CN117811531B - 匹配状态反馈电路以及射频电源设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种匹配状态反馈电路以及射频电源设备，匹配状态反馈电路包括电压采集单元、电流采集单元以及连接单元，电压采集单元用于将采集到的输出电压转换为电压比较信号，电流采集单元用于将采集到的输出电流转换为电流比较信号，连接单元用于根据电压比较信号与电流比较信号的大小而处于相应的路径断开状态或路径连接状态，以使得电压采集单元以及电流采集单元处于相应的断开状态或连接状态；其中，电流采集单元的反馈端用于根据电压采集单元以及电流采集单元所处于的断开状态或连接状态而产生反馈信号，反馈信号为零时，表征射频电源的输出电压与输出电流的相位差为零，射频电源与负载的阻抗匹配。本申请可反馈射频电源与负载的匹配状态。

Description

匹配状态反馈电路以及射频电源设备

技术领域

本申请涉及射频技术领域，尤其涉及一种匹配状态反馈电路以及具有所述匹配状态反馈电路的射频电源设备。

背景技术

目前，随着射频（Radio Frequency，RF）技术的普及，射频电源设备越来越多的应用于各个领域。在利用射频电源设备的射频电源对负载进行输出时，对射频电源与负载进行阻抗匹配是必不可少的，在射频电源与负载阻抗匹配时，能够有效减少反射功率的发生，获得更好地输出效果。

然而，在对射频电源与负载进行阻抗匹配的过程中，往往认为，当电压的相位角与电流的相位角相同时，确定完成阻抗匹配，但是，目前难以检测电压与电流的相位角，也就难以确定电流和电压的相位角是否相同，以及确定何时完成了阻抗匹配。因此，如何对射频电源与负载的匹配状态进行反馈，以确定射频电源与负载是否阻抗匹配，成为了需要考虑的问题。

发明内容

本申请提供一种匹配状态反馈电路以及射频电源设备，可反馈射频电源与负载的匹配状态。

第一方面，提供一种匹配状态反馈电路，所述匹配状态反馈电路用于对射频电源与负载的匹配状态进行反馈，包括电压采集单元、电流采集单元以及连接单元。所述电压采集单元与所述射频电源的输出端连接，用于采集所述射频电源的输出电压，并将采集到的输出电压转换为电压比较信号；所述电流采集单元与所述射频电源的输出端连接，用于采集所述射频电源的输出电流，并将采集到的输出电流转换为电流比较信号；所述连接单元与所述电压采集单元和所述电流采集单元分别连接，用于接收所述电压比较信号以及所述电流比较信号，并根据所述电压比较信号与所述电流比较信号的大小而处于相应的路径断开状态或路径连接状态，以使得所述电压采集单元以及所述电流采集单元通过所述连接单元而处于相应的断开状态或连接状态；其中，所述电流采集单元具有一反馈端，所述反馈端用于根据所述电压采集单元以及所述电流采集单元所处于的断开状态或连接状态而产生相应的反馈信号，其中，所述反馈信号为零时，表征所述射频电源的输出电压与输出电流的相位差为零，此时所述射频电源与所述负载的阻抗匹配，所述反馈信号不为零时，表征所述射频电源的输出电压与输出电流的相位差不为零，此时所述射频电源与所述负载的阻抗失配。

在一种可能的实施方式中，所述电压比较信号等于所述电流比较信号时，所述连接单元处于路径断开状态，以使得所述电压采集单元与所述电流采集单元相应处于断开状态，所述反馈端根据断开的所述电压采集单元与所述电流采集单元而产生的所述反馈信号为零；所述电压比较信号大于或小于所述电流比较信号时，所述连接单元处于路径连接状态，以使得所述电压采集单元与所述电流采集单元相应处于连接状态，所述反馈端根据连接的所述电压采集单元与所述电流采集单元而产生的所述反馈信号不为零。

在一种可能的实施方式中，所述电压比较信号包括相等的第一电压信号和第二电压信号，所述电流比较信号包括相等的第一电流信号和第二电流信号，所述电压采集单元包括第一电压输出端以及第二电压输出端，用于分别输出所述第一电压信号和所述第二电压信号，所述电流采集单元包括第一电流输出端以及第二电流输出端，用于分别输出所述第一电流信号和所述第二电流信号；所述连接单元包括第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管，所述第一二极管的阴极连接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极连接所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接所述第四二极管的阳极，所述第四二极管的阴极连接所述第一二极管的阳极，所述电压采集单元的第一电压输出端与所述第一二极管和所述第二二极管的连接点连接，所述电压采集单元的第二电压输出端与所述第三二极管和所述第四二极管的连接点连接，所述电流采集单元的第一电流输出端与所述第一二极管和所述第四二极管的连接点连接，所述电流采集单元的第二电流输出端与所述第二二极管和所述第三二极管的连接点连接；其中，在所述连接单元接收到所述第一电压信号、所述第二电压信号、所述第一电流信号和所述第二电流信号时，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管以及所述第四二极管全部处于不导通状态，以使得所述连接单元处于路径断开状态，或者所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管以及所述第四二极管中的部分处于导通状态，以使得所述连接单元处于路径连接状态。

在一种可能的实施方式中，所述电压采集单元包括电压互感器、第一电压幅值获取模块、第二电压幅值获取模块、第一电压除法器以及第二电压除法器，所述电压互感器的一端与所述第一电压幅值获取模块和所述第一电压除法器分别连接，所述第一电压幅值获取模块并与所述第一电压除法器连接，所述电压互感器的另一端与所述第二电压幅值获取模块和所述第二电压除法器分别连接，所述第二电压幅值获取模块并与所述第二电压除法器连接，所述第一电压除法器的输出端以及所述第二电压除法器的输出端为所述电压采集单元的第一电压输出端以及第二电压输出端，其中，所述电压互感器用于采集所述射频电源的输出电压，所述第一电压幅值获取模块以及所述第二电压幅值获取模块用于对应获取采集到的输出电压的幅值，所述第一电压除法器以及所述第二电压除法器用于对应接收采集到的输出电压以及输出电压的幅值，并对采集到的输出电压以及输出电压的幅值进行除法运算，以对应得到所述第一电压信号和所述第二电压信号；所述电流采集单元包括电流互感器、第一电流幅值获取模块、第二电流幅值获取模块、第一电流除法器以及第二电流除法器，所述电流互感器的一端与所述第一电流幅值获取模块和所述第一电流除法器分别连接，所述第一电流幅值获取模块并与所述第一电流除法器连接，所述电流互感器的另一端与所述第二电流幅值获取模块和所述第二电流除法器分别连接，所述第二电流幅值获取模块并与所述第二电流除法器连接，所述第一电流除法器的输出端以及所述第二电流除法器的输出端为所述电流采集单元的第一电流输出端以及第二电流输出端，其中，所述电流互感器用于采集所述射频电源的输出电流，所述第一电流幅值获取模块以及所述第二电流幅值获取模块用于对应获取采集到的输出电流的幅值，所述第一电流除法器以及所述第二电流除法器用于对应接收采集到的输出电流以及输出电流的幅值，并对采集到的输出电流以及输出电流的幅值进行除法运算，以对应得到所述第一电流信号和所述第二电流信号。

