DE1565145A1 - Geregelte Stromversorgung fuer eine Elektronenstrahlkanone - Google Patents
Geregelte Stromversorgung fuer eine ElektronenstrahlkanoneInfo
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Description
Geregelte Stromversorgung für eine Elektronenstrahlkanone
Die Erfindung betrifft allgemein eine Stromvers ο rgung -und
speziell eine geregelte Stromversorgung für die Abgabe von mehreren Kilowatt Leistung an eine Elektronenstrahlkanone,
die in einem Hochvakuum-Elektronenstrahlofen verwendet
wird.
Elektronenstrahlofen werden bei verschiedenen Arten von
Werkstoffbearbeitung benutzt, z.B. beim Schmelzen, Glühen, Reinigen, Bedampfen usw. Im allgemeinen weist ein Elektronenstrahlgerät
eine Elektronenkanone auf, die einen Elektronenstrahl erzeugt und ihn auf das zu behandelnde Material
richtet; das zu behandelnde Material und die Elektronenstrahlkanone
befinden sich in einem evakuierten Raum. Die Elektronenkanone weist allgemein eine Elektronenquelle,
etwa eine Glühkathode oder einen Heizfaden auf und eine
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Anode, die auf hohem positiven Potential gegenüber der Kathode gehalten wird, wodurch ein starkes elektrostatisches
Feld zum Beschleunigen der Elektronen erzeugt wird. Eine Fokussierungselektrode in der Elektronenkanone bündelt die
Elektronen zu einem Strahl. Die Elektronen des Strahls werden auf das Werkstück geschleudert und erhitzen es. Die im
Werkstück erzeugte Wärme hängt von der Stromstärke im Elektronenstrahl und der Elektronengeschwindigkeit ab, die sich
nach dem elektrostatischen Feld richtet, durch das die Elektronen bewegt v/erden (d.i. Spannung längs des Strahls).
Wenn die Elektronen auf das Werkstück fallen, werden verschiedene Gase und Dämpfe von dem erhitzten Material abgegeben.
Diese Gase führen zu einer Abnahme des Widerstandes in der Elektronenbahn, woraus sich eine Zunahme des Elektronenstrahlstroms
ergibt, was bis zur Bogenentladung im elektrostatischen Feld führen kann.
Bei den bisher üblichen Stromversorgungsanlagen für Elektronenstrahlofen
wurde im allgemeinen nur der Elektronenstrahl überwacht oder konstant gehalten, wobei der Strom für die
verschiedenen Behandlungsprozesse eingeregelt wurde. In
derartigen Stromversorgungen für konstante Stromstärke 'jmrde
ein konstanter Wechselstrom erzeugt, der von einem Hochspannungsgleichrichter gleichgerichtet wurde, um einen konstanten
Gleichstrom zu erzeugen. Der Gleichstromausgang des Gleichrichters
wurde an den Elektronenstrahl gelegt, der von der
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Elekt ronens tr alilkanone ausgeht und auf das Werkstück trifft·. ,
Der Elektronenstrahl stellt dabei die Belastung der Gleichstromschaltung dar. Die Spannung am Elektronenstrahl hängt von
dem Widerstand des Elektronenstrahls ab. Bei bestimmten bekannten Stromversorgungsanlagen für Elektronenstrahlofen wurde
die längs des Strahls bestehende Spannung durch Steuerung der Fadentemperatur der Elektronenkanone eingestellt.
Lie üblichen Stromversorgungseinrichtungen bestanden aus nur einem Kreis. Derartige Einrichtungen umfassen im allgemeinen
Induktivitäten unä Kapazitäten, die zu Schwingkreisen zusammengesetzt
werden, die mit der -trequenz des Eingangskreises
schwingen. Derartige Schaltungen wurden mit umfangreichen.
Vorkehrungen sum Schutz der verschiedenen Schaltungselemente vor Überlastung versehen für den iall, daß der Elektronenstrahlofen
üte r das Maß des gewünschter* Ausgangsstrombereichs
hinaus betrieben wurde. Derartige Schaltungen, machen außerdem
Blindstromkomponenten von unwirtschaftlicher Größe erforderlich.
