値は第一の入力パラメータ３１、第二の入力パラメータ３２、第二のスイッチング時間ｔ２ｉｎである。この入力値は第一の入力ユニット１４によって分類され、本発明による装置の後続の要素のために、演算的に処理可能なデータフォーマットでレンダリングされる。第一の入力ユニット１４の別の実施形態では、入力はタッチスクリーン、音声制御、データ記憶装置および／またはネットワーク接続を通じても実行できる。
【００５９】
以下の説明において、後述のスイッチング時間、スイッチオーバ時間、放電電圧には添え字を付加し、方法の実施形態の例をより理解しやすくする。添え字は、より詳しくは後述する方法区間ＩとＩＩの中に見られ、たとえばそれぞれのスイッチング時間、スイッチオーバ時間または印加される放電電圧のデータが記載されているステップ、またはこれらのデータが生成される方法を示す。たとえば、対応するデータの形態で第一の入力ユニット１４に入力される第二のスイッチング時間ｔ２は、「ｉｎ」の添え字で識別される。方法が進む中で、第二のスイッチング時間ｔ２のデータは変化し、データの状態を特徴付ける添え字が加えられる。それゆえ、シミュレートされたデータは添え字「ｓｉｍｕｌ」によって示され、係数の形のデータは添え字「ｃｏｅｆｆ」によって示され、第二のスイッチング時間ｔ２の出力データは添え字「ｏｕｔ」によって示される。
【００６０】
第一のシミュレーションユニット１６によって、入力値のすべての組み合わせのシミュレーションを行うことができる。シミュレーションが行われるたびに、ログが作られて、保存され、これは使用された入力値、使用者定義のパラメータ値、たとえばシミュレーションプロセスの数等の使用されたシミューションパラメータ、結果の選択ルール、適用された選択および誤差基準を示す。第一のシミュレーションユニット１６は、入力値と具体的なパラメータ値との各々の組み合わせに関して、それぞれのシミュレートされた点火時間ｔ３ｓｉｍｕｌと、点火時間ｔ３ｓｉｍｕｌの充電コンデンサの所望の放電電圧Ｕｗａｎｔｅｄ°ｓｉｍｕｌをシミュレートするように設計される。シミュレーションの結果は、第一のシミュレーションユニット１６によって行列として示すことができる。第一のシミュレーションユニット１６は連結要素（言及のみ）を有し、これを通じて行列が入力行列として第一の回帰ユニット１８に送信される。
【００６１】
第一の回帰ユニット１８はプロセッサによって形成され、これは入力行列を、入力行列中の選択された内容が結果行列中の結果を形成するような方法で変換できるように構成される。第一の回帰ユニット１８の構成によって、その後、変換された入力行列と結果行列の間の関係を数学的関係として説明することが可能となる。この数学的関係は、第一の係数行列として保存して、第一の回帰ユニット１８の連結要素（言及のみ）を介して第一の評価ユニット２２に送信することができる。第二のスイッチング時間ｔ２ｃｏｅｆｆと点火時間ｔ３ｃｏｅｆｆは、第一の回帰ユニット１８によって第一の係数行列の係数として提供することができる。
【００６２】
第一の評価ユニット２２も同様にプロセッサによって形成され、その構成により、第二のスイッチング時間ｔ２ｏｕｔと点火時間ｔ３ｏｕｔを係数行列によって、実測値を考慮して計算することができる。実測値は、第一の測定値ユニット２０の連結要素（言及のみ）を介して第一の評価ユニット２２に転送される。更に、所望の放電電圧の値Ｕｗａｎｔｅｄを、連結要素を介して第一の測定値ユニット２０に送信し、同様に第一の測定値ユニット２０によって第一の評価ユニット２２に転送することができる。
【００６３】