在一种可能的实施方式中，所述电压互感器包括初级电压绕组、第一次级电压绕组以及第二次级电压绕组，所述初级电压绕组连接于所述射频电源的输出端连接与地之间，所述第一次级电压绕组的一端与所述第一电压幅值获取模块和所述第一电压除法器分别连接，并通过所述第一电压除法器与所述第一二极管和所述第二二极管的连接点连接，所述第二次级电压绕组的一端与所述第二电压幅值获取模块和所述第二电压除法器分别连接，并通过所述第二电压除法器与所述第三二极管和所述第四二极管的连接点连接，所述第一次级电压绕组的另一端与所述第二次级电压绕组的另一端分别与地连接；其中，所述初级电压绕组采集到的输出电压被感应至所述第一次级电压绕组的一端以及所述第二次级电压绕组的一端，感应的电压分别经过所述第一电压除法器以及所述第二电压除法器进行除法运算后，以对应得到所述第一电压信号以及所述第二电压信号，其中，所述第一次级电压绕组与所述第二次级电压绕组对向绕线，且匝数相等，以使得所述第一电压信号和所述第二电压信号的大小相等。

在一种可能的实施方式中，所述电流互感器包括初级电流绕组、第一次级电流绕组以及第二次级电流绕组，所述初级电流绕组连接于所述射频电源的输出端与所述负载之间，所述第一次级电流绕组的一端与所述第一电流幅值获取模块和所述第一电流除法器分别连接，并通过所述第一电流除法器与所述第一二极管和所述第四二极管的连接点连接，所述第二次级电流绕组的一端与所述第二电流幅值获取模块和所述第二电流除法器分别连接，并通过所述第二电流除法器与所述第二二极管和所述第三二极管的连接点连接，所述第一次级电流绕组的另一端与所述第二次级电流绕组的另一端连接，以形成反馈端；其中，所述初级电流绕组采集到的输出电流被感应至所述第一次级电流绕组的一端以及所述第二次级电流绕组的一端，感应的电流分别经过所述第一电流除法器以及所述第二电流除法器进行除法运算后，以对应得到所述第一电流信号以及所述第二电流信号，其中，所述第一次级电流绕组与所述第二次级电流绕组对向绕线，且匝数相等，以使得所述第一电流信号和所述第二电流信号的大小相等。

在一种可能的实施方式中，所述第一电压信号以及所述第二电压信号等于所述第一电流信号以及所述第二电流信号时，所述连接单元处于路径断开状态，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管以及所述第四二极管均断开，以使得所述第一次级电流绕组以及所述第二次级电流绕组与所述第一次级电压绕组以及所述第二次级电压绕组断开，所述反馈端根据所述第一次级电流绕组以及所述第二次级电流绕组的两个大小相等、方向相反的感应的电流而产生所述反馈信号，且所述反馈信号为零；所述第一电压信号以及所述第二电压信号大于所述第一电流信号以及所述第二电流信号时，所述连接单元处于路径连接状态，所述第二二极管和所述第四二极管导通，所述第一二极管和所述第三二极管断开，以使得所述第一次级电压绕组通过导通的所述第二二极管与所述第二次级电流绕组连接，且所述第二次级电压绕组通过导通的所述第四二极管与所述第一次级电流绕组连接，所述反馈端根据所述第一电压信号与所述第一电流信号的差值以及所述第二电压信号与所述第二电流信号的差值之和而产生所述反馈信号，且所述反馈信号不等于零；所述第一电压信号以及所述第二电压信号小于所述第一电流信号以及所述第二电流信号时，所述连接单元处于路径连接状态，所述第一二极管和所述第三二极管导通，所述第二二极管和所述第四二极管断开，以使得所述第一次级电流绕组通过导通的所述第一二极管与所述第一次级电压绕组连接，且所述第二次级电流绕组通过导通的所述第三二极管与所述第二次级电压绕组连接，所述反馈端根据所述第一电流信号与所述第一电压信号的差值以及所述第二电流信号与所述第二电压信号的差值之和而产生所述反馈信号，且所述反馈信号不等于零。

在一种可能的实施方式中，所述匹配状态反馈电路还包括控制单元，所述控制单元与所述反馈端连接，至少用于接收所述反馈端产生的所述反馈信号，并根据所述反馈信号确定所述射频电源的输出电压与输出电流的相位差，进而确定所述射频电源与所述负载是否完成阻抗匹配。

第二方面，还提供一种射频电源设备，所述射频电源设备包括射频电源以及匹配状态反馈电路，所述射频电源的输出端用于连接负载，所述匹配状态反馈电路用于对所述射频电源与所述负载的匹配状态进行反馈。所述匹配状态反馈电路包括电压采集单元、电流采集单元以及连接单元。所述电压采集单元与所述射频电源的输出端连接，用于采集所述射频电源的输出电压，并将采集到的输出电压转换为电压比较信号；所述电流采集单元与所述射频电源的输出端连接，用于采集所述射频电源的输出电流，并将采集到的输出电流转换为电流比较信号；所述连接单元与所述电压采集单元和所述电流采集单元分别连接，用于接收所述电压比较信号以及所述电流比较信号，并根据所述电压比较信号与所述电流比较信号的大小而处于相应的路径断开状态或路径连接状态，以使得所述电压采集单元以及所述电流采集单元通过所述连接单元而处于相应的断开状态或连接状态；其中，所述电流采集单元具有一反馈端，所述反馈端用于根据所述电压采集单元以及所述电流采集单元所处于的断开状态或连接状态而产生相应的反馈信号，其中，所述反馈信号为零时，表征所述射频电源的输出电压与输出电流的相位差为零，此时所述射频电源与所述负载的阻抗匹配，所述反馈信号不为零时，表征所述射频电源的输出电压与输出电流的相位差不为零，此时所述射频电源与所述负载的阻抗失配。

在一种可能的实施方式中，所述射频电源设备还包括阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路连接于所述匹配状态反馈电路与所述负载之间，所述阻抗匹配电路用于根据所述匹配状态反馈电路的反馈结果对所述射频电源与所述负载进行阻抗匹配。

本申请的匹配状态反馈电路以及射频电源设备，通过设置电压采集单元采集射频电源的输出电压，并将采集到的输出电压转换为电压比较信号，设置电流采集单元采集射频电源的输出电流，并将采集到的输出电流转换为电流比较信号，以及通过设置连接单元接收电压比较信号以及电流比较信号，并根据电压比较信号与电流比较信号的大小而处于相应的路径断开状态或路径连接状态，以使得电压采集单元以及电流采集单元通过连接单元而处于相应的断开状态或连接状态，从而无需检测射频电源的输出电压与输出电流的相位角，仅通过电流采集单元的反馈端产生的反馈信号即可表征射频电源的输出电压与输出电流的相位差是否为零，进而确定此时射频电源与负载的阻抗匹配或阻抗失配，匹配状态反馈电路能够便捷地反馈射频电源与负载的匹配状态。

