CN109526082B

CN109526082B - 用于阻抗网络调谐的具有相位检测的射频加热***

Info

Publication number: CN109526082B
Application number: CN201811365788.0A
Authority: CN
Inventors: L·莫金; P·M·J·皮埃尔; J·E·司各特
Original assignee: NXP USA Inc
Current assignee: NXP USA Inc
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2021-06-04
Anticipated expiration: 2038-11-16
Also published as: KR20190056992A; US20200336124A1; EP3487263A1; JP6741304B2; EP3487263B1; US10771036B2; JP2019096600A; US20190158055A1; US10917065B2; CN109526082A

Abstract

本发明涉及用于阻抗网络调谐的具有相位检测的射频加热***。提供用于调谐装置的阻抗网络的***和方法。通过连接到阻抗匹配网络的传输路径提供RF信号，所述阻抗匹配网络包括第一可变分量和第二可变分量。确定沿着所述传输路径的前向信号与反射信号之间的相位角。基于所述前向信号与所述反射信号之间的所述相位角，修改所述第一可变分量以改进RF信号源与电极之间的阻抗匹配。在修改所述第一可变分量之后，确定所述反射信号的功率与所述前向信号的功率的比率，且修改所述第二可变分量的电感以减小所述反射信号的功率与所述前向信号的功率的所述比率。

Description

用于阻抗网络调谐的具有相位检测的射频加热***

技术领域

本文中所描述的主题的实施例大体上涉及调谐负载阻抗以将射频(RF)能量递送到负载的设备和方法。

背景技术

电容性食物加热***包括包含在加热室内的大平面电极。在将食物负载放置在电极之间之后，电磁能被供应到电极以提供对食物负载的加热。随着在加热操作期间食物负载解冻或烹饪，食物负载的阻抗发生改变。

食物负载阻抗的动态改变可能导致对食物负载的低效加热。需要一种用于加热食物负载(或其它类型的负载)的设备和方法，其可产生贯穿食物负载的高效和均匀的加热。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种***，包括：

射频(RF)信号源，其被配置成供应RF信号；

阻抗匹配网络，其电耦合到所述RF信号源的输出，所述阻抗匹配网络包括：

第一可变电感网络，以及

第二可变电感网络；

传输路径，其电耦合于所述阻抗匹配网络与电极之间，其中所述RF信号沿着所述传输路径产生前向信号；

功率检测电路，其被配置成确定沿着所述传输路径的所述前向信号与反射信号之间的相位角；以及

控制器，其被配置成：

确定所述前向信号与所述反射信号之间的所述相位角大于阈值相位角值，

基于所述前向信号与所述反射信号之间的所述相位角修改所述第一可变电感网络，以修改所述阻抗匹配网络的串联电感，从而将所述前向信号与所述反射信号之间的所述相位角减小到小于所述阈值相位角值的第一相位角，

确定所述反射信号的功率与所述前向信号的功率的比率大于阈值功率比，且

在修改所述阻抗匹配网络的所述串联电感之后，修改所述第二可变电感网络以修改所述阻抗匹配网络的并联电感，从而将所述反射信号的功率与所述前向信号的功率的所述比率减小到小于所述阈值功率比的第一功率比。

在一个或多个实施例中，所述阻抗匹配网络进一步包括：

具有固定电感值的多个固定值电感器，其耦合到所述电极；且

其中所述第一可变电感网络耦合于具有固定电感值的所述多个固定值电感器中的一个与接地参考节点之间。

在一个或多个实施例中，所述第二可变电感网络耦合于所述阻抗匹配网络的输入与接地参考节点之间。

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成在修改所述第一可变电感网络和所述第二可变电感网络中的至少一个时使所述RF信号源产生功率小于100瓦特的所述RF信号。

在一个或多个实施例中，所述控制器被进一步配置成在修改所述第一可变电感网络和所述第二可变电感网络中的至少一个之后，使所述RF信号源增大所述RF信号的功率以输出功率大于1000瓦特的第二RF信号。

在一个或多个实施例中，所述阈值相位角值小于5度。

在一个或多个实施例中，所述阈值功率比小于-15分贝。

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成：

反复地确定沿着所述传输路径的所述前向信号与所述反射信号之间的所述相位角；以及

基于所述前向信号与所述反射信号之间的所述相位角反复地修改所述第一可变电感网络以改进所述RF信号源与所述电极之间的阻抗匹配。

根据本发明的第二方面，提供一种***，包括：

射频(RF)信号源，其被配置成通过传输路径将RF信号供应到电极，所述传输路径包括具有固定电感值的固定值电感器，所述固定值电感器具有第一端和第二端；

第一可变电感网络，其耦合于所述固定值电感器的所述第二端与接地参考节点之间；

第二可变电感网络，其耦合于所述固定值电感器的所述第一端与所述接地参考节点之间，所述固定值电感器的所述第一端耦合到所述RF信号源的输出端；

控制器，其被配置成：

确定沿着所述传输路径的前向信号与反射信号之间的相位角，

基于所述前向信号与所述反射信号之间的所述相位角修改所述第一可变电感网络以改进所述RF信号源与所述电极之间的阻抗匹配；且

在修改所述第一可变电感网络之后：

确定所述反射信号的功率与所述前向信号的功率的比率，且

修改所述第二可变电感网络的电感，以减小所述反射信号的功率与所述前向信号的功率的所述比率。

在一个或多个实施例中，所述控制器被进一步配置成：

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成通过以下操作来修改所述第一可变电感网络：

确定所述相位角与目标相位角之间的差；以及

修改所述第一可变电感网络的电感，以减小所述相位角与所述目标相位角之间的所述差。

在一个或多个实施例中，所述第一可变电感网络进一步包括具有固定电感值的多个固定值电感器，其耦合到所述电极。

在一个或多个实施例中，所述控制器被配置成在修改所述第一可变电感网络和所述第二可变电感网络中的至少一个之后，使所述RF信号源增大所述RF信号的功率以输出功率大于1000瓦特的第二RF信号。

在一个或多个实施例中，所述电极安置于所述***的腔室中，所述腔室被配置成包含负载。

根据本发明的第三方面，提供一种方法，包括：

借助射频(RF)信号源通过连接到阻抗匹配网络的传输路径将RF信号提供到接近于腔室的电极，所述阻抗匹配网络包括第一可变分量和第二可变分量；

确定沿着所述传输路径的前向信号与反射信号之间的相位角；

基于所述前向信号与所述反射信号之间的所述相位角修改所述第一可变分量，以改进所述RF信号源与所述电极之间的阻抗匹配；以及

在修改所述第一可变分量之后：

确定所述反射信号的功率与所述前向信号的功率的比率，且

修改所述第二可变分量的电感，以减小所述反射信号的功率与所述前向信号的功率的所述比率。

在一个或多个实施例中，基于所述前向信号与所述反射信号之间的所述相位角修改所述第一可变分量以改进所述RF信号源与所述电极之间的阻抗匹配包括：

确定所述相位角与目标相位角之间的差；以及

修改所述第一可变分量的电感，以减小所述相位角与所述目标相位角之间的所述差。

在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：

基于所述前向信号与所述反射信号之间的所述相位角反复地修改所述第一可变分量，以改进所述RF信号源与所述电极之间的阻抗匹配。

在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括在修改所述第一可变分量和所述第二可变分量中的至少一个之后，增大所述RF信号的功率。

在一个或多个实施例中，增大所述RF信号的所述功率包括增大所述RF信号的所述功率以输出功率大于1000瓦特的第二RF信号。

本发明的这些和其它方面将根据下文中所描述的实施例显而易见，且参考这些实施例予以阐明。

附图说明

可以结合以下图式考虑，通过参考详细描述和权利要求书得到对主题的更完整理解，其中遍及各图的相似附图标号指代类似元件。

图1是根据示例实施例的加热器具的透视图；

图2是包括加热***的其它示例实施例的制冷机/冷冻机器具的透视图；

图3是根据示例实施例的加热设备的简化框图；

图4是根据示例实施例的可变电感匹配网络的示意图；

图5是根据示例实施例的可变电感网络的示意图；

图6是描绘在可变阻抗匹配网络实施例中的多个电感可如何使输入腔室阻抗与RF信号源匹配的史密斯圆图的例子；

图7是根据示例实施例的解冻***的截面侧视图；

图8是根据示例实施例的解冻***的部分的透视图；

图9是根据示例实施例的使用动态负载匹配操作解冻***的方法的流程图；

图10是用于调整可变阻抗匹配网络的阻抗以提供负载匹配的方法的流程图；以及

图11是描绘调整可变阻抗匹配网络的阻抗以提供阻抗匹配的史密斯圆图。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅为说明性的，且并不意图限制主题的实施例或此类实施例的应用和使用。如本文中所使用，词语“示例性”和“例子”意指“充当例子、实例或说明”。本文中描述为示例性或例子的任何实施方案未必应被解释为比其它实施方案优选或有利。此外，并不意图受到前述技术领域、背景技术或下面的具体实施方式中存在的任何明确或暗示的理论束缚。

如本文中所使用，术语“热量”、“加热”等等意指增大负载的热能。加热操作可包括解冻操作、烹饪操作或增大负载的热能的任何其它操作。本文中所描述的主题的实施例涉及可并入单独器具或其它***的固态加热装置。如下文更详细地描述，可使用安置于腔室中的第一电极、放大器布置(可能包括一个或多个晶体管)、耦合于放大器布置的输出与第一电极之间的阻抗匹配网络以及可通过调整阻抗匹配网络的属性修改加热操作的测量和控制***来实现示例性加热***。因而，阻抗匹配网络是可变阻抗匹配网络，所述阻抗匹配网络可在加热操作期间进行调整以改进放大器布置与腔室之间的匹配。由此可变阻抗匹配网络提供的改进的匹配能够实现信号源与输出之间的更高效的传递。具体来说，通过改进匹配，可变阻抗匹配网络可用以减小回到装置的信号源的反射信号的量值且最大化到连接到阻抗匹配网络的输出节点中的功率传递。

