第二输入端，所述调节器(5)的第一输入端输入高压给定信号U*，所述调节器(5)的输出端与所述逆变单元(3)的信号端连接； 所述进线滤波器(I)，其用于接入交流电，消除电磁干扰信号在其输入端与输出端间的传递； 所述低压整流桥(2)，其用于将交流电变换成不可控脉动直流电； 所述逆变单元(3)，其用于将不可控直流电逆变成可控中频矩形波交流电；还用于将调节信号Uc转换成PffM信号的占空比，调整中频矩形波交流电的幅值，稳定高压输出； 所述高压单元(4)，其用于将可控中频矩形波交流电进行升压和整流滤波，并输出平直的直流高压电，同时对输出高压值进行线性采样，输出作为高压反馈信号U ; 所述调节器(5)，其用于将高压给定信号If与高压反馈信号U的差值进行比例一积分(PD运算，生成调节信号Uc。2.根据权利要求1所述一种电子束微细加工设备加速电源装置，其特征在于:所述逆变单元(3)包括A相逆变器、B相逆变器和驱动脉冲发生器(3-1)，所述A相逆变器和所述B相逆变器均与所述驱动脉冲发生器(3-1)连接。3.根据权利要求2所述一种电子束微细加工设备加速电源装置，其特征在于:所述A相逆变器包括开关功率管Vl?V2、电感L1、电容Cl?C2和电容C5，所述开关功率管Vl的集电极接至所述低压整流桥(2)的正输出端，所述开关功率管Vl的发射极与所述开关功率管V2的集电极相接，并连至所述电感LI的第一端，所述开关功率管V2的发射极接至所述低压整流桥(2)的负输出端，所述开关功率管Vl和开关功率管V2的基极与所述驱动脉冲发生器(3-1)连接，所述电容Cl和电容C2串联连接，电容Cl和电容C2串联支路的Cl端与所述开关功率管Vl的集电极相接，电容Cl和电容C2串联支路的C2端与所述开关功率管V2的发射极相接，电容Cl和电容C2串联支路的中间端与所述电容C5的第一端相接，所述电容C5的第二端与电感LI的第二端相接，电感LI与电容C5组成输出低通滤波器，所述电容C5的两端作为最终输出端，接至第一升压变压器(4-1) 一次绕组的两端。4.根据权利要求2所述一种电子束微细加工设备加速电源装置，其特征在于:所述B相逆变器包括开关功率管V3?V4、电感L2、电容C3?C4和电容C6，所述开关功率管V3的集电极接至所述低压整流桥(2)的正输出端，所述开关功率管V3的发射极与所述开关功率管V4的集电极相接，并连至所述电感L2的第一端，所述开关功率管V4的发射极接至所述低压整流桥(2)的负输出端，所述开关功率管V3和开关功率管V4的基极与所述驱动脉冲发生器(3-1)连接，所述电容C3和电容C4串联连接，电容C3和电容C4串联支路的C3端与所述开关功率管V3的集电极相接，电容C3和电容C4串联支路的C4端与所述开关功率管V4的发射极相接，电容C3和电容C4串联支路的中间端与所述电容C6的第一端相接，所述电容C6的第二端与电感L2的第二端相接，电感L2与电容C6组成输出低通滤波器，所述电容C6的两端作为最终输出端，接至第二升压变压器(4-2) —次绕组的两端。5.根据权利要求1至4任一项所述一种电子束微细加工设备加速电源装置，其特征在于:所述高压单元(4)包括第一升压变压器(4-1)、第二升压变压器(4-2)、第一高压整流桥(4-3)、第二高压整流桥(4-4)、高压滤波器(4-5)、高压放电扼流器(4-6)、高压分压器(4-7)和束流取样电阻(4-8)，所述第一升压变压器(4-1)的输出端与所述第一高压整流桥(4-3)的输入端连接，所述第二升压变压器(4-2)的输出端所述第二高压整流桥(4-4)的输入端连接，所述第一高压整流桥(4-3)和第二高压整流桥(4-4)的输出端均与所述高压滤波器(4-5)的输入端连接，所述高压滤波器(4-5)的输出高压端和低压端分别与所述高压放电扼流器(4-6)和束流取样电阻(4-8)的第一端连接，所述高压放电扼流器(4-6)的输出端接至电子枪的阴极，所述束流取样电阻(4-8)的第二端接地，所述高压分压器(4-7)并接在所述高压放电扼流器(4-6)输出端与大地之间； 