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匹配状态反馈电路的电路示意图。

图2为本申请一实施例中的电压采集单元的电路示意图。

图3为本申请一实施例中的电流采集单元的电路示意图。

图4为本申请又一实施例中的匹配状态反馈电路的电路示意图。

图5为本申请一实施例中的射频电源设备的方框示意图。

图6为本申请一实施例中的射频电源设备的电路示意图。

附图标记说明：1、射频电源设备，10、匹配状态反馈电路，100、电压采集单元，U0、电压比较信号，U1、第一电压信号，U2、第二电压信号，PT、电压互感器，W11、初级电压绕组，W12、第一次级电压绕组，W13、第二次级电压绕组，110、第一电压幅值获取模块，120、第二电压幅值获取模块，130、第一电压除法器，131、第一电压输出端，140、第二电压除法器，141、第二电压输出端，200、电流采集单元，I0、电流比较信号，I1、第一电流信号，I2、第二电流信号，CT、电流互感器，W21、初级电流绕组，W22、第一次级电流绕组，W23、第二次级电流绕组，BF、反馈端，R1、第一电阻，210、第一电流幅值获取模块，220、第二电流幅值获取模块，230、第一电流除法器，231、第一电流输出端，240、第二电流除法器，241、第二电流输出端，300、连接单元，D1、第一二极管，D2、第二二极管，D3、第三二极管，D4、第四二极管，400、控制单元，500、调节单元，20、射频电源，21、输出端，30、负载，40、阻抗匹配电路，C1、第一电容，L1、第一电感，GND、地。

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”、“第三”、“第四”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”、“第三”、“第四”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匹配状态反馈电路的电路示意图。如图1所示，本申请提供一种匹配状态反馈电路10，匹配状态反馈电路10用于对射频电源20与负载30的匹配状态进行反馈，包括电压采集单元100、电流采集单元200以及连接单元300。电压采集单元100与射频电源20的输出端21连接，用于采集射频电源20的输出电压，并将采集到的输出电压转换为电压比较信号U0；电流采集单元200与射频电源20的输出端21连接，用于采集射频电源20的输出电流，并将采集到的输出电流转换为电流比较信号I0；连接单元300与电压采集单元100和电流采集单元200分别连接，用于接收电压比较信号U0以及电流比较信号I0，并根据电压比较信号U0与电流比较信号I0的大小而处于相应的路径断开状态或路径连接状态，以使得电压采集单元100以及电流采集单元200通过连接单元300而处于相应的断开状态或连接状态；其中，电流采集单元200具有一反馈端BF，反馈端BF用于根据电压采集单元100以及电流采集单元200所处于的断开状态或连接状态而产生相应的反馈信号，其中，反馈信号为零时，表征射频电源20的输出电压与输出电流的相位差为零，此时射频电源20与负载30的阻抗匹配，反馈信号不为零时，表征射频电源20的输出电压与输出电流的相位差不为零，此时射频电源20与负载30的阻抗失配。

从而，本申请中的上述匹配状态反馈电路10，通过设置电压采集单元100采集射频电源20的输出电压，并将采集到的输出电压转换为电压比较信号U0，设置电流采集单元200采集射频电源20的输出电流，并将采集到的输出电流转换为电流比较信号I0，以及通过设置连接单元300接收电压比较信号U0以及电流比较信号I0，并根据电压比较信号U0与电流比较信号I0的大小而处于相应的路径断开状态或路径连接状态，以使得电压采集单元100以及电流采集单元200通过连接单元300而处于相应的断开状态或连接状态，从而无需检测射频电源20的输出电压与输出电流的相位角，仅通过电流采集单元200的反馈端BF产生的反馈信号即可表征射频电源20的输出电压与输出电流的相位差是否为零，进而确定此时射频电源20与负载30的阻抗匹配或阻抗失配，匹配状态反馈电路10能够便捷地反馈射频电源20与负载30的匹配状态。

在一个或多个实施例中，电压采集单元100可以是电压表，也可以是电压传感器等其他电压采集器件，还可以是由电阻、电容以及二极管等元件组成的电压采集电路，本申请不以此为限，只要能够采集射频电源20的输出电压，并将采集到的输出电压转换为电压比较信号U0即可。

在一个或多个实施例中，电流采集单元200可以是电流表，也可以是电流传感器等其他电流采集器件，还可以是由电阻、电容以及二极管等元件组成的电流采集电路，本申请不以此为限，只要能够采集射频电源20的输出电流，并将采集到的输出电流转换为电流比较信号I0即可。

在一个或多个实施例中，电压比较信号U0等于电流比较信号I0时，连接单元300处于路径断开状态，以使得电压采集单元100与电流采集单元200相应处于断开状态，反馈端BF根据断开的电压采集单元100与电流采集单元200而产生的反馈信号为零；电压比较信号U0大于或小于电流比较信号I0时，连接单元300处于路径连接状态，以使得电压采集单元100与电流采集单元200相应处于连接状态，反馈端BF根据连接的电压采集单元100与电流采集单元200而产生的反馈信号不为零。

从而，在电压比较信号U0等于电流比较信号I0时，则接收电压比较信号U0以及电流比较信号I0的连接单元300处于路径断开状态，以使得均与连接单元300连接的电压采集单元100与电流采集单元200相应处于断开状态，反馈端BF根据断开的电压采集单元100与电流采集单元200而产生的反馈信号由电流采集单元200单独产生，且反馈信号为零；在电压比较信号U0大于或小于电流比较信号I0时，则接收电压比较信号U0以及电流比较信号I0的连接单元300处于路径连接状态，以使得均与连接单元300连接的电压采集单元100与电流采集单元200相应处于连接状态，反馈端BF根据连接的电压采集单元100与电流采集单元200而产生的反馈信号由电压采集单元100与电流采集单元200共同产生，且反馈信号不为零。

在一个或多个实施例中，电压比较信号U0大于或小于电流比较信号I0时，连接单元300可以处于路径连接状态，以使得电压采集单元100与电流采集单元200相应处于不同的连接状态，反馈端BF根据连接的电压采集单元100与电流采集单元200而产生的反馈信号均不为零。例如，电压比较信号U0大于电流比较信号I0时，连接单元300处于第一路径连接状态，以使得电压采集单元100与电流采集单元200相应处于第一连接状态；电压比较信号U0小于电流比较信号I0时，连接单元300处于第二路径连接状态，以使得电压采集单元100与电流采集单元200相应处于第二连接状态。

如图1所示，电压比较信号U0包括相等的第一电压信号U1和第二电压信号U2，电流比较信号I0包括相等的第一电流信号I1和第二电流信号I2，电压采集单元100包括第一电压输出端131以及第二电压输出端141，用于分别输出第一电压信号U1和第二电压信号U2，电流采集单元200包括第一电流输出端231以及第二电流输出端241，用于分别输出第一电流信号I1和第二电流信号I2；连接单元300包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4，第一二极管D1的阴极连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极连接第三二极管D3的阳极，第三二极管D3的阴极连接第四二极管D4的阳极，第四二极管D4的阴极连接第一二极管D1的阳极，电压采集单元100的第一电压输出端131与第一二极管D1和第二二极管D2的连接点连接，电压采集单元100的第二电压输出端141与第三二极管D3和第四二极管D4的连接点连接，电流采集单元200的第一电流输出端231与第一二极管D1和第四二极管D4的连接点连接，电流采集单元200的第二电流输出端241与第二二极管D2和第三二极管D3的连接点连接；其中，在连接单元300接收到第一电压信号U1、第二电压信号U2、第一电流信号I1和第二电流信号I2时，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4全部处于不导通状态，以使得连接单元300处于路径断开状态，或者第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4中的部分处于导通状态，以使得连接单元300处于路径连接状态。

从而，通过设置第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4同向收尾相连以构成连接单元300，并且电压采集单元100的第一电压输出端131、电流采集单元200的第二电流输出端241、电压采集单元100的第二电压输出端141以及电流采集单元200的第一电流输出端231分别与第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4中相邻两个二极管的连接点连接，能够使得在连接单元300接收到第一电压信号U1、第二电压信号U2、第一电流信号I1和第二电流信号I2时，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4全部处于不导通状态，以使得连接单元300处于路径断开状态，或者第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4中的部分处于导通状态，以使得连接单元300处于路径连接状态。

