CN203135748U

CN203135748U - 电子束加工设备的栅偏电源及其应用结构

Info

Publication number: CN203135748U
Application number: CN 201320121867
Authority: CN
Inventors: 韦寿祺; 黄小东; 陆思恒; 郭华艳; 王伟; 蒋思远; 陆苇; 黄海; 黄地送
Original assignee: Guilin Shida Electrical And Mechanical Technology Engineering Co Ltd
Current assignee: Guilin Shida Electrical And Mechanical Technology Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2023-03-18

Abstract

本实用新型公开一种电子束加工设备的栅偏电源及其应用结构，所述栅偏电源采用调幅调压逆变技术，使得栅偏电压与其幅值控制信号几乎同步调幅；采用两个单元并联运行的方式，有效消除逆变换流过程对栅偏电压输出波形的影响；在逆变器与隔离变压器之间，设置具有共模电感的滤波器，从而有效抑制了来自高压端的共模冲击信号；新的栅偏电源与加速电源、阴极电源及电子枪的连接方法，在聚束极放电时能够抑制阴极发射不受控电子。

Description

电子束加工设备的栅偏电源及其应用结构

技术领域

本实用新型涉及电子束加工设备领域，具体涉及一种电子束加工设备的栅偏电源及其应用结构。

背景技术

电子束发生系统发射电子束的阴极有直热式和间热式两种阴极。阴极发射电子束流的工作状态有温度限制状态和空间电荷限制状态。在温度限制状态下阴极发射的饱和电子束流密度由式

决定,式中i_s为阴极发射的饱和电子束流密度，A₀为理查逊常数，T为阴极的热力学温度，k为玻耳兹曼常数，

为阴极材料逸出功。在空间电荷限制状态下，在某一阴极温度下，阴极发射的电子束流密度由式

决定，式中i_sp为在空间电荷限制下阴阳极间的电子束流密度，d为阴阳极间距，E_a为加速电压，且i_sp<i_s。阴极的有效发射面积与聚束极的膜孔直径及加在阴极和聚束极间的栅偏电压有关，阴极发射表面的有效直径由式

决定，式中d_k为阴极发射表面的有效直径，d_b为聚束极膜孔直径，E_b0为电子束流截止的栅偏电压值，E_b为聚束极相对阴极的栅偏电压值。

由以上分析可知，阴极发射电子束流与阴极材料的

阴极工作温度T，阴阳极间加速电压E_a，阴阳极间距d，聚束极的膜孔直径d_b，截止栅偏电压E_b0，工作栅偏电压E_b有关。其中

d、d_b和E_b0在工作中是不可控的，且E_a一般控制在某一个稳定值。要改变电子束流大小，只能通过改变阴极加热功率来改变阴极温度T，或者改变栅偏电压E_b来改变阴极的有效发射面积。在电子束流要求调节速度较快，电子束流品质要求较高的电子束加工设备中，如电子束焊机等，多采用后一种电子束流控制方式。

为了解决栅偏电压的快速变化，在申请号为201110272609.0的中国实用新型专利公开的“一种适用于脉冲电子束焊接的偏压电源”和申请号为201110141331.3的中国实用新型专利公开的“一种适用于超音频脉冲电子束焊接的偏压电源”中，都采用两档偏压值交替工作的方法，而每一档偏压值的改变是通过脉宽调制（PWM）控制方法实现，中间需经过时间常数较大的滤波电路，那么每一档偏压值的调节速度相对它们交替工作速度要慢得多。这种两档偏压值交替工作方式，在电子束流要求快速连续调节场合（如电子束快速成形设备）是不适用的。此外，常规栅偏电源与阴极电源、加速电源和电子枪的连接方式，一旦电子枪聚束极对地放电，电子枪中聚束极相对阴极的电位将被拉低甚至有可能变成正的，这样势必导致炽热阴极发射出更多的不受控电子，放电过程加剧，有可能导致被加工件报废和危害设备控制系统的可靠运行。参见图6。

