PDF User Manual

  1. Home
  2. Manuals
  3. Coaxial Power Systems RFG 4K 13-27MHz 5U Installation And Operating Instructions Manual

Coaxial Power Systems RFG 4K 13-27MHz 5U Installation And Operating Instructions Manual

Made by: Coaxial Power Systems
Type: Installation And Operating Instructions
Category: Portable Generator
Pages: 16
Size: 0.59 MB

 

Download PDF User Manual



Full Text Searchable PDF User Manual



background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 1 

Issue 1 24/01/2012

 

 

 

Spectrum House Finmere Road Eastbourne E.Sussex BN22 8QL UK 
Tel: +44 (1) 323 639974 Fax:+44 (1) 323 739654 
E-mail : sales@coaxialpower.com   Web: www.coaxialpower.com

 

 

 
 
 

 
 

Model RFG 4K 13-27MHz 5U 

RF Generator 

 

 

 

INSTALLATION AND OPERATING INSTRUCTIONS 

 

CONTENTS 

 

     

 

 

Description  

Page 2 

 

 

 

Specification 

Page 3 

 

Safety 

 Page 4 

 

 

Unpacking 

Page 5 

 

 

Installation 

 Page 5 

 

 

 

Front Panel Controls 

Page 7 

 

 

 

Display 

Page 8 

 
 

Interlock Indicators 

Page 9 

 
 

Remote Control Connector 

Page 10 

 
 

Remote Status Connections/Functions 

Page 11 

 
 

Remote Switching and Power Control 

Page 12 

 
 

Remote Interlock Connection/Function 

Page 13 

 

 

 

Auxiliary Feedback Connection/Function 

Page 14 

 
 

Pulse Operation 

 Page15 

 

 

 

Fuse Replacement 

 Page 15 

 
 

Cleaning 

Page 15 

 
 

Warranty 

Page 15 

 

 

 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 2 

Issue 1 24/01/2012

 

 

oaxial Power Systems Ltd

Spectrum House, Finmere Road, Eastbourne, E. Sussex, BN22 8QL
Tel: +44(0)1323 639974 Fax: +44(0)1323 739654
E-mail: sales@coaxialpower.com Web: www.coaxialpower.com

 

 

 

High Efficiency RF Generator 

Model RFG4K-13,  4000 Watts at 13.56MHz 
Model RFG4K-27,  4000 Watts at 27.12MHz

 

 
 

 

 

The high efficiency range

 

of RF generators are precision units intended for scientific and 

industrial  applications.  Their  robust  construction  using  the  latest  in  switch  mode  and 
solid-state  design  techniques  ensure  a  long  and  trouble  free  life  even  in  harsh 
environments. 
The small size of the unit makes it ideal for use where there is restricted rack space.   

It is recommended that the generator be used in conjunction with either a manual or automatic 
impedance  matching  network.  Both  types  are  available  from  Coaxial  Power  Systems  Ltd 

– 

please see the separate brochure for details. 

 
Two models are available: 
 

Model No RFG4K-13,  4000 Watts at 13.56MHz 
Model Mo RFG4K-27,  4000 Watts at 27.12MHz

 

 
The main features of all models are: 

  Efficient Class-E design  

  Full-rack, 5U (222mm) high  

  Microprocessor  display  of  incident  (forward)  power,  reflected  power  and  unit 

status 

  Precision power control +/- 1% of set point. 

  Fast pulse operation from TTL/CMOS input. 

  13.56MHz and 27.12MHz frequencies available as standard.  

 
The  output  power  of  each  generator  is  fully  adjustable  between  zero  and  maximum 
power. The feedback control system ensures that the set output power remains constant 
and  repeatable.  Incident  (forward)  and  reflected  power  measurements  are  internally 
calibrated to give high accuracy throughout the power range. 
 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 3 

Issue 1 24/01/2012

 

 

An external voltage of 0 to 5Volts can be used to control the output. This is particularly 
useful  in  sputter  coating  applications  where  the  d.c.  voltage  developed  across  the 
plasma dark space can be controlled rather than the RF power. 