具体的，第一电压信号U1以及第二电压信号U2等于第一电流信号I1以及第二电流信号I2时，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4均断开，连接单元300处于路径断开状态，以使得电压采集单元100与电流采集单元200相应处于断开状态。第一电压信号U1以及第二电压信号U2大于第一电流信号I1以及第二电流信号I2时，第二二极管D2和第四二极管D4导通，第一二极管D1和第三二极管D3断开，连接单元300处于第一路径连接状态，以使得电压采集单元100与电流采集单元200通过导通的第二二极管D2和第四二极管D4连接，而相应处于第一连接状态，即，从电流流向来看，电压采集单元100通过导通的第二二极管D2到达电流采集单元200的反馈端BF，并通过导通的第四二极管D4到达电流采集单元200的反馈端BF。第一电压信号U1以及第二电压信号U2小于第一电流信号I1以及第二电流信号I2时，第一二极管D1和第三二极管D3导通，第二二极管D2和第四二极管D4断开，连接单元300处于第二路径连接状态，以使得电压采集单元100与电流采集单元200通过导通的第一二极管D1和第三二极管D3连接，而相应处于第二连接状态，即，从电流流向来看，电流采集单元200的反馈端BF通过导通的第一二极管D1到达电压采集单元100，电流采集单元200的反馈端BF通过导通的第三二极管D3到达电压采集单元100。

在一个或多个实施例中，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4可以是各种型号的普通二极管，也可以是各种型号的稳压二极管（Zener Diode，ZD）、肖特基二极管（Schottky Barrier Diode，SBD）、快恢复二极管（Fast RecoveryDiode，FRD）、单向瞬态电压抑制器（Transient Voltage Suppressors，TVS）或者其他具备单向导通特性的半导体器件等。

请一并参阅图2、图3，图2为本申请一实施例中的电压采集单元100的电路示意图，图3为本申请一实施例中的电流采集单元200的电路示意图。如图1、图2、图3所示，电压采集单元100包括电压互感器PT、第一电压幅值获取模块110、第二电压幅值获取模块120、第一电压除法器130以及第二电压除法器140，电压互感器PT的一端与第一电压幅值获取模块110和第一电压除法器130分别连接，第一电压幅值获取模块110并与第一电压除法器130连接，电压互感器PT的另一端与第二电压幅值获取模块120和第二电压除法器140分别连接，第二电压幅值获取模块120并与第二电压除法器140连接，第一电压除法器130的输出端以及第二电压除法器140的输出端为电压采集单元100的第一电压输出端131以及第二电压输出端141，其中，电压互感器PT用于采集射频电源20的输出电压，第一电压幅值获取模块110以及第二电压幅值获取模块120用于对应获取采集到的输出电压的幅值，第一电压除法器130以及第二电压除法器140用于对应接收采集到的输出电压以及输出电压的幅值，并对采集到的输出电压以及输出电压的幅值进行除法运算，以对应得到第一电压信号U1和第二电压信号U2；电流采集单元200包括电流互感器CT、第一电流幅值获取模块210、第二电流幅值获取模块220、第一电流除法器230以及第二电流除法器240，电流互感器CT的一端与第一电流幅值获取模块210和第一电流除法器230分别连接，第一电流幅值获取模块210并与第一电流除法器230连接，电流互感器CT的另一端与第二电流幅值获取模块220和第二电流除法器240分别连接，第二电流幅值获取模块220并与第二电流除法器240连接，第一电流除法器230的输出端以及第二电流除法器240的输出端为电流采集单元200的第一电流输出端231以及第二电流输出端241，其中，电流互感器CT用于采集射频电源20的输出电流，第一电流幅值获取模块210以及第二电流幅值获取模块220用于对应获取采集到的输出电流的幅值，第一电流除法器230以及第二电流除法器240用于对应接收采集到的输出电流以及输出电流的幅值，并对采集到的输出电流以及输出电流的幅值进行除法运算，以对应得到第一电流信号I1和第二电流信号I2。

从而，通过电压互感器PT采集射频电源20的输出电压，电流互感器CT采集射频电源20的输出电流，并通过第一电压幅值获取模块110、第二电压幅值获取模块120、第一电压除法器130以及第二电压除法器140将采集到的输出电压转换为电压比较信号U0，第一电流幅值获取模块210、第二电流幅值获取模块220、第一电流除法器230以及第二电流除法器240将采集到的输出电流转换为电流比较信号I0，能够便捷地实时采集射频电源20的输出电压和输出电流，并对采集到的输出电压和输出电流进行处理，以得到电压比较信号U0以及电流比较信号I0。

需要说明的是，采用电流互感器CT采集射频电源20的输出电流，电流互感器CT所采集的输出电流实际上为相应的电压，以电压的形式表示电流互感器CT所采集的输出电流。

在一个或多个实施例中，第一电压幅值获取模块110以及第二电压幅值获取模块120可以由二极管、电容、电阻等元件组成，以对应获取采集到的输出电压的幅值。

在一个或多个实施例中，第一电流幅值获取模块210以及第二电流幅值获取模块220可以由二极管、电容、电阻等元件组成，以对应获取采集到的输出电流的幅值。

如图1、图2所示，电压互感器PT包括初级电压绕组W11、第一次级电压绕组W12以及第二次级电压绕组W13，初级电压绕组W11连接于射频电源20的输出端21与地GND之间，第一次级电压绕组W12的一端与第一电压幅值获取模块110和第一电压除法器130分别连接，并通过第一电压除法器130与第一二极管D1和第二二极管D2的连接点连接，第二次级电压绕组W13的一端与第二电压幅值获取模块120和第二电压除法器140分别连接，并通过第二电压除法器140与第三二极管D3和第四二极管D4的连接点连接，第一次级电压绕组W12的另一端与第二次级电压绕组W13的另一端分别与地连接；其中，初级电压绕组W11采集到的输出电压被感应至第一次级电压绕组W12的一端以及第二次级电压绕组W13的一端，感应的电压分别经过第一电压除法器130以及第二电压除法器140进行除法运算后，以对应得到第一电压信号U1以及第二电压信号U2，其中，第一次级电压绕组W12与第二次级电压绕组W13对向绕线，且匝数相等，以使得第一电压信号U1和第二电压信号U2的大小相等。

从而，通过设置电压互感器PT包括初级电压绕组W11、第一次级电压绕组W12以及第二次级电压绕组W13，以将初级电压绕组W11采集到的输出电压被感应至第一次级电压绕组W12的一端以及第二次级电压绕组W13的一端，感应的电压分别经过第一电压除法器130以及第二电压除法器140进行除法运算后，以对应得到第一电压信号U1以及第二电压信号U2，并且第一次级电压绕组W12与第二次级电压绕组W13对向绕线，且匝数相等，以使得第一电压信号U1和第二电压信号U2的大小相等。

可以理解的，第一次级电压绕组W12的一端与第二次级电压绕组W13的一端为其中一个同名端，并且为第一次级电压绕组W12与第二次级电压绕组W13的绕线起始端。第一次级电压绕组W12的另一端与第二次级电压绕组W13的另一端为另一个同名端，并且为第一次级电压绕组W12与第二次级电压绕组W13的绕线终止端。