第一の評価ユニット２２は別の連結要素を含み、これを介して、計算された第二のスイッチング時間ｔ２ｏｕｔと点火時間ｔ３ｏｕｔが第一の制御ユニット２４に送信される。
【００６４】
第一の充電スイッチ１０と第一の放電スイッチ１２（図２参照）は、第一の制御ユニット２４によってトリガすることができる。
【００６５】
第一の入力ユニット１４、第一のシミュレーションユニット１６、第一の回帰ユニット１８、第一の測定値ユニット２０、第一の評価ユニット２２、制御ユニット２４の考えうるすべての実施形態が、後述の第二のユニットおよびその他のユニットにも適用される。
【００６６】
本発明による方法の第一の実施形態を、図１に示される第一の実施形態の例を参照しながら以下に説明する。
【００６７】
この方法は、タイムクリティカルでない方法区間Ｉとタイムクリティカルな方法区間ＩＩに分けられる。タイムクリティカルでない方法区間Ｉが実行されてから、タイムクリティカルな方法区間ＩＩが実行される。タイムクリティカルでない方法区間Ｉの結果は、第一の回帰ユニット１８の中に保存された第一の係数行列の形であり、繰り返し読み出すことができる。
【００６８】
タイムクリティカルでない方法区間Ｉを実行する際、第一の入力パラメータ３１が使用者によって第一の入力ユニット１４に入力される。
【００６９】
第一の入力パラメータ３１は、共振充電回路１の複数のパルスにわたってわずかのみ変化する。第一の入力パラメータ３１は、第一のシミュレーションユニット１６にスカラとして送信される。
【００７０】
更に、パルスごとに確率論的に変化する第二の入力パラメータ３２の数値範囲が第一の入力ユニット１４に入力され、ベクトルとして第一のシミュレーションユニット１６に出力される。
【００７１】
更に、第二のスイッチング時間ｔ２ｉｎが使用者定義のパラメータ値として第一の入力ユニット１４に入力され、第一のシミュレーションユニット１６にスカラとして送信される。第一の入力パラメータ３１と第二の入力パラメータ３２および、使用者定義のパラメータ値が、入力値を構成する。別の実施形態において、第二のスイッチング時間ｔ２ｉｎはまた、時間範囲として示すこともでき、この場合、第二のスイッチングタイムｔ２ｉｎはベクトルとして表されて、入力される。
【００７２】
共振充電回路のコンデンサＣ（図２参照）の点火時間ｔ３ｓｉｍｕｌと所望の放電電圧Ｕｗａｎｔｅｄ°ｓｉｍｕｌは、第一のシミュレーションユニット１６により、入力パラメータ３１、３２と第二のスイッチング時間ｔ２ｉｎの各々の組み合わせについて、第一の入力パラメータ３１、第二の入力パラメータ３２、第二のスイッチング時間ｔ２ｉｎに基づいてシミュレートされる。シミュレーションの結果が保存され、第一の回帰ユニット１８に送信され、ここでその結果が入力行列として配置される。別の実施形態において、入力行列を、すでに第一のシミュレーションユニット１６で形成することもできる。
【００７３】
入力行列は、第一の回帰ユニット１８の中で第二のスイッチング時間ｔ２ｉｎと第二の入力パラメータ３２によって補充され、第二のスイッチング時間ｔ２ｉｎと点火時間ｔ３ｓｉｍｕｌが変換された入力行列の結果として表現されるように変換される。この結果が結果行列として配置される。選択した多変量回帰の方法を適用することによって、変換された入力行列と結果行列の間の数学的関係が係数行列の形で決定される。係数行列は、変換された入力行列と結果行列の間の関数関係を説明する。係数行列は、読み出し可能に保存される。
【００７４】
ここまで説明したタイムクリティカルでない方法区間Ｉのステップは、概略的な係数配列を構築し、供給するために使用され、これは、タイムクリティカル方法区間ＩＩで第二のスイッチング時間ｔ２ｏｕｔと点火時間ｔ３ｏｕｔを計算するために必要である。