介于以上原因，有必要对栅偏电源的结构及其连接方式进行改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电子束加工设备的栅偏电源及其应用结构，该电子束加工设备的栅偏电源能够快速连续改变栅偏电压值；通过改进栅偏电源与阴极电源、加速电源和电子枪的连接方式，在电子枪聚束极对地放电时有利于抑制阴极发射不受控电子。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一、本实用新型一种电子束加工设备的栅偏电源，主要由输入整流滤波单元、A单元、B单元、输出滤波电容、负载电阻、逆变波形发生器、栅偏电压调节器、电子束流调节器和中央控制器组成；其中A单元和B单元的结构和参数相一致，即A单元和B单元各包括1个逆变器、1个滤波器、1个隔离变压器和1个输出整流桥；在每个单元中，逆变器的输出端连接滤波器的输入端，滤波器的输出端连接隔离变压器的初级绕组，隔离变压器的次级绕组接至输出整流桥的交流输入端；

输入整流滤波单元的输入端连接外部输入的两组交流电，输入整流滤波单元输出的正负直流电源的公共端与大地相接，输出的正极端同时接至A、B两单元逆变器中N型功率管的集电极，输出的负极端同时接至A、B两单元逆变器中P型功率管的集电极；A、B两个单元的输出整流桥的输出端并联后作为栅偏电源的输出，输出滤波电容和负载电阻并联后再并接在栅偏电源的输出端，栅偏电源输出正极端与加速电源的负极相接并接至电子枪的阴极，栅偏电源输出负极与电子枪的聚束极相接；

逆变波形发生器产生两路波形固定的梯形波信号，逆变波形发生器的2个输出端分别连接A、B两单元逆变器的一个输入控制端；上述每路梯形波的正负半波的幅值相等、波形对称、平波部分≥90°；两路梯形波幅值相等、波形一致、并共用一个时序脉冲且相位差为90°；

中央控制器完成整台电子束加工设备的总控工作，并输出栅偏电压预给定信号和电子束流给定信号；

电子束流调节器为比例-积分调节器，电子束流调节器的2个输入端分别连接中央控制器的电子束流给定信号输出端和电子束流取样电阻的输出端；

栅偏电压调节器为比例调节器，栅偏电压调节器的2个输入端分别连接中央控制器的栅偏电压预给定信号输出端和电子束流调节器的输出端；栅偏电压调节器的输出端同时连接A、B两单元逆变器的另一个输入控制端。

上述方案中，每个逆变器均包含1个乘法器IC1，1个高压运算放大器IC2，1个N型功率管T1，1个P型功率管T2，2个反并二极管D1、D2，电容C1，以及4个电阻R1～R4；乘法器IC1的x输入端连接逆变波形发生器的一路输出端，乘法器IC1的y输入端连接栅偏电压调节器的输出端，乘法器IC1的输出端接至高压运算放大器IC2的同相输入端；高压运算放大器IC2的同相输入端经电阻R1接大地，高压运算放大器IC2的反相输入端经电阻R2接大地；电容C1的两端分别接在高压运算放大器IC2的反相输入端和输出端上；高压运算放大器IC2的输出端经电阻R4送至N型功率管T1和P型功率管T2的基极；N型功率管T1的集电极与输入整流滤波单元的输出正极端相连，P型功率管T2的集电极输入整流滤波单元的输出负极端相连，N型功率管T1和P型功率管T2的发射极接在一起作为逆变器的输出端；该逆变器的输出电压由电阻R3从逆变器的输出端反馈到高压运算放大器IC2的反相输入端；反并二极管D1的阴极接N型功率管T1的集电极，反并二极管D1的阳极接N型功率管T1的发射极；反并二极管D2的阴极接P型功率管T2的发射极，反并二极管D2的阳极接P型功率管T2的集电极。