在一个或多个实施例中，初级电压绕组W11的匝数可以远大于第一次级电压绕组W12的匝数以及第二次级电压绕组W13的匝数。例如，第一次级电压绕组W12的匝数以及第二次级电压绕组W13的匝数均为1匝，初级电压绕组W11的匝数则可以根据具体需要设置，如100匝、1000匝、10000匝等。

从而，在射频电源20的输出端21向负载30输出时，即使电压互感器PT的初级电压绕组W11连接于射频电源20的输出端21与地GND之间，由于初级电压绕组W11的匝数可以远大于第一次级电压绕组W12的匝数以及第二次级电压绕组W13的匝数，也几乎不会影响射频电源20的输出。

如图1、图3所示，电流互感器CT包括初级电流绕组W21、第一次级电流绕组W22以及第二次级电流绕组W23，初级电流绕组W21连接于射频电源20的输出端21与负载30之间，第一次级电流绕组W22的一端与第一电流幅值获取模块210和第一电流除法器230分别连接，并通过第一电流除法器230与第一二极管D1和第四二极管D4的连接点连接，第二次级电流绕组W23的一端与第二电流幅值获取模块220和第二电流除法器240分别连接，并通过第二电流除法器240与第二二极管D2和第三二极管D3的连接点连接，第一次级电流绕组W22的另一端与第二次级电流绕组W23的另一端连接，以形成反馈端BF；其中，初级电流绕组W21采集到的输出电流被感应至第一次级电流绕组W22的一端以及第二次级电流绕组W23的一端，感应的电流分别经过第一电流除法器230以及第二电流除法器240进行除法运算后，以对应得到第一电流信号I1以及第二电流信号I2，其中，第一次级电流绕组W22与第二次级电流绕组W23对向绕线，且匝数相等，以使得第一电流信号I1和第二电流信号I2的大小相等。

从而，通过设置电流互感器CT包括初级电流绕组W21、第一次级电流绕组W22以及第二次级电流绕组W23，以将初级电流绕组W21采集到的输出电流被感应至第一次级电流绕组W22的一端以及第二次级电流绕组W23的一端，感应的电流分别经过第一电流除法器230以及第二电流除法器240进行除法运算后，以对应得到第一电流信号I1以及第二电流信号I2，并且第一次级电流绕组W22与第二次级电流绕组W23对向绕线，且匝数相等，以使得第一电流信号I1和第二电流信号I2的大小相等。

可以理解的，第一次级电流绕组W22的一端与第二次级电流绕组W23的一端为其中一个同名端，并且为第一次级电流绕组W22与第二次级电流绕组W23的绕线起始端。第一次级电流绕组W22的另一端与第二次级电流绕组W23的另一端为另一个同名端，并且为第一次级电流绕组W22与第二次级电流绕组W23的绕线终止端。

在一个或多个实施例中，初级电流绕组W21的匝数可以远小于第一次级电流绕组W22的匝数以及第二次级电流绕组W23的匝数。例如，初级电流绕组W21的匝数可以为1匝，第一次级电流绕组W22的匝数以及第二次级电流绕组W23的匝数则可以根据具体需要设置，如100匝、1000匝、10000匝等。

从而，在射频电源20的输出端21向负载30输出时，即使初级电流绕组W21连接于射频电源20的输出端21与负载30之间，由于初级电流绕组W21的匝数远小于第一次级电流绕组W22的匝数以及第二次级电流绕组W23的匝数，也几乎不会影响射频电源20的输出。

在一个或多个实施例中，第一电压信号U1以及第二电压信号U2等于第一电流信号I1以及第二电流信号I2时，连接单元300处于路径断开状态，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4均断开，以使得第一次级电流绕组W22以及第二次级电流绕组W23与第一次级电压绕组W12以及第二次级电压绕组W13断开，反馈端BF根据第一次级电流绕组W22以及第二次级电流绕组W23的两个大小相等、方向相反的感应的电流而产生反馈信号，且反馈信号为零；第一电压信号U1以及第二电压信号U2大于第一电流信号I1以及第二电流信号I2时，连接单元300处于路径连接状态，第二二极管D2和第四二极管D4导通，第一二极管D1和第三二极管D3断开，以使得第一次级电压绕组W12通过导通的第二二极管D2与第二次级电流绕组W23连接，且第二次级电压绕组W13通过导通的第四二极管D4与第一次级电流绕组W22连接，反馈端BF根据第一电压信号U1与第一电流信号I1的差值以及第二电压信号U2与第二电流信号I2的差值之和而产生反馈信号，且反馈信号不等于零；第一电压信号U1以及第二电压信号U2小于第一电流信号I1以及第二电流信号I2时，连接单元300处于路径连接状态，第一二极管D1和第三二极管D3导通，第二二极管D2和第四二极管D4断开，以使得第一次级电流绕组W22通过导通的第一二极管D1与第一次级电压绕组W12连接，且第二次级电流绕组W23通过导通的第三二极管D3与第二次级电压绕组W13连接，反馈端BF根据第一电流信号I1与第一电压信号U1的差值以及第二电流信号I2与第二电压信号U2的差值之和而产生反馈信号，且反馈信号不等于零。

从而，通过第一电压信号U1与第一电流信号I1进行比较，第二电压信号U2与第二电流信号I2进行比较，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4全部处于不导通状态，或者第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4中的部分处于导通状态，第一次级电流绕组W22以及第二次级电流绕组W23与第一次级电压绕组W12以及第二次级电压绕组W13断开，或形成第一次级电流绕组W22以及第二次级电流绕组W23与第一次级电压绕组W12以及第二次级电压绕组W13的不同回路，而能够使得反馈端BF产生反馈信号。

具体的，可以以余弦形式表示，以说明第一电压信号U1与第一电流信号I1、第二电压信号U2与第二电流信号I2进行比较的结果，由于电压互感器PT或电流互感器CT的匝数比为常量，不影响比较的结果，以下描述中，忽略计算电压互感器PT的初级电压绕组W11与第一次级电压绕组W12或第二次级电压绕组W13的匝数比，以及电流互感器CT的初级电流绕组W21与第一次级电流绕组W22或第二次级电流绕组W23的匝数比。电压采集单元100采集的射频电源20的输出电压，感应至第一次级电压绕组W12的一端以及第二次级电压绕组W13的一端的电压为Uin1×cos（ωt），电流采集单元200采集的射频电源20的输出电流，在第一次级电流绕组W22的一端以及第二次级电流绕组W23的一端的电流为Uin2×cos（ωt+Φ），其中，Uin1为射频电源20的输出电压的幅值，Uin2为以电压的形式表示射频电源20的输出电流，Φ为射频电源20的输出电压与输出电流的相位差。

