(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マッチングバリコン又はチューニングバリコンの位置におけるインピーダンス又は位相の値がバリコンを逆転側極限点から正転させるに伴い第１の負の値の領域、正の値の領域、第２の負の値の領域と順次変化し、前記第１の負の値の領域部分でマッチングポイントを持たず、かつ、前記第２の負の値の領域部分においてバリコンを正転させるにつれて前記負の値が増加する場合において、
マッチングボックス内のインピーダンス及び位相を検出し、
マッチングバリコン又はチューニングバリコンの位置とインピーダンス又は位相の特性を示すデータを負の領域部分のみ累積加算し、
前記累積加算データの負の領域の電圧変化をみるために一定のサンプリングで微分して変化率係数ｘを算出し、
算出した変化率係数ｘに応じて以下のようにバリコンを回転させることを特徴とするバリコン反転阻止方法。
＋ｘの時バリコン正転
−ｘの時バリコン逆転
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマッチングボックスにおけるバリコン反転阻止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３はマッチングボックスの概念図である。図において、１は高周波電源、１０は該高周波電源１が印加されるマッチングボックスである。マッチングボックス１０において、２はマッチングボックス１０入力側のインピーダンスＺと、電圧と電流との位相差θとを検出するＺ／θ検出部、ＣＭはＺ／θ検出部２の出力とコモンライン（グランド）間に接続されるマッチングバリコン（以下Ｍバリコンという）、ＬはＺ／θ検出部２の出力と直列に接続されるインダクタンス、ＣＴは該インダクタンスＬと直列に接続されるチューニングバリコン（以下Ｔバリコンという）である。３は該チューニングバリコンＣＴの出力とコモンライン間に接続される負荷である。
【０００３】
マッチングボックス１０は、負荷３に最大電力を供給するようにマッチングバリコン及びチューニングバリコンＣＴが調整される。この装置では、以下のようにバリコンを制御し、高周波電源１と負荷３とのマッチングをとっている。
▲１▼Ｚ＞０の時  Ｍバリコン正転
Ｚ＜０の時  Ｍバリコン逆転
Ｚ＝０の時  Ｍバリコン停止
▲２▼θ＞０の時  Ｔバリコン正転
θ＜０の時  Ｔバリコン逆転
θ＝０の時  Ｔバリコン停止
つまり、Ｚ＝０、θ＝０の時に高周波電源１と負荷３との整合がとれ、最大出力を負荷３に与えることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４はＭバリコン可変、Ｔバリコン固定の時のＺ信号の軌跡を示す図、図５はＭバリコン固定、Ｔバリコン可変の時のθ信号の軌跡を示す図である。図４において、縦軸はＺ信号（Ｖ）、横軸はＭバリコンの位置を示す。図５において、縦軸はθ信号（Ｖ）、横軸はＴバリコンの位置を示す。図４において、Ｚが負の場合には、矢印５に示すようにバリコンの逆転が行われ、Ｚが正の場合には矢印６に示すようにバリコンの正転が行なわれる。
【０００５】
図５において、θが負の場合には、矢印８に示すようにバリコンの逆転が行われ、θが正の場合には矢印９に示すようにバリコンの正転が行なわれる。このようにして、ＺはマッチングポイントＡに到達し、θはマッチングポイントＢに到達する。
【０００６】
問題なのは、図４の▲１▼の領域、図５の▲３▼の領域である。この領域では、従ってバリコンの矢印７と１１に示すようにバリコンの逆転が行なわれる。そして、極限点まで、逆転（反転）が行われ、その後強制的に反転が行われ、正転となり、最終的にマッチングポイントＡ、Ｂに到達する。しかしながら、一旦バリコンが逆転動作するので、マッチングポイント到達に時間がかかってしまういう問題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、マッチングポイントに速く到達することができるバリコン反転阻止方法を実現することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決する本発明は、マッチングバリコン又はチューニングバリコンの位置におけるインピーダンス又は位相の値がバリコンを逆転側極限点から正転させるに伴い第１の負の値の領域、正の値の領域、第２の負の値の領域と順次変化し、前記第１の負の値の領域部分でマッチングポイントを持たず、かつ、前記第２の負の値の領域部分においてバリコンを正転させるにつれて前記負の値が増加する場合において、マッチングボックス内のインピーダンス及び位相を検出し、マッチングバリコン又はチューニングバリコンの位置とインピーダンス又は位相の特性を示すデータを負の領域部分のみ累積加算し、前記累積加算データの負の領域の電圧変化をみるために一定のサンプリングで微分して変化率係数ｘを算出し、算出した変化率係数ｘに応じて以下のようにバリコンを回転させることを特徴としている。