上述方案中，每个滤波器包含差模电感L1、限压元件Ry1、电容C2、以及共模电感L2；差模电感L1的输入端连接逆变器的输出端；差模电感L1的输出端与限压元件Ry1的一端、电容C2的一端和共模电感L2的一个输入端接在一起，限压元件Ry1的另一端、电容C2的另一端和共模电感L2的另一输入端接在一起后再与大地相接；共模电感L2的2个输出端接至隔离变压器的初级绕组的两端。

二、本实用新型另一种电子束加工设备的栅偏电源，主要由输入整流滤波单元、A单元、B单元、输出滤波电容、负载电阻和中央控制器组成；其中A单元和B单元的结构和参数相一致，即A单元和B单元各包括一个逆变器、一个滤波器、一个隔离变压器和一个输出整流桥；在每个单元中，逆变器的输出端连接滤波器的输入端，滤波器的输出端连接隔离变压器的初级绕组，隔离变压器的次级绕组接至输出整流桥的交流输入端；

中央控制器完成整台电子束加工设备的总控工作，并输出两路波形固定的梯形波信号和逆变器输出电压幅值控制信号；上述每路梯形波的正负半波的幅值相等、波形对称、平波部分≥90°；两路梯形波幅值相等、波形一致、并共用一个时序脉冲且相位差为90°；其中中央控制器的2个波形固定的梯形波信号输出端分别接入A、B两单元逆变器的一个输入控制端，中央控制器的逆变器输出电压幅值控制信号输出端同时接入A、B两单元逆变器的另一个输入控制端。

三、基于上述电子束加工设备的栅偏电源的一种栅偏电源的应用结构，包括栅偏电源、加速电源、阴极电源、电子束流取样电阻、电子枪、放电抑制器、第一限流电阻和第二限流电阻；栅偏电源输出负极通过第一限流电阻与电子枪的聚束极相接，栅偏电源输出正极通过第二限流电阻与加速电源负极相接，加速电源的负极、电子枪的阴极和电子枪的聚束极之间通过三端的放电抑制器连接；

上述放电抑制器主要由变压器B1、电感L3、电阻R5、限压元件Ry2、二极管D3～D5组成；变压器B1有三个绕组，其中第一绕组的同名端、第二绕组的异名端和第三绕组的同名端接在一起作为变压器B1的公共端即变压器B1的0端，第一绕组、第二绕组和第三绕组的另一端即变压器B1第1、2、3端分别与二极管D3、D4、D5的阳极相接；二极管D3阴极与电阻R5的一端相接后再接至加速电源负极，电阻R5的另一端与电感L3的一端相接，二极管D4、D5的阴极、电感L3的另一端和限压元件Ry2的一端连接在一起在接至电子枪的阴极，限压元件Ry2的另一端与变压器B1的公共端相接后再接至电子枪的聚束极。

上述方案中，限压元件Ry2为由压敏电阻或瞬变稳压二极管组成的双向限压元件。

上述方案中，变压器B1的第二绕组和第三的匝数相同。

与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：

1、采用调幅调压逆变技术，使得栅偏电压与其幅值控制信号几乎同步调幅；

2、采用两个单元并联运行的方式，有效消除逆变换流过程对栅偏电压输出波形的影响；

3、在逆变器与隔离变压器之间，设置具有共模电感的滤波器，从而有效抑制了来自高压端的共模冲击信号；

4、新的栅偏电源与加速电源、阴极电源及电子枪的连接方法，在聚束极放电时能够抑制阴极发射不受控电子。

附图说明

图1为一种电子束加工设备的栅偏电源装置的结构示意图；图中标号为：1、输入整流滤波单元，2、A单元的逆变器，3、A单元的滤波器，4、A单元的隔离变压器，5、A单元的输出整流桥，6、输出滤波电容，7、负载电阻，8、B单元，9、逆变波形发生器，10、栅偏电压调节器，11、电子束流调节器，12、中央控制器。

