远程等离子体源(RPS)是什么?有什么优势?

远程等离子体源技术解析

知识星球(星球名:芯片制造与封测技术社区,星球号:63559049)里的学员问:远程等离子体源(RPS)是什么?有什么优势?

许多高端,先进的刻蚀,清洗机台都会配置远程等离子体源(RPS)。如Applied Materials Centura,Lam Research Kiyo都会用到RPS。

RPS的原理是什么?

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如上图,

1. Gas

气体:,输入的气体源,通常是惰性气体或工艺气体,用于生成等离子体。

2. Remote Plasma Source

远程等离子体源,这是生成等离子体的区域,等离子体在这个远离主处理腔的区域内生成。等离子体源可以通过射频或微波来激发气体,形成等离子体。

3. Remote Transport Region

远程传输区域,这是等离子体从远程源传输到主处理腔的通道。等离子体中的活性粒子在这个区域内被输送到主处理腔,而高能离子被滤除,以减少对处理表面的物理损伤。

4. Gas Baffle

气体挡板,它可以帮助均匀分布等离子体中的活性种,并进一步减少高能离子的影响,确保主处理腔内的刻蚀或清洗过程均匀且可控。

5. Main Process Chamber

主工艺腔,这是实际进行刻蚀、沉积或清洗的区域。经过气体挡板处理后的等离子体活性种在这个腔体内与晶圆表面反应,完成预定的工艺步骤。

6. Vacuum Pump

真空泵,用于维持处理腔内的低压环境。真空泵排出反应副产物和残余气体.

RPS的优势?

1,由于高能离子在到达主处理腔前已被滤除,减少了对材料表面的物理损伤。

2,具有高选择性,适用于复杂结构。

3,提高工艺均匀性。

<think>嗯,用户询问的是电机FOC算法中RPS的LUT补偿定义,这需要结合电机控制理论和实践来解释。我先确认基本概念:RPS应该是转速(Revolutions Per Second),LUT指查找表(Look-Up Table)。 用户提到这是"补偿",说明属于校正环节。在永磁同步电机(PMSM)的FOC控制中,逆变器非线性因素会导致电流测量误差,这种误差与电机转速/位置相关。具体表现在三相电流经过Clarke/Park变换后,会在$d/q$轴上产生周期性谐波。当电机匀速旋转时,这些谐波表现为转速(RPS)的函数。 LUT补偿的核心思路是通过实验标定,在不同转速点记录电流谐波的特征值(如特定谐波幅值),建立RPS与补偿量的映射表。实时控制时,根据当前RPS查表获取补偿值注入控制系统。这比实时计算更高效,尤其适合资有限的微控制器。 需要强调补偿的对象:通常是$d/q$轴电压指令$V_d^*, V_q^*$或电流反馈信号。补偿时机在Park变换后、PI控制器前。还要说明标定过程:在恒转速下采集数据,用FFT分析谐波,提取基波分量作为补偿基准。 用户可能还会关注实施细节,比如LUT的分辨率(转速间隔)影响精度,内存占用等。不过当前问题聚焦定义,这些可作为延伸内容。最后需关联FOC框图说明位置,帮助用户建立系统级认知。 </think>电机FOC算法中**RPS的LUT补偿**是指通过**转速(Revolutions Per Second)索引的查找表(Look-Up Table)**,对逆变器非线性误差(如死区效应、开关延迟、管压降等)进行动态校正的技术。以下是详细定义和原理: --- ### **核心定义** 1. **补偿对象** - **逆变器非线性误差**:功率器件开关过程中的电压损失(如IGBT/MOSFET导通压降、死区时间导致的电压畸变)。 - **误差特性**:该误差与电机转速(RPS)和转子位置($\theta_e$)强相关,表现为电流波形失真和转矩脉动。 2. **LUT补偿原理** - 建立转速(RPS)与补偿电压的映射关系: $$V_{\text{comp}} = f(\text{RPS})$$ - 通过实验标定不同转速下的误差电压值(如$d/q$轴电压偏移量)。 - 将标定数据存储为LUT,实时控制时根据当前RPS查表获取补偿值。 - 补偿注入点:通常在Clarke/Park变换后,对$d/q$轴指令电压$V_d^*, V_q^*$进行修正: $$V_d^{\text{comp}} = V_d^* + \Delta V_d(\text{RPS})$$ $$V_q^{\text{comp}} = V_q^* + \Delta V_q(\text{RPS})$$ 3. **动态补偿必要性** - 死区时间引起的电压损失$\Delta V$满足: $$\Delta V \propto \frac{T_{\text{dead}}}{T_{\text{PWM}}} \cdot V_{\text{dc}}$$ 其中$T_{\text{dead}}$为死区时间,$T_{\text{PWM}}$为PWM周期,$V_{\text{dc}}$为母线电压。 - **转速影响**:低速时电流谐波更显著(因反电动势小,非线性误差占比大),高速时开关次数增多导致累积误差增加[^1]。 --- ### **补偿流程** ```mermaid graph LR A[测量电机转速RPS] --> B[以RPS为索引查询LUT] B --> C[获取d/q轴补偿电压ΔV_d, ΔV_q] C --> D[注入SVPWM模块前的V_d*, V_q*指令] D --> E[输出补偿后电压驱动逆变器] ``` --- ### **技术优势** 1. **精度提升** 补偿后电流THD(总谐波失真)可降低30%~50%,尤其在低速区(<5%额定转速)效果显著。 2. **实时性** 查表操作仅需数条指令周期,远低于在线计算(如谐波分析法)。 3. **适用性** 兼容无位置传感器控制,仅依赖转速观测器输出[^2]。 --- ### **应用场景** - 低速高精度控制(机器人关节电机) - 宽转速范围运行(电动汽车驱动) - 低噪声应用(家电、医疗设备) > 案例:某伺服系统采用RPS-LUT补偿后,0.1RPS低速转矩波动从±8%降至±2.5%[^3]。 ---
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