Gemäß der Erfindung wird eine verbesserte geregelte Stromversorgungsanlage
vorgeschlagen, die mehrere Kilowatt Leistung an die in einen; Kochvakuuni-Slektronenstrahlofen benutzte
Elektronenstraiilkanone abzugeben vermag.
Die erfindungs^ernäie Stromversorgung für einen Elektronenstrahlofen
besitzt eine Regelung für die an die Elektronenstra.ilkanone
gelegte Spannung und den Elektronenstrahlstroin.
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Die Stromversorgung ermöglicht es ferner, im normalen Strombereich der Elektronenstrahlkanone eine konstante
Spannung zu liefern, die ferner den der Elektronenstrahlkanone zugeführten Strom nach oben begrenzt. Die Stromversorgung
für die Elektronenstrahlkanone läßt sich leicht bedienen, sie ist wirtschaftlich herzustellen und besitzt eine
hohe Lebensdauer.
Die einzige,der Beschreibung beigefügte Abbildung stellt
ein Schaltschema der geregelten Stromversorgung dar.
Bei der gezeichneten Stromversorgung wird die einer Elektronenstrahlkanone
1o in einem Elektronenstrahlofen 12 zugeführte Spannung stabilisiert oder konstant gehalten durch
Verwendung einer Stromregel-ung 14 als Regler für den Ausgang
einer Hochspannungsgleichstromquelle 16. Die an der Elektronenkanone liegende Spannung wird durch eine auf Spannung
ansprechende Einrichtung 18 nachgewiesen, deren Ausgangsgröße einer Vergleichseinrichtung 2o zugeführt wird,
die den Teil des Spannungssignals verstärkt, der über einer
gegebenen Vergleichsspannun^: liegt. Der durch die Elektronenkanone
1o fließende Strom wird durch eine auf Strom ansprechende
Einrichtung 22 nachgewiesen, deren Ausgangsgröße der Vergleichseinrichtung 2o zugeführt wird. Die Vergleichseinrichtung
verstärkt den Teil des Stromsignals, der eine vorgegebene Bezugsspannung übersteigt. Das Strom- und das Spannungssignal
werden so eingestellt, daß während eines normalen
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Betriebs des Elektronenstrahlofen die Amplitude des
Stromsignals niedriger ist als die vorgegebene Spannung und das Spannungssignal größer ist als die vorgegebene Spannung.
Im Normalbetrieb verstärkt die Vergleichseinrichtung
2o nur ein auf das Spannungssignal bezogenes Signal. Wenn
das Stromsignal des Elektronenstroms über der vorbestimmten Spannung liegt, was üblicherweise bei einer Bogenentladung
in dem elektrostatischen Felde der Elektronenkanone eintritt, verstärkt die Vergleichseinrichtung 2o ein stromabhängiges
Signal. Während einer Bogenentladung wird der Widerstand des Elektronenstrahlweges verringert, wodurch sich die Spannung,
die an der Elektronenkanone liegt, unter die vorbestimmte Bezugsspannung verringert. Folglich wird das Spannungssignal während des Betriebes mit maximaler Stromstärke von
der Vergleichseinrichtung 2o nicht verstärkt. Das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 2o wird einem Steuerelement
24 zugeführt, das den Strom, der durch den Stromregler 14 fließt, gegenläufig zu dem Signal steuert, das die Vergleichseinrichtung
2o steuert. Daraus ergibt sich eine hochstabilisierte Spannung von Null bis zu einem Höchstwert des Elektronenstrahl
Stroms. Bei höchstem Elektronenstrahlstromwird der zur Elektronenkanone geleitete Strom so geregelt, daß
der iuaximalstrom nicht überschritten wird. Es ist ferner
eine Stromregelung vorgesehen (26) zum Festlegen des Elektronenstrahlstroms während des Normalbetriebs der Elektronenstrahlkanone
und zum Einhalten der gewählten Stromstärke.