在各种实施方案中，阻抗匹配网络可具有相对大量的潜在阻抗状态。也就是说，阻抗匹配网络可在阻抗匹配网络的输入与网络的输出之间呈现大量不同阻抗。可例如通过以不同控制输入供应阻抗匹配网络(例如，通过***控制器供应)来选择不同阻抗状态，选择所述不同阻抗状态以配置阻抗匹配网络的一个或多个内部组件的状态。在如此配置那些内部组件的状态的情况下，可控制阻抗匹配网络的阻抗。

在加热***中，阻抗匹配网络的阻抗被配置成将最优RF功率递送提供到加热***中的负载中。这大体上涉及选择用于阻抗匹配网络的阻抗值，其使加热***的加热腔室内的反射能量的量最小化或减小。通过减小加热腔室内的反射能量的量，此方法可使递送到定位于加热腔室内的负载中的RF能量的量最大化或增大。

一些可变阻抗匹配网络可被配置成大量状态，每种状态呈现不同阻抗值或在网络的输入与输出之间提供不同阻抗变换。一些网络例如可具有数千(例如，2,048或某一其它数目)种可能的阻抗匹配状态，各自呈现不同阻抗值。在选择使到负载中的RF能量传递最大化或增大(即，“调谐”***)的阻抗匹配网络的适当状态时，测试可变阻抗匹配网络的每种状态以确定最佳匹配所需的时间量可能巨大。因此，为了避免不合需要的长时间加热操作，需要测试可变阻抗匹配网络的每种状态的调谐操作的频率，即调整阻抗匹配网络的阻抗以产生改进的阻抗匹配所用的频率，在加热操作期间可比所需要的频率低。这样可能继而导致更不高效的加热操作。基本上，使用当前方法，需要在加热效率与加热持续时间之间进行权衡。

因此，提供一种***和方法，其可实现对可变阻抗匹配网络的高效调谐以进行RF加热应用。方法涉及通过可变阻抗匹配网络将入射RF测试信号供应到加热***的加热腔室中。将入射或前向RF测试信号发射到加热腔室中且在加热腔室内产生反射RF信号。通过功率检测***检测前向功率和反射RF信号。计算前向RF测试信号与反射RF测试信号之间的相位角的差。基于相位角的差，调谐可变阻抗匹配网络中的第一调谐元件以调整通过阻抗匹配网络引入的有效串联电感的量。这样继而能够实现对并联电感的第二调整以优化可变阻抗匹配网络的匹配，使得阻抗匹配网络的阻抗与加热***的负载匹配(即，加热腔室加腔室内的负载)。换句话说，测量负载反射系数的相位，且计算将负载变换到可使用串联电感匹配负载的点所需的并联电感的量。唯一搜索算法的实施例明显减少受测试***状态的数目，以更快速地确定可接受的阻抗匹配***状态。换句话说，鉴于对复阻抗的了解，随着在加热期间负载改变阻抗，可快速识别适当调谐参数。

图1是根据示例实施例的加热***100的透视图。加热***100包括腔室110、控制面板120、一个或多个射频(RF)信号源(例如，RF信号源340，图3)、电力供应器(例如，电力供应器350，图3)、第一电极170、功率检测电路(例如，功率检测电路380，图3)以及***控制器(例如，***控制器330，图3)。加热腔室110由顶部、底部、侧部和背面腔室壁111、112、113、114、115的内表面和门116的内表面限定。在门116关闭的情况下，加热腔室110限定封闭的空气腔室。如本文中所使用，术语“空气腔室”可意指包含空气或其它气体的封闭区域(例如，加热腔室110)。

根据实施例，第一电极170接近于腔室壁(例如，顶壁111)而布置，第一电极170与其余的腔室壁(例如，壁112到壁115和门116)电隔离，且其余的腔室壁均接地。在此类配置中，***可以简单化的方式模型化为电容器，其中第一电极170充当一个导电板，接地的腔室壁(例如，壁112到壁115)充当第二导电板(或电极)，且空气腔室(包括包含于其中的任何负载)充当所述第一导电板与所述第二导电板之间的电介质。尽管在图1中未示出，但是非导电阻挡层(例如，阻挡层314，图3)还可包括在***100中，且非导电阻挡层可用于以电气和物理方式将负载与底部腔室壁112分离。尽管图1示出了第一电极170接近于顶壁111，但是可替换的是第一电极170可接近于其它壁112到115中的任一个，如由替代的电极172到175指示。

根据实施例，在加热***100的操作期间，用户(未示出)可将一个或多个负载(例如，食物和/或液体)放置到加热腔室110中，且任选地可经由控制面板120提供指定负载的特性的输入。举例来说，指定的特性可包括负载的大致重量。此外，指定的负载特性可指示形成负载的材料(例如，肉类、面包、液体)。在替代实施例中，可以一些其它方式获得负载特性，例如，通过扫描负载包装上的条形码或接收来自负载上或嵌入负载内的RFID标签的射频识别(RFID)信号。无论哪种方式，如将稍后更详细地描述，关于此类负载特性的信息可使***控制器(例如，***控制器330，图3)能够在加热操作开始时建立用于***的阻抗匹配网络的初始状态，其中初始状态可相对接近于实现到负载的最大RF功率传递的最佳状态。可替换的是，在加热操作开始之前可能并不输入或接收负载特性，且***控制器可建立用于阻抗匹配网络的默认初始状态。

为了开始加热操作，用户可经由控制面板120提供输入。作为响应，***控制器使得RF信号源(例如，RF信号源340，图3)向第一电极170供应RF信号，所述第一电极170响应性地将电磁能辐射到加热腔室110中。所述电磁能增加负载的热能(即，电磁能使得负载升温)。

在加热操作期间，负载的阻抗随着负载热能的增加而改变(且因此腔室110加负载的总输入阻抗也发生改变)。阻抗改变更改了到负载中的RF能量的吸收，且因此更改了反射功率的量值且可随时间推移降低加热操作的效率。根据实施例，功率检测电路(例如，功率检测电路380，图3)连续或间歇地测量沿着RF信号源(例如，RF信号源340，图3)与第一电极170之间的传输路径(例如，传输路径348，图3)的前向功率和反射功率。基于这些测量，***控制器(例如，***控制器330，图3)可实行算法以更改可变阻抗匹配网络的状态，以提供到负载中的最优RF功率递送。可基于前向功率和反射功率测量调谐可变阻抗匹配网络。

图1的加热***100体现为台面型器具。在另一实施例中，加热***100还可包括用于执行微波烹饪操作的组件和功能性。可替换的是，加热***的组件可并入其它类型的***或器具中。举例来说，图2为包括加热***210、220的其它示例实施例的制冷机/冷冻机器具200的透视图。更具体地说，加热***210示出为并入***200的冷冻室212内(在此状况下，加热***210可主要用以解冻食物)，且加热***220示出为并入***的制冷室222内(在此状况下，加热***220可主要用以解冻和/或烹饪食物)。实际的制冷机/冷冻机器具可能将包括加热***210、220中的仅一个，但两者均在图2中示出以简明地传达两个实施例。

类似于加热***100，加热***210、220中的每一个包括加热腔室、控制面板214、224、一个或多个RF信号源(例如，RF信号源340，图3)、电力供应器(例如，电力供应器350，图3)、第一电极(例如，电极370，图3)、功率检测电路(例如，功率检测电路380，图3)和***控制器(例如，***控制器330，图3)。举例来说，加热腔室可由抽屉的底壁、侧壁、前壁和后壁的内表面以及在抽屉在其下滑动的固定搁架216、226的内部顶表面而限定。在抽屉完全滑动于搁架之下的情况下，抽屉和搁架将腔室限定为封闭的空气腔室。在各种实施例中，加热***210、220的组件和功能性可能与加热***100的组件和功能性基本上相同。

此外，根据实施例，在通过基于冷冻机的加热***210完成加热操作后，其内包含负载的腔室可与冷冻机室212热连通，且如果不即时将负载从腔室中移出，那么负载可能再冷冻。类似地，在通过基于制冷机的加热***220完成加热操作后，其内包含解冻负载的腔室可与制冷室222热连通，且如果不即时将负载从腔室中移出，那么负载可能返回到制冷室222内的温度。

基于本文中的描述，本领域的技术人员将理解，加热***的实施例还可并入具有其它配置的***或器具中。因此，上文所描述的对单独器具、微波烘炉器具、冷冻机和制冷机中的加热***的实施并非意指仅将实施例限制地用于那些类型的***。

尽管加热***100、200被示出其组件关于彼此呈特定的相对定向，但应理解各种组件也可不同定向。此外，各种组件的物理配置可不同。举例来说，控制面板120、214、224可具有较多、较少或不同的用户接口元件，且/或用户接口元件可以不同的方式布置。此外，尽管图1中示出基本上立方体加热腔室110，但应理解，在其它实施例中，加热腔室可具有不同形状(例如，圆柱形等等)。另外，加热***100、210、220可包括图1、2中未具体描绘的额外组件(例如，风扇、静止或旋转板、托架、电线等等)。

图3是根据示例实施例的加热***300的简化框图。在实施例中，加热***300包括加热腔室310、用户接口320、***控制器330、RF信号源340、电力供应器和偏压电路350、可变阻抗匹配网络360、电极370和功率检测电路380。此外，在其它实施例中，加热***300可包括温度传感器、红外(IR)传感器和/或重量传感器390，但可不包括这些传感器组件中的一些或全部。应理解，图3是出于解释和易于描述的目的的加热***300的简化表示，且所述实际实施例可包括其它装置和组件以提供额外功能和特征，且/或加热***300可以是更大的电气***或器具的部分。