进一步的，感应至第一次级电压绕组W12的一端以及第二次级电压绕组W13的一端的电压均为Uin1×cos（ωt）的1/2，则感应至第一次级电压绕组W12的一端以及第二次级电压绕组W13的一端的电压分别经过第一电压幅值获取模块110以及第二电压幅值获取模块120获取幅值后，获取的幅值均为Uin1的1/2，进而经过第一电压除法器130以及第二电压除法器140分别对Uin1×cos（ωt）的1/2以及经过第一电压幅值获取模块110以及第二电压幅值获取模块120获取的幅值Uin1的1/2进行除法运算后，以对应得到第一电压信号U1以及第二电压信号U2，其中，第一电压信号U1与第二电压信号U2均为cos（ωt）。感应至第一次级电流绕组W22的一端以及第二次级电流绕组W23的一端的电流均为Uin2×cos（ωt+Φ）的1/2，则感应至第一次级电流绕组W22的一端以及第二次级电流绕组W23的一端的电流经过第一电流幅值获取模块210以及第二电流幅值获取模块220获取幅值后，获取的幅值均为Uin2的1/2，进而经过第一电流除法器230以及第二电流除法器240分别对Uin2×cos（ωt+Φ）的1/2以及经过第一电压幅值获取模块110以及第二电压幅值获取模块120获取的幅值Uin2进行除法运算后，以对应得到第一电流信号I1以及第二电流信号I2，其中，第一电流信号I1与第二电流信号I2均为cos（ωt+Φ）。

从而，第一电压信号U1以及第二电压信号U2等于第一电流信号I1以及第二电流信号I2时，射频电源20的输出电压与输出电流的相位差Φ为零，则第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4均断开，以使得第一次级电流绕组W22以及第二次级电流绕组W23与第一次级电压绕组W12以及第二次级电压绕组W13断开，反馈端BF根据第一次级电流绕组W22以及第二次级电流绕组W23的两个大小相等、方向相反的感应的电流为Uin2×cos（ωt+Φ）/2，感应的电流相互抵消，而产生反馈信号为零。第一电压信号U1以及第二电压信号U2大于第一电流信号I1以及第二电流信号I2时，射频电源20的输出电压与输出电流的相位差Φ不为零，则第二二极管D2和第四二极管D4导通，第一二极管D1和第三二极管D3断开，以使得第一次级电压绕组W12通过导通的第二二极管D2与第二次级电流绕组W23连接，且第二次级电压绕组W13通过导通的第四二极管D4与第一次级电流绕组W22连接，根据形成的回路，第一电压信号U1与第一电流信号I1的差值以及第二电压信号U2与第二电流信号I2的差值之和为cos（ωt）-cos（ωt+Φ），而反馈端BF产生反馈信号不等于零，且大于零。第一电压信号U1以及第二电压信号U2小于第一电流信号I1以及第二电流信号I2时，射频电源20的输出电压与输出电流的相位差Φ不为零，则第一二极管D1和第三二极管D3导通，第二二极管D2和第四二极管D4断开，以使得第一次级电流绕组W22通过导通的第一二极管D1与第一次级电压绕组W12连接，且第二次级电流绕组W23通过导通的第三二极管D3与第二次级电压绕组W13连接，根据形成回路，第一电流信号I1与第一电压信号U1的差值以及第二电流信号I2与第二电压信号U2的差值之和为cos（ωt+Φ）-cos（ωt），而反馈端BF产生反馈信号不等于零，且大于零。

特别的，第一电压信号U1以及第二电压信号U2大于第一电流信号I1以及第二电流信号I2时，连接单元300处于第一路径连接状态，第二二极管D2和第四二极管D4导通，第一二极管D1和第三二极管D3断开，以使得第一次级电压绕组W12通过导通的第二二极管D2与第二次级电流绕组W23连接，且第二次级电压绕组W13通过导通的第四二极管D4与第一次级电流绕组W22连接，电压采集单元100与电流采集单元200则相应处于第一连接状态。第一电压信号U1以及第二电压信号U2小于第一电流信号I1以及第二电流信号I2时，连接单元300处于第二路径连接状态，第一二极管D1和第三二极管D3导通，第二二极管D2和第四二极管D4断开，以使得第一次级电流绕组W22通过导通的第一二极管D1与第一次级电压绕组W12连接，且第二次级电流绕组W23通过导通的第三二极管D3与第二次级电压绕组W13连接，电压采集单元100与电流采集单元200则相应处于第二连接状态。

需要说明的是，第一电压信号U1以及第二电压信号U2大于第一电流信号I1以及第二电流信号I2时，第一电压信号U1以及第二电压信号U2的相位超前于第一电流信号I1以及第二电流信号I2的相位，射频电源20与负载30呈感性，射频电源20的输出电压与输出电流的相位差Φ大于零，则反馈端BF产生反馈信号大于零。第一电压信号U1以及第二电压信号U2小于第一电流信号I1以及第二电流信号I2时，第一电压信号U1以及第二电压信号U2的相位滞后于第一电流信号I1以及第二电流信号I2的相位，射频电源20与负载30呈容性，射频电源20的输出电压与输出电流的相位差Φ小于零，则反馈端BF产生反馈信号同样大于零。

请参阅图4，图4为本申请又一实施例中的匹配状态反馈电路10的电路示意图。如图4所示，匹配状态反馈电路10还包括控制单元400，控制单元400与反馈端BF连接，至少用于接收反馈端BF产生的反馈信号，并根据反馈信号确定射频电源20的输出电压与输出电流的相位差，进而确定射频电源20与负载30是否完成阻抗匹配。

从而，通过设置控制单元400与反馈端BF连接，能够根据反馈信号确定射频电源20的输出电压与输出电流的相位差，进而确定射频电源20与负载30是否完成阻抗匹配。

在一个或多个实施例中，控制单元400用于在反馈信号为零时，确定射频电源20的输出电压与输出电流的相位差为零，进而确定射频电源20与负载30完成阻抗匹配，并在反馈信号不为零时，确定射频电源20的输出电压与输出电流的相位差不为零，进而确定射频电源20与负载30未完成阻抗匹配。

在一个或多个实施例中，控制单元400可以是中央处理器（Central ProcessingUnit，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（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，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。

如图4所示，匹配状态反馈电路10还包括调节单元500，调节单元500用于调节阻抗匹配电路40，以使得射频电源20与负载30的阻抗匹配。

从而，通过设置调节单元500调节阻抗匹配电路40，能够根据反馈信号以快速实现射频电源20与负载30的阻抗匹配。

在一个或多个实施例中，控制单元400与调节单元500连接，控制单元400还用于在反馈信号不为零时，控制调节单元500调节阻抗匹配电路40，以使得射频电源20与负载30的阻抗匹配。

在一个或多个实施例中，阻抗匹配电路40可以包括第一电感L1和第一电容C1，第一电感L1连接于射频电源20的输出端21与负载30之间，第一电容C1的一端与第一电感L1连接，第一电容C1的另一端接地GND；其中，第一电容C1为可变电容。

从而，由于第一电感L1和第一电容C1构成τ型电感-电容谐振，第一电容C1的电容值主要用于通过调节单元500调节第一电容C1的电容值，以快速地调节射频电源20的输出电压与输出电流的相位差。

特别的，阻抗匹配电路40还可以为其他形式，例如构成L型、T型、Π型、π型以及多L连接型等类型的电感-电容谐振，并包括其他电感、电容、电阻等元件，本申请不以此为限。

在一个或多个实施例中，调节单元500可以为步进电机，调节单元500的输出轴与第一电容C1的其中一个极板对应连接，调节单元500用于接收脉冲信号，调节单元500的输出轴并根据接收的脉冲信号转动，以对应改变所连接的第一电容C1中的极板的位置，而改变第一电容C1的两个极板之间的距离，进而调节第一电容C1的电容值；控制单元400还用于在反馈信号不为零时，输出相应的脉冲信号，以控制调节单元500的输出轴根据接收的脉冲信号转动。

