[发明专利]电子束轰击炉电子光路系统电源控制方法及电源装置

权利要求书

1、一种电子束轰击炉电子光路系统电源的控制方法，包括对聚焦电源的和对偏转扫描电源的控制方法，其特征在于：

以电子束发生系统电源的加速电压的线性取样信号的开方值作为聚焦电源和偏转扫描电源的控制信号，聚焦电流的幅值和偏转扫描电流的幅值按此控制信号线性变化，使得电子光路系统运行参数在加速电压波动时保持恒定。

2、根据权利要求1所述的电子束轰击炉电子光路系统电源的控制方法，其特征在于：

聚焦线圈的聚焦电流控制系统以加速电压取样信号的开方值作为设定信号提供给聚焦电源调节器，采用电流负反馈控制聚焦线圈电流，控制聚焦线圈构成的磁透镜的焦距f在加速电压变化时保持恒定。

3、根据权利要求1所述的电子束轰击炉电子光路系统电源的控制方法，其特征在于：

偏转扫描电源以加速电压取样信号的开方值作为控制信号提供给偏转扫描电源调节器，采用电流负反馈控制偏转扫描线圈电流。偏转和扫描电流参考信号综合后，乘以一个正比于加速电压取样信号开方值的因子，作为偏转线圈电流的总设定信号，控制偏转扫描线圈电流，使得加速电压变化时电子束仍按偏转信号偏转，按扫描信号的波形扫描，且电子束的偏转角α及扫描的区域不受加速电压变化影响。

4、根据权利要求1至3中任一项所述的电子束轰击炉电子光路系统电源的控制方法设计的电子束轰击炉电子光路系统电源装置，电子束发生系统(1)产生的电子束经过电子束轰击炉的电子光学系统对其聚焦和对其偏转扫描调整后，电子束合理分布于靶(6)上进行加热熔炼；电子束光学系统有作为聚焦磁透镜的第一聚焦线圈(2)和第二聚焦线圈(3)，还有偏转扫描线圈(4)；二聚焦线圈(2、3)的聚焦电源(8)的结构和聚焦电流的控制规律相同，偏转扫描线圈(4)有两对磁极的线圈，在电子枪中对称安装，一对磁极磁场使得电子束沿径向平面的X轴偏转，另一对磁极磁场使得电子束沿径向平面的Y轴偏转，磁场强度通过偏转线圈的励磁电流来控制，两对磁极的偏转扫描电源(9)和励磁电流控制规律相同；其特征在于：

从电子束发生系统(1)的电源装置(7)引出加速电压线性取样信号接入开方器(10)，开方器(10)的输出端分别接入两组聚焦电源(8)和两组偏转扫描电源(9)的控制电路；

聚焦电源(8)包括聚焦整流滤波电路(8-1)，聚焦电流取样电阻(8-3)，续流二极管(8-4)，高速开关功率管(8-5)，聚焦电流设定电位器(8-6)，聚焦电流控制器(8-7)；聚焦整流滤波电路(8-1)为双极性整流电路结构，两个幅值相等相位相反的交流电源(U_AC1、U_AC2)以三线制形式接入聚焦整流滤波电路(8-1)；聚焦整流滤波电路(8-1)输出的正端接入高速开关功率管(8-5)的输入端，其输出的负端与续流二极管(8-4)的阳极相接，其输出的参考端与聚焦线圈(8-2)的一端相连；高速开关功率管(8-5)的输出端与续流二极管(8-4)的阴极相接，并经聚焦电流取样电阻(8-3)接入聚焦线圈(8-2)的另一端；聚焦电流取样电阻(8-3)两端输出的电压信号作为聚焦电流负反馈信号接入聚焦电流控制器(8-7)；聚焦电流设定电位器(8-6)的输入端与开方器(10)的输出端相连，聚焦电流设定电位器(8-6)的输出端接入聚焦电流控制器(8-7)，送入聚焦电流的设定值信号，聚焦电流控制器(8-7)的输出端接入高速开关功率管(8-5)的控制端；

偏转扫描电源(9)包括偏转扫描整流滤波电路(9-1)，偏转扫描电流取样电阻(9-3)，高速开关推挽电路(9-4)，扫描信号发生器(9-5)，偏转电流设定电位器(9-6)，乘法器(9-7)，偏转扫描电流控制器(9-8)；偏转扫描整流滤波电路(9-1)为双极性整流电路结构，两个幅值相等相位相反的交流电源(U_AC3、U_AC4)以三线制形式接入偏转扫描整流滤波电路(9-1)；偏转扫描整流滤波电路(9-1)输出的正、负端分别接入高速开关推挽电路(9-4)的正、负输入端，其输出的参考端与偏转扫描线圈(9-2)的一端相连；高速开关推挽电路(9-4)的输出端经偏转扫描电流取样电阻(9-3)接入偏转扫描线圈(9-2)的另一端；偏转扫描电流取样电阻(9-3)两端输出的电压信号作为偏转扫描电流负反馈信号接入偏转扫描电流控制器(9-8)；偏转电流设定电位器(9-6)输出偏转电流的设定值信号，扫描信号发生器(9-5)输出扫描电流波形及幅值设定信号，此两信号叠加综合后接入乘法器(9-7)的一输入端，加速电压取样信号经开方器(10)后接入乘法器(9-7)另一输入端，乘法器(9-7)输出接到偏转扫描电流控制器(9-8)的输入端；偏转扫描电流控制器(9-8)的输出端接入高速开关推挽电路(9-4)的控制端。

5、根据权利要求4所述的电子束轰击炉电子光路系统电源装置，其特征在于：

所述聚焦电流控制器(8-7)为电流滞环跟踪脉冲调制控制器；所述偏转扫描电流控制器(9-8)为电流滞环跟踪脉冲调制控制器。