用户接口320可对应于，例如使用户能够将关于用于加热操作的参数(例如，待加热负载的特性，等等)的输入提供到***的控制面板(例如，控制面板120、214、224，图1、2)、启动和取消按钮、机械控件(例如，门/抽屉打开锁)等等。此外，用户接口可被配置成提供指示加热操作的状态的用户可感知输出(例如，倒数计时器、指示加热操作的进度或完成的可见标志，和/或指示加热操作的完成的可听音)和其它信息。

***控制器330可包括一个或多个通用或专用处理器(例如，微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等等)、易失性和/或非易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存存储器、各种寄存器等等)、一个或多个通信总线和其它组件。根据实施例，***控制器330耦合到用户接口320、RF信号源340、可变阻抗匹配网络360、功率检测电路380和传感器390(如果包括)。***控制器330被配置成接收指示经由用户接口320接收的用户输入的信号，以及接收来自功率检测电路380的前向功率和反射功率测量。响应于接收到的信号和测量，且如稍后将更详细地描述，***控制器330向电力供应器和偏压电路350提供控制信号，并向RF信号源340的RF信号产生器342提供控制信号。此外，***控制器330向可变阻抗匹配网络360提供控制信号，所述控制信号使得网络360改变它的状态或配置。

加热腔室310包括电容性加热布置，所述电容性加热布置具有通过空气腔室分隔开的第一和第二平行板电极，待加热的负载316可被放置在所述空气腔室内。举例来说，第一电极370可定位于空气腔室上方，且第二电极可由密闭结构312的部分提供。更具体地说，密闭结构312可包括底壁、顶壁和侧壁、所述壁的内表面限定加热腔室310(例如，加热腔室110，图1)。根据实施例，加热腔室310可经密封(例如，利用门116，图1或通过在搁架216、226下滑动关闭的抽屉，图2)以包含在加热操作期间引入到加热腔室310中的电磁能。加热***300可包括确保在加热操作期间密封完好的一个或多个联锁机构。如果联锁机构中的一个或多个联锁机构指示密封被破坏，那么***控制器330可停止加热操作。根据实施例，密闭结构312至少部分地由导电材料形成，且密闭结构312的导电部分可接地。可替换的是，对应于加热腔室310的底表面的密闭结构312的至少部分可由导电材料形成且接地。无论哪种方式，密闭结构312(或与第一电极370平行的密闭结构312的至少部分)充当电容性加热布置的第二电极。为了避免负载316与加热腔室310的接地底表面之间的直接接触，非导电阻挡层314可定位于加热腔室310的底表面上方。

在实施例中，第一电极370通过可变阻抗匹配网络360和传输路径348电耦合到RF信号源340。可变阻抗匹配电路360被配置成执行在由负载316修改时从RF信号源340的阻抗到加热腔室340的输入阻抗的阻抗变换。在实施例中，可变阻抗匹配网络360包括无源组件(例如，电感器、电容器、电阻器)的网络。根据更具体的实施例，可变阻抗匹配网络360包括多个固定值电感器，其定位于加热腔室310内且电耦合到第一电极370。此外，可变阻抗匹配网络360包括多个可变电感网络，其可定位于加热腔室310内部或外部。如本文中所描述，使用来自***控制器330的控制信号建立由可变电感网络中的每一个提供的电感值。

加热腔室310和安置于加热腔室310中的负载316(例如，食物、液体等)对由第一电极370辐射到加热腔室310中的电磁能(或RF功率)呈现累积负载。更具体地说，加热腔室310和负载316对***呈现阻抗，所述阻抗在本文中被称为“腔室输入阻抗”。腔室输入阻抗在加热操作期间随着负载316的温度和状态增加而改变。随着腔室输入阻抗改变，加热操作的效率，且具体来说，递送到食物负载中的RF能量的量也改变。因而，基于来自功率检测电路380的反射功率和前向功率测量，***控制器330被配置成调整阻抗匹配网络360的状态以提供将RF能量有效地递送到食物负载中。因此，被负载316吸收的RF功率的量可维持在高水平，即使在加热操作期间负载阻抗发生变化。

根据实施例，RF信号源350包括RF信号产生器342和功率放大器(例如，包括一个或多个功率放大器级344、346)。响应于由***控制器330提供的控制信号，RF信号产生器342被配置成产生具有ISM(工业、科学和医学)频带内频率的振荡电信号，但***也可被修改以支持在其它频带内的操作。在各种实施例中，RF信号产生器342可被控制以产生不同功率电平和/或不同频率的振荡信号。举例来说，RF信号产生器342可产生在约1.0兆赫(MHz)到约500MHz范围内振荡的信号。一些合乎需要的频率可为例如13.56MHz(+/-5％)、27.125MHz(+/-5％)和40.68MHz(+/-5％)。在一个具体实施例中，举例来说，RF信号产生器342可产生在约40.66MHz到约40.70MHz范围内振荡且处于在约10分贝(dB)到约15dB范围的功率电平的信号。可替换的是，振荡的频率和/或功率电平可更低或更高。

在图3的实施例中，功率放大器包括驱动器放大级344和最终放大级346。功率放大器被配置成从RF信号产生器342接收振荡信号且放大所述信号以在功率放大器的输出处产生明显更高功率的信号。举例来说，输出信号可具有在约100瓦特到约400瓦特，1,000瓦特或更大范围内的功率电平。由功率放大器施加的增益可使用由电力供应器和偏压电路350向每个放大级344、346提供的栅极偏压电压和/或漏极供应电压。更具体地说，根据从***控制器330接收的控制信号，电力供应器和偏压电路350向每个RF放大级344、346提供偏压和供应电压。

在实施例中，每个放大级344、346被实施为功率晶体管，例如场效应晶体管(FET)，具有输入端(例如，栅极或控制端)和两个载流端(例如，源极和漏极端)。在各种实施例中，阻抗匹配电路(未示出)可耦合到驱动器与最终放大级346之间的驱动器放大级344的输入(例如，栅极)，和/或耦合到最终放大级346的输出(例如，漏极端)。在实施例中，放大级344、346的每个晶体管包括横向扩散的金属氧化物半导体FET(LDMOSFET)晶体管。然而，应注意，晶体管并不希望限于任何特定半导体技术，且在其它实施例中，每个晶体管可被实现为高电子迁移率晶体管(HFET)(例如，氮化镓(GaN)晶体管)、另一类型的MOSFET晶体管、双极型晶体管(BJT)或利用另一半导体技术的晶体管。

在图3中，功率放大器布置描绘为包括以特定方式耦合到其它电路组件的两个放大级344、346。在其它实施例中，功率放大器布置可包括其它放大器拓扑和/或放大器布置可包括仅一个放大级或多于两个放大级。举例来说，功率放大器布置可包括单端放大器、双端放大器、推挽式放大器、杜赫(Doherty)放大器、开关模式功率放大器(SMPA)或另一类型的放大器的各种实施例。

在实施例中，功率检测电路380沿着RF信号源340的输出与输入之间的传输路径348耦合到可变阻抗匹配网络360。在替代实施例中，功率检测电路380可耦合到可变阻抗匹配网络360的输出与第一电极370之间的传输路径349。无论哪种方式，功率检测电路380被配置成监测、测量或以其它方式检测沿着传输路径348行进的前向信号(即，从RF信号源340朝向第一电极370)和反射信号(即，从第一电极370朝向RF信号源340)的功率。功率检测电路380可另外被配置成检测前向信号和反射信号的相位，这样能够确定前向信号与反射信号之间的相位角。

功率检测电路380将传达前向信号功率和反射信号功率的相位角和量值的信号供应到***控制器330。***控制器330继而可计算反射信号功率与前向信号功率的比率，或S11参数，以及前向信号与反射信号之间的相位角。如将在下文更详细地描述，在前向信号与反射信号之间的相位角不等于加热***的目标相位角(或不在目标相位角的阈值内)时，可指示加热***300未充分匹配。类似地，在反射功率与前向功率比超出阈值时，还可指示加热***300未充分匹配，且负载316的能量吸收可能是次优的。在这种情况下，***控制器330协调对更改可变阻抗匹配网络的状态的处理，因此重新建立可接受的匹配且促成到负载316中的更优的能量传递。

如上文所提及，加热***300的一些实施例可包括温度传感器、IR传感器和/或重量传感器390。温度传感器和/或IR传感器可安置于能够在加热操作期间感测负载316的温度的位置中。在被提供到***控制器330时，温度信息能够使***控制器330(例如，通过控制由电力供应器和偏压电路350提供的偏压电压和/或供应电压)更改由RF信号源340供应的RF信号的功率，以调整可变阻抗匹配网络360的状态和/或确定应在何时终止加热操作。重量传感器定位在负载316下，且被配置成向***控制器330提供负载316的重量的估计值。***控制器330可使用此信息，例如确定由RF信号源340供应的RF信号的所要功率电平，确定可变阻抗匹配网络360的初始设置，和/或确定加热操作的大致持续时间。

如上文所论述，可变阻抗匹配网络360用于匹配加热腔室310加负载316的输入阻抗，以尽可能地最大化传递到负载316的RF功率。在加热操作开始时可能无法准确得知加热腔室310和负载316的初始阻抗。另外，负载316的阻抗在加热操作期间随着负载316升温而改变。根据实施例，***控制器330可将控制信号提供到可变阻抗匹配网络360，这引起对可变阻抗匹配网络360的状态的修改。这样能够使***控制器330在加热操作开始时建立可变阻抗匹配网络360的初始状态(例如，具有相对低反射功率与前向功率比的初始状态，以及因此负载316对RF功率的相对高的吸收率)。此外，这样能够使***控制器330修改可变阻抗匹配网络360的状态，使得可贯穿整个加热操作维持充足匹配，即使负载316的阻抗改变。