图2为图1所示逆变器的电路原理图。

图3为图1所示滤波器的电路原理图。

图4为图1所示逆变波形发生器输出信号波形图。

图5为另一种电子束加工设备的栅偏电源装置的结构示意图；图中标号为：1、输入整流滤波单元，2、A单元的逆变器，3、A单元的滤波器，4、A单元的隔离变压器，5、A单元的输出整流桥，6、输出滤波电容，7、负载电阻，8、B单元，12、中央控制器。

图6为常规栅偏电源与加速电源、阴极电源及电子枪的连接图。

图7为本实用新型栅偏电源与加速电源、阴极电源及电子枪的连接图；图中标号为：13、阴极电源，14、电子枪的阴极，15、电子枪的聚束极，16、电子束，17、电子枪的阳极，18、栅偏电源，19、加速电源，20、电子束流取样电阻，21、放电抑制器，22、第一限流电阻，23、第二限流电阻。

图8为放电抑制器的电路原理图。

具体实施方式

实施例1：

一种电子束加工设备的栅偏电源，如图1所示，主要由输入整流滤波单元1、A单元、B单元8、输出滤波电容6、负载电阻7、逆变波形发生器9、栅偏电压调节器10、电子束流调节器11和中央控制器12组成。

输入整流滤波单元1：将外部输入的两组交流电变成平直的正负两直流电源+V、-V，两直流电源的公共端与大地相接，正极端+V接至A、B两单元逆变器中N型功率管T1的集电极，负极端-V接至A、B两单元逆变器中P型功率管T2的集电极。

A单元和B单元8的结构和参数相一致，即A单元和B单元各包括1个逆变器2、1个滤波器3、1个隔离变压器4和1个输出整流桥5。在每个单元中，逆变器2的输出端连接滤波器3的输入端，滤波器2的输出端连接隔离变压器4的初级绕组，隔离变压器4的次级绕组接至输出整流桥5的交流输入端。A、B两个单元的输出整流桥并联后作为栅偏电源的输出，栅偏电源输出正极端与加速电源19的负极相接并接至电子枪的阴极14，栅偏电源输出负极与电子枪的聚束极15相接。

在栅偏电源的输出端并接输出滤波电容6和负载电阻7，输出滤波电容6的电容值为100-1000pF，由于电子枪的聚束极15与电子枪的阴极14间形不成直流通道，仅形成小电容，那么由负载电阻7提供栅偏电源的直流通道，使其能够稳定工作。

逆变器2：如图2所示，其主要由1个乘法器IC1，1个高压运算放大器IC2，1个N型功率管T1，1个P型功率管T2，2个反并二极管D1、D2，电容C1，以及4个电阻R1～R4组成；乘法器IC1的x输入端连接逆变波形发生器9的一路输出端接收来自逆变波形发生器9的一路信号，乘法器IC1的y输入端连接栅偏电压调节器10的输出端接收来自栅偏电压调节器11的输出信号，乘法器IC1把2个输入信号相乘后输出U₁即U₁=kU_xU_y，其输出端接至高压运算放大器IC2的同相输入端；高压运算放大器IC2的同相输入端经电阻R1接大地，高压运算放大器IC2的反相输入端经电阻R2接大地；电容C1的两端分别接在高压运算放大器IC2的反相输入端和输出端上；高压运算放大器IC2的输出端经电阻R4送至N型功率管T1和P型功率管T2的基极；N型功率管T1的集电极与输入整流滤波单元1的输出正极端+V相连，P型功率管T2的集电极输入整流滤波单元的输出负极端-V相连；N型功率管T1和P型功率管T2的发射极相接作为逆变器2的输出端，逆变器2的输出端输出电压U₃由电阻R3反馈到高压运算放大器IC2的反相输入端；反并二极管D1的阴极接N型功率管T1的集电极，反并二极管D1的阳极接N型功率管T1的发射极；反并二极管D2的阴极接P型功率管T2的发射极，反并二极管D2的阳极接P型功率管T2的集电极。高压运算放大器IC2的工作电源为±40V直流电源，由于电容C1电容量很小（100pF），电容C1对有用信号的影响可以忽略，电容C1仅起到消除高压运算放大器IC2高频自激振荡的作用，高压运算放大器IC2的电路就是构成一种同相端输入的放大电路，逆变器2的输出电压

U_{3} = (1 + \frac{R 3}{R 2}) U_{1} .