【００７５】
タイムクリティカルな方法区間ＩＩを実行する際、測定値が共振充電回路１で取得され、第一の測定値ユニット２０で第一の測定値行列に配置される。測定値は通常、パルスごとに変化し、長期ドリフトは発生しない。更に、コンデンサＣの所望の電圧値Ｕｗａｎｔｅｄが第一の測定値行列に割り当てられる。
【００７６】
第一の測定値行列は第一の評価ユニット２２に読み込まれる。第一の係数行列は、第二のスイッチング時間ｔ２ｏｕｔを計算するための係数ｔ２ｃｏｅｆｆと点火時間ｔ３ｏｕｔを計算するための係数ｔ３ｃｏｅｆｆを含む。測定値行列に、係数行列が乗じられる。その際、第一の測定値行列の測定値と第一の係数行列の係数が選択されて、それぞれの行列に、行列計算のルールによる乗算が可能となる方法で配置される。
【００７７】
行列積として、第二のスイッチング時間ｔ２ｏｕｔと点火時間ｔ３ｏｕｔが計算され、第一の制御ユニット２４に送信され、それによって共振充電回路１（図２参照）がトリガされる。
【００７８】
本発明による方法と本発明による装置を使ってトリガ可能な第一の共振充電回路１の、図２に示される配線図は、そこに第一の充電スイッチ１０（閉状態で示されている）、抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、コンデンサＣが直列に接続される第一の電圧源５と、第一の電圧源５と並列に配置され、第一の放電スイッチ１２（開状態で示されている）、コンデンサＣｘ、これに並列に接続された抵抗Ｒｘを有する保護回路３３と、を含む。時間可変電圧Ｖｘ（ｔ）が保護回路に印加される。時間可変電圧（Ｖｃ（ｔ）で示される）がコンデンサに印加される。図２に示される基本回路はまた、以下の実施形態の例（図３と７参照）にも適用される。
【００７９】
第一の充電スイッチ１０を閉じることにより、コンデンサＣを第一の放射源５によって充電することができる。第一の充電スイッチ１０が開くと、コンデンサＣの充電が終了する。同時に第一の放電スイッチ１２が閉じると、充電回路のフリーホイーリングが可能となり、不要な電圧スパイクが防止される。更に、第一の放電スイッチ１２が閉じることによって、コンデンサＣが連続して充電される。
【００８０】
図３は、拡張共振充電回路２の第一の実施形態の例を示しており、これは第一のインダクタンスＬ１を有する第一の共振充電器３と第二のインダクタンスＬ２を有する第二の共振充電器４を含む。第一の共振充電器３は、２３００Ｖの量の第一の供給電圧７を受け取り、第一の充電スイッチ１０と第一の放電スイッチ１２を含む。第二の共振充電器４は、第二の充電スイッチ１１と第二の放電スイッチ１３を含み、２１００Ｖの第二の供給電圧８で動作する。コンデンサＣは、２つの共振充電器３、４によって充電されることになる。第一のインダクタンスＬ１は５７０μＨであり、第二のインダクタンスＬ２は３７０μＨである。したがって、これらの具体的なパラメータ値により、第一の共振充電器３と第二の共振充電器４は相互に関して非対称である。
【００８１】
図３による拡張共振充電回路２の電圧曲線と電流曲線が、図４において例として、時間［μｓ］を追った電圧［ｋＶ］と電流［Ａ］で示されている。可能な最高放電電圧がコンデンサＣに印加されるのは、電流ｉ、ｉ１、ｉ２が拡張共振充電回路２の中に流れなくなり、電流ｉ、ｉ１、ｉ２のグラフは、縦座標の値がゼロのときに横軸と交差する（ゼロクロシング）ときである。第一の共振充電器３の第二のスイッチング時間ｔ２１（スイッチオーバ時間）と第二の共振充電器４の第二のスイッチング時間ｔ２２は、電流ｉ、ｉ１、ｉ２のゼロクロシングが共通となるように選択される。ゼロクロシング時に所望の電圧Ｕｗａｎｔｅｄが最大となる。この時間は、点火時間ｔ３を示す。第一の供給電圧７と第二の供給電圧８が入力される。