根据实施例，可变阻抗匹配网络360可包括无源组件的网络，更具体地说，可包括固定值电感器(例如，固定值电感组件)和可变电感器的网络(或可变电感网络)。如本文中所使用，术语“电感器”意指在不***其它类型组件(例如，电阻器或电容器)的情况下电耦合在一起的分立电感器或一组电感组件。如本文中所使用，“网络”是可包括一个或多个无源电组件和有源电组件的电路。在一些实施例中，“可变阻抗匹配网络”是包括至少一个无源组件(例如，包括电感、电容、电阻和/或其组合)以及可能的一个或多个有源组件(例如，晶体管)的电路。类似地，“可变电感网络”是包括至少一个电感且可包括一个或多个其它无源组件和/或有源组件(例如，电容、电阻、晶体管)的电路。

图4是根据示例实施例的可变阻抗匹配网络400(例如，可变阻抗匹配网络360，图3)的示意图。如将在下文更详细地解释，可变阻抗匹配网络400基本上具有两个部分：一个部分匹配RF信号源(或末级功率放大器)；且另一部分匹配腔室加负载。当可利用其它网络配置时，图4的阻抗匹配网络400仅是示例阻抗匹配网络。举例来说，匹配网络400连接于正输入电压与接地之间。在其它实施例中，可实施由正输入电压和具有相同量值的负电压连接的阻抗匹配网络。在又其它可变阻抗匹配网络中，由图4中所描绘的电感器中的一个或多个提供的功能性可替换为适当配置的电容器或其它组件。

可变阻抗匹配网络400根据实施例包括输入节点402、输出节点404、第一可变电感网络410和第二可变电感网络411以及固定值电感器412到415的集合430或多个固定值电感器412到415。在并入到加热***(例如，***300，图3)中时，输入节点402电耦合到RF信号源(例如，RF信号源340，图3)的输出，且输出节点404电耦合到加热腔室(例如，加热腔室310，图3)内的电极(例如，第一电极370，图3)。

如本文中所使用，匹配网络的“串联电感”是耦合于网络的输入与输出节点之间的电感。相比之下，匹配网络的“并联电感”是耦合于沿着输入节点与输出节点之间的路径的节点与电压参考节点(例如，接地参考)之间的电感。因此，在网络400中，电感器412、414在节点402、404之间形成串联电感，电感器410是第一并联电感，电感器411、413形成第二并联电感，且电感器415是第三并联电感。

在实施例中，在输入节点402与输出节点404之间的可变阻抗匹配网络400包括串联耦合的固定值电感器412、414。第一电感器412和第二电感器414具有串联电感，且如将稍后更详细地描述，在加热操作期间基于测得的和计算出的负载反射系数的相位修改此串联电感的有效值。更具体地说，串联电感的有效值由如由一个或多个并联电感修改的电感器412、414的值限定。***计算将负载变换到有效串联电感紧密地匹配负载的点所需的并联电感的值，且***(例如，通过更改由可变电感器410、411提供的电感值)将并联电感修改成计算出的值。在实施例中，第一固定值电感器412和第二固定值电感器414的大小和电感值都相对较大，这是因为它们可被设计用于相对低频率(例如，约4.66MHz到约4.68MHz)和高功率(例如，约50瓦特(W)到约1,000W)操作。举例来说，电感器412、414可具有在约200毫微亨(nH)到约600nH范围内的值，但在其它实施例中，其值可能更低和/或更高。在所示出的实施例中，由网络400提供的串联电感包括由电感器412、414提供的电感，且网络400另外包括三个并联电感，其中并联电感中的两个是可变的。在替代实施例中，串联电感可包括单个电感器或多于两个电感器(和/或可变电感)，且/或可存在少于或多于三个并联电感，其中如果并联电感是可变的，那么存在少于或多于两个并联电感。

第一可变电感网络410是耦合于输入节点402与接地参考端(例如，接地密闭结构312，图3)之间的第一并联电感网络。根据实施例，第一可变电感网络410被配置成匹配RF信号源(例如，RF信号源340，图3)的阻抗，或更具体地说匹配末级功率放大器(例如，放大器346，图3)。因此，第一可变电感网络410可被称为可变阻抗匹配网络400的“功率放大器匹配部分”。在本公开中，第一可变电感网络410还可被称作可变阻抗匹配网络400的可变并联电感。根据实施例，且如将结合图5更详细地描述，第一可变电感网络410包括可选择性地耦合在一起以提供在约20nH到约400nH范围内的电感的电感组件的网络，但也可将所述范围扩展到更低或更高电感值。

相比之下，可变阻抗匹配网络400的“腔室匹配部分”通过耦接在节点420(在第一电感器412与第二电感器414之间)与接地参考端之间的第二并联电感网络416提供。根据实施例，第二并联电感网络416包括串联耦合的第三电感器413和第二可变电感网络411，其中中间节点422在第三电感器413与第二可变电感网络411之间。在本公开中，第二可变电感网络411可被称为可变阻抗匹配网络400的可变串联电感。由于可以改变第二可变电感网络411的状态以提供多个电感值，因此第二并联电感网络416被配置成最佳地匹配腔室加负载(例如，腔室310加负载316，图3)的阻抗。举例来说，电感器413可具有在约400nH到约800nH范围内的值，但在其它实施例中，其值可更低和/或更高。根据实施例，且如将结合图5更详细地描述，第二可变电感网络411包括可选择性地耦合在一起的电感组件的网络，以提供在约50nH到约800nH范围内的电感，但所述范围还可延伸到更低或更高电感值。

最后，可变阻抗匹配网络400包括耦合于输出节点404与接地参考端之间的第四电感器415。举例来说，电感器415可具有在约400nH到约800nH范围内的值，但在其它实施例中，其值可更低和/或更高。

如将结合图7和8更详细地描述，电感器412到415的集合430可物理上位于腔室(例如，腔室310，图3)内，或至少位于密闭结构(例如，密闭结构312，图3)的界限内。这能够使得由电感器412到415产生的辐射安全地包含在***内，而非辐射到周围环境中。相比之下，在各种实施例中，可变电感网络410、411可或可不包含在腔室或密闭结构内。

根据实施例，图4的可变阻抗匹配网络400实施例包括“仅有的电感器”，以提供用于加热腔室310加负载316的输入阻抗的匹配。因此，网络400可被视为“仅电感器”匹配网络。如本文中所使用，短语“仅有的电感器”或“仅电感器”当描述可变阻抗匹配网络的组件时意指网络并不包括具有大电阻值的分立电阻器或具有大电容值的分立电容器。在一些状况下，匹配网络的组件之间的导电传输线可具有极小电阻，和/或极小寄生电容可呈现在网络内。此些极小电阻和/或极小寄生电容并不解释为将“仅电感器”网络的实施例转变为还包括电阻器和/或电容器的匹配网络。然而，本领域的技术人员将理解，可变阻抗匹配网络的其它实施例可包括以不同方式配置的仅电感器匹配网络，和包括分立电感器、分立电容器和/或分立电阻器的组合的匹配网络。如将结合图6更详细地描述，“仅电感器”匹配网络可替换地定义为仅使用或主要使用电感组件能够促成电容性负载的阻抗匹配的匹配网络。

图5为根据示例实施例的可并入到可变阻抗匹配网络(例如，为可变电感网络410和/或411，图4)中的可变电感网络500的示意图。网络500包括输入节点530、输出节点532和在输入节点530与输出节点523之间彼此串联耦合的N个分离电感器501到504，其中N可为2与10(或更大)之间的整数。此外，网络500包括N个开关511到514，其中每个开关511到514均遍及电感器501到504中的一个电感器的端而并联耦合。开关511到514可被实施为例如晶体管、机械继电器或机械开关。使用来自***控制器(例如，***控制器330，图3)的控制信号521到524控制每个开关511到514的导电状态(即，断开或闭合)。

对于每个并联电感器/开关组合，当电感器的对应开关处于断开或非导电状态时基本上所有电流流动穿过电感器，且当开关处于闭合或导电状态时，基本上所有电流流动穿过开关。举例来说，当所有开关511到514断开时，如图5中所示出，在输入节点530与输出节点532之间流动的基本上所有电流流动通过所述一系列电感器501到504。此配置表示网络500的最大电感状态(即，其中输入节点530与输出节点532之间存在最大电感值的网络500的状态)。相反地，当所有开关511到514均闭合时，在输入节点530与输出节点532之间流动的基本上所有电流旁通电感器501到504且改为流动穿过开关511到514和节点530、532与开关511到514之间的导电互连线。这种配置表示网络500的最小电感状态(即，其中输入节点530与输出节点532之间呈现最小电感值的网络500的状态)。理想地，最小电感值将接近零电感。然而，实际上，由于开关511到514的累积电感和节点530、532与开关511到514之间的导电互连线，最小电感状态中存在“微量”电感。举例来说，在最小电感状态中，用于可变电感网络500的微量电感可在约20nH到约50nH范围内，但微量电感也可更小或更大。更大、更小或基本上类似的微量电感也可为其它网络状态中的每一个中所固有，其中用于任何给定网络状态的微量电感为一系列导线和开关(电流主要通过所述导体和开关携载穿过网络500)的电感的总和。

开始于其中断开所有开关511到514的最大电感状态，***控制器可提供控制信号521到524，所述控制信号521到524使得开关511到514的任何组合闭合以便通过旁通电感器501到504的对应组合而减小网络500的电感。在一个实施例中，每个电感器501到504具有基本上相同的电感值，所述电感值在本文中被称作归一化值I。举例来说，每个电感器501到504可具有在约100nH到约200nH范围内的值，或某一其它值。在此实施例中，网络500的最大电感值(即，当所有开关511到514处于断开状态时)将为约NxI，加上当网络500处于最大电感状态时可在网络500中存在的任何微量电感。当任何n开关处于闭合状态时，网络500的电感值将为约(N-n)xI(加上微量电感)。在此实施例中，网络500的状态可被配置成具有电感的N+1值中的任一个。