所述第一升压变压器(4-1)和第二升压变压器(4-2)，均用于将中频矩形波交流电进行升压、传递和高压绝缘，输出中频高压交流电； 所述第一高压整流桥(4-3)和第二高压整流桥(4-4)，均用于将中频高压交流电变换成脉动高压直流电，第一高压整流桥(4-3)和第二高压整流桥(4-4)并联输出； 所述高压滤波器(4-5)，用于将脉动高压直流电变换为平滑的高压直流电； 所述高压放电扼流器(4-6)，用于当发生高压放电时，将抑制高压直流电放电电流的上升速率，减缓高压放电所产生的电磁冲击强度； 所述高压分压器(4-7)，用于测量输出高压的电压值，输出正比于加速高压的电压信号U，作为高压反馈信号； 所述束流取样电阻(4-8)，用于测量电子束流值，其两端输出正比于电子束流大小的电压取样信号，作为电子束流反馈信号供给设备其它控制系统用。6.一种电子束微细加工设备加速电源装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤S1.接入交流电，消除高频电磁干扰信号在其输入端与输出端间的传递； 步骤S2.将交流电变换成平直的不可控直流电； 步骤S3.将平直的不可控直流电逆变成中频矩形波交流电； 步骤S4.将中频矩形波交流电进行升压和整流滤波，并输出直流高压，同时对输出高压值进行线性采样，输出高压反馈信号U ; 步骤S5.将压给定信号If和高压反馈信号U的差值进行比例一积分(PI)运算，生成调节信号Uc ； 步骤S6.将调节信号Uc转换成PffM信号的占空比，调整中频矩形波交流电的幅值，稳定高压输出。7.根据权利要求6所述一种电子束微细加工设备加速电源装置的控制方法，其特征在于: 步骤S41.将中频矩形波交流电进行电能传递、升压和高压绝缘，输出中频矩形波高压交流电； 步骤S42.将中频矩形波高压交流电变换成脉动直流电； 步骤S43.将脉动直流电滤波变换为平滑的高压直流电； 步骤S44.当发生高压放电时，将抑制高压直流电放电电流的上升速率，减缓高压放电所产生的电磁冲击强度； 步骤S45.测量高压输出电压值，输出正比于加速高压的高压信号U ;同时测量电子束流值，输出正比于电子束流大小的电压取样信号。
【专利摘要】本发明涉及一种电子束微细加工设备加速电源装置及控制方法，其装置包括进线滤波器、低压整流桥、逆变单元、高压单元和调节器，所述进线滤波器的输入端与外部电网连接，所述进线滤波器的输出端、低压整流桥、逆变单元和高压单元的输入端依次串联，所述高压单元的高压输出端输出高压电，所述高压单元的信号端输出的高压反馈信号U送至所述调节器的第二输入端，所述调节器的第一输入端输入高压给定信号U*，所述调节器的输出端与所述逆变单元的信号端连接。相对现有技术，本发明解决由于PWM变流器工作于电流断续状态导致加速电源输出端出现尖峰电压问题。
【IPC分类】H02M5/10, H02M7/5387, H02M7/217, H02M1/14, H02M7/06
【公开号】CN105141149
【申请号】CN201510583605
【发明人】韦寿祺, 崔九喜, 李雪娇, 秦玉江
【申请人】桂林电子科技大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月15日