【００８２】
拡張共振充電回路２をトリガするための本発明による装置の第二の実施形態が、図５に概略図に示されている。第一の比較ユニット２７が、第一の入力ユニット１４と第一のシミュレーションユニット１６の間に配置され、第二の比較ユニット２８が第一のシミュレーションユニット１６と第一の回帰ユニット１８の間に配置される。更に、論理ユニット２６が連結要素を介して第一の比較ユニット２７と第一のシミュレーションユニット１６に接続される。第一の入力ユニット１４の連結要素の１つは、第二の入力パラメータ３２を第一の回帰ユニット１８に送信する役割だけを果たす。
【００８３】
第一の比較ユニット２７は、それが２つの重要な機能を実行できるように構成される。そのうちの１つ目は、２つの供給電圧７、８（記号で表示、図３および４も参照）を比較し、２つの供給電圧７、８のうちのどちらが大きいかを判断することである。第一の共振充電器３の第二のスイッチング時間ｔ２１は、大きいほうの供給電圧７、８を有する共振充電器３、４に割り当てられる。第二のスイッチング時間ｔ２１はまた、第二の共振充電器４に割り当てられることもありうる。第一の比較ユニット２７の構成により、拡張共振充電回路２のトポロジがその後生成され、その中では、それにしたがってトポロジが具体的なパラメータ値に関して対称となるような共振充電器３、４の具体的なパラメータ値がコンパイルされる。この目的のために、より高い供給電圧７、８を有する共振充電器３、４の具体的なパラメータ値が２つの共振充電器３、４に割り当てられる。生成された対称トポロジが、第一の比較ユニット２７の連結要素を介して論理ユニット２６に送信され、その一方で、第一と第二の入力パラメータ３１、３２と使用者定義の第二のスイッチング時間ｔ２１ｉｎが別の連結要素を介して第一のシミュレーションユニット１６に送信される。
【００８４】
論理ユニット２６によって、拡張共振充電回路２の対称トポロジのシミュレーションと、第二の共振充電器４の第二のスイッチング時間ｔ２２ｓｉｍｕｌのシミュレーションが可能となる。第二の共振充電器４の第二のスイッチング時間ｔ２２は、連結要素（言及のみ）を介して、第二のスイッチング時間ｔ２２ｉｎとして第一のシミュレーションユニット１６に送信される。
【００８５】
第二の比較ユニット２８は、それが第一と第二の供給電圧７、８を新たに比較するように構成される。第二のスイッチング時間ｔ２１とｔ２２は、比較に基づいて再び第一と第二の共振充電器３、４に割り当てられる。
【００８６】
上述の方法と異なり、図５に示される方法では追加のステップが実行される。第一と第二の供給電圧７、８の量が、第一の比較ユニット２７によって相互に比較され、供給電圧のうちのどちらが量において大きいが判定される。第一の充電スイッチ１０と第二の充電スイッチ１１が開き、第一の放電スイッチ１２と第二の放電スイッチ１３が閉じることになる第二のスイッチング時間ｔ２１ｉｎ（スイッチオーバ時間）（図示せず）が、より大きな供給電圧７、８を有する共振充電器３、４の充電スイッチ１０、１１に割り当てられる（図３参照）。
【００８７】
第二のスイッチング時間ｔ２ｉｎが割り当てられた後、論理ユニット２６によって、より大きな供給電圧７、８を有する共振充電器の具体的なパラメータ値、たとえばインダクタンス、キャパシタンス、抵抗等を使って対称トポロジがシミュレートされる。