如图4所示，电流采集单元200还可以包括第一电阻R1，第一电阻R1的一端与所述反馈端BF连接，第一电阻R1的另一端接地GND，反馈端BF产生的反馈信号即第一电阻R1两端的电压值。

从而，通过设置第一电阻R1作为检测电阻，检测第一电阻R1两端的电压值，或者说检测反馈端BF与地GND之间的电压差，即为反馈端BF产生的反馈信号。

在一个或多个实施例中，射频电源20的输出端21用于连接负载30，射频电源20未与负载30连接的一端可以接地GND，负载30未与射频电源20连接的一端也可以接地GND。

本申请的匹配状态反馈电路10，通过上述结构，仅通过电流采集单元200的反馈端BF产生的反馈信号即可表征射频电源20的输出电压与输出电流的相位差是否为零，进而确定此时射频电源20与负载30的阻抗匹配或阻抗失配，匹配状态反馈电路10能够便捷地反馈射频电源20与负载30的匹配状态，还能够在射频电源20与负载30阻抗失配时，根据射频电源20与负载30的匹配状态快速地调节射频电源20的输出电压与输出电流的相位差，以使得射频电源20与负载30阻抗完成阻抗匹配。

请参阅图5，图5为本申请一实施例中的射频电源设备的方框示意图。如图5所示，本申请还提供一种射频电源设备1，射频电源设备1包括射频电源20以及前述任一实施例中的匹配状态反馈电路10，射频电源20的输出端21用于连接负载30，匹配状态反馈电路10用于对射频电源20与负载30的匹配状态进行反馈。

如图1所示，匹配状态反馈电路10包括电压采集单元100、电流采集单元200以及连接单元300。电压采集单元100与射频电源20的输出端21连接，用于采集射频电源20的输出电压，并将采集到的输出电压转换为电压比较信号U0；电流采集单元200与射频电源20的输出端21连接，用于采集射频电源20的输出电流，并将采集到的输出电流转换为电流比较信号I0；连接单元300与电压采集单元100和电流采集单元200分别连接，用于接收电压比较信号U0以及电流比较信号I0，并根据电压比较信号U0与电流比较信号I0的大小而处于相应的路径断开状态或路径连接状态，以使得电压采集单元100以及电流采集单元200通过连接单元300而处于相应的断开状态或连接状态；其中，电流采集单元200具有一反馈端BF，反馈端BF用于根据电压采集单元100以及电流采集单元200所处于的断开状态或连接状态而产生相应的反馈信号，其中，反馈信号为零时，表征射频电源20的输出电压与输出电流的相位差为零，此时射频电源20与负载30的阻抗匹配，反馈信号不为零时，表征射频电源20的输出电压与输出电流的相位差不为零，此时射频电源20与负载30的阻抗失配。

其中，匹配状态反馈电路10更具体的结构可参见前述任一实施例中匹配状态反馈电路10的相关内容，在此不再赘述。

请参阅图6，图6为本申请一实施例中的射频电源设备的电路示意图。如图6所示，射频电源设备1还包括阻抗匹配电路40，阻抗匹配电路40连接于匹配状态反馈电路10与负载30之间，阻抗匹配电路40用于根据匹配状态反馈电路10的反馈结果对射频电源20与负载30进行阻抗匹配。

在一个或多个实施例中，阻抗匹配电路40可以包括第一电感L1和第一电容C1，第一电感L1连接于射频电源20的输出端21与负载30之间，第一电容C1的一端与第一电感L1连接，第一电容C1的另一端接地GND；其中，第一电容C1为可变电容。

从而，由于第一电感L1和第一电容C1构成τ型电感-电容谐振，第一电容C1的电容值主要用于通过调节单元500调节第一电容C1的电容值，以较快地调节射频电源20的输出电压与输出电流的相位差。

特别的，阻抗匹配电路40还可以为其他形式，例如构成L型、T型、Π型、π型以及多L连接型等类型的电感-电容谐振，并包括其他电感、电容、电阻等元件，本申请不以此为限。

本申请的匹配状态反馈电路10以及射频电源设备1，通过上述结构，仅通过电流采集单元200的反馈端BF产生的反馈信号即可表征射频电源20的输出电压与输出电流的相位差是否为零，进而确定此时射频电源20与负载30的阻抗匹配或阻抗失配，匹配状态反馈电路10能够便捷地反馈射频电源20与负载30的匹配状态，还能够在射频电源20与负载30阻抗失配时，根据射频电源20与负载30的匹配状态快速地调节射频电源20的输出电压与输出电流的相位差，以使得射频电源20与负载30阻抗完成阻抗匹配，提高射频电源设备1的输出效果。

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 (8)

1.一种匹配状态反馈电路，用于对射频电源与负载的匹配状态进行反馈，其特征在于，包括：

电压采集单元，与所述射频电源的输出端连接，用于采集所述射频电源的输出电压，并将采集到的输出电压转换为电压比较信号；

电流采集单元，与所述射频电源的输出端连接，用于采集所述射频电源的输出电流，并将采集到的输出电流转换为电流比较信号；

连接单元，与所述电压采集单元和所述电流采集单元分别连接，用于接收所述电压比较信号以及所述电流比较信号，并根据所述电压比较信号与所述电流比较信号的大小而处于相应的路径断开状态或路径连接状态，以使得所述电压采集单元以及所述电流采集单元通过所述连接单元而处于相应的断开状态或连接状态；

其中，所述电流采集单元具有一反馈端，所述反馈端用于根据所述电压采集单元以及所述电流采集单元所处于的断开状态或连接状态而产生相应的反馈信号，其中，所述反馈信号为零时，表征所述射频电源的输出电压与输出电流的相位差为零，此时所述射频电源与所述负载的阻抗匹配，所述反馈信号不为零时，表征所述射频电源的输出电压与输出电流的相位差不为零，此时所述射频电源与所述负载的阻抗失配；

所述电压比较信号等于所述电流比较信号时，所述连接单元处于路径断开状态，以使得所述电压采集单元与所述电流采集单元相应处于断开状态，所述反馈端根据断开的所述电压采集单元与所述电流采集单元而产生的所述反馈信号为零；所述电压比较信号大于或小于所述电流比较信号时，所述连接单元处于路径连接状态，以使得所述电压采集单元与所述电流采集单元相应处于连接状态，所述反馈端根据连接的所述电压采集单元与所述电流采集单元而产生的所述反馈信号不为零；

所述电压比较信号包括相等的第一电压信号和第二电压信号，所述电流比较信号包括相等的第一电流信号和第二电流信号，所述电压采集单元包括第一电压输出端以及第二电压输出端，用于分别输出所述第一电压信号和所述第二电压信号，所述电流采集单元包括第一电流输出端以及第二电流输出端，用于分别输出所述第一电流信号和所述第二电流信号；

所述连接单元包括第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管，所述第一二极管的阴极连接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极连接所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接所述第四二极管的阳极，所述第四二极管的阴极连接所述第一二极管的阳极，所述电压采集单元的第一电压输出端与所述第一二极管和所述第二二极管的连接点连接，所述电压采集单元的第二电压输出端与所述第三二极管和所述第四二极管的连接点连接，所述电流采集单元的第一电流输出端与所述第一二极管和所述第四二极管的连接点连接，所述电流采集单元的第二电流输出端与所述第二二极管和所述第三二极管的连接点连接；