滤波器3：如图3所示，其主要由差模电感L1、限压元件Ry1、电容C2、以及共模电感L2组成。逆变器2的输出U₃接至差模电感L1的输入端，差模电感L1的输出端与限压元件Ry1的一端、电容C2的一端、共模电感L2的一个输入端接在一起，限压元件Ry1的另一端、电容C2的另一端、共模电感L2的另一输入端接在一起后再与大地相接，共模电感L2的两输出端分别接至隔离变压器4的初级绕组的两端。共模电感L2对有用的差模信号无影响，仅用于抑制加速电源高压放电通过隔离变压器4的分布电容耦合过来的共模冲击信号，差模电感L1用于抑制逆变器2输出对电容C2的充电电流，其的电感量远小于共模电感L2的电感量，而电容C2选100pF以内的电容值，避免差模电感L1和电容C2对有用信号产生过多的损耗。限压元件Ry1由压敏电阻或瞬变稳压二极管组成的双向限压元件，限压值为1.2-1.5倍的逆变器2输出的梯形电压波的最高幅值。

隔离变压器5：次级绕组接至输出整流桥5的交流输入端，其起到电压等级的变换、能量的传递和高压绝缘隔离的作用。

逆变波形发生器9：产生如图4所示的两路波形固定的梯形波信号，每路梯形波的正负半波的幅值相等，波形对称，平波部分≥90°，两路梯形波幅值相等，波形一致，共用一个时序脉冲，相位差为90°。逆变波形发生器的2个输出端分别连接A、B两单元逆变器2中乘法器IC1的x输入端。

栅偏电压调节器10：接收来自中央控制器12输出的栅偏电压预给定信号U_b ^*和来自电子束流调节器11输出的信号U_b，栅偏电压调节器10比较U_b ^*和U_b两信号，偏差经比例运算后输出逆变器2输出电压幅值控制信号U_y，U_y同时送入A、B两单元逆变器2中乘法器的y输入端。

电子束流调节器11：接收来自中央控制器12输出的电子束流给定信号U_e ^*和来自电子束流取样电阻20输出的信号U_e，电子束流调节器11比较U_e ^*和U_e两信号，偏差经比例、积分等运算后输出信号U_b。此外，电子束流调节器11还接收来自外部电路的故障信号U_er，当U_er有效时，电子束流调节器11的输出被封锁。

中央控制器12：由计算机或可编程控制器（PLC）承担，完成整台电子束加工设备的总控工作，在本实用新型中，中央控制器12由数据设定经D/A转换输出栅偏电压预给定信号U_b ^*和电子束流给定信号U_e ^*。

常规栅偏电源18与加速电源19、阴极电源13及电子枪的连接图如图6所示。而本实用新型采用了上述电子束加工设备的栅偏电源的应用结构，如图7所示。其主要由栅偏电源18、加速电源19、阴极电源13、电子束流取样电阻20、电子枪、放电抑制器21、第一限流电阻22和第二限流电阻23组成。栅偏电源18输出负极通过第一限流电阻22与电子枪的聚束极15相接，栅偏电源18输出正极通过第二限流电阻23与加速电源19负极相接，加速电源19的负极、电子枪的阴极14和电子枪的聚束极15之间通过三端的放电抑制器21连接。上述放电抑制器21如图8所示，其主要由变压器B1、电感L3、电阻R5、限压元件Ry2、二极管D3、二极管D4和二极管D5组成。变压器B1有三个绕组，第二绕组和第三的匝数相同，第一绕组的同名端、第二绕组的异名端和第三绕组的同名端接在一起作为变压器B1的公共端即变压器B1的0端，第一绕组、第二绕组和第三绕组的另一端即变压器B1第1、2、3端分别与二极管D3、D4、D5的阳极相接。二极管D3阴极与电阻R5的一端相接后再接至加速电源19负极，R5的另一端与电感L3的一端相接，二极管D4、D5的阴极、电感L3的另一端和限压元件Ry2的一端连接在一起在接至电子枪的阴极14，限压元件Ry2的另一端与变压器B1的公共端相接后再接至电子枪的聚束极15。在本实用新型中，限压元件Ry2为由压敏电阻或瞬变稳压二极管组成的双向限压元件。