 

 

 
 

General Specifications 

– RFG4K-13 and RFG4K-27 RF Generators 

 
 

Output frequency 

RFG4K-13, 13.56MHz. 
RFG4K-27, 27.12MHz.  

Output power 

4000Watts 

Frequency stability 

Crystal controlled: 
13.56MHz +/-1.4kHz 
27.12MHz +/-2.7kHz 

Output impedance 

50

 

Output connection 

7/16 type/50

  

Power control 

Analogue control system 
allows power or external 
feedback control. Output 
stability is +/-1% for +/-15% 
variation in line. 

VSWR capability 

Can withstand any VSWR at 
any phase angle 

Harmonic output 

Better than 40dB below 
fundamental 

Output envelope 
ripple 

Less than 1% of full 
amplitude 

Pulse operation 

SMA TTL input on rear 
panel. 
Minimum pulse width 40

s.  

The external power control 
signal should vary the peak 
output from 0 to 4000W, 
with a pulse-on duty cycle 
from zero to continuous DC 
(100% duty cycle.) 
The front panel display

 

automatically shows pulse 

output levels by utilising 
sample/hold technology 

Front panel controls 

Line 
RF on 
RF off 
Output power set 
Pulse/CW switch 
Remote switches 
Menu switches 

Front panel indicator 

RF power on 
RF power off 

Front panel display 

Vacuum fluorescent display 
showing: 
Forward (Incident) Power 
Reflected Power 
Reflected power exceed 
limit 
Remote operation 
Timer 
Cooling interlock 
External interlock 
AMN display (option) 

Rear panel 
switches/connectors 

Remote connector (25-way 
‘D’) 
Common exciter 
output(SMA) 
Common exciter 
input/external signal 
source(SMA)(max. 13dBm) 
Pulse input connector 
(SMA) 
Line input  
AMN display(option) 
RF output connector (N50

Remote control 

Accessed via rear panel 25-
way ‘D' type socket 
indicators: 

RF on/off (open collector 
100mA) 
Incident power 
Reflected power 
RF on/off (contact closure) 
Interlock (contact closure) 
Output set 0-5Volts = 0-
100% 
Remote output set request 
External feedback 
Remote RF on/off request 

Cooling 

Forced air 

– air intake 

through front, exhaust 
through rear 

Line 

380-415 VAC Three phase 
and Neutral 
50/60Hz 

Size 

Full  rack mounting 5U high 
550mm deep (external 
connectors may protrude an 
extra 50mm) 

Weight 

25kg 

Finish 

Front Panel -RAL7135 light 
grey 
Rear Panel - Stainless Steel 
Cover - Stainless Steel 

Environment 

Operating temperature: 
0-35°C (-20° to +65° C 
storage) 

Standards 

EN61000-3-2:2006 
EN6100-3-3/A2:2005 
EN61326-1:2006 
EN61010-1:2001

 
 
 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 4 

Issue 1 24/01/2012

 

 

 
 
 
 

 

Safety 

Labels 

Labels  are  provided  to  inform  service  and  operating  personnel  of  conditions  that  may 
cause personal physical injury or damage to the equipment from misuse. 

 
Caution 

 

 

 

The  black  exclamation  point  within  a  yellow  triangle  is  used  to  highlight  important 
service and operating instructions in this manual 

 

Electric Shock Warning 

 

 

 

A  black  electric  flash  within  a  yellow  triangle  is  used  to  warn  service  and  operating 

personnel  of  the  prescience  of  unprotected  contact  areas  which  could  cause  severe 
electric shock if touched.  
 

Safety Earth Warning 

 

This symbol is used to indicate a safety earth attachment point/stud on the rear panel of 

the generator. 

This safety earth connection must be made, using a green/yellow 

insulated wire (14-gauge minimum) and should be as short as practical

 

Safety earth connections inside the enclosure are identified by the warning label 
 

WARNING

 

SAFETY EARTH

 

DO NOT

 

DISCONNECT

 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 5 

Issue 1 24/01/2012

 

 

 

Unpacking 

 

Items included in carton.   
 

RF Generator. 

 

25 Way remote connector 

 

Instruction Manual 

 

 

 

 

 
 Remove all contents from carton and inspect generator for shipping damage. If there is 
any evidence of damage contact Coaxial Power Systems Ltd within 5 days of receipt. 
 