【００８８】
第二のスイッチング時間ｔ２１ｓｉｍｕｌ、ｔ２２ｓｉｍｕｌ、点火時間ｔ３ｓｉｍｕｌと所望の放電電圧Ｕｗａｎｔｅｄ．ｓｉｍｕｌが、第一のシミュレーションユニット１６によって供給される。第二のスイッチング時間ｔ２１ｏｕｔ、ｔ２２ｏｕｔ、点火時間ｔ３ｏｕｔが、第一の評価ユニット２２によって制御ユニット２４に送信される。
【００８９】
図６による、拡張共振充電回路２をトリガするための本発明による装置の第三の実施形態の概略図は、第二の比較ユニット２８が第一のシミュレーションユニット１６と第一の回帰ユニット１８の間に配置されていることを示している。更に、論理ユニット２６が連結要素を通じて第一の比較ユニット２７と第一のシミュレーションユニット１６に接続される。第一の入力ユニット１４の連結要素のうちの１つは、第二の入力パラメータ３２を第一の回帰ユニット１８に送信する役割だけを果たす。第一の入力ユニット１４は第一のシミュレーションユニット１６に接続される。第一と第二の入力パラメータ３１、３２と使用者定義の第二のスイッチング時間ｔ２１ｉｎが、連結要素を通じて第一のシミュレーションユニット１６に送信される。
【００９０】
第一の比較ユニット２７は、それが２つの重要な機能を実行できるように構成される。そのうちの１つ目は、２つの供給電圧７、８（記号で表示、図３および４も参照）を比較し、２つの供給電圧７、８のうちのどちらが大きいかを判断することである。第一の共振充電器３の第二のスイッチング時間ｔ２１は、大きいほうの供給電圧７、８を有する共振充電器３、４に割り当てられる。第二のスイッチング時間ｔ２１はまた、第二の共振充電器４に割り当てられることもありうる。第一の比較ユニット２７の構成により、拡張共振充電回路２のトポロジがその後生成され、その中では、それにしたがってトポロジが具体的なパラメータ値に関して対称となる共振充電器３、４の具体的なパラメータ値がコンパイルされる。この目的のために、より高い供給電圧７、８を有する共振充電器３、４の具体的なパラメータ値が２つの共振充電器３、４に割り当てられる。生成された対称トポロジが、第一の比較ユニット２７の連結要素を介して論理ユニット２６に送信される。
【００９１】
論理ユニット２６によって、共振充電回路１の対称トポロジのシミュレーションと、第二の共振充電器４の第二のスイッチング時間ｔ２２ｓｉｍｕｌ（図示せず）のシミュレーションが可能となる。第二の共振充電器４の第二のスイッチング時間ｔ２２は、連結要素（言及のみ）を介して第二のスイッチング時間ｔ２２ｉｎとして第一のシミュレーションユニット１６に送信される。
【００９２】
第二の比較ユニット２８は、それが第一と第二の供給電圧７、８を新たに比較するような方法で構成される。第二のスイッチング時間ｔ２１とｔ２２は再び、比較結果に基づいて第一と第二の共振充電器３、４に割り当てられる。
【００９３】
第一と第二の供給電圧７、８の量が、第一の比較ユニット２７によって相互に比較され、供給電圧のうちのどちらが量において大きいかが判定される。第一の充電スイッチ１０と第二の充電スイッチ１１が開き、第一の放電スイッチ１２と第二の放電スイッチ１３が閉じることになる第二のスイッチング時間ｔ２１ｉｎ（スイッチオーバ時間）（図示せず）が、大きいほうの供給電圧７、８を有する共振充電器３、４の充電スイッチ１０、１１（図３参照）に割り当てられる。
【００９４】
第二のスイッチング時間ｔ２ｉｎが割り当てられた後、論理ユニット２６によって、大きいほうの供給電圧７、８を有する共振充電器の具体的なパラメータ値、たとえばインダクタンス、キャパシタンス、抵抗等を使って対称トポロジがシミュレートされる。
