DE1663162A1

DE1663162A1 - Gleichstrom-Hochspannungserzeuger,insbesondere fuer Korpuskularstrahlgeraete

Info

Publication number: DE1663162A1
Application number: DE19631663162
Authority: DE
Inventors: Friedrich Kolwitz; Gerhard Koppen
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1963-09-20
Filing date: 1963-09-20
Publication date: 1969-10-30
Also published as: DE1663162B2

Description

Gleichstrom-Hochspannungserzeuger.9 insbesondere für

Die Erfindung betrifft einen Gleichstrom--i-liochspannungserzeugerl,

der insbesondere für Korpuskularstrahlgeräte, wie Elektronen-

mikroskopee beispielsweise zur Erzeugung der Beschleunigungs-

spannung, Verwendung finden soll.

Bekannte Gleichstrom"Hochspannungserzeuger'bestohen im wesent-

liehen aus einem Wechselspannungsteil und einem Gleichspannungs#

teili Der Wechseispannungsteil enthält einen SpelWetransformatorg

eine eervielfacherstufe und Gleiährichter, während der Gleich-

spannungsteil -ein geachieate,ii liöchaljannunge-

kabei nebät

Einführung sowie gegebenenfalls auf Hochspannungspotential liegende Zusatzeinrichtungen, wie Meßteiler für den Anschluß von Regelgliedern, Widerstände zur Erzeugung der Wehnelt-Spannung bei Korpuskularstrahlgeräten, oder dergleichen enthält. Diese beiden Teile sind über eine geeignete Anzahl von Schutzwiderständen elektrisch verbunden. Dabei kann es sich sowohl um einen einzelnen Widerstand als auch um mehrere Widerstände handeln. Einen wesentlichen Bestandteil der bekannten Gleichstrom-Hochspannungserzeuger bilden ferner Siebmittel zur Verminderung der Welligkeit der Gleichspannung. Da diese Siebmittel auf der Gleichspannungsseite des Erzeugers liegen, müssen sie für das Hochepannungspotential ausgelegt werden und sind demgemäß kostspielig und beanspruchen relativ viel Platz.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil dAr bekannten Erzeuger zu vermeiden. Diese Aufgabe löst ein Gleichstrom-Hochspannungserzeuger der eingangs beschriebenen Art, der erfindungsