技术摘要：
本发明公开了一种在线更换式无间断输出电源，其包括有主板以及插接于主板的多个电源模块，多个电源模块的输出功率之和作为无间断输出电源的总输出功率，主板包括有：报警系统；实时反馈和诊断系统，用于实时监测多个电源模块的工作参数数据，并且当电源模块的任一工作  全部
背景技术：
电源设备在半导体生产领域被广泛地应用，随着真空等离子技术的发展，射频、微 波以及直流电源是产生等离子体不可或缺的部件，在晶体生长、离子蚀刻及干法去胶的半 导体工艺中起关键作用。特别是随着ALD、ALE等复杂工艺的突破，在长晶、蚀刻或去胶过程 中要求电源不间断供电的能力越来越高。现有的电源设计主要存在如下现状，首先，无论是 MKS、AE、COMDEL等等生产包括射频、微波或直流电源的电源设备，都不具备无间断输出能 力，一旦电源内的任何一元器件失效，电源立即停止输出，只能在报警后等待更换已损电 源；此外，现有的电源设计一般会保留至少20％的功率余量，例如一台最大输出功率为10千 瓦的射频电源，通常将工作输出设置为6-8千瓦，用以增强其连续负载能力。 基于上述因素，导致现有的电源设备存在如下缺陷：首先，电源一旦出现问题，则 设备必须切断电供、水供或者气供，之后才能更换整台电源，不具备在线更换能力，据统计， 每更换一台电源平均需要2-4小时，而机台和工艺复原平均需要6-8小时，这对一条动辄投 资几百亿的半导体产线来说是不小的损失。其次，一旦电源内的任何一元器件失效，则电源 立即停止输出，这将造成半导体生产工艺中的等离子体熄灭、晶体生长或等离子蚀刻停止， 导致产品报废，机台停产，严重影响生产效率和损耗。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种将电源等分为多 个可插接于主板的电源模块，并在运行过程中对电源模块进行参数监测，筛选出即将失效 的电源模块，同时保持总输出功率不变，进而实现无间断输出的在线更换式电源。 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。 一种在线更换式无间断输出电源，其包括有主板以及插接于所述主板的多个电源 模块，多个电源模块的输出功率之和作为所述无间断输出电源的总输出功率，所述主板包 括有：报警系统；实时反馈和诊断系统，用于实时监测多个电源模块的工作参数数据，并且 当所述电源模块的任一工作参数达到预设报警值时，通过所述报警系统发出报警提示；模 块切换系统，用于根据所述实时反馈和诊断系统的监测结果控制所述电源模块的功率输出 状态，并且当所述电源模块的任一工作参数达到预设报警值时，控制该电源模块停止功率 输出，同时调整其他电源模块的输出功率，以令其他电源模块的输出功率之和保持在所述 总输出功率。 优选地，所述主板预设有基于前馈网络实现的时间预测模型，借由所述时间预测 模型对即将发生故障的电源模块进行判定，再将该电源模块的输出功率平均分配到其他电 源模块，之后通过所述报警系统发出报警提示并显示该发生故障的电源模块的所处位置。 4 CN 111614152 A 说　明　书 2/5 页 优选地，所述无间断输出电源的总输出功率设置为:实际总输出功率比目标总输 出功率大20％。 优选地，所述实时反馈和诊断系统对所述电源模块进行实时监测的工作参数数据 包括电压、电流、频率、发射功率、功率匹配、电位差、温度和风量功效。 优选地，所述模块切换系统包括与所述电源模块一一对应的多个切换电路，多个 切换电路的电路结构相同，所述切换电路包括有光耦U1、继电器RL1和NPN管Q1，所述光耦U1 的控制端阳极通过限流电阻R1连接于高电位 5V，所述光耦U1的控制端阴极用于接入通断 控制信号，所述光耦U1的开关端集电极连接于电源端VCC，所述光耦U1的开关端发射极通过 限流电阻R2连接于NPN管Q1的基极，所述继电器RL1的线圈串联于电源端VCC和NPN管Q1的集 电极之间，所述NPN管Q1的发射极接地，所述继电器RL1的两开关触点串接于所述电源模块 的输出端，当所述光耦U1的控制端阴极接入低电平控制信号时，所述光耦U1、NPN管Q1和所 述继电器RL1依次导通，所述继电器RL1的两开关触点发生跳变，当所述光耦U1的控制端阴 极接入高电平控制信号时，所述光耦U1、NPN管Q1和所述继电器RL1同时断开，所述继电器 RL1的两开关触点复位，通过向所述光耦U1的控制端阴极加载高低电平信号而控制所述电 源模块的功率输出状态。 优选地，所述切换电路包括有发光二极管D2，所述发光二极管D2的阳极连接于所 述光耦U1的控制端阴极，所述发光二极管D2的阴极用于接入通断控制信号。 优选地，所述继电器RL1的线圈并联有二极管D1，所述二极管D1的阴极连接于电源 端VCC，所述二极管D1的阳极连接于所述NPN管Q1的集电极。 优选地，所述主板包括有自动弹出系统，所述自动弹出系统用于当所述报警系统 发出报警提示并且所述电源模块停止功率输出之后，断开所述电源模块的上电回路。 优选地，所述自动弹出系统包括有接触筒和伸缩杆，所述接触筒包括有导电筒部 和绝缘筒部，所述伸缩杆插设于所述接触筒内，所述伸缩杆上形成有多个向外伸展的电刷， 且所述电刷的端部抵接于所述接触筒的内壁，所述伸缩杆的端部连接有电磁驱动机构，所 述电磁驱动机构用于接收所述主板的控制指令并驱使所述伸缩杆相对所述接触筒进行伸 缩移动，以令所述电刷抵接于所述导电筒部或者绝缘筒部，所述导电筒部和所述电刷电性 串联于所述电源模块的上电回路，所述主板通过控制所述电刷与所述导电筒部的连接状 态，进而控制所述电源模块的上电状态。 优选地，包括有箱体，所述主板固定于所述箱体内，所述箱体上开设有多个窗口， 且所述窗口与所述电源模块一一对应，所述电源模块远离所述主板的一端设有盖板，当所 述电源模块插接于所述主板时，所述盖板盖合于所述窗口。 本发明公开的在线更换式无间断输出电源中，将总电源分成多个电源模块，并且 实时监测多个电源模块的工作参数数据，当其中一个电源模块发生异常，即监测到所述电 源模块的任一工作参数达到预设报警值时，可立即发出报警提示，并控制该电源模块停止 功率输出，使得维护人员及时获知电源模块的故障状态，并对电源模块进行更换，与此同 时，还调整其他电源模块的输出功率，比如将发生故障的电源模块的输出功率平均分配至 其他电源模块，以令其他电源模块的输出功率之和保持在所述总输出功率。基于上述原理， 当某一电源模块中的电气元件发生故障时，只需更换该电源模块即可，无需停机维修，进而 实现了在线更换以及无间断输出，不仅保证了生产效率，而且可避免因停机造成的资源损 5 CN 111614152 A 说　明　书 3/5 页 耗，较好地满足了生产需求。 附图说明 图1为本发明无间断输出电源的整体结构图； 图2为本发明无间断输出电源的组成框图； 图3为主板与电源模块的结构图； 图4为时间预测模型示意图； 图5为切换电路的原理图； 图6为自动弹出系统的结构示意图。