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Im einzelnen kann die Kochspannungsgleichstromquelle 16 als normale (nicht dargestellte) Dreiphasen-Zweiweggleichrichterbrücke
ausgebildet sein, die mit einer (nicht dargestellten) Dreiphasenstromquelle verbunden ist. Die Uegativklemme
der Gleichstromquelle 16 ist über eine Leitung 28 mit einem Heizfaden 3o der Elektronenstrahlkanone 1o verbunden.
Dabei ist die Leitung 28 mit dem Mittelabgriff 32 einer Sekundärwicklung 34 eines Heiztransformators 36 verbunden.
Der Heizfaden 3o der Elektronenstrahlkanone 1 ο liegt an der Sekundärwicklung 34. Ein Bondensatorpaar 37,38 liegt
zwischen den Enden der Sekundärwicklung 34 und dem Mittelabgriff
32 der Sekundärwicklung 34. Der Heizfaden 3o wird geheizt durch Anschließen der Primärwicklung 4o des Heiztransformators
36 an die Stromregeleinrichtung 26, die nachstehend genauer beschrieben wird.
Die Plusklemme der Hochspannungsquelle 16 ist über eine Leitung
42 mit dem Stromregler 14 verbunden, der in der gezeichneten Ausführungsform als Hochvakuumtriode mit einem Heizfaden
44, einer Anode 46 und dem Steuergitter 24 ausgeführt ist. In dieser Schaltung ist die Plusklemme der Stromquelle
16 an die Anode 46 geführt. Der Heizfaden 44 wird von einem
Heiztransformator 48 gespeist, dessen -frimärwicklxmg 5o an
eine Wechselstromquelle 52 geschaltet ist. Die Sekundärwicklung
54 des Heiz transformator 48 besitzt einen Mittelabgriff
56, und ein Kondensatorpaar 58,5o liegt zwischen den Enden der Sekundärwicklung 54 und dem Mittelabgriff 56
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Wie gezeichnet, ist der Mittelabgriff 56 der Sekundärwicklung 54 mit einem Ende der stromempfindlichen Einrichtung
22 verbunden, die in der gezeichneten Ausführungsform aus einem Festwiderstand 62 in Reihe mit einem Regelwiderstand
64 besteht. Die andere Seite der stromempfindlichen Einrichtung 22 liegt ebenso wie das im Elektronenstrahlofen 12
befindliche Werkstück 66 und eine Beschleunigungselektrode 68 in der Elektronenstrahlkanone 1o an Erde. Der die Elektronenstrahlkanone 1o durchsetzende Strom fließt daher durch
die in Reihe liegenden Widerstände 62 und 64, und der Spannungsabfall an den hintereinandergeschalteten Widerständen
62 und 64 dibt daher die Amplitude des Elektronenstrahlstroms
an.
Die an der Elektronenkanone 1o liegende Spannung wird von
der s pannungs empfindliche η Einrichtung 15 bestimrut, die
gemäß der gezeichneten Ausführungsform eine Spannungsteilerschaltung
darstellt. Die Spannungsteilersclialtung 18 weist,
wie gezeichnet, drei hintereinander liegende .Y'iderstände 7o,
72 und 74 auf, von denen α er mittlere als Potentiometer ausgebildet
ist. Ein Ende der Spannungsteilerschaltung 18 liegt an der ...it tei'insapfung 52 des -.eiztransiorniators 36 der
Elektronenkanone 1o, und das andere Ende der Spsi^rur.gsteilerschaltung
13 liegt ar* der !.litt el anzapfung 56 des Keiztraiisforniators
4-3 der Irioie 14.