在替代实施例中，电感器501到504可具有彼此不同的值。举例来说，从输入节点530向输出节点532移动，第一电感器501可具有归一化的电感值I，且串联的每个后续电感器502到504可具有更大或更小的电感值。举例来说，每个后续电感器502到504可具有一电感值，所述电感值是最接近的下游电感器501到503的电感值的倍数(例如，约两倍)，但是所述差值可未必为整数倍数。在此实施例中，网络500的状态可被配置成具有2^N电感值中的任一个。举例来说，当N＝4且每个电感器501到504具有不同值时，网络500可被配置成具有16个电感值中的任一个。举例来说但不限于，假设电感器501具有值I，电感器502具有值2xI，电感器503具有值4xI，以及电感器504具有值8xI，下方的表1指示网络500的所有16个可能状态的总电感值(未考虑微量电感)：

表1-所有可能的可变电感网络状态的总电感值

再次参看图4，可变电感网络410的实施例可以具有上述示例特性(即，N＝4且每个连续的电感器是先前电感器的电感的约两倍)的可变电感网络500的形式实施。假设最小电感状态中的微量电感是约20nH，且可由网络410实现的电感值的范围是约20nH(微量电感)到约400nH，那么电感器501到504的值可分别为例如约30nH、约50nH、约100nH和约200nH。类似地，如果可变电感网络411的实施例以相同方式实施，且假设微量电感是约50nH，可由网络411实现的电感值的范围是约50nH(微量电感)到约800nH，那么电感器501到504的值可分别为例如约50nH、约100nH、约200nH和约400nH。当然，多于或少于四个电感器501到504可包括在可变电感网络410、411中的任一个中，且每个网络410、411内的电感器可具有不同值。

尽管上述示例实施例指定网络500中开关的电感的数目等于四，且每个电感器501到504具有为值I的某一倍数的值，但是可变电感网络的替代实施例可具有多于或少于四个电感器、不同相对值的电感器、不同数目的可能网络状态，和/或不同配置的电感器(例如，以不同方式连接的并联和/或串联耦合的电感器集合)。无论哪种方式，通过在加热***的阻抗匹配网络中提供可变电感网络，***可更好地能够匹配在加热操作期间呈现的不断改变的腔室输入阻抗。

在实施方案中，可变电感网络500可以数百个或更多电感器实施，每个电感器具有对应开关，从而使可变电感网络500呈现大量(例如，数千种)潜在电感状态。举例来说，具有十一个不同开关的电感器(各自具有不同电感值)的可变电感网络500的实施可用于产生数千个不同阻抗值。

图6为描绘在可变阻抗匹配网络(例如，网络360、400，图3、4)的实施例中的多个电感可如何使输入腔室阻抗与RF信号源匹配的史密斯圆图600的例子。图6的图表描绘***的阻抗。示例史密斯圆图600假设***为50欧姆***，且RF信号源的输出是50欧姆。基于本文中的描述，本领域的技术人员将理解史密斯圆图可如何针对具有不同特性阻抗的***和/或RF信号源进行修改。

在史密斯圆图600中，点601对应于在不存在由可变阻抗匹配网络(例如，网络360、400，图3、图4)提供的匹配的情况下负载(例如，腔室310加负载316，图3)将位于(例如，在加热操作开始时)的点。如由负载点601在史密斯圆图600的右下方象限中的位置指示，负载是电容性负载。根据实施例，可变阻抗匹配网络的并联和串联电感向最佳匹配点606(例如，50欧姆)依序移动基本上电容性负载的阻抗，在所述最佳匹配点606处，到负载的RF能量传递可具有最小损失。更具体地说，且还参看图4，并联电感415将阻抗移动到点602，串联电感414将阻抗移动到点603，并联电感416将阻抗移动到点604，串联电感412将阻抗移动到点605，且并联电感410将阻抗移动到最佳匹配点606。

应注意，由可变阻抗匹配网络的实施例提供的阻抗变换的组合将阻抗保持在史密斯圆图600的右下方象限内或极接近于史密斯圆图600的右下方象限的任一点处。由于史密斯圆图600的这个象限的特征在于相对高的阻抗和相对低的电流，因此在不将电路的组件暴露于相对高的且潜在损害性的电流的情况下实现阻抗变换。因此，如本文所使用，“仅电感器”匹配网络的替代定义可为仅使用或主要使用电感组件实现电容性负载的阻抗匹配的匹配网络，其中阻抗匹配网络执行基本上在史密斯圆图的右下方象限内的变换。

如先前所论述，负载的阻抗在加热操作期间发生改变。因此，点601在加热操作期间对应地移动。根据先前所述的实施例，通过使第一并联电感410和第二并联电感411的阻抗发生变化来补偿负载点601的移动，以使得由可变阻抗匹配网络提供的最终匹配仍可到达最佳匹配点606或靠近最佳匹配点606。尽管在本文中已经示出和描述特定的可变阻抗匹配网络，但基于本文中的描述，本领域的技术人员将理解以不同方式配置的可变阻抗匹配网络可实现与由史密斯圆图600传达的那些相同或类似的结果。举例来说，可变阻抗匹配网络的替代实施例可具有更多或更少并联和/或串联电感，和/或电感中的不同者可被配置为可变电感网络(例如，包括串联电感中的一个或多个串联电感)。因此，尽管在本文中已经示出和描述特定的可变电感匹配网络，但是本发明主题不限于所示出的和所描述的实施例。

现将与图7和8结合描述加热***的特定物理配置。更具体地说，图7是根据示例实施例的加热***700的截面侧视图，且图8是加热***700的部分的透视图。在实施例中，加热***700大体上包括加热腔室774、用户接口(未示出)、***控制器730、RF信号源740、电力供应器和偏压电路(未示出)、功率检测电路780、可变阻抗匹配网络760、第一电极770和第二电极772。此外，在一些实施例中，解冻***700可包括重量传感器790、温度传感器和/或IR传感器792。

在实施例中，加热***700包含在密闭结构750内。根据实施例，密闭结构750可限定三个内部区域：加热腔室774、固定电感器区域776和电路外壳区域778。密闭结构750包括底壁、顶壁和侧壁。密闭结构750的壁中的一些的内表面的部分可限定加热腔室774。加热腔室774包括电容性加热布置，所述电容性加热布置具有被空气腔室分隔开的第一平行板电极770和第二平行板电极772，负载716可放置在所述空气腔室内。举例来说，第一电极770可定位于空气腔室上方，且第二电极772可由密闭结构750的导电部分(例如，密闭结构750的底壁的部分)提供。可替换的是，第二电极772可由不同于密闭结构750的导电板形成。根据实施例，非导电支撑结构754可用于将第一电极770悬挂在空气腔室上方，以电隔离第一电极770与密闭结构750，且以相对于空气腔室的固定物理定向固持第一电极770。

根据实施例，密闭结构750至少部分地由导电材料形成，且密闭结构的导电部分可接地以为***的各种电组件提供接地参考。可替换的是，至少密闭结构750的对应于第二电极772的部分可由导电材料形成且接地。为了避免负载716和第二电极772之间的直接接触，非导电阻挡层756可定位于第二电极772上方。

当包括于***700中时，重量传感器790定位于负载716下方。重量传感器790被配置成将负载716的重量的估计值提供到***控制器730。温度传感器和/或IR传感器792当包括时可安置于在加热操作之前、期间和之后使负载716的温度能够被感测到的位置中。根据实施例，温度传感器和/或IR传感器792被配置成将负载温度估计值提供到***控制器730。

在实施例中，***控制器730、RF信号源740、电力供应器和偏压电路(未示出)、功率检测电路780的各种组件中的一些或全部和可变阻抗匹配网络760的部分710、711可耦合到密闭结构750的电路外壳区域778内的共同基板752。根据实施例，***控制器730通过共同基板752上的或内的各种导电互连线耦合到用户接口、RF信号源740、可变阻抗匹配网络760和功率检测电路780。此外，在实施例中，功率检测电路780沿着RF信号源740的输出与输入702之间的传输路径748而耦合到可变阻抗匹配网络760。举例来说，基板752可包括微波或RF层合物、聚四氟乙烯(PTFE)基板、印刷电路板(PCB)材料基板(例如，FR-4)、氧化铝基板、陶瓷砖片，或另一类型的基板。在各种替代实施例中，组件的各者可利用基板和组件之间的电互连线耦合到不同基板。在又其它替代实施例中，组件中的一些或全部可耦合到腔室壁，而不是耦合到不同基板。

在实施例中，第一电极770通过可变阻抗匹配网络760和传输路径748电耦合到RF信号源740。如先前所论述，可变阻抗匹配网络760包括可变电感网络710、711(例如，网络410、411，图4)和多个固定值电感器712到715(例如，电感器412到415，图4)。在实施例中，可变电感网络710、711耦合到共同基板752且位于电路外壳区域778内。相比之下，电感器712到715定位于密闭结构750的固定电感器区域776内(例如，在共同基板752与第一电极770之间)。导电结构(例如，导电通孔或其它结构)可提供电路外壳区域778内电路与固定电感器区域776内电感器712到715之间的电连通。

为了增强对***700的理解，图7和8中描绘的可变阻抗匹配网络760的节点和组件现将与图4中描绘的可变阻抗匹配网络400的节点和组件相关。更具体地说，根据实施例，可变阻抗匹配网络760包括输入节点702(例如，输入节点402，图4)、输出节点704(例如，输出节点404，图4)、第一可变电感网络710和第二可变电感网络711(例如，可变电感网络410、411，图4)，以及多个固定值电感器712到715(例如，电感器412到415，图4)。输入节点702通过各个导电结构(例如，导电通孔和迹线)电耦合到RF信号源740的输出，且输出节点704电耦合到第一电极770。

