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1、10申请公布号CN102004513A43申请公布日20110406CN102004513ACN102004513A21申请号200910090666X22申请日20090903G05F1/12200601H01L21/2620060171申请人北京中科信电子装备有限公司地址101111北京市中关村科技园通州园光机电一体化产业基地兴光二街6号北京中科信电子装备有限公司72发明人唐景庭金泽军戴习毛王迪平胡东京54发明名称闭环霍尔电流传感器在高能大束流离子注入机灯丝电源中的应用57摘要本发明公开了一种新型的高能大束流离子注入机的电源中电流的测量传感器，该发明属于半导体器件制造领域。本发明使用的测量。
2、传感器为闭环霍尔电流传感器，闭环霍尔电流传感器的工作原理是霍尔磁平衡式或称霍尔磁补偿式、霍尔零磁通式。即原边电流IN所产生的磁场，通过一个副边线圈的电流IM所产生的磁场进行补偿，使霍尔器件始终处于检测零磁通的工作状态。当原副边补偿电流产生的磁场在磁芯中达到平衡时，即N1INN2IMN1，N2分别为原，副边线圈的匝数，当已知传感器原边和副边线圈匝数时，通过测量副边补偿电流IM的大小，即可推算出原边电流IN的值，从而实现了原边电流的隔离测量。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102004526A1/1页21在高能大束流离子注入机中，需。
3、要用到很多种电源，如灯丝电源，磁分析器电源等，利用闭环霍尔电流传感器测量高能高能大束流离子注入机灯丝电源中的电流，从而精确的控制电流，满足高能大束流离子注入机灯丝电源的要求。2在高能大束流离子注入机的灯丝电源中，测量电流选用了LEM公司的LT208S7/SP1型闭环霍尔电流传感器。作为系统电流检测部件，将该传感器串联在负载回路，测量值反馈给灯丝电源控制器，电源控制器根据测量值的大小自动调节电流，达到精确控制负载电流的目的。权利要求书CN102004513ACN102004526A1/3页3闭环霍尔电流传感器在高能大束流离子注入机灯丝电源中的应用技术领域0001本发明用闭环霍尔电流传感器测量高能。
4、大束流离子注入机中灯丝电源负载电流的大小，在高能大束流离子注入机中灯丝电源要用闭环霍尔电流传感器来测量负载电流，高能大束流离子注入机是半导体行业的主要工艺设备，该发明属于半导体器件制造领域。背景技术0002随着集成电路制造技术的飞速发展，对半导体工艺设备提出了越来越高的要求，为满足新技术的需要，作为半导体离子掺杂工艺线的关键设备之一的离子注入机在离子分选、束能量纯度、注入深度控制、注入均匀性与生产率等方面需要不断地改进提高，离子源是离子注入机的核心部件，靠它产生离子束，灯丝电源是离子源系统产生离子的关键部件，因此对灯丝电源电流的测量非常关键，传统的分流器或互感器的电流测量精度不高，抗干扰能力差。
5、，反应速度很慢。0003本发明针对上述技术背景，最新的高能大束流离子注入机采用闭环霍尔电流传感器来测量灯丝电源的负载电流，该传感器测量具有测量范围宽，抗干扰能力强，线性度好，跟踪速度快的特点。发明内容0004本发明通过以下技术方案实现0005众所周知，当电流流过一根导线时，将在导线周围产生磁场，磁场的大小与流过导线的电流大小成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测，由于磁场的变化与霍尔器件的输出电压信号有良好的线形关系，因此，可利用霍尔器件测得的输出信号，直接反映出导线中电流的大小，从而得出磁场强度，如下式0006IBVH0007式中I为通过导线的电流；0008B为导线通。