【００９５】
第二のスイッチング時間ｔ２１ｓｉｍｕｌ、ｔ２２ｓｉｍｕｌ、点火時間ｔ３ｓｉｍｕｌと所望の放電電圧Ｕｗａｎｔｅｄ．ｓｉｍｕｌが、第一のシミュレーションユニット１６によって供給される。第二のスイッチング時間ｔ２１ｏｕｔ、ｔ２２ｏｕｔ、点火時間ｔ３ｏｕｔが、第一の評価ユニット２２によって制御ユニット２４に送信される。
【００９６】
この種の対称トポロジが図７に示されている。２つの共振充電器３、４がどちらも同じインダクタンスＬ１＝Ｌ２＝５７０μＨを有する。他の点においては、共振充電回路２は図３に示される回路に対応する。
【００９７】
図８は、図７に示される共振充電回路２の対称トポロジに関する論理ユニット２６による第二のスイッチング時間ｔ２２の決定を示している。同じく大きいほうの供給電圧７（２３００Ｖ）を有する第一の共振充電器３の電流ｉ１は、小さいほうの供給電圧８（２１００Ｖ）を有する第二の共振充電器４の電流ｉ２より高い。第二のスイッチオーバ時間ｔ２１では、第一の充電スイッチ１０が開き、第一の放電スイッチ１２が閉じる。この第二のスイッチング時間ｔ２１では、電流ｉ１が減少しはじめ、その後、電流ｉ２の値と等しい値に到達する。この、後の時間が、第二の充電スイッチ１１が開き、第二の放電スイッチ１３が閉じる第二のスイッチングタイムｔ２２として決定される。
【００９８】
図９に示される本発明による装置の第四の実施形態の例においては、第二の入力ユニット１５と、第二のシミュレーションユニット１７と、第二の回帰ユニット１９と、第二の評価ユニット２３と、第二の測定値ユニット２１と、第三の比較ユニット２９と、第三の入力ユニット２５が、第一の実施形態の例において説明した要素の他に提供される。
【００９９】
第二の入力ユニット１５、第二のシミュレーションユニット１７、第二の回帰ユニット１９の配置と機能は基本的に、第一の入力ユニット１４、第一のシミュレーションユニット１６、第一の回帰ユニット１８に対応する。第二のシミュレーションユニット１７は、最大放電電圧Ｕｍａｘ  ｓｉｍｕｌと第二のスイッチング時間ｔ２ｍａｘ  ｓｉｍｕｌを決定する役割を果たし、それによって最大放電電圧Ｕｍａｘ（図示せず）を達成することができる。
【０１００】
第二の入力パラメータ３２だけが、第二の入力ユニット１５の連結要素を介して、第二のシミュレーションユニット１７と第二の回帰ユニット１９に送信される。第一の入力パラメータ３１が連結要素を介して、第一の入力ユニット１４から第二のシミュレーションユニット１７に送信される。
【０１０１】
実測値で実現可能な最大放電電圧Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄを、第二の評価ユニット２３によって計算することができる。実測値は、第二の測定値ユニット２１から連結要素を介して第二の評価ユニット２３へと供給される。
【０１０２】
第三の比較ユニット２９は、第三の入力ユニット２５からの所望の値の放電電圧Ｕｗａｎｔｅｄと、第二の評価ユニット２３からの計算された実現可能最大放電電圧Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄを取得する。２つの放電電圧Ｕｗａｎｔｅｄ、Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄは、第三の比較ユニット２９によって比較可能で、比較結果が連結要素を介して第一の評価ユニット２２に送信される。
【０１０３】