Installation 

 

Installation  must  only  be  performed  by  suitably 
qualified authorised personnel. 

                  

This  generator  is  designed  to  be  fitted  inside  a 
suitable  19”  rack  enclosure.  It  should  not  be 
operated unless so fitted. 

 

  Place  the  generator  inside  a  suitable  19-inch  enclosure  which  must  include 

adequate runners for support. 

 

  Ensure  adequate  ventilation  is  available  at  fan  inlet  rear  panel  (100mm 

clearance) and top and side vents (20mm clearance.) 

 

  Ensure that the Mains Inlet is accessible 

 

   

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

Safety 

Earth 

RF Output 

Pulse Input 

Common 

Exciter Input 

Common 

Exciter 
Output 

3 Phase 

Mains 

Input 

Remote 

Connector 

AMN Display 

Input (Optional) 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 6 

Issue 1 24/01/2012

 

 

Connect the 25-Way remote connector into socket on rear panel (factory wired 
to bridge external interlock) 

 

  Connect  the  earth  stud  on  the  rear  panel  to  a  safe  reliable  earth  using  a 

green/yellow  insulated  wire  (14-gauge  minimum)  which  should  be  as  short  as 
practical. 

 

  Screw  the  cable  connector  on  to  the  RF  Output  connector  on  the  generator. 

Attach the other end of the cable to a proprietary 50-Ohm resistive load capable 
of 4000 Watts dissipation or a load of different or complex impedance connected 
via a suitable RF impedance matching network. 

 

  Connect  the  generator  to  the  3  Phase  mains  supply  using  the  supplied  mains 

connector

Always ensure that this connector is easily accessible

This generator 

operates  from  voltages  in  the  range  of  380V  to  415V at 50 or 60Hz without the 
need for adjustment. 

 

  Ensure Pulse/CW switch on the front panel is in the CW position 

 

  Switch  on  line  breaker  on  front  panel.  Front  display,  and  RF  Off  light  should 

illuminate. 

 

  Rotate power set control to zero, press RF On.  Rotate power set control towards 

maximum  and  output  power  should  increase.  Continue  to  rotate  control  to 
maximum and check that maximum obtainable power is correct. Press RF Off. 

 

Other rear panel connectors are: 

AMN  Readout  (Optional

)

  – 

This  connection  is  used  when  the  capacitor  positions 

and  dc  developed  bias  voltage  are  to  be  displayed  on  the  generator  display.  This 
can only be used if a suitably equipped CPS automatic impedance matching network 
is being used. 

 

 
 

 
 
 

CEX Output-  see later 
 
 
 
Pulse Input 

– see later 

 

 
 
 
 

 
 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 7 

Issue 1 24/01/2012

 

 

 

Front Panel Controls 

 

 

 

 

Output Set 

The control sets the output power, provided the unit is in “local power set” 
mode, meaning the remote power switch is in the down position and the remote 
power link is not made in the remote control connector. 
 

RF On and Off switches

The switches tu

rn the RF output on and off, provided the unit is in “local on/off” 

mode, meaning the remote on switch is in the down position and the remote 
on/off link is not made in the remote control connector. The RF off switch is also 
used to reset a latched interlo

ck condition when the unit is in “local on/off” 

mode, and to reset the initial “splash screen”. 
 

Remote control of RF On/Off: 

Operating this switch locks out the RF on and off switches on the front panel so 
that RF is activated by a circuit on the remote connector. 
 

 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 8 

Issue 1 24/01/2012

 

 

Remote control of RF power 

Operating this switch locks out the Output set control on the front panel so that 
RF power is controlled by a voltage on the remote connector. 
 

Power control divide by ten 

This simply reduces the voltage span of the output set control to allow the 
setting of powers up to 10% with finer resolution. 
 

