[发明专利]一种用于产生类三角波励磁电流的扫描电源

说明书

技术领域

本发明涉及工业电子辐照设备技术领域，尤其是涉及一种用于产生类三角波励磁电流的电流型扫描电源。

背景技术

工业辐照加速器的应用越来越广泛，其工作原理是利用高能电子束使物质产生生物学效应，用以有效杀灭医疗卫生用品和食品携带的害虫和微生物，同时产生的化学、物理效应则可用于材料改性、环境保护与新材料制备等。工业辐照加速器的电子束束流截面为毫米量级，为了保证电子束能够均匀的照射被辐照物品，应在束流出射的平面二维方向上施加两极磁场，使之对被辐照物表面作X-Y扫描，通过扫描系统实现对X方向和Y方向的控制。其中，扫描系统包括X方向扫描磁铁、Y方向扫描磁铁和励磁电源，它们都是通过扫描系统中的扫描电源供电。

目前，使用的工业辐照加速器扫描电源基本上都是电压型的，因而一方面，负载电流会随着负载的变化而改变，而且电流线性度对负载依赖性很大，尤其是低频时；另一方面，束流在扫描被辐照物品时通常是从上到下，从左到右的顺序进行扫描，因而在扫描边缘处由于扫描速度大，很容易在短时间内扫描两次，导致束流在加速器的钛窗边缘处积累，造成钛窗的局部损坏。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中加速器钛窗边缘容易损坏以及负载电流会随着负载的变化而改变的缺陷，提供一种用于产生类三角波励磁电流的扫描电源。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于产生类三角波励磁电流的扫描电源，其连接在交流市电与负载之间，该扫描电源包括：

一将所述交流市电的电压转换成一直流稳定电压的功率稳压器；

一连接在所述功率稳压器与所述负载之间、并将所述直流稳定电压转换成一输出电压的直流转换器；

一产生类三角波信号的波形发生器；以及

一控制电路，其第一输入端连接至所述波形发生器以接收所述类三角波信号，其第二输入端连接至所述负载以接收所述负载的负载电流，其输出端连接至所述直流转换器以驱动所述直流转换器输出所述输出电压。

优选地，所述功率稳压器包括依次连接在所述交流市电与所述直流转换器之间的一整流器和一稳压电路。

进一步地，所述整流器包括依次连接在所述交流市电与所述稳压电路之间的一全桥整流电路模块和一RC滤波电路模块。

进一步地，所述稳压电路为BUCK降压电路。

前述一种用于产生类三角波励磁电流的扫描电源，所述直流转换器为H桥变换器。

前述一种用于产生类三角波励磁电流的扫描电源，所述波形发生器包括一单片机以及一连接在所述单片机与所述控制电路之间的类三角波产生电路。

进一步地，所述类三角波产生电路包括：

运算放大器，其正输入端接地；

第一电阻器，其一端连接所述运算放大器的负输入端；

第一电位器和第三电容器，依次串联在所述运算放大器的负输入端与输出端之间；以及

第二电阻器，其一端连接在所述第一电位器和第三电容器之间，另一端边接至所述运算放大器的输出端。

优选地，所述控制电路包括依次连接在所述波形发生器和所述直流转换器之间的一PI补偿器、一脉冲宽度调制电路模块和一驱动电路模块。

进一步地，所述PI补偿器包括：

误差放大器，其正输入端接地；

第二电位器和第三电阻器，其中，所述第二电位器的一端和所述第三电阻器的一端连接，且所述第三电阻器的另一端连接至所述误差放大器的负输入端；

第四电阻器和第四电容器，其中，所述第四电阻器的一端和所述第四电容器的一端连接，且所述第四电阻器的另一端连接至所述误差放大器的负输入端，所述第四电容器的另一端连接至所述误差放大器的输出端；

第五电容器，其一端连接至所述第四电阻器的所述另一端，另一端连接至所述误差放大器的输出端；以及

第五电阻器，其一端接至所述第五电容器的所述一端。

根据以上的技术方案，本发明能够实现的有益效果是：一方面，本发明向负载输出的是类三角波电流，其将在三角波斜率开始变化的地方产生波形突跳，从而防止电子束在扫描时进行二次扫描，能够保护钛窗，防止其因局部束流过大而损坏；另一方面，由于本发明的扫描电源是电流型的，所以负载变化对扫描电流波形的影响不大，从而保证了负载电流不会随着负载的改变而变化。

附图说明

图1为本发明的扫描电源的整体原理框图；

图2为图1中的功率稳压器的电路原理图；

图3为图1中的直流转换器的电路原理图；