6、电流后产生的磁场强度。0009VH为霍尔电压0010当选择适当的比例系数后，上述关系可以表示为等式。0011闭环霍尔电流传感器是利用霍尔器件为核心敏感元件用于隔离检测电流的模块化产品，它的工作原理是霍尔磁平衡式或称霍尔磁补偿式、霍尔零磁通式。即原边电流IN所产生的磁场，通过一个副边线圈的电流IM所产生的磁场进行补偿，使霍尔器件始终处于检测零磁通的工作状态。当原副边补偿电流产生的磁场在磁芯中达到平衡时，即0012N1INN2IM0013式中N1为原边线圈的匝数；0014N2为副边线圈的匝数。0015由上式可知，当已知传感器原边和副边线圈匝数时，通过测量副边补偿电流IM的说明书CN10200451。
7、3ACN102004526A2/3页4大小，即可推算出原边电流IN的值，从而实现了原边电流的隔离测量。0016利用闭环霍尔电流传感器可以隔离测量及测量精确的优点，高能大束流离子注入机上使用LEM公司的LT208S7/SP1型闭环霍尔电流传感器作为灯丝电源的电流检测部件。0017本发明具有如下显著优点00181副边测量电流与原边被测电流之间完全电气隔离，绝缘电压一般为2KV12KV；00192电流测量范围宽，可测量额定0300A电流；00203测量的最佳反应时间，抗干扰能力强，线性度好，跟踪速度快。附图说明0021图1为本发明的闭环霍尔电流传感器工作原理图。0022图2为本发明的闭环霍尔电流传感。
8、器在灯丝电源中的应用简图。具体实施方式0023下面结合附图对本发明作进一步介绍。0024参见图1，闭环霍尔电流传感器的工作原理说明如下0025闭环霍尔电流传感器是利用霍尔器件为核心敏感元件用于隔离检测电流的模块化产品。众所周知，当电流流过一根导线时，将在导线周围产生磁场，磁场的大小与流过导线的电流大小成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测，由于磁场的变化与霍尔器件的输出电压信号有良好的线形关系，因此，可利用霍尔器件测得的输出信号，直接反映出导线中电流的大小，从而得出磁感应强度，如下式0026IBVH0027式中I为通过导线的电流；0028B为导线通电流后产生的磁感应强度。
9、。0029VH为霍尔电压0030当选择适当的比例系数后，上述关系可以表示为等式。0031如图1，即原边电流IN所产生的磁场，通过一个副边线圈的电流IM所产生的磁场进行补偿，使霍尔器件始终处于检测零磁通的工作状态。当原副边补偿电流产生的磁场在磁芯中达到平衡时，即0032N1INN2IM0033式中N1为原边线圈的匝数；0034N2为副边线圈的匝数。0035由上式可知，当已知传感器原边和副边线圈匝数时，通过测量副边补偿电流IM的大小，即可推算出原边电流IN的值，从而实现了原边电流的隔离测量。0036参见图2，闭环霍尔电流传感器在灯丝电源中的应用简单说明如下0037在高能大束流离子注入机灯丝电源中，。
10、该灯丝电源设计选用了LEM公司的LT208S7/SP1型闭环霍尔电流传感器作为系统电流检测部件，灯丝电源的输出正端铜片穿过LT208S7/SP1的原边电流穿孔，由传感器LT208S7/SP1检测负载工作电流，传感器的输出信号IM通过比较放大电路和设置值去比较，比较后的值去控制脉宽调制器电路，脉宽说明书CN102004513ACN102004526A3/3页5调制器电路输出一组可变脉宽去驱动功率放大管，即可以控制功率放大管的导通角，达到控制灯丝电源的目的。当闭环霍尔电流传感器测量实际值IM小于设置值时，脉宽调制器的脉宽就会变宽，脉宽调制器的脉宽信号去驱动功率管，当脉宽变宽，功率管的导通角就会变大，这样灯丝电源的输出电压也相应变大；反之如果闭环霍尔电流传感器测量实际值IM大于设置值时，脉宽调制器的脉宽信号就会变窄，功率管的导通角就会变小，这样灯丝电源的输出电压也相应变小，这样就可以灵活快速的控制灯丝电源0038本发明的特定实施例已对本发明的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都构成对本发明专利的侵犯，将承担相应的法律责任。说明书CN102004513ACN102004526A1/1页6图1图2说明书附图CN102004513A。