[发明专利]共享加速电源阵列式电子枪电子束流控制装置及方法

说明书

本发明涉及共享加速电源阵列式电子枪电子束流控制装置及方法，其装置包括中央控制器、控制组件供电单元、电子束流调节单元、光纤、信号变换单元、电子束流取样单元、控制组件单元、加速电源单元、加速电压调节单元及辅助电源单元；相对现有技术，本发明通过在高压端对n支电子枪的电子束流解耦采样，实现了阵列式电子枪共享加速电源的工程创新；共享加速电源可使设备更紧凑，降低成本，且可靠性更高。

技术领域

本发明涉及电子束加工装备，特别涉及共享加速电源阵列式电子枪电子束流控制装置及方法。

背景技术

为了获得电子枪稳定的电子束流，需要采用电子束流负反馈的控制策略。电子束加工装备为直流高压装备，安全规则要求装备外壳牢靠接地，装备中直流高压电源(加速电源)一般以装备外壳(大地)作为参考电位，即电子束加工装备中加速电源的低压端与电子枪阳极和大地相接，高压端与电子枪阴极相接，电子枪的电子束流可从加速电源的低压端方便检测。阵列式电子枪如果要求加速电压一致，最好采用共享加速电源，既能保证各电子枪加速电压一致，又能简化结构、降低成本。但共享加速电源时常规电子束流检测方法难以分辨各电子枪的电子束流值，造成各电子枪电子束流无法独立控制，因此阵列式电子枪仍采用一枪一加速电源配置方式。要实现阵列式电子枪各电子枪电子束流独立控制问题，首先要解决各电子枪电子束流解耦检测技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种共享加速电源阵列式电子枪电子束流控制方法及装置，解决阵列式电子枪共享加速电源各电子枪电子束流解耦检测和独立控制问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：共享加速电源阵列式电子枪电子束流控制装置，包括中央控制器、控制组件供电单元、电子束流调节单元、光纤、信号变换单元、电子束流取样单元、控制组件单元、加速电源单元、加速电压调节单元及辅助电源单元；

所述中央控制器，用于整台电子束加工装备的综合控制，输出n路电子束流设定信号给电子束流调节单元，以及输出加速电压设定信号给加速电压调节单元；接收来自加速电源单元的n支电子枪总电子束流取样信号U_bΣ，用于判断加速电源输出过流，其中n＞1；

所述电子束流调节单元，包括n路电子束流调节电路，将接收的n路电子束流取样信号的光信号分别转化成n路电子束流取样信号U_b1、U_b2、…、U_bi、…、U_bn的对应电信号U′_b1、U′_b2、…、U′_bi、…、U′_bn，将n路电子束流取样的对应电信号U′_b1、U′_b2、…、U′_bi、…、U′_bn分别一一对应传输至n路电子束流调节电路，i#电子束流调节电路以接收来自中央控制器的i#电子束流设定信号作为给定信号，以接收到的i#电子束流取样电信号U_bi的对应电信号U′_bi作为负反馈信号，对i#电子枪的电子束流进行闭环调节控制，i#电子束流调节电路运算结果输出i#控制组件电源控制信号送至控制组件供电单元，其中i＝1,2,…,n；

所述控制组件供电单元，包括n路控制组件电源调节电路，将接收的电子束流调节单元n个控制组件电源控制信号分别一一对应传输至n路控制组件电源调节电路，i#控制组件电源调节电路根据接收的i#控制组件电源控制信号自动调节其输出交流电U_Bi的幅值，并将i#控制组件电源调节电路输出交流电U_Bi传输至控制组件单元中变压器T7i的一次侧绕组；

所述光纤，用于连接电子束流调节单元和信号变换单元，将n路电子枪电子束流的光信号由信号变换单元转送至电子束流调节单元，并对信号变换单元电子束流调节单元之间的高电压进行绝缘隔离；