Common exciter enable 

On units that support this facility this enables a phase-locked-loop that 
synchronizes the RF output to a signal on CEX-in 
 

Pulse operation enable 

This enables the pulse input facility. If this switch is up then RF can be rapidly 
gated by a “TTL” (5v logic) signal on the rear panel pulse input 

 

Display

 

 

 

(a)

 

 

The display panel shows the following information: 

1. Forward RF power 
2. Reflected RF power 
3. Set power as a percentage 
4. Timer status and progress 
5. Matching network tune position 
6. Matching network load position 
7. Reflected power cutback warning 
8. Remote control flag 
9. Cooling interlock 
10. External interlock 

Note that in the event of the RF connector interlock being open this does not 
generate a specific warning, however the display will switch to its alternate 
“interlock” layout until the connector guard is refitted and the condition reset. 

 

Menu keys: Pressing the middle menu key enters the timer setup menu 
 

 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 9 

Issue 1 24/01/2012

 

 

 

Interlock Indicators

 

  Ref. Pwr:  this is a warning of a high reflected power level and illuminates if the 

reflected power exceeds 16% of the maximum capable generator output. 
 

 

Cooling:  this  relates  to  over  temperature  of  the  internal  power  amplifier 

module.  If  illuminated,  RF  On  will  not  function  until  module  has  reached  a  safe 
temperature

 

NB. This interlock will operate when there is : 
 

 Inadequate ventilation 

 Defective cooling. 

 RF module fault. 

 

 In  the  event  that  RF  operation  is  interrupted  the  interlock  state  will  latch  until 

cleared by pressing RF off or removing the “Remote RF on” signal. 
 

 Ext. interlock:  this is operated by connecting the 25 way d connector (remote) on 

the rear panel pin 13 to +12V pin 25. 
 

 NB. when ext. Interlock (or any other interlock) is not made, the RF Off light will 

not illuminate. 
 

 Remote:    this  operates  when  either  remote  output  set  or  remote  RF  On/Off 

request are enabled. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 10 

Issue 1 24/01/2012

 

 

 

 

Remote Control connector 

 

 

The 25 way D type connector on the rear panel allows remote control of the generator. 
Below is a description of the various remote functions. 

 

 

Pin 

Function 

 

 

Remote power neg. 

14 

RF Off light  

 

Remote power pos. 

15 

Enable Remote ON 

 

Incident power 

16 

Enable Aux Feedback 

 

Reflected power 

17 

Enable Remote power 

 

Remote RF On 

18 

 

19 

RF On light 

 

Ground 

20 

 

Ground 

21 

Enable True Power mode 

 

Auxiliary feedback neg. 

22 

 

10 

Auxiliary feedback pos. 

23 

 

11 

24 

 

12 

25 

+12V out for interlock 

 

13 

External interlock 

 

 

 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 11 

Issue 1 24/01/2012

 

 

Description Of Remote Status Connections / Functions 

 

 

Pin 3 Incident power.  Pin 3 is an analogue output voltage 0-5 volts representing zero to maximum output 
power. 
 
N.B. This output can source 5mA. 
 
Pin 4 Reflected power. Pin 4 is analogue output voltage 0-5 volts representing 0-maximum output power. 
 
N.B. This output can source 5mA. 
 
Pin  14 RF Off light. Pin 9 is an open collector transistor that grounds with RF Off.  This can sink 45mA  
20V. 
 
Pin  19  RF  On  light.  Pin  9  is  a    open  collector  transistor  that  grounds  with RF On.   This can sink 45mA  
20V. 
 
Pin 20 +5V.  This is a +5V 500mA Output. 
 
Pin 7,8 Ground 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 12 

Issue 1 24/01/2012

 

 

Description Of Remote Switching and Power control 

 

 

Remote RF ON 

 

Remote Output set 

Pin 5 RF On/Off. To enable this function connect pin 10 to a ground pin. To enable RF connect pin 5 to a 
ground  pin,  via  a  switch, transistor or relay. This is not latching, grounding pin 5 will switch RF On, and 
removing this ground will switch RF Off. 
 
N.B. Interlock functions will operate normally when using this function. 
 
Pin  15  Remote  RF  On/Off  Switch  Enable.  Ground  this  pin  to  enable  the  remote  RF  On/Off  control 
function, when it is enabled the remote indicator on the front panel is illuminated. 

