[实用新型]电子束加工设备的栅偏电源及其应用结构

权利要求书

1.电子束加工设备的栅偏电源，其特征在于：主要由输入整流滤波单元（1）、A单元、B单元（8）、输出滤波电容（6）、负载电阻（7）、逆变波形发生器（9）、栅偏电压调节器（10）、电子束流调节器（11）和中央控制器（12）组成；其中A单元和B单元的结构和参数相一致，即A单元和B单元各包括1个逆变器（2）、1个滤波器（3）、1个隔离变压器（4）和1个输出整流桥（5）；在每个单元中，逆变器（2）的输出端连接滤波器（3）的输入端，滤波器（3）的输出端连接隔离变压器（4）的初级绕组，隔离变压器（4）的次级绕组接至输出整流桥（5）的交流输入端；

输入整流滤波单元（1）的输入端连接外部输入的两组交流电，输入整流滤波单元（1）输出的正负直流电源的公共端与大地相接，输出的正极端同时接至A、B两单元逆变器（2）中N型功率管的集电极，输出的负极端同时接至A、B两单元逆变器（2）中P型功率管的集电极；A、B两个单元的输出整流桥（5）的输出端并联后作为栅偏电源的输出，输出滤波电容（6）和负载电阻（7）并联后再并接在栅偏电源的输出端，栅偏电源输出正极端与加速电源的负极相接并接至电子枪的阴极（14），栅偏电源输出负极与电子枪的聚束极（15）相接；

逆变波形发生器（9）产生两路波形固定的梯形波信号，逆变波形发生器（9）的2个输出端分别连接A、B两单元逆变器（2）的一个输入控制端；每路梯形波的正负半波的幅值相等、波形对称、平波部分≥90°；两路梯形波幅值相等、波形一致、并共用一个时序脉冲且相位差为90°；

中央控制器（12）完成整台电子束加工设备的总控工作，并输出栅偏电压预给定信号和电子束流给定信号；

电子束流调节器（11）为比例-积分调节器，电子束流调节器（11）的2个输入端分别连接中央控制器（12）的电子束流给定信号输出端和电子束流取样电阻的输出端；

栅偏电压调节器（10）为比例调节器，栅偏电压调节器（10）的2个输入端分别连接中央控制器（12）的栅偏电压预给定信号输出端和电子束流调节器（11）的输出端；栅偏电压调节器（10）的输出端同时连接A、B两单元逆变器（2）的另一个输入控制端。

2.根据权利要求1所述的电子束加工设备的栅偏电源，其特征在于：每个逆变器均包含1个乘法器IC1，1个高压运算放大器IC2，1个N型功率管T1，1个P型功率管T2，2个反并二极管D1、D2，电容C1，以及4个电阻R1～R4；

乘法器IC1的x输入端连接逆变波形发生器的一路输出端，乘法器IC1的y输入端连接栅偏电压调节器的输出端，乘法器IC1的输出端接至高压运算放大器IC2的同相输入端；高压运算放大器IC2的同相输入端经电阻R1接大地，高压运算放大器IC2的反相输入端经电阻R2接大地；电容C1的两端分别接在高压运算放大器IC2的反相输入端和输出端上；高压运算放大器IC2的输出端经电阻R4送至N型功率管T1和P型功率管T2的基极；N型功率管T1的集电极与输入整流滤波单元的输出正极端相连，P型功率管T2的集电极输入整流滤波单元的输出负极端相连；N型功率管T1和P型功率管T2的集电极接在一起作为逆变器的输出端，且该逆变器的输出电压由电阻R3反馈到高压运算放大器IC2的反相输入端；反并二极管D1的阴极接N型功率管T1的集电极，反并二极管D1的阳极接N型功率管T1的发射极；反并二极管D2的阴极接P型功率管T2的发射极，反并二极管D2的阳极接P型功率管T2的集电极。

3.根据权利要求1所述的电子束加工设备的栅偏电源，其特征在于：每个滤波器包含差模电感L1、限压元件Ry1、电容C2、以及共模电感L2；

差模电感L1的输入端连接逆变器的输出端；差模电感L1的输出端与限压元件Ry1的一端、电容C2的一端和共模电感L2的一个输入端接在一起，限压元件Ry1的另一端、电容C2的另一端和共模电感L2的另一输入端接在一起后再与大地相接；共模电感L2的2个输出端接至隔离变压器的初级绕组的两端。