[发明专利]一种离子源的电源系统及离子源

摘要

本发明涉及一种离子源的电源系统及离子源，所述离子源包括：主阴极、弧板阳极、屏栅、加速栅和中和器；所述电源系统包括：阴极电源、弧极电源、屏栅电源、加速电源、中和电源和耦合电源；以及检测单元，与所述阴极电源、弧极电源、屏栅电源、加速电源、中和电源和耦合电源连接，用于测量各个电源的电压或电流信号反馈值；电源控制器，用于根据所述检测单元测得的电压或电流信号反馈值，控制各个电源的电压或电流信号等于或接近设定值。本发明根据反馈的各路电源电压或电流信号，对各路电源进行自动调节，克服了现有离子源各路电源独立工作、手动调整的缺陷，能够使离子束自动调谐至最佳传送状态，从而保证离子源系统稳定、可靠、高效运行。

主权项

1.一种离子源的电源系统，所述离子源包括：主阴极、弧板阳极、屏栅、加速栅和中和器；其特征在于，所述电源系统包括：阴极电源，用于为所述主阴极提供加热电流；弧极电源，用于对所述弧板阳极施加弧极电压；屏栅电源，用于对所述屏栅施加屏栅电压；加速电源，用于对所述加速栅施加加速电压；中和电源，用于为所述中和器的阴极提供中和电流；耦合电源，用于实现离子束与所述中和器的阴极间的电压耦合；检测单元，与所述阴极电源、弧极电源、屏栅电源、加速电源、中和电源和耦合电源连接，用于测量各个电源的电压或电流反馈值；电源控制器，与所述检测单元以及阴极电源、弧极电源、屏栅电源、加速电源、中和电源和耦合电源连接，用于根据所述检测单元测得的电压或电流反馈值，控制各个电源的电压或电流信号等于或接近设定值；所述电源控制器根据检测的加速电源的电流反馈值，控制屏栅电源施加的屏栅电压，使加速栅上的加速电流位于参考范围内；所述电源控制器根据检测的加速电源的电流反馈值IF以及加速电流的参考范围，确定电流修正值IE；其中设加速电流的参考范围为[IA,IB],当IA≤IF≤IB时，表明加速电流位于参考范围内，不需要调整，该电流修正值IE＝0；当IF＜IA时，表明加速电流需要调大，电流修正值IE＝IF－IA；当IF＞IB时，表明加速电流需要调小，电流修正值IE＝IB－IF；并通过以下公式计算屏栅控制信号瞬间值：MS(t)＝KASe(t)+∫KISe(t)dt+KDSde(t)/dt；其中，e(t)是电流修正值IE的瞬时值，KAS、KIS和KDS为预设的控制参数；所述电源控制器维持阴极电源提供的加热电流在一恒定值，并将所述屏栅控制信号瞬间值输出给所述屏栅电源调节屏栅电压。