上述栅偏电源18应用结构所实现的应用运行方法，其具体过程如下：

正常工作时，二极管D3、D4、D5承受反压而截止，电子束流I_e通道为加速电源19正极→电子束流取样电阻20→工件即大地→电子枪的阴极14→电感L3→电阻R5→加速电源19的负极；电子束流I_e通过电感L3和电阻R5串联支路时产生

的压降，此压降与栅偏电源18产生的栅偏电压叠加后共同作用于电子枪的阴极14和聚束极15上，对电子束流I_e形成一个快速局部负反馈；电阻R5阻值可为零；

如果聚束极15对地放电，由于第一限流电阻22和第二限流电阻23的阻碍，流过栅偏电源18的放电电流只有极少一部分，即极少部分的放电电流的通道为加速电源19正极→电子束流取样电阻20→电子枪的阳极17即大地→电子枪的聚束极15→第一限流电阻22→栅偏电源18→第二限流电阻23→加速电源19的负极；绝大部分的放电电流的通道为加速电源19的正极→电子束流取样电阻20→电子枪的阳极17即大地→电子枪的聚束极15→变压器B1的第一绕组→二极管D3→加速电源19的负极；瞬变放电电流通过变压器B1的第一绕组时，由于变压器效应，在变压器B1的第二绕组和第三绕组中将感应出感应电动势，放电电流增加时变压器B1的第二绕组感应出正电动势，通过二极管D4施加到电子枪的阴极14上，变压器B1的第三绕组感应出负电动势，二极管D5阻断；放电电流减少时变压器B1的第三绕组感应出正电动势，通过二极管D5施加到电子枪的阴极14上，变压器B1的第二绕组感应出负电动势，二极管D4阻断。放电电流的增减变压器B1都有感应电动势施加到阴极14和聚束极15上，此感应电动势起到栅偏电压的作用，抑制阴极14发射电子。

实施例2

在实施1中，电子束加工设备的栅偏电源18的逆变波形发生器9、栅偏电压调节器10、电子束流调节器11和中央控制器12各自独立配合工作，实施例2与实施例1的区别则是：实施例2将电子束加工设备的栅偏电源18的逆变波形发生器9、栅偏电压调节器10、电子束流调节器11全部统一由中央控制器12数字化完成。此时，中央控制器12由计算机承担。即中央控制器12除完成整台电子束加工设备的总控工作，还需输出两路波形固定的梯形波信号U_xA、U_xB和逆变器2输出电压幅值控制信号U_y；其中电子束流取样信号U_e经A/D转换后输入中央控制器，U_y、U_xA和U_xB信号由中央控制器12产生并经D/A转换后输出。相应的改进是，逆变器2的乘法器IC1的x输入端连接中央控制器12的一路中央控制器12的波形固定的梯形波信号输出端，乘法器IC1的y输入端连接中央控制器12的逆变器2输出电压幅值控制信号输出端。参见图5。实施例2的输入整流滤波单元1、A单元、B单元8、输出滤波电容6、负载电阻7与实施例1相同。