在实施例中，在输入节点702与输出节点704(例如，输入节点402和输出节点404，图4)之间，可变阻抗匹配网络700包括四个固定值电感器712到715(例如，电感器412到415，图4)，其定位于固定电感器区域776内。电感器712到715可以是集总电感器。可通过同时参看图7和图8来增强对固定电感器区域776内电感器712到715的物理配置的实施例的理解，其中图8描绘固定电感器区域776的顶部透视图。在图8中，在电感器712到715之下的形状不规则的阴影区域表示电感器712到715在第一电极770上方的空间中的悬挂。换句话说，阴影区域指示电感器712到715通过空气与第一电极770电绝缘的位置。可在这些区域中包括非导电间隔物，而不是依赖于空气电介质。

在实施例中，第一电感器712具有电耦合到输入节点702(且因此电耦合到RF信号源740的输出)的第一端和电耦合到第一中间节点720(例如，节点420，图4)的第二端。第二电感器713具有电耦合到第一中间节点720的第一端和电耦合到第二中间节点722(例如，节点422，图4)的第二端。第三电感器714具有电耦合到第一中间节点720的第一端，和电耦合到输出节点704(且因此电耦合到第一电极770)的第二端。第四电感器715具有电耦合到输出节点704(且因此电耦合到第一电极770)的第一端，和电耦合到接地参考节点(例如，通过一个或多个导电互连线电耦合到接地密闭结构750)的第二端。

第一可变电感网络710(例如，网络410，图4)电耦合于输入节点702与接地参考端(例如，接地密闭结构750)之间。最后，第二并联电感网络716电耦合于第二中间节点722和接地参考端之间。

现在已经描述了加热***的电气方面和物理方面的实施例，现将结合图9描述操作此类***的方法的各种实施例。更具体地说，图9是根据示例实施例的操作具有动态负载匹配的加热***(例如，***100、210、220、300、700，图1到3、7)的方法的流程图。

在框902中，方法可在***控制器(例如，***控制器330，图3)接收到应开始加热操作的指示时开始。可在用户已将负载(例如，负载316，图3)放置到***的加热腔室(例如，腔室310，图3)中、密封所述腔室(例如，通过关闭门或抽屉)且已经按下开始按钮(例如，图3的用户接口320的开始按钮)之后接收此类指示。在实施例中，腔室的密封件可啮合一个或多个安全联锁机构，其在啮合时指示供应到所述腔室的RF功率基本上将不会泄漏到腔室外部的环境中。如稍后将描述，安全联锁机构的脱啮可使***控制器立即暂停或终止加热操作。

根据各种实施例，***控制器可任选地接收指示负载类型(例如，肉类、液体或其它材料)、初始负载温度和/或负载重量的额外输入。举例来说，可通过与用户接口的交互(例如，通过从经辨别负载类型列表的用户选择)从用户接收关于负载类型的信息。替代地，***可被配置成扫描负载的外部上可见的条形码，或从在负载上或嵌入于所述负载内或在负载包装中的RFID装置接收电子信号。可例如从***的一个或多个温度传感器和/或IR传感器(例如，传感器390、792，图3、7)接收关于初始负载温度的信息。可通过与用户接口的交互从用户或从***的重量传感器(例如，传感器390、790，图3、7)接收关于负载重量的信息。如上文所指出，对指示负载类型、初始负载温度和/或负载重量的输入的接收是任选的，且***可替换地不接收这些输入中的一些或全部。

在框904中，***控制器将控制信号提供到可变匹配网络(例如，网络360、400，图3、4)以为可变阻抗匹配网络建立初始配置或状态。如结合图4和5详细地描述，控制信号影响可变阻抗匹配网络内可变电感网络(例如，网络410、411，图4)的电感。举例来说，控制信号可影响旁路开关(例如，开关511到514，图5)的状态，所述状态响应于来自***控制器的控制信号(例如，控制信号521到524，图5)。

同样如先前所论述，可变阻抗匹配网络的第一部分可被配置成提供用于RF信号源(例如，RF信号源340，图3)或末级功率放大器(例如，功率放大器346，图3)的匹配，且可变匹配网络的第二部分可被配置成提供用于腔室(例如，腔室310，图3)加负载(例如负载316，图3)的匹配。举例来说，参看图4，第一并联可变电感网络410可被配置成提供RF信号源匹配，且第二并联可变电感网络416可被配置成提供腔室加负载匹配。

***控制器可基于***控制器先验已知的负载类型/重量/温度信息来确定可变阻抗匹配网络的初始配置。如果没有先验的负载类型/重量/温度信息可用于***控制器，那么***控制器可选择用于RF信号源匹配的相对低的默认电感和用于腔室匹配的相对高的默认电感。

在建立初始可变阻抗匹配网络配置之后，***控制器可视需要执行调整可变阻抗匹配网络的配置以基于指示匹配质量的实际测量值得到可接受的或最佳匹配的过程910。在图10中另外示出且在下文中描述用以调整可变阻抗匹配网络的配置以得到可接受的或最佳匹配的用于***控制器的示例算法。

在确定可变阻抗匹配网络的可接受的或最佳匹配之后，加热操作可开始。加热操作的开始可包括在框920中将由RF信号源(例如，RF信号源340)供应的RF信号的功率增加到相对高功率的RF信号。***控制器可通过到电力供应器和偏压电路(例如，电路350，图3)的控制信号而控制RF信号功率电平，其中所述控制信号使电力供应器和偏压电路将供应电压和偏压电压提供到符合所要信号功率电平的放大器(例如，放大器级344、346，图3)。举例来说，相对高功率RF信号可以是具有在约100W到约1,000W或更高的范围内的功率电平的信号，但可替代地使用不同功率电平。

在框924中，***控制器可确定是否已满足用于重新校准可变阻抗匹配网络的标准。举例来说，在自上一次实施或执行框910的匹配算法起已经过预定时间段时，可满足标准。可替换的是，标准可涉及***控制器将单个计算出的反射信号功率与前向信号功率比或S11参数与阈值(预定阈值或基于先前信号功率比的阈值)比较。这还可涉及***控制器取数个先前计算出的反射功率与前向功率比或S11参数的平均值(或其它计算)。为了确定是否已满足标准，例如***控制器可将计算出的比率和/或S11参数与阈值比较。举例来说，在一个实施例中，***控制器可将计算出的反射信号功率与前向信号功率比与阈值10％(或某一其它值)比较。低于10％的比率可指示匹配仍可接受且尚未满足标准，而高于10％的比率可指示已满足标准且匹配不再可接受。

在已满足用于重新校准的标准(指示有可能不可接受的匹配)时，***控制器可通过再次执行过程910而发起对可变阻抗匹配网络的重新配置。这样可使加热过程更高效，因为如先前所论述，由可变阻抗匹配网络提供的匹配可在加热操作的过程中降级或改变，这是由于随着负载升温负载(例如负载316，图3)的阻抗改变。举例来说，当食物解冻或烹饪时，食物的内部结构改变，从而使得食物的阻抗改变。这样继而减少了可由可变阻抗匹配网络实现的匹配，从而降低了到食物负载中的能量传输的效率。

返回参看框924，在***控制器确定尚未满足用于可变阻抗网络的重新校准的标准时，***可在框926中评估是否已发生退出条件。实际上，是否已发生退出条件的确定可以是可能发生在加热过程期间的任意时刻的中断驱动过程。然而，为了将退出条件包括于图9的流程图中，所述过程被示出为发生在框924之后。

在任何情况下，若干条件可保证加热操作的停止。举例来说，***可确定当安全联锁被破坏时退出条件已发生。可替换的是，***可确定当由用户(例如，通过用户接口320，图3)设置的计时器到期时或当由***控制器基于***控制器对应进行加热操作的时间的估计而确立的计时器到期时退出条件已发生。在又一替代实施例中，***可以其它方式检测加热操作的完成。

如果退出条件尚未发生，那么可通过反复执行框920和框924(和匹配网络重新配置过程910，视需要)继续加热操作。当退出条件已发生时，接着在框928中，***控制器使RF信号源中断供应RF信号。举例来说，***控制器可停用RF信号产生器(例如，RF信号产生器342，图3)和/或可使电力供应器和偏压电路(例如，电路350，图3)中断供应电流的供应。此外，***控制器可将信号发送到用户接口(例如，用户接口320，图3)，使用户接口产生用户可感知的退出条件标志(例如，通过在显示装置上显示“门打开”或“完成”，或提供可听音)。方法可接着结束。

应理解，与图9中所描绘的框相关联的操作的顺序对应于示例实施例，且不应解释为将操作的序列限制于所示出的顺序。实际上，一些操作可以不同顺序执行，和/或一些操作可并行执行。

返回参看步骤910，***可实施校准可变阻抗匹配网络的若干途径。举例来说，***控制器可反复地测试可变阻抗匹配网络的不同配置以试图确定实现到食物负载中的所要阻抗匹配和所要功率传递的可接受的配置。举例来说，再次参看上文的表1，如果当前配置对应于用于腔室匹配网络的状态12和用于RF信号源匹配网络的状态3，那么***控制器可测试用于腔室匹配网络的状态11和/或状态13，且可测试用于RF信号源匹配网络的状态2和/或状态4。如果那些测试并未产生有利的结果(即，可接受的匹配)，那么***控制器可测试用于腔室匹配网络的状态10和/或状态14，且可测试用于RF信号源匹配网络的状态1和/或状态5等。