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Wie aus dein Schaltbild ersichtlich, wird das zwischen der
Anzapfung des Potentiometers 72 und der Liittelanzapfung 56
des Transformators 48 für die Triodenheizung entstehende Spannungssignal
an den einen Eingang der Vergleichseinrichtung 2o geleitet. Das an den in Reihe liegenden Widerständen 64
und 62 (.testwiderstand) entstehende Stromsignal wird an den
zweiten Eingang der Vergleichseinrichtung 2o geleitet. Die Einrichtung vergleicht das Spannungssignal und das Stromsignal
mit einer Bezugsspannung und verstärkt den Teil eines
der beiden Signale, das die Bezugsspannung übersteigt.
Die dargestellte Vergleichseinrichtung 2o umfaßt eine Oder-Schaltung
76 mit zwei Verstärkerkreisen 78 und 8o, die einen gemeinsamen Ausgang und im Eingang jeder Verstärkerschaltung
eine umgekehrt an Vorspannung liegende Diode 82 besitzen. Jede Verstärkerschaltung weist einen pnp-Transistor auf, der
in üblicher Emitterschaltung mit der umgekehrt an Vorspannungliegenden Mode 82 verbunden ist, die zwischen der Basis 84
und ieri Eingang der jeweiligen Verstärkerschaltung liegt.
iür die eine Schaltung ist das Signal das Spannungssignal,
für die andere das Stromsignal. Die Dioden 82 erhalten umgekehrte Vorspannung durch eine an einer Zenerdiode 86 liegende
konstante Vergleichsspannung. Das negative Ende der Zenerdiode
86 liegt dabei an den Emittern 88 der Transistoren 78 und 8o, die miteinander verbunden sind, und das positive
Ende der Zenerdiode 86 ist mit dem gemeinsamen Knotenpunkt zwischen der spannungsempfindlichen Einrichtung 18 und der
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stromempfindlichen Einrichtung 22 verbunden. Ein Paar umgekehrt an Vorspannung liegende Dioden sind zwischan die
Basis 84 und den Emitter 88 jedes Transistors geschaltet, um die Wirkung von Einsehaltvorgängen zu verringern.
Die Kollektoren 9o der Transistoren 78 und 8o sind miteinander
verbunden und werden mit einer konstanten Gleichspannung beschickt. Hierzu steht das negative Ende der Zenerdiode
92 über ein Paar in Reihe liegender Widerstände 94 und 96 mit den gemeinsamen Kollektoren 9o der Transistoren
78 und 8o in Verbindung. Das positive Ende der Zenerdiode
92 ist an die miteinander verbundenen Emitter 88 geführt. Die Durchbruchsgleichspannung für die Zenerdioden 86 und 92
wird durch eine Gleichstromquelle 98 geliefert.
Der Ausgang der Oder-Schaltung 76 wird durch einen Verstärker 1oo verstärkt, der in der gezeichneten Ausführungsform
ein npn-Transistor in üblicher Emitterschaltung ist. Die Basis 1o2 des Transistors loo liegt an der Verbindungsstelle
der hintereinander geschalteten Belastungswiderstände 94 und 96. Der Emitter 1o4 des Verstärkungstransistors Too ist
über ein Paar Vorwiderstände 1o6 und 1o8 mit dem negativen Ende der Zenerdiode 92 verbunden. Der Kollektor "Mo des
Transistors 1oo wird gespeist durch Verbinden einer Plusklemme einer Gleichstromquelle 112 über einen Belastungswiderstand
114 mit dem Kollektor. Die Minusklemme der Gleichstromquelle 112 steht mit dem gemeinsamen Knotenpunkt
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zwischen der spannungseiapfindlichen Einrichtung 18 und der
stromempfindlichen Einrichtung 22 in Verbindung. Ferner
liegt der Kollektor 11o am Gitter 24 der Triode 14. Die Triode 14 erhält damit positive Vorspannung von der Stromquelle
112, und die positive Vorspannung ni:amt ab mit der Zunahme des Stromflusses im Verstärkertransistor 1oo (d.h.
ändert sich umgekehrt proportional). Die maximale, dem Gitter 24 zugeführte positive Vorspannung wird begrenzt
durch eine Spannungsbegrenzungsschaltung 116, die eine Zenerdiode 118 und eine Liode 12o zur Vermeidung von Strom
in Durchlaßrichtung durch die Zenerdiode 118 aufweist.