对于本实施例2的电子束加工设备的栅偏电源的应用结构和电子束加工设备的栅偏电源的应用结构的应用运行方法则与实施例1相同。

Claims

1.电子束加工设备的栅偏电源，其特征在于：主要由输入整流滤波单元（1）、A单元、B单元（8）、输出滤波电容（6）、负载电阻（7）、逆变波形发生器（9）、栅偏电压调节器（10）、电子束流调节器（11）和中央控制器（12）组成；其中A单元和B单元的结构和参数相一致，即A单元和B单元各包括1个逆变器（2）、1个滤波器（3）、1个隔离变压器（4）和1个输出整流桥（5）；在每个单元中，逆变器（2）的输出端连接滤波器（3）的输入端，滤波器（3）的输出端连接隔离变压器（4）的初级绕组，隔离变压器（4）的次级绕组接至输出整流桥（5）的交流输入端；

输入整流滤波单元（1）的输入端连接外部输入的两组交流电，输入整流滤波单元（1）输出的正负直流电源的公共端与大地相接，输出的正极端同时接至A、B两单元逆变器（2）中N型功率管的集电极，输出的负极端同时接至A、B两单元逆变器（2）中P型功率管的集电极；A、B两个单元的输出整流桥（5）的输出端并联后作为栅偏电源的输出，输出滤波电容（6）和负载电阻（7）并联后再并接在栅偏电源的输出端，栅偏电源输出正极端与加速电源的负极相接并接至电子枪的阴极（14），栅偏电源输出负极与电子枪的聚束极（15）相接；

逆变波形发生器（9）产生两路波形固定的梯形波信号，逆变波形发生器（9）的2个输出端分别连接A、B两单元逆变器（2）的一个输入控制端；每路梯形波的正负半波的幅值相等、波形对称、平波部分≥90°；两路梯形波幅值相等、波形一致、并共用一个时序脉冲且相位差为90°；

中央控制器（12）完成整台电子束加工设备的总控工作，并输出栅偏电压预给定信号和电子束流给定信号；

电子束流调节器（11）为比例-积分调节器，电子束流调节器（11）的2个输入端分别连接中央控制器（12）的电子束流给定信号输出端和电子束流取样电阻的输出端；

栅偏电压调节器（10）为比例调节器，栅偏电压调节器（10）的2个输入端分别连接中央控制器（12）的栅偏电压预给定信号输出端和电子束流调节器（11）的输出端；栅偏电压调节器（10）的输出端同时连接A、B两单元逆变器（2）的另一个输入控制端。

2.根据权利要求1所述的电子束加工设备的栅偏电源，其特征在于：每个逆变器均包含1个乘法器IC1，1个高压运算放大器IC2，1个N型功率管T1，1个P型功率管T2，2个反并二极管D1、D2，电容C1，以及4个电阻R1～R4；

乘法器IC1的x输入端连接逆变波形发生器的一路输出端，乘法器IC1的y输入端连接栅偏电压调节器的输出端，乘法器IC1的输出端接至高压运算放大器IC2的同相输入端；高压运算放大器IC2的同相输入端经电阻R1接大地，高压运算放大器IC2的反相输入端经电阻R2接大地；电容C1的两端分别接在高压运算放大器IC2的反相输入端和输出端上；高压运算放大器IC2的输出端经电阻R4送至N型功率管T1和P型功率管T2的基极；N型功率管T1的集电极与输入整流滤波单元的输出正极端相连，P型功率管T2的集电极输入整流滤波单元的输出负极端相连；N型功率管T1和P型功率管T2的集电极接在一起作为逆变器的输出端，且该逆变器的输出电压由电阻R3反馈到高压运算放大器IC2的反相输入端；反并二极管D1的阴极接N型功率管T1的集电极，反并二极管D1的阳极接N型功率管T1的发射极；反并二极管D2的阴极接P型功率管T2的发射极，反并二极管D2的阳极接P型功率管T2的集电极。