但在具有大量(例如，2048或某一其它数目个)状态的阻抗匹配网络中，此反复途径(即，反复地测试可变阻抗匹配网络的每个潜在状态)可能需要延长的时间段，其可能不可接受地延长了加热过程。举例来说，可能耗费多达10秒或长时间来测试可变阻抗匹配网络的足够数目个状态，以实现令人满意的匹配。持续仅2分钟的加热过程可能需要将可变阻抗匹配网络重新校准数次(例如，三次或更多次)，从而有可能大大增加加热时间。

因此，图10是用以校准可变阻抗匹配网络的用于***控制器的方法的流程图。由图10描绘的方法可例如作为执行图9的校准步骤910的部分由***控制器实施。图10的方法可在开始加热或解冻操作之前在可变阻抗匹配网络的初始设置期间执行，或可作为重新校准过程的部分在加热或解冻操作期间多次实施，如图9的流程图中所示出，这是因为加热***中的食物负载的阻抗随时间推移而改变。因而，图10的方法可在解冻程序期间反复地执行。

根据实施例，在校准/重新校准可变阻抗匹配网络的时间段期间降低输入信号的功率电平。因此，此过程可包括在步骤1002中使RF信号源(例如，RF信号源340)通过可变阻抗匹配网络将相对低功率RF信号供应到第一电极(例如，第一电极370)。***控制器可通过到电力供应器和偏压电路(例如，电路350，图3)的控制信号而控制RF信号功率电平，其中所述控制信号使电力供应器和偏压电路将供应电压和偏压电压提供到符合所要信号功率电平的放大器(例如，放大器级344、346，图3)。举例来说，相对较低功率的RF信号可为具有在约10W到约20W范围内的功率电平的信号，但是可替换地使用不同功率电平。在一些状况下，在匹配调整过程910期间可能需要相对低的功率电平信号，以降低损害腔室或负载(例如如果初始匹配引起高反射功率)的风险，且降低损害可变电感网络的开关组件(例如，由于跨开关触点的电弧)的风险。较低功率RF信号可在加热***的典型操作频率下为连续波信号。应注意，此步骤大体上中断图9的方法的步骤920，这需要将高功率RF信号递送到加热室中。

在步骤1004中，控制器(例如，图3的***控制器330)确定在于步骤1002中产生的低功率RF信号引起的前向RF信号(或“入射”RF信号)与从加热腔室反射的反射RF信号之间的相位角或反射系数(Γ)。***控制器330可使用图3的功率检测电路380来测量例如位于RF信号源340与电极370之间的传输路径中的前向信号和反射信号。反射系数γ可被计算为沿着传输路径测得的前向RF信号与反射RF信号的相位的差，以度或弧度为单位。举例来说，反射系数Γ_L可计算如下：

Γ_L＝arctan(V+/V-),

其中V+指示入射RF信号的电压，且V-指示反射RF信号的电压。

在步骤1006中，在于步骤1004中确定相位角(或γ)之后，将相位角与预定阈值比较。一般来说，每个加热***将与预定目标相位角相关联，所述预定目标相位角(如果观察到)指示到正在加热的食物负载中的可接受的功率传递(即，良好匹配)。此优选相位角可使用任何合适的技术确定，且在一些状况下，可涉及使用放置在其中的典型食物负载测试或模拟样本加热***的操作，以便直接地测量指示高效操作的特定加热***的相位角。根据实施例，目标相位角处于小于5度到约小于45度的范围内，但目标相位角还可更低或更高。预定阈值可以是例如最大目标相位角。

在将从入射RF信号与反射RF信号的比率计算出的值γ(Γ_L)不利地与预定阈值比较时，***控制器接着调整由可变阻抗匹配网络(例如，网络400)引入的有效串联电感的量。将在下文中参看史密斯圆图解释校准过程。

图11是描绘可由图9的方法执行的示例校准过程的史密斯圆图。图11的图表描绘***的导纳。在图11中，举例来说，线1102可表示正在校准的加热***的优选相位角。在一种类型的装置中，举例来说，目标相位角可等于5度。

在加热***的计算出的相位角与目标相位角之间的差小于阈值(指示测得的相位角接近目标相位角)时，方法可继续到步骤1012。然而，如果加热***的计算出的相位角与目标相位角之间的差大于阈值，那么方法可继续到步骤1010。

参看图11，点1104对应于点(例如，Γ_L)，在所述点处，前向RF信号与反射RF信号之间的相位角相当大且超出如在步骤1006中建立的阈值。在典型***中，阈值相位角可以是小于5度到约小于45度。

返回到图10，当在步骤1006中控制器确定相位角超出预定目标相位角时，在步骤1010中控制器调整可变阻抗匹配网络内的可变电感网络(例如，在例如图4中所描绘的匹配网络中，控制器可调整可变电感410、411中的一个或两个，但在其它匹配网络中，可调整不同电感(或电容))以朝向***的目标值移动在步骤1004中测得的相位角。这对应于将Γ_L变换成点ΓM，其中ΓM是图11的图表的G＝1匹配圆上的点。步骤1010可涉及例如控制器修改图4的可变阻抗匹配网络400的可变电感网络411的电感。因此，步骤1010可涉及控制器调整可变阻抗匹配网络400以提供足够串联电感来朝向加热***的优选值移动相位角。

为示出此步骤，参看图11，如果测得的相位角对应于点1104(指示测得的相位角基本上不同于由线1102指示的目标相位角)，那么控制器可调整可变阻抗匹配网络的串联电感的有效电感(例如，通过修改可变阻抗匹配网络400的可变电感网络411)来朝向图11上的点1106移动相位角。如所描绘，点1106落在表示加热***的目标相位角的线1102上。更具体地说，控制器调整并联电感网络(例如，网络411)以将Γ_L变换到点1106，其中点1106在与Γ_L相同的具有恒定电阻的圆上(或基本上在所述圆上或接近所述圆)。

一般来说，控制器可发送控制信号以按任何合适方式调整可变电感网络411的电感，以实现加热***的目标相位角。举例来说，***控制器可发送随机改变可变电感网络411的电感的控制信号，且在每次改变之后重新测量前向RF信号和反射RF信号且重新计算相位角以确定如何将相位角与预定目标相位角比较(即，测得的相位角是高于还是低于预定目标相位角)。在另一实施例中，控制器可发送控制信号以按至少部分地通过比较在步骤1004中确定的相位角和***的目标相位角而确定的方式调整可变电感网络411的电感。举例来说，如果在步骤1004中确定的相位角大于加热***的目标相位角(例如，相位角不利地与阈值比较)，那么控制器可反复地减小(或以其它方式改变)可变电感网络411的电感，直到控制器确定所检测的相位角足够接近目标相位角(即，等于或低于阈值)为止。相反地，如果在步骤1004中确定的相位角小于加热***的目标相位角(例如，相位角有利地与阈值比较)，那么控制器可反复地增大(或以其它方式改变)可变电感网络411的电感，直到控制器确定所检测相位角足够接近目标相位角(即，在阈值内)为止。

调整可变电感网络411的电感的反复过程可涉及反复地改变可变电感网络411的电感，重新供应较低功率RF信号，以及从RF源极重新确定在传输路径中前向RF信号与反射RF信号之间的相位角。

当在步骤1010的执行期间调整可变电感网络411的电感时，可变阻抗匹配网络400内的其它可变电感网络可以是不变的(即，保持与电感值一致)，使得仅修改可变电感网络411的电感。由于仅修改单个可变电感网络，因此必须仅改变所述单个可变电感网络的可用电感状态，从而使步骤1010更有效，如果步骤1010要求在此步骤中测试可变阻抗匹配网络400中的所有可变电感网络的潜在状态。

在完成步骤1010之后，加热***的相位角将位于线1102上或在线1102的附近，所述线1102展现相位角现落在加热***的目标相位角的阈值内。但即使在这种状况下，也可能无法完全调整可变阻抗匹配网络以实现阻抗匹配的最佳或优选值。具体来说，即使相位角处于目标值下，反射RF信号与前向RF信号的功率的比率(即，S11参数)也可能过大，从而指示***未有效地将能量传递到食物负载中。

举例来说，在图11上，点1108指示在此处可接受地匹配可变阻抗匹配网络400且将能量有效地传递到腔室和负载中的点。因而，尽管满足相位角要求，但点1106描绘低效匹配，其中加热***的S11参数相对较大，从而指示存在到加热***的负载中的低效能量传递。

因此，返回到图10，在步骤1012中，控制器确定反射信号功率与前向信号功率的比率是否超出特定阈值。举例来说，控制器可将计算出的反射信号功率与前向信号功率比与阈值10％(或某一其它值)比较。低于10％的比率可指示匹配仍可接受且尚未满足步骤1012的阈值，而高于10％的比率可指示已满足标准且匹配不再可接受。一般来说，控制器使用功率检测电路(例如，功率检测电路380，图3)确定反射信号功率与前向信号功率比，以测量沿着RF信号源与第一电极之间的传输路径(例如，路径348，图3)的前向功率和反射功率。控制器接收两个值且执行比较以确定反射信号功率与前向信号功率之间的比率，且可基于所述比率确定***的S11参数。在实施例中，控制器可存储计算出的比率和/或S11参数以供未来评估或比较。

如果在步骤1012中尚未超出阈值，那么其指示可变阻抗匹配网络400的当前配置引起到食物负载中的能量的优化传递且可变阻抗匹配网络400可被视为加热***内的最佳匹配。因而方法可移到步骤1008且离开。

然而，如果在步骤1012中已超出阈值，那么其指示可变阻抗匹配网络400的当前配置未引起到食物负载中的能量的优化传递。因而，方法移动到步骤1014上以优化可变阻抗匹配网络400内的第二可变电感网络的电感值。

参看图11，点1106对应于在此处S11参数(反射RF信号与前向RF信号的比率)足够大以超出预定阈值。在典型***中，阈值S11参数可以是-10dB、-15dB、-20dB或更小。

