脉冲电子束源控制系统的研究与设计

发布时间：2024-03-16 02:33

　　脉冲电子束具有能量密度大、反射率低、效率高、加热冷却速度快等特点,广泛应用于材料表面改性领域。针对材料表面改性电子束装置高压放电时控制电路易受强电磁干扰、绝缘易损坏,以及磁场、阳极、阴极时序控制等问题,提出一种稳定性更高、低频重复放电故障率更低、控制更加简单的脉冲电子束源及其时序放电控制系统。在对电子束中脉冲成形网络理论分析后,结合国内外脉冲电子束源的设计经验,提出了基于无线射频通讯与光纤通讯结合的电子束主控系统,对核心芯片外围电路和光电转换电路进行详细设计,并给出了时序放电控制程序的软件流程。对脉冲成形网络中放电开关——晶闸管的触发驱动电路进行了理论分析和硬件计算,经仿真和实验验证,该触发驱动电路能可靠、快速触发控制系统中的大功率KK快速晶闸管导通。根据材料表面改性脉冲电子束源的要求,结合开关电源的基础理论,设计了给磁场、阳极、阴极触发的脉冲成形线供电的高压直流辅助电源,该电源采用TPS28225作为PWM控制器,半桥逆变、全桥整流的DC-DC升压结构,输出最高2kV的直流高压,为储能电容充电。电源输出端设计了由压敏电阻、超快恢复二极管和高功率限流电阻组成的反向高压抑制电路,杜绝了脉...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.4日本某机构组装的PF-32A电子束装备

1绪论3阴极阳极真空泵阀螺线管阴极套管法兰门图1.1RITM-2M电子束装备图图1.4日本某机构组装的PF-32A电子束装备表1.1不同电子束装备的参数赝火花放电脉冲电子束电流密度106A/cm2电子束功率密度109W/cm2平均电流密度104A/cm2离子束功率密度106W/c....

图2.2电子束处理后的60Si2Mn表面形貌

重庆理工大学硕士学位论文8图2.2电子束处理后的60Si2Mn表面形貌系统基本工作过程为：①当真空二极管中真空度达到要求后，启动高压辅助直流电源和高压直流电源（HVPS）给阴极、阳极、磁场各路电容充电；②当充电电压达到预定值后，触发磁场回路电容放电，脉冲电流在亥姆霍兹线圈中产生较....

图2.8PFN电压输出波形

重庆理工大学硕士学位论文12R820ΩS1L167mHD11N5758R220ΩS2C220uFR33MΩC1200uFR12MΩT1-18:50C31uFR410MΩR530ΩD21N5758R620ΩS3C41uFR73MΩT218:40C54.7nFD3S4+-C63uFW....

图2.9PFN电流输出波形

2脉冲电子束源主控系统设计13图2.9PFN电流输出波形图2.9则是模拟了阳极负载短路和阴极输出短路情况下的磁场回路、阳极短路回路、阴极HVPG回路的电流。因为在实际情况中，阳极为一合金材料，施加将数千伏的加速电压到该合金电极上，使二极管内低真空的稀有气体发生电离；同样的，阴极放....

本文编号：3928983