【０００９】
＋ｘの時バリコン正転
−ｘの時バリコン逆転
この発明の構成によれば、インピーダンス又は位相の特性を示すデータを負の領域部分のみ累積加算して、Ｚ信号とθ信号の特性である図４の▲１▼領域、▲３▼領域ができないようにすることができ、従ってバリコンの反転は起こらず、マッチングポイントに速く到達することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図１は本発明の動作説明図である。ハードウェアの構成は、図３に示すものと同じものを用いる。（ａ）、（ｂ）共にＺ又はθの特性を示している。縦軸はＺ又はθ（Ｖ）、横軸はバリコンの位置である。（ａ）は従来の特性を示す。図に示すように、検出信号が負になる領域Ｋが存在する。そこで、この負の領域Ｋのみを累積加算していく。正の領域は通常の動作とする。ここで、負の領域Ｋのみを累積加算していくと、この領域Ｋは、（ｂ）に示すようなものとなる。（ｂ）において破線は元の特性を、実線は累積加算後の特性を示す。
【００１１】
図（ｂ）に示すように、（ａ）の領域Ｋに示すような領域は累積加算されてなくなっていることがわかる。つまり、累積加算後の特性は▲５▼の領域において左上がりの特性が消えている。この時、▲５▼、▲６▼領域、つまり負の領域の電圧変化をみるため、一定のサンプリングで微分する。つまり、変化率係数ｘを以下のように決める。
【００１２】
▲５▼の領域  ＋ｘ
▲６▼の領域  −ｘ
この結果、前記処理後、変化率係数によって以下のようにバリコンを制御すると、モータが反転することなく高速にマッチングがとれる。即ち、
＋ｘの時  バリコン正転
−ｘの時  バリコン逆転
動作を行わせることにより、高速にＺとθのマッチングをとることができ、マッチングポイントに速く到達することができるバリコン反転阻止方法を実現することができる。
【００１３】
図２は本発明のオートマッチング動作を示すフローチャートである。先ず、装置はマッチングポイントになっているかどうかチェックする（Ｓ１）。マッチングポイントになっている場合には、処理は終了する。マッチングポイントになっていない場合には、インピーダンスＺが正であるかどうかチェックする（Ｓ２）。
【００１４】
正である場合には、Ｍバリコンを図４の矢印６に示すように正転させる（Ｓ３）。インピーダンスＺが負の場合、本発明に係わる累積加算と電圧変化率を求める処理を行なう（Ｓ４）。累積加算の結果、電圧変化率ｘ＞０であるかどうかチェックする（Ｓ５）。ｘ＞０の場合には図１の（ｂ）に示したように、Ｍバリコンを正転させ（Ｓ６）、ｘ＜０の場合にはＭバリコンを逆転させる（Ｓ７）。
【００１５】
次に、装置は位相θが正であるかどうかチェックする（Ｓ８）。位相θが正である場合にはＴバリコンを正転させる（Ｓ９）。位相θが負の場合には、本発明に係わる累積加算と電圧変化率を求める処理を行なう（Ｓ１０）。この結果、ｘ＞０であるかどうかチェックする（Ｓ１１）。ｘ＞０である場合には、図１の（ｂ）に示したようにＴバリコンを正転させ（Ｓ１２）、ｘ＜０の場合にはＴバリコンを逆転させる（Ｓ１３）。以上の操作を繰り返すことにより、マッチングボックスは常に自動でマッチングがとれることになる。
【００１６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、
マッチングボックス内のインピーダンス又は位相を検出し、マッチングバリコン又はチューニングバリコンの位置とインピーダンス又は位相の特性を示すデータを負の領域部分のみ累積加算し、前記累積加算データの負の領域の電圧変化をみるために一定のサンプリングで微分して変化率係数ｘを算出し、算出した変化率係数ｘに応じて以下のようにバリコンを回転させることにより、
＋ｘの時バリコン正転
−ｘの時バリコン逆転
インピーダンス又は位相の特性を示すデータを負の領域部分のみ累積加算して、Ｚ信号とθ信号の特性である▲１▼領域、▲３▼領域（図４、図５参照）ができないようにすることができ、従ってバリコンの反転は起こらず、マッチングポイントに速く到達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動作説明図である。
【図２】本発明のオートマッチング動作を示すフローチャートである。
【図３】マッチングボックスの概念図である。
【図４】Ｍバリコン可変、Ｔバリコン固定のＺ信号の軌跡を示す図である。
【図５】Ｍバリコン固定、Ｔバリコン可変のθ信号の軌跡を示す図である。
【符号の説明】
１  高周波電源
２  Ｚ／θ検出部
３  負荷
１０  マッチングボックス
【図１】
0003781555.tif 000002
【図２】
0003781555.tif 000003
【図３】
0003781555.tif 000004
【図４】
0003781555.tif 000005
【図５】
0003781555.tif 000006