本発明による方法の第三の実施形態では、実現可能最大放電電圧Ｕｍａｘ  ｓｉｍｕｌと関連する第二のスイッチング時間ｔ２ｍａｘ  ｓｉｍｕｌが、図９に示される装置により、タイムクリティカルでない方法区間Ｉの中で第二のシミュレーションユニット１７によって決定される。第二の係数行列が第二の回帰ユニット１９によって形成され、読み出し可能に保存される。
【０１０４】
タイムクリティカルな方法区間ＩＩで、共振充電回路１の実測値が測定され、第二の測定値ユニット２１によって第二の評価ユニット２３に送信される。測定値に第二の係数行列が乗じられ、実測値に基づいて実現可能な放電電圧Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄが計算される。計算された放電電圧Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄが第三の比較ユニット２９に送信され、入力された所望の放電電圧Ｕｗａｎｔｅｄと比較される。小さいほうの量の放電電圧が選択されて、第一の評価ユニット２２に供給される。
【０１０５】
図１０は、本発明による装置の第五の実施形態を示す。この実施形態は、第二の実施形態（図３〜５参照）のすべての要素を有する。これに加えて、第二の回帰ユニット１９と、第二の評価ユニット２３と、第三の比較ユニット２９と、第三の入力ユニット２５と、数学的モデリングユニット３０が提供される。
【０１０６】
数学的モデリングユニット３０は連結要素を有し、これを介して、第一のシミュレーションユニット１６のシミュレートされたデータが入力データとして数学的モデリングユニット３０に送信される。数学的モデリングユニット３０は、実現可能最大放電電圧Ｕｍａｘとこの実現可能最大放電電圧Ｕｍａｘの調整に必要な第二のスイッチオーバ時間ｔ２１ｍａｘが、入力データに基づき、多項回帰法を使って決定されるように構成される。数学的モデリングユニット３０には他の連結要素も提供され、これを介して、実現可能最大放電電圧Ｕｍａｘと第二のスイッチオーバ時間ｔ２１ｍａｘの決定値が第二の回帰ユニット１９に供給される。更に、第二の回帰ユニット１９には第一の入力ユニット１４の第二の入力パラメータ３２が送信される。
【０１０７】
本発明による方法を図１０に概略的に示される装置によって実行する際、方法のうち、第一の係数行列の作成までのすべてのステップが、本発明による方法の第二の実施形態の例（図３〜５参照）と同様に実行される。スイッチオーバ時間ｔ２１ｓｉｍｕｌとｔ２２ｓｉｍｕｌ、第二のスイッチング時間ｔ３ｓｉｍｕｌ、所望の電圧Ｕｗａｎｔｅｄ  ｓｉｍｕｌのシミュレートされたデータが、連結要素を介して第一の回帰ユニット１８と数学的モデリングユニット３０に送信される。実現可能最大放電電圧Ｕｍａｘと第二のスイッチング時間ｔ２１ｍａｘは、数学的モデリングユニット３０によってｔ３ｓｉｍｕｌとｔ２２ｓｉｍｕｌの関数として決定され、第二の入力行列として第二の回帰ユニット１９に送信される。実現可能最大放電電圧Ｕｍａｘと第二のスイッチング時間ｔ２１ｍａｘは、スイッチオーバ時間ｔ２２が点火時間ｔ３と一致したときに存在し、したがって条件ｔ２２−ｔ３＝０が満たされる（図１１参照）。第二の入力行列に対する第二の結果行列の関係を説明する第二の係数行列が、第二の回帰ユニット１９によって第二の入力行列から形成される。第二の結果行列は、第二の入力行列からの変換によって形成され、実現可能最大放電電圧Ｕｍａｘとこの実現可能最大放電電圧Ｕｍａｘを達成するために必要な第二のスイッチング時間ｔ２１ｍａｘが第二の結果行列の結果として使用される。第二の係数行列は、係数Ｕｍａｘ  ｃｏｅｆｆとｔ２１ｍａｘ  ｃｏｅｆｆを含み、保存され、読み出し可能に提供される。