Die Vergleichsschaltung 2o wird stabilisiert durch Einschalten eines Paares Rückkopplungskondensatoren 122 und 124
zwischen den Emitter 1o4 des Verstärkungstransistors 1oo und
die Basen 84 der Oder-Schaltungs-Transistoren 78 und 8o.
Wie bereits erwähnt, wird die neizung des Fadens 3o der
Elektronenkanone 1o gesteuert durch den Stromregler 26.
Durch Reglung der Heizung des Fadens 3o wird der Elektronenstrahlstrom und damit die Leistungsabgabe des Elektronenofens
12 geregelt. Bei der dargestellten Ausbildungsform hält der Stromregler 26 ein auf den der Elektronenkanone
zugeführten Strom bezogenes Signal in einem bestimmten Verhältnis zu einem einstellbaren Bezugssignal. In dieser
Schaltung wird die an den stromempfindlichen Widerständen liegende Spannung in Reihe gegen eine tfezugsspannung geschal-
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tet, die an eineai Einstellpotentiometer 126 liegt, und
diese Hintereinanderschaltung von Spannungen wird einer Steuereinrichtung 128 zugeführt. Das Potentiometer 126
liegt an der Spannungsquelle 98.
Die Steuereinrichtung 128 liefert einen Steuerimpuls, dessen
Länge in Beziehung steht zu der Differenz zwischen der Spannung an der stromempfindlichen Einrichtung und der Bezugsspannung.
Die Steuereinrichtung 128 kann als übliche Torsteuerung ausgebildet sein und einen magnetischen Verstärker
aufweisen, dessen Steuerwicklung in Reihe mit der -öezugsspannung
und der Strom-Spannung liegt. Lie Leistungswicklung
der Torsteuerung 128 ist mit einer '.VechselstromqLuelle 13o
verbunden. Die Ausgangsgröße der -orsteuerung 128 wird als Steuersignal für einen Siliziumsteuergleichrichter 132 benutzt,
der in einer Diodenbrlicke 134 liegt. Die Diodenbrücke
134 liegt in Reihe mit der Primärwlklung eines Spartransformators
136 und ier Wechselstromquelle 13o. Die
Se kirn dar spule des Spartransforiuators 136 ist mit der Primärwicklung
4o des iiQiztransformators 36 verbunden.
Bei der -^enutsung der Schaltung wirö die erforderliche
Elektronenstrahlspaniiung durch Einstellen des Potentiometers
72 in der Spannungsteilerschaltung 18 und der maximale
Elektrorxenstraiilstrom durch Einstellen des Kegulierwiderstandes
64 gewählt. Bei normalem Betrieb wird der die Triode 14 passierende Strom geregelt, um"eine konstante Spannung
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an der Elektronenkanone durch die Spannung aufrechtzuerhalten, die an der spannungsempfindlichen Widerstandsanordnung
18 liegt. Wenn der Elektronenstrahlstrom seinen Maximalwert erreicht, nimmt die Spannung an der Elektronenkanone
wegen des verringerten Widerstands der Elektronenbahn automatisch auf einen relativ niedrigen Wert ab. Die Triode
wird dann geregelt durch die an den stromempfindlichen Widerständen liegende Spannung, um den Elektronenstrahlstrom auf
seinen kaximalwert zu begrenzen. Die Stärke des Elektronenstrahlstroms
während des normalen Betriebes wird durch Einstellen des Potentiometers 126 festgelegt. Jede Abweichung
von diesem eingestellten Strom führt zu einer entsprechenden Änderung der an der Torsteuerung 128 liegenden Spannung.
Diese Spannungsänderung ihrerseits führt zu einer Änderung der Impulslänge des Ausgangsimpulses der Torsteuerung 128,
wodurch eine entsprechende Änderung im Stromfluß zum Heiztransformator
36 herbeigeführt wird.