返回到图10，如果在步骤1012中控制器确定S11参数超出阈值，那么在步骤1014中控制器调整可变阻抗匹配网络内(例如，在例如图4中所描绘的匹配网络中，控制器可调整可变电感410、411中的一个或两个，但在其它匹配网络中，可调整不同电感(或电容)的第二可变电感网络)，以将S11参数减小到低于预定阈值的值。

步骤1014可涉及例如控制器修改图4的可变阻抗匹配网络400的可变电感网络410的电感。因此，步骤1014可涉及控制器调整可变阻抗匹配网络400以提供足够并联电感来朝向所要值(例如，图11上的点1108)减小加热***的S11参数。这对应于修改可变阻抗匹配网络400以实现在图11的导纳图上G＝1与Γ＝0点相交的点处将Γ_M变换成阻抗Γ_T所必需的并联电感的量。因而，控制器在可变阻抗匹配网络内调整可变电感网络410的电感，以实现在其中导纳/阻抗图上G＝1与Γ＝0点相交的点1108处ΓL到阻抗所必需的并联电感的量。

举例来说，参看图11，如果测得的S11参数对应于点1106(指示测得的反射RF信号功率与前向RF信号功率的比率超出阈值)，那么控制器可调整可变阻抗匹配网络的并联电感(例如，可变阻抗匹配网络400的可变电感网络410)的电感以朝向图11上的点1108减小S11参数。

一般来说，控制器可以实现加热***的所要S11参数值的任何合适方式调整可变电感网络410的电感。举例来说，***控制器可将控制信号提供到可变电感网络410，所述控制信号随机改变可变电感网络410的电感，且在每次改变之后，可重新测量前向RF信号功率和反射RF信号功率且重新计算S11参数以确定新S11参数是否落在阈值内。在另一实施例中，控制器可以至少部分地由步骤1012中确定的S11参数值确定的方式调整可变电感网络410的电感。举例来说，如果在步骤1012中确定的S11参数大于加热***的目标值，那么控制器可反复地减小可变电感网络410的电感，直到控制器确定所检测S11参数足够接近目标值(即，在阈值内)为止，但在其它实施例中可变电感网络410的电感可实际上增大。

调整可变电感网络410的电感的反复过程可涉及反复地改变可变电感网络410的电感，重新供应较低功率RF信号，以及从RF源极重新确定在传输路径中的前向RF信号和反射RF信号的S11参数。应注意，在实施例中，步骤1006和1010和1012和1014的序列可颠倒，使得在相位角之前测量和降低信号功率比。然而，此实施方案可能相对低效，因为在此重新校准序列期间将产生相对高的功率信号。

在步骤1014中，控制器可被配置成在给定可变电感网络410的值范围的情况下确定匹配是否是“最佳”匹配可用匹配。可例如通过针对可变阻抗网络410的所有可能配置反复地测量前向RF功率和反射RF功率，且确定哪一配置导致最低的反射功率与前向功率比。

当在步骤1014的执行期间调整可变电感网络410的电感时，可变阻抗匹配网络400内的其它可变电感网络可以是不变的(即，保持与电感值一致)，使得仅修改可变电感网络410的电感。由于仅修改单个可变电感网络，因此必须仅改变所述单个可变电感网络的可用电感状态，从而使步骤1014更有效，如果步骤1014要求在此步骤中测试可变阻抗匹配网络400中的所有可变电感网络的所有潜在状态。

在完成步骤1014之后，已优化可变阻抗匹配网络400的阻抗，使得由可变阻抗匹配网络400提供的匹配是可接受的。方法接着移动到步骤1008且结束。此时，如果正作为图9的方法的步骤910的部分执行图10的方法，那么图9的方法将移到步骤920且高功率信号将通过现优化的可变阻抗匹配网络供应以将能量递送到加热***的负载中。

一般来说，在图10的方法的执行期间，控制器通过将控制信号发送到可变阻抗匹配网络410，使得可变阻抗匹配网络410增大和/或减小网络内的可变电感(例如，通过使得可变电感网络410、411具有不同电感状态)来在步骤1010和1014中调整可变电感网络410和411的配置。

***的实施例包括被配置成供应RF信号的射频(RF)信号源，和电耦合到RF信号源的输出的阻抗匹配网络。阻抗匹配网络包括第一可变电感网络和第二可变电感网络。***包括电耦合于阻抗匹配网络与电极之间的传输路径。RF信号沿着传输路径产生前向信号。***包括功率检测电路，其被配置成确定沿着传输路径和控制器的前向信号与反射信号之间的相位角。控制器被配置成确定前向信号与反射信号之间的相位角大于阈值相位角值，基于前向信号与反射信号之间的相位角修改第一可变电感网络，以修改阻抗匹配网络的串联电感，从而将前向信号与反射信号之间的相位角减小到小于阈值相位角值的第一相位角，确定反射信号的功率与前向信号的功率的比率大于阈值功率比，且在修改阻抗匹配网络的串联电感之后，修改第二可变电感网络以修改阻抗匹配网络的并联电感，从而将反射信号的功率与前向信号的功率的比率减小到小于阈值功率比的第一功率比。

***的实施例包括射频(RF)信号源，其被配置成通过传输路径将RF信号供应到电极。传输路径包括具有固定电感值的固定值电感器。固定值电感器具有第一端和第二端。***包括耦合于固定值电感器的第二端与接地参考节点之间的第一可变电感网络和耦合于固定值电感器的第一端与接地参考节点之间的第二可变电感网络。固定值电感器的第一端耦合到RF信号源的输出端。***包括控制器，其被配置成确定沿着传输路径的前向信号与反射信号之间的相位角，基于前向信号与反射信号之间的相位角修改第一可变电感网络以改进RF信号源与电极之间的阻抗匹配，且在修改第一可变电感网络之后，确定反射信号的功率与前向信号的功率的比率，且修改第二可变电感网络的电感以减小反射信号的功率与前向信号的功率的比率。

方法的实施例包括借助射频(RF)信号源通过连接到阻抗匹配网络的传输路径将RF信号提供到接近于腔室的电极。阻抗匹配网络包括第一可变分量和第二可变分量。方法包括确定沿着传输路径的前向信号与反射信号之间的相位角，基于前向信号与反射信号之间的相位角修改第一可变分量以改进RF信号源与电极之间的阻抗匹配，且在修改第一可变分量之后，确定反射信号的功率与前向信号的功率的比率，且修改第二可变分量的电感以减小反射信号的功率与前向信号的功率的比率。

此外，本文中包含的各图中示出的连接线意图表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理连接。应注意，许多替代或额外的功能关系或物理连接可存在于主题的实施例中。此外，本文中还可仅出于参考的目的使用某些术语，且因此所述某些术语并不意图具有限制性且除非上下文清楚地指示，否则涉及结构的术语“第一”、“第二”和其它此类数值术语并不暗示序列或顺序。

如本文中所使用，“节点”意指任何内部或外部参考点、连接点、接合点、信号线、导电元件等等，在“节点”处存在给定信号、逻辑电平、电压、数据模式、电流或量。此外，两个或更多个节点可以通过一个物理元件实现(且尽管在公共节点处接收或输出，但是仍然可以对两个或多于两个信号进行多路复用、调制或以其它方式区分)。

以上描述是指元件或节点或特征“连接”或“耦合”在一起。如本文中所使用，除非另有明确地陈述，否则“连接”意指是一个元件直接接合到另一元件(或直接与另一元件连通)，且未必以机械方式。同样，除非以其它方式明确地陈述，否则“耦合”意指一个元件直接或间接接合到另一元件(或直接或间接与另一元件连通)，且不必以机械方式接合。因此，尽管图中示出的示意图描绘元件的一个示例性布置，但额外中间元件、装置、特征或组件可存在于所描绘的主题的实施例中。

虽然前文详细描述中已呈现至少一个示例性实施例，但应了解存在大量变化。还应了解，本文中所描述的示例性实施例并不意图以任何方式限制所要求的主题的范围、适用性或配置。实际上，前述详细描述将向本领域的技术人员提供用于实施所描述的一个或多个实施例的方便的指南。应理解，可以在不脱离由权利要求书所限定的范围的情况下对元件的功能和布置作出各种改变，权利要求书所限定的范围包括在提交本专利申请时的已知等效物和可预见的等效物。

Claims

1.一种射频加热***，其特征在于，包括：

射频RF信号源，其被配置成供应RF信号；

第一可变电感网络，以及

第二可变电感网络；

控制器，其被配置成：

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述阻抗匹配网络进一步包括：

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述第二可变电感网络耦合于所述阻抗匹配网络的输入与接地参考节点之间。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述控制器被配置成在修改所述第一可变电感网络和所述第二可变电感网络中的至少一个时使所述RF信号源产生功率小于100瓦特的所述RF信号。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述控制器被进一步配置成在修改所述第一可变电感网络和所述第二可变电感网络中的至少一个之后，使所述RF信号源增大所述RF信号的功率以输出功率大于1000瓦特的第二RF信号。

6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述阈值相位角值小于5度。

7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述阈值功率比小于-15分贝。

8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述控制器被配置成：

9.一种射频加热***，其特征在于，包括：

射频RF信号源，其被配置成通过传输路径将RF信号供应到电极，所述传输路径包括具有固定电感值的固定值电感器，所述固定值电感器具有第一端和第二端；

控制器，其被配置成：

在修改所述第一可变电感网络之后：

确定所述反射信号的功率与所述前向信号的功率的比率，且

10.一种射频加热方法，其特征在于，包括：

借助射频RF信号源通过连接到阻抗匹配网络的传输路径将RF信号提供到接近于腔室的电极，所述阻抗匹配网络包括第一可变分量和第二可变分量；

在修改所述第一可变分量之后：

确定所述反射信号的功率与所述前向信号的功率的比率，且