一种偏压电源装置及其电子束流调节方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种偏压电源装置及其电子束流调节方法，涉及电子束加工设备偏压电源技术领域。该装置包括：工频整流滤波电路、第一逆变与整流滤波电路、第二逆变电路、谐振变换电路、偏压变压器、第二整流滤波电路；偏压变压器包括互相分开的原边绕组磁芯和副边绕组磁芯；偏压变压器的原边绕组绕于原边绕组磁芯，副边绕组绕于副边绕组磁芯；工频整流滤波电路的输入端接三相交流电；工频整流滤波电路、第一逆变与整流滤波电路、第二逆变电路、谐振变换电路、偏压变压器的原边绕组的两端依次连接；偏压变压器的副边绕组的两端与第二整流滤波电路连接；第二整流滤波电路的负输出端连接电子枪栅极，正输出端连接一高压电源的负端；高压电源正端接地。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子束加工设备偏压电源
，尤其涉及。
技术介绍
偏压电源是调节真空电子束加工设备束流的核心装置，为电子枪栅极提供负偏压。偏压电源的关键技术在于偏压变压器的结构设计，偏压变压器既需要考虑提高原副边耐压强度，又需要减小漏感，提高电磁耦合效率，降低谐振。然而提高耐压强度和减小漏感是一个矛盾问题，很难同时兼顾。目前，常规的工频偏压变压器的制造方法是在原副边之间填充高耐压材料，然后用环氧树脂灌封成一个体积较大的结构，原副边分别从距离较远的两端引出，环氧树脂材料和灌封工艺尤为重要，但即使如此，也会经常出现高压击穿原副边或磁芯现象。例如，现有技术中的高压逆变功率变压器是将电磁转化频率提高到20kHz，减小漏感，提高电磁转化效率，但将其作为中压60kV或高压150kV电子束设备的偏压变压器，很难适用，极易出现高压击穿现象，必须考虑如何再次增加原副边的耐压等级。通常的高频偏压变压器的做法是采用高耐压材料做变压器骨架，骨架上绕制原边或副边绕组，相应的副边或原边绕组绕制在磁芯上，这虽然能在一定程度上提高偏压变压器耐压等级，但是磁芯绕制原边绕组时需要考虑接地，导出磁芯上的感应电荷;磁芯绕制副边绕组时需要考虑高压，导出磁芯上的感应电荷。在设备长期运行后，由于绝缘材料老化、变压器油耐压等级降低，极易出现放电现象，影响设备正常使用。可见，当前的偏压变压器随着绝缘材料老化，骨架表面沉积污物增多，变压器油耐压等级降低，易出现放电几率增大，导致设备难以正常运行的问题。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供，以解决当前的偏压变压器由于绝缘材料老化，骨架表面沉积污物增多，变压器油耐压等级降低，而导致的放电几率增大，影响设备正常运行的问题。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案:—种偏压电源装置，包括:工频整流滤波电路、第一逆变与整流滤波电路、第二逆变电路、谐振变换电路、偏压变压器、第二整流滤波电路；所述偏压变压器包括互相分开的原边绕组磁芯和副边绕组磁芯;所述偏压变压器的原边绕组绕于所述原边绕组磁芯上，副边绕组绕于所述副边绕组磁芯上；所述工频整流滤波电路的输入端接入有三相交流电；所述工频整流滤波电路的输出端与所述第一逆变与整流滤波电路的输入端连接；所述第一逆变与整流滤波电路的输出端与所述第二逆变电路的输入端连接；所述第二逆变电路的输出端与所述谐振变换电路的输入端连接；所述谐振变换电路的输出端与所述偏压变压器的原边绕组的两端连接，所述偏压变压器的副边绕组的两端与所述第二整流滤波电路的输入端连接；所述第二整流滤波电路的负输出端连接有电子枪栅极，所述第二整流滤波电路的正输出端连接有一高压电源的负端;所述高压电源的正端接地。进一步的，所述第二整流滤波电路的正输出端还连接有串联的第二电阻和第一电阻；所述第二整流滤波电路的负输出端还连接有串联的第四电阻和第三电阻;所述第一电阻的一端和所述第三电阻的一端分别接地；所述第三电阻的另一端与第四电阻的连接点还连接有一第五电阻的一端;所述第一电阻的另一端与第二电阻的连接点还连接有一第七电阻的一端；所述第五电阻的另一端分别连接一第六电阻的一端和一运算放大器的同相输入端;所述第六电阻的另一端接地；所述第七电阻的另一端分别连接一第八电阻的一端和所述运算放大器的反向输入端;所述第八电阻的另一端与所述运算放大器的输出端连接；所述运算放大器的输出端还连接有一偏压采样闭环反馈控制电路的偏压反馈信号输入端；所述偏压采样闭环反馈控制电路还具有一束流给定电压信号输入端及反馈电压信号输出端;所述反馈电压信号输出端与所述第一逆变与整流滤波电路连接。