3.根据权利要求1所述的电子束加工设备的栅偏电源，其特征在于：每个滤波器包含差模电感L1、限压元件Ry1、电容C2、以及共模电感L2；

差模电感L1的输入端连接逆变器的输出端；差模电感L1的输出端与限压元件Ry1的一端、电容C2的一端和共模电感L2的一个输入端接在一起，限压元件Ry1的另一端、电容C2的另一端和共模电感L2的另一输入端接在一起后再与大地相接；共模电感L2的2个输出端接至隔离变压器的初级绕组的两端。

4.电子束加工设备的栅偏电源，其特征在于：主要由输入整流滤波单元（1）、A单元、B单元（8）、输出滤波电容（6）、负载电阻（7）和中央控制器（12）组成；其中A单元和B单元的结构和参数相一致，即A单元和B单元各包括一个逆变器（2）、一个滤波器（3）、一个隔离变压器（4）和一个输出整流桥（5）；在每个单元中，逆变器（2）的输出端连接滤波器（3）的输入端，滤波器（3）的输出端连接隔离变压器（4）的初级绕组，隔离变压器（4）的次级绕组接至输出整流桥（5）的交流输入端；

中央控制器（12）完成整台电子束加工设备的总控工作，并输出两路波形固定的梯形波信号和逆变器输出电压幅值控制信号；上述每路梯形波的正负半波的幅值相等、波形对称、平波部分≥90°；两路梯形波幅值相等、波形一致、并共用一个时序脉冲且相位差为90°；其中中央控制器（12）的2个波形固定的梯形波信号输出端分别接入A、B两单元逆变器（2）的一个输入控制端，中央控制器（12）的逆变器输出电压幅值控制信号输出端同时接入A、B两单元逆变器（2）的另一个输入控制端。

5.根据权利要求4所述的电子束加工设备的栅偏电源，其特征在于：每个逆变器均包含1个乘法器IC1，1个高压运算放大器IC2，1个N型功率管T1，1个P型功率管T2，2个反并二极管D1、D2，电容C1，以及4个电阻R1～R4；

6.根据权利要求4所述的电子束加工设备的栅偏电源，其特征在于：每个滤波器包含差模电感L1、限压元件Ry1、电容C2、以及共模电感L2；

7.基于权利要求1或4中所述电子束加工设备的栅偏电源的应用结构，其特征在于：包括电子枪、栅偏电源（18）、加速电源（19）、阴极电源（13）、电子束流取样电阻（20）、放电抑制器（21）、第一限流电阻（22）和第二限流电阻（23）；栅偏电源（18）输出负极通过第一限流电阻（22）与电子枪的聚束极（15）相接，栅偏电源（18）输出正极通过第二限流电阻（23）与加速电源（19）负极相接，加速电源（19）的负极、电子枪的阴极（14）和电子枪的聚束极（15）之间通过三端的放电抑制器（21）连接；

上述放电抑制器（21）主要由变压器B1、电感L3、电阻R5、限压元件Ry2、二极管D3～D5组成；变压器B1有三个绕组，其中第一绕组的同名端、第二绕组的异名端和第三绕组的同名端接在一起作为变压器B1的公共端即变压器B1的0端，第一绕组、第二绕组和第三绕组的另一端即变压器B1第1、2、3端分别与二极管D3、D4、D5的阳极相接；二极管D3阴极与电阻R5的一端相接后再接至加速电源（19）负极，电阻R5的另一端与电感L3的一端相接，二极管D4、D5的阴极、电感L3的另一端和限压元件Ry2的一端连接在一起在接至电子枪的阴极（14），限压元件Ry2的另一端与变压器B1的公共端相接后再接至电子枪的聚束极（15）。

8.根据权利要求7所述的电子束加工设备的栅偏电源的应用结构，其特征在于：限压元件Ry2为由压敏电阻或瞬变稳压二极管组成的双向限压元件。

9.根据权利要求7所述的电子束加工设备的栅偏电源的应用结构，其特征在于：所述变压器B1的第二绕组和第三绕组的匝数相同。