【０１０８】
第二の方法区間ＩＩでは、第二の係数行列に、第一の測定値ユニット２０と第一と第二の評価ユニット２２、２３によって提供される第一の測定値行列が乗じられる。第二の評価ユニット２３によって計算される実現可能最大放電電圧Ｕｍａｘ°ｃａｌｃｕｌｔｅｄが第三の比較ユニット２９に送信され、第三の入力ユニット２５によって第二の評価ユニット２３に送信されていた所望の放電電圧Ｕｗａｎｔｅｄと比較される。比較された２つの放電電圧Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄとＵｗａｎｔｅｄの量の点で小さいほうが、連結要素を介して、第一の評価ユニット２２に送信され、スイッチオーバ時間ｔ２１ｏｕｔ、ｔ２２ｏｕｔ、ｔ３ｏｕｔが計算される。
【０１０９】
第四と第五の実施形態の例は、第二のスイッチング時間、スイッチオーバ時間、点火時間ｔ３を計算するために、スイッチオーバ時間と点火時間ｔ３の係数が第一の経路で決定され、放電電圧Ｕｍａｘ  ｃａｌｃｕｌａｔｅｄとＵｗａｎｔｅｄが第二の経路で決定される、並列計算経路と考えることができる。
【０１１０】
本発明による方法の第五の考えられる実施形態によって、ｔ２１ｃｏｅｆｆ、ｔ２２ｃｏｅｆｆとｔ３ｃｏｅｆｆを含む第一の係数行列と、ｔ２１ｍａｘ  ｃｏｅｆｆとＵｍａｘ  ｃｏｅｆｆを含む第二の係数行列が、タイムクリティカルでない方法区間Ｉで形成され、供給される。第一の係数行列と第二の係数行列は逐次的にも、同時にも決定し、供給することができる。
【０１１１】
第五の実施形態の例（図１０）に関して、図１１は、実現可能最大放電電圧Ｕｍａｘが所望の放電電圧Ｕｗａｎｔｅｄに対応することを示している。満足させる必要のある条件ｔ２２−ｔ３＝０により、点火時間ｔ３も、実現可能最大放電電圧Ｕｍａｘ／所望の放電電圧Ｕｗａｎｔｅｄが実現される時間に割り当てられる。
【符号の説明】
【０１１２】
１  共振充電回路
２  拡張共振充電回路
３  第一の共振充電器
４  第二の共振充電器
５  第一の電圧源
６  第二の電圧源
７  第一の供給電圧
８  第二の供給電圧
１０  第一の充電スイッチ
１１  第二の充電スイッチ
１２  第一の放電スイッチ
１３  第二の放電スイッチ
１４  第一の入力ユニット
１５  第二の入力ユニット
１６  第一のシミュレーションユニット
１７  第二のシミュレーションユニット
１８  第一の回帰ユニット
１９  第二の回帰ユニット
２０  第一の測定値ユニット
２１  第二の測定値ユニット
２２  第一の評価ユニット
２３  第二の評価ユニット
２４  制御ユニット
２５  第三の入力ユニット
２６  論理ユニット
２７  第一の比較ユニット
２８  第二の比較ユニット
２９  第三の比較ユニット
３０  数学的モデリングユニット
３１  第一の入力パラメータ
３２  第二の入力パラメータ
３３  保護回路
Ｒ  抵抗
Ｒｘ  （保護回路の）抵抗
Ｃ  （共振充電器の）コンデンサ
Ｃｘ  （保護回路の）コンデンサ
Ｌ１  第一のインダクタンス
Ｌ２  第二のインダクタンス
Ｉ  タイムクリティカルでない方法区間
ＩＩ  タイムクリティカルな方法区間
ｔ１  第一のスイッチング時間
ｔ２  第二のスイッチング時間
ｔ３  点火時間
Ｕｗａｎｔｅｄ  所望の放電電圧
Ｕｍａｘ  実現可能最大放電電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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