其中，在所述连接单元接收到所述第一电压信号、所述第二电压信号、所述第一电流信号和所述第二电流信号时，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管以及所述第四二极管全部处于不导通状态，以使得所述连接单元处于路径断开状态，或者所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管以及所述第四二极管中的部分处于导通状态，以使得所述连接单元处于路径连接状态。

2.根据权利要求1所述的匹配状态反馈电路，其特征在于，所述电压采集单元包括电压互感器、第一电压幅值获取模块、第二电压幅值获取模块、第一电压除法器以及第二电压除法器，所述电压互感器的一端与所述第一电压幅值获取模块和所述第一电压除法器分别连接，所述第一电压幅值获取模块并与所述第一电压除法器连接，所述电压互感器的另一端与所述第二电压幅值获取模块和所述第二电压除法器分别连接，所述第二电压幅值获取模块并与所述第二电压除法器连接，所述第一电压除法器的输出端以及所述第二电压除法器的输出端为所述电压采集单元的第一电压输出端以及第二电压输出端，其中，所述电压互感器用于采集所述射频电源的输出电压，所述第一电压幅值获取模块以及所述第二电压幅值获取模块用于对应获取采集到的输出电压的幅值，所述第一电压除法器以及所述第二电压除法器用于对应接收采集到的输出电压以及输出电压的幅值，并对采集到的输出电压以及输出电压的幅值进行除法运算，以对应得到所述第一电压信号和所述第二电压信号；

所述电流采集单元包括电流互感器、第一电流幅值获取模块、第二电流幅值获取模块、第一电流除法器以及第二电流除法器，所述电流互感器的一端与所述第一电流幅值获取模块和所述第一电流除法器分别连接，所述第一电流幅值获取模块并与所述第一电流除法器连接，所述电流互感器的另一端与所述第二电流幅值获取模块和所述第二电流除法器分别连接，所述第二电流幅值获取模块并与所述第二电流除法器连接，所述第一电流除法器的输出端以及所述第二电流除法器的输出端为所述电流采集单元的第一电流输出端以及第二电流输出端，其中，所述电流互感器用于采集所述射频电源的输出电流，所述第一电流幅值获取模块以及所述第二电流幅值获取模块用于对应获取采集到的输出电流的幅值，所述第一电流除法器以及所述第二电流除法器用于对应接收采集到的输出电流以及输出电流的幅值，并对采集到的输出电流以及输出电流的幅值进行除法运算，以对应得到所述第一电流信号和所述第二电流信号。

3.根据权利要求2所述的匹配状态反馈电路，其特征在于，所述电压互感器包括初级电压绕组、第一次级电压绕组以及第二次级电压绕组，所述初级电压绕组连接于所述射频电源的输出端连接与地之间，所述第一次级电压绕组的一端与所述第一电压幅值获取模块和所述第一电压除法器分别连接，并通过所述第一电压除法器与所述第一二极管和所述第二二极管的连接点连接，所述第二次级电压绕组的一端与所述第二电压幅值获取模块和所述第二电压除法器分别连接，并通过所述第二电压除法器与所述第三二极管和所述第四二极管的连接点连接，所述第一次级电压绕组的另一端与所述第二次级电压绕组的另一端分别与地连接；

其中，所述初级电压绕组采集到的输出电压被感应至所述第一次级电压绕组的一端以及所述第二次级电压绕组的一端，感应的电压分别经过所述第一电压除法器以及所述第二电压除法器进行除法运算后，以对应得到所述第一电压信号以及所述第二电压信号，其中，所述第一次级电压绕组与所述第二次级电压绕组对向绕线，且匝数相等，以使得所述第一电压信号和所述第二电压信号的大小相等。

4.根据权利要求3所述的匹配状态反馈电路，其特征在于，所述电流互感器包括初级电流绕组、第一次级电流绕组以及第二次级电流绕组，所述初级电流绕组连接于所述射频电源的输出端与所述负载之间，所述第一次级电流绕组的一端与所述第一电流幅值获取模块和所述第一电流除法器分别连接，并通过所述第一电流除法器与所述第一二极管和所述第四二极管的连接点连接，所述第二次级电流绕组的一端与所述第二电流幅值获取模块和所述第二电流除法器分别连接，并通过所述第二电流除法器与所述第二二极管和所述第三二极管的连接点连接，所述第一次级电流绕组的另一端与所述第二次级电流绕组的另一端连接，以形成反馈端；

其中，所述初级电流绕组采集到的输出电流被感应至所述第一次级电流绕组的一端以及所述第二次级电流绕组的一端，感应的电流分别经过所述第一电流除法器以及所述第二电流除法器进行除法运算后，以对应得到所述第一电流信号以及所述第二电流信号，其中，所述第一次级电流绕组与所述第二次级电流绕组对向绕线，且匝数相等，以使得所述第一电流信号和所述第二电流信号的大小相等。

5.根据权利要求4所述的匹配状态反馈电路，其特征在于，所述第一电压信号以及所述第二电压信号等于所述第一电流信号以及所述第二电流信号时，所述连接单元处于路径断开状态，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管以及所述第四二极管均断开，以使得所述第一次级电流绕组以及所述第二次级电流绕组与所述第一次级电压绕组以及所述第二次级电压绕组断开，所述反馈端根据所述第一次级电流绕组以及所述第二次级电流绕组的两个大小相等、方向相反的感应的电流而产生所述反馈信号，且所述反馈信号为零；

所述第一电压信号以及所述第二电压信号大于所述第一电流信号以及所述第二电流信号时，所述连接单元处于路径连接状态，所述第二二极管和所述第四二极管导通，所述第一二极管和所述第三二极管断开，以使得所述第一次级电压绕组通过导通的所述第二二极管与所述第二次级电流绕组连接，且所述第二次级电压绕组通过导通的所述第四二极管与所述第一次级电流绕组连接，所述反馈端根据所述第一电压信号与所述第一电流信号的差值以及所述第二电压信号与所述第二电流信号的差值之和而产生所述反馈信号，且所述反馈信号不等于零；

所述第一电压信号以及所述第二电压信号小于所述第一电流信号以及所述第二电流信号时，所述连接单元处于路径连接状态，所述第一二极管和所述第三二极管导通，所述第二二极管和所述第四二极管断开，以使得所述第一次级电流绕组通过导通的所述第一二极管与所述第一次级电压绕组连接，且所述第二次级电流绕组通过导通的所述第三二极管与所述第二次级电压绕组连接，所述反馈端根据所述第一电流信号与所述第一电压信号的差值以及所述第二电流信号与所述第二电压信号的差值之和而产生所述反馈信号，且所述反馈信号不等于零。

6.根据权利要求1所述的匹配状态反馈电路，其特征在于，所述匹配状态反馈电路还包括控制单元，所述控制单元与所述反馈端连接，至少用于接收所述反馈端产生的所述反馈信号，并根据所述反馈信号确定所述射频电源的输出电压与输出电流的相位差，进而确定所述射频电源与所述负载是否完成阻抗匹配。

7.一种射频电源设备，其特征在于，包括射频电源以及如权利要求1-6任一项所述的匹配状态反馈电路，所述射频电源的输出端用于连接负载，所述匹配状态反馈电路用于对所述射频电源与所述负载的匹配状态进行反馈。

8.根据权利要求7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阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路连接于所述匹配状态反馈电路与所述负载之间，所述阻抗匹配电路用于根据所述匹配状态反馈电路的反馈结果对所述射频电源与所述负载进行阻抗匹配。