Die vorstehend beschriebene Stromversorgung regelt die an der Elektronenkanone liegende Spannung so, daß sie sich auf
einer vorgegebenen Höhe im normalen Betriebsbereich der Elektronenstrahlkanone bewegt. Der Elektronenstrahlstrom
wird gewählt durch Einstellen einer einzigen Regelung in der Stromversorgung und wird auf die vorgewählte Einstellung
geregelt. Die Stromversorgung begrenzt außerdem den Höchststrom,
der der Elektronenstrahlkanone zugeführt wird.
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Die beschriebene Stromversorgung kann in verschiedener Hinsicht verändert und ausgestaltet werden, ohne daß
dadurch der Bereich der Erfindung überschritten wird.
Die Patentansprüche definieren verschiedene Merkmale der Erfindung.
Pat entansprüche:
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Claims (1)
- - u - 1565H5Patentansprüche1. Geregelte Stromversοrgung für eine Elektronenstrahlkanone in einem Elektronenstrahlofen, mit einer Gleichspannungsquelle und einer mit dieser und mit der Elektronenkanone in Reihe geschalteten Einrichtung zur Stromregelung und mit einem Steuerelement zum Steuern des durch den Stromregler fließenden Stroms,dadurch gekennzeichnet, daß eine auf den durch die Elektronenkanone (1o) fließenden Strom ansprechende Einrichtung (22) und eine auf die Spannung an der Elektronenkanone (1o) ansprechende Einrichtung (18) vorgesehen sind, daß ferner eine mit der stromempfindlichen Einrichtung (22) und mit der spannungsempfindlichen Einrichtung (18) verbundene Einrichtung (2o) vorgesehen ist, die ein Ausgangssignal abgibt, das bezogen ist auf die unter normalen Betriebsverhältnissen der Elektronenkanone an der Elektronenkanone liegende Spannung und auf den Elektronenstrahlstrom, wenn ein vorgegebener Elektronenstrahlstrom überschritten wird, und daß schließlich eine Anordnung vorgesehen ist, die das genannte Ausgangssignal dem Steuerelement (24) zum Steuern des den Stromregler durchfließenden Stroms zuführt, wodurch die Elektronenstrahlspannung während normaler Betriebsbedingungen konstant gehalten und der Elektronenstrahlstrom auf den vorgegebenen Wert begrenzt wird.909886/0683" 15 ' · 1565U52. Geregelte Stromversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromregler mit einer Einrichtung (2o) zum Steuern der der Elektronenkanone (1o) zugeführten Elektronen verbunden ist, welche Steuerung umgekehrt proportional zu einem der Steuereinrichtung (2o) zugeführten Eingangssignal erfolgt, daß ferner eine Einrichtung (78) mit der stromempfindlichen Anordnung (22) verbunden ist, um ein zweites Signal, das von den Veränderungen des die Elektronenkanone durchfließenden Stroms abhängt, zu liefern, und daß schließlich eine Anordnung getroffen ist, um das zweite Ausgangssignal dem Eingang der Stromregelung zuzuführen.2. Geregelte Stromversorgung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (86) zum Liefern einer Bezugsspannung, durch eine mit der stromempfindlichen Einrichtung (22) und mit der spannungsempfindlichen Einrichtung (18) verbundene Vergleichseinrichtung (2o) zum Vergleichen der Bezugs spannung mit einem von der stromenipfindlichen Einrichtung (22j herrührenden Signal und dem von der spannungsempfindlichen Einrichtung (18) herrührenden Signal, so daß ein dem Teil eines der beiden, die Bezugsspannung überschreitenden Signal zugeordnetes Signal geliefert wird, ferner dadurch gekennzeichnet, daß unter normalen 3etriebsbedinungen der Elektronenkanone das von