具体的，所述原边绕组磁芯和副边绕组磁芯为一对对称结构磁芯；所述原边绕组磁芯和副边绕组磁芯分别固定在第一可调基座和第二可调基座上。具体的，原边绕组磁芯上的一点通过导线接地；副边绕组磁芯上的一点通过导线连接所述高压电源的负端。此外，所述原边绕组磁芯和副边绕组磁芯之间间距大于1mm或者大于20mm。—种偏压电源装置的电子束流调节方法，应用于上述的偏压电源装置;方法包括:工频整流滤波电路接收三相交流电压，并将所述三相交流电压整流为第一直流电压，输出到第一逆变与整流滤波电路；所述第一逆变与整流滤波电路将所述第一直流电压进行处理，生成第二直流电压，输出到第二逆变电路；所述第二逆变电路将所述第二直流电压进行处理，生成第一交流电压，输出到谐振变换电路；所述谐振变换电路将所述第一交流电压进行谐振变换，生成输入电压，输出到偏压变压器的原边绕组；所述偏压变压器通过非接触电磁耦合，将输入电压的能量传输到副边绕组，生成输出电压，输出到第二整流滤波电路；所述第二整流滤波电路将所述输出电压进行处理，生成第三直流电压，输出到电子枪栅极，以调节电子枪的电子束流。进一步的，该偏压电源装置的电子束流调节方法，还包括:所述偏压电源装置根据第三直流电压和第一电阻和第二电阻，在所述第一电阻和第二电阻的连接处获取电压Uhvf1;根据第三直流电压和第三电阻和第四电阻，在所述第三电阻和第四电阻的连接处获取电压Ubvfl;将所述电压Uhvfl经过第七电阻输入到运算放大器的反相输入端，并将所述电压Ubvfl经过第五电阻输入到运算放大器的同相输入端，生成偏压Ubvf，输出到偏压采样闭环反馈控制电路的偏压反馈信号输入端；所述偏压采样闭环反馈控制电路的束流给定电压信号输入端接收一束流给定电压信号；所述偏压采样闭环反馈控制电路对所述束流给定电压信号和偏压Ubvf进行PID调节控制，生成电压Ubf，输出到所述第一逆变与整流滤波电路；所述第一逆变与整流滤波电路根据所述电压Ubf调整所述第二直流电压，以调节整流滤波电路输出的第三直流电压。本专利技术实施例提供的，该偏压电源装置包括工频整流滤波电路、第一逆变与整流滤波电路、第二逆变电路、谐振变换电路、偏压变压器、第二整流滤波电路;偏压变压器包括互相分开的原边绕组磁芯和副边绕组磁芯;偏压变压器的原边绕组绕于原边绕组磁芯上，副边绕组绕于副边绕组磁芯上；工频整流滤波电路的输入端接入有三相交流电；工频整流滤波电路的输出端与第一逆变与整流滤波电路的输入端连接;第一逆变与整流滤波电路的输出端与第二逆变电路的输入端连接;第二逆变电路的输出端与谐振变换电路的输入端连接;谐振变换电路的输出端与偏压变压器的原边绕组的两端连接，偏压变压器的副边绕组的两端与第二整流滤波电路的输入端连接;第二整流滤波电路的负输出端连接有电子枪栅极，第二整流滤波电路的正输出端连接有一高压电源的负端；高压电源的正端接地。由于偏压变压器的原边绕组磁芯和副边绕组磁芯相互分开，因此通过原边绕组磁芯和副边绕组磁芯之间的间距，采用非接触耦合，可以提高偏压变压器的耐压等级，减小偏压电源装置放电几率，提高偏压电源装置的工作稳定性。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种偏压电源装置的结构示意图一；图2为本专利技术实施例中的偏压变压器的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种偏压电源装置的结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏压电源装置，其特征在于，包括：工频整流滤波电路、第一逆变与整流滤波电路、第二逆变电路、谐振变换电路、偏压变压器、第二整流滤波电路；所述偏压变压器包括互相分开的原边绕组磁芯和副边绕组磁芯；所述偏压变压器的原边绕组绕于所述原边绕组磁芯上，副边绕组绕于所述副边绕组磁芯上；所述工频整流滤波电路的输入端接入有三相交流电；所述工频整流滤波电路的输出端与所述第一逆变与整流滤波电路的输入端连接；所述第一逆变与整流滤波电路的输出端与所述第二逆变电路的输入端连接；所述第二逆变电路的输出端与所述谐振变换电路的输入端连接；所述谐振变换电路的输出端与所述偏压变压器的原边绕组的两端连接，所述偏压变压器的副边绕组的两端与所述第二整流滤波电路的输入端连接；所述第二整流滤波电路的负输出端连接有电子枪栅极，所述第二整流滤波电路的正输出端连接有一高压电源的负端；所述高压电源的正端接地。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许海鹰，范恺，左从进，杨波，王永锋，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11