 

Pins 1,2 Remote power set. To enable this function connect pin 17 to a ground pin. The set-point or 
control is a positive voltage in the range 0v to 5v. 0 volts gives zero output power and 5 volts gives 
maximum output power. 
 
Pin  17  Remote  RF  setpoint  enable.  Ground  this  pin  to  enable  the  remote  setpoint  control,  when  it  is 
enabled the remote indicator on the front panel is illuminated.  
 
Pin 21 True power control enable. Ground this pin to enable “True power” operation. Note this should not 
be  selected  at  the  same  time  as  remote  feedback.  When  true  power  is  selected  the  controller 
compensates for reflected power by raising the set power. 
 
Pins 7,8 Ground 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 13 

Issue 1 24/01/2012

 

 

 

Description Of Remote Interlock Connection / Function 

 

Pin  13  External  Interlock.    When  this  pin  is  connected  to  +12v  it  allows  the  generator  output  to  be 
switched on. When this pin is open-

circuit the “External” warning light will illuminate. 

 
Pin 25 Positive supply, +12V. 
 
 
Pin 7,8 Ground 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 14 

Issue 1 24/01/2012

 

 

Description Of Auxiliary feedback Connection / Function 

 
Auxiliary feedback is typically used in vacuum processes in order to control the dark space bias potential. 
The following drawing shows the connections to link the CPS RF generator to a CPS automatic matching 
network controller. 

 

 

 

Pin 9 Auxiliary feedback -ve. To enable this function connect pin 16 to a ground pin. The feedback signal 
should be a negative voltage in the range 0v to 

–5v. This function is mainly used for plasma dark-space 

potential (bias) control. 
 
Pin 10 Auxiliary feedback +ve. To enable this function connect pin 16 to a ground pin. Connect this pin to 
ground at the AMN controller 
 
Pin 16 Remote feedback enable. Ground this pin to enable the Pin1 Auxiliary feedback function. 
 
NB. When using the auxiliary feedback facility, if feedback voltage is not present then RF power will rise 
to  maximum.  On  plasma  systems  this  is  often  advantageous  as  it  allows  the  generator  to  supply  high 
power to strike plasma, then cut back to operating level as soon as plasma is struck. 

 

Other functions 

 

Pin  20  +5V.    This  is  a  +5V  500mA  Output.  This  may  be used as  a power source to illuminate LEDS or 
power small adapter circuits or displays.  
 
Pin 6 Not Used 
 
Pin 7,8 Ground 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 15 

Issue 1 24/01/2012

 

 

Description Of 3 Phase Mains Input Connection  

 

 

 

 

 
Round connector pinout 
Pin 1 Reserved 
Pin 2 Reserved 
Pin 3 Live Phase 2 
Pin 4 Earth 
Pin 5 Live Phase 3 
Pin 6 Live Phase 1 
Pin 7 Neutral 
 
Neutral is mandatory, failure to provide 
a neutral will result in damage 

 
 
 
 
 

Pulse Operation. 

 
Pulse mode is selected by the Pulse / CW switch on the front panel. The pulse signal 
should be TTL (active high). Minimum pulse width is 40

s and with duty cycle from 1% 

to CW (duty cycle below 1% will cause power level to deviate from set value). The front 
panel displays (and remote outputs) store the last value of output power from the pulse, 
maintaining the reading for the duration of the off time. 
 

Cleaning 

 
To clean the surface of the generator turn off and isolate from mains, use a dry clean 
cloth. For heavy soiling, slightly dampen the cloth with water but always ensure that no 
water enters the generator.  
 

 

Warranty 

 

Coaxial Power Systems Ltd offer a warranty for parts and labour (if returned to factory) 
for  1  year  from  date  of  despatch.    The  warranty  is  invalidated  if  the  generator  has 
suffered  inappropriate  treatment  i.e.  excessive  vibration,  mechanical  denting  or 
dropping,  accidental  liquid  spill,  excessive  applied  voltage  to  remote  connectors  etc.  
Coaxial  Power  Systems  Ltd  should  be  notified  of  all  warranty  claims  before  return  of 
equipment. 
 
 
 
 
 

 


background image

CPS:Doc 20017 V1 24/01/2012

 

Page 16 

Issue 1 24/01/2012