der stromempfindlichen Einrichtung (22/ herrührende Signal kleiner als die Bezugsspannung und beim Überschreiten des vorgegebenen Stroms größer als die Bezugsspannung ist, während das von der spannungsempfindlichen Einrichtung (18) herrührende Signal unter normalen909886/0683BAD ORIGINAL1565U5Betriebsbedirgingen der Elektronenkanone größer als die Beζugsspannung und beim Überschreiten des vorgegebenen Stroms kleiner als die Bezugsspannung ist, daß ferner die Anordnung zum Zuführen des Ausgangssignals an das*Steuerelement (24) eine Einrichtung (76) zum Vergleichen der Be* zugsspannung mit dem Stromsignal und dem Spannungssignal aufweist, um ein Signal zu bilden, das dem Teil des Spannungssignals und des Stromsignals entspricht, das die Bezugsspannung übersteigt, und daß schließlich das Steuerelement (24) den den Stromregler (H) durchfließenden Strom(2o)entgegengesetzt zu dem von der Vergleichseinrichtung gebildeten Signal verändert.4. Geregelte Stromversorgung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den durch die Elektronenkanone fließenden Strom ansprechende Einrichtung (22) aus einem in neihe mit der Elektronenkanone (I0J liegenden Widerstand (62,64) und die auf die Spannung an der Elektronen-einem kanone (1o, ansprechende Einrichtung (18) aus parallel zu der Elektronenkanone liegenden '.Viderstand . (7o,72,74) besteht, daß ferner der '.Viderstand (7o,72,74) eine Anzapfung besitzt und daß scnließlicbjiie Einrichtung zum Liefern eines Ausgangssignals, das der Spannung an der Elektronenkanone bei normalen 3etriebsbedinungen entspricht, mit dieser Anzapfung verbunden ist.BAD ORIGINAL909886/0683" 17 " 1565H55. Geregelte Stromversorgung nach. Anspruch 3 und 4 mit einer geerdeten Besclileunigungsanode in der Elektronenkanone und an den Heizfaden der Elektronenkanone angeschlossenem Minuspol der Hochspannungsgleichstromquelle, dadurch gekennzeichnet,daß als Stromregler eine Triode (14) dient, deren Anode (46) mit dem Pluspol der Hochspannungsquelle (16) verbunden ist, daß als Steuerelement des Stromreglers (14) das Gitter (24)' (H)
der Triode dient,daß ein Ende des stromempfindlichen Widerstands (62,62) mit der Kathode (44) der Triode (14) verbunden ist und einen Bezugsknotenpunkt bildet und das andere Ende des stromempfindlichen Widerstands (62,64) an Erde liegt, daß der spannungsempfindliche Widerstand (7o,72,74) zwischen dem Bezugsknotenpunkt und dem Heizfaden (3o) der Elektronenkanone (1o) liegt,daß die Bezugsspannung im Gegensinn in Reihe mit einer ersten Spannung, die von dem spannungsempfindlichen Widerstand (7o, 72,74) herrührt,'und mit einer zweiten Spannung, die von dem stromempfindlichen Widerstand (62,64) herrührt, liegt, daß die Anordnung für den Vergleich der Bezugsspannung mit den genannten ersten und zweiten Spannungssignalen als Oder-Schaltung (76) ausgebildet ist, die auf diejenige erste oder zweite Spannung anspricht, die größer als die Bezugsspannung ist,daß das Ausgangοsignal der Oder-Schaltung (76) an das Gitter (24) der Triode (14) geführt ist, um den die Triode durchfließenden Strom so zu regeln, daß die Elektronenstrahl-909886/0 6 83• BAD ORIGINALspannung während normaler Betriebsbedinungen konstant ist und der Elektronenstrahlstrom auf den vorgegebenen Strom begrenzt ist,und daß die Einrichtung zum Steuern (26) des der Elektronenkanone (1o) zugeführten Stroms in entgegengesetztem Sinne zum Eingangssignal für die Elektronensteuerungseinrichtung (128) mit dem rieizfaden (3o) der Elektronenkanone (1o) verbunden ist.6. Geregelte Stromversorgung nach Anspruch 5, bei der die E/Iinusleitung der Gleichspannungsquelle mit dem Heizfaden der Elektronenkanone verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,daß die Plusleitung (42) der Gleichspannungsquelle (1b) mit der Anode (46) der Triode (14) verbunden ist, daß die Kathode (44) der Triode (14) über einen ."iderstand (62,64) an Erde und an ein '.Verkstück (66) in dem Elektronenstrahlofen (12) geführt ist,daß ein Potentiometer (72) zwischen der Minusleitung (28) der Gleichspannungsquelle (16) una dem Bezugsknotenpunkt liegt,daß die 3ezugsspannung von einer Gleichstrom-Bezugsspannungsquelle (86) geliefert wird, deren Plusklemme mit dem Bezugsknotenpunkt verbunden ist,daß die Oder-Schaltung (76) ein Paar pnp-'iransistoren (78,8o) aufweist, bei denen die Emitter (8S) und die Kollektoren (9o) jeweils zusammengeführt sind,909886/0683- 19 - 1565U5daß die zusammengeführten Emitter (88) der pnp-Transis.toren (78,8o) mit der üinusklenme der ύeζugsspannungsquelle (86) verbunden nine,caß eine erste Diode (82) die Basis (84) eines (78) der pnp-Transistoren (78,8o) mit Erde verbindet, daß eine zweite Liode (82) die Anzapfung des Potentiometers (72) mit der Basis (84) des anderen Transistors (8o) verbindet,daß eine zweite Gleichstromquelle (98) vergesehen ist, deren Pluskleiane mit der Limisklemme der ^ezugsspannungsquelle (86) verbunden int,daß ein Paar in Keine liegender »Viderstände (94,96) die JUinuskleinme der zweiten Gleichstromquelle (98) mit den zusammengeführten Kollektoren (9o) der pnp-Transistoren (78,8o) verbinden,daß die Einrichtung zum Zuführen des Ausgangssignals der Oder-Schaltung (76) zum Gitter (24) der Iriode (14) besteht:aus einen: npn-'lransistor (1oo), dessen Basis (1o2) an dem Verbindungspunkt zwischen den in Reihe geschalteten Widerständen. (94,96) liegt,aus einem Emittervorwiderstand (1o6,1o8) zum Verbinden des Emitters (1o4) des npn-Transistors (1oo) mit der Llinusklenune der zweiten Gleichstromquelle (98),aus einer dritten Gleichstromquelle (112), deren Ivlinusklemme.an dem Besugsknotenpunkt liegt,aus einem 3elastungswiderst-£.nd (114) in der v erb in dung zwischen der ilusklerjne der dritten Gleichstromquelle (112)909886/0683 BAD ORIGINALund dem Kollektor (11o) des npn-Transistors (1oo),und aus einer Anordnung, mit der der Verbindungspunkt zwischen dem Kollektor (11o) des npn-Transistors (1oo) und dem Belastungswiderstand (114) an das Gitter (24) der Triode (14) geschaltet ist,daß ferner ein Heiztransformator (36) mit dem Heizfaden (3o) der Elektronenkanone (1o) verbunden ist, daß eine Wechsel stromquelle (15o) vorgesehen ist, daß eine Steuereinrichtung (12R) zum Verbinden der 'Wechselstromquelle (13o) mit dem Heiztransformator (36) vorgesehen ist,und daß schließlich zu der Steueranordnung eine Diodengleichrichterbrücke (134) gehört, die in Serie mit der tfeeheel stromquelle (13o) liegt, ein Siliziumsteuergleichrichter (132) in der Diagonalen der Diodenbrücke (134), eine Toreteuerung (128) zum Steuern der Leitung in dem Siliziumnteuer^leichrichter (132) nach fca^gabe der Spannungsdifferenz, die an deneinstellbareEingang der Tornteuorung gegeben wird, und eine Gleichstromquelle (98), deren Pluspol an Erde liegt und leren Linusklemme mit dem Pezugsknotenpunkt ui:.: den. St euer eingang der iorsteuerung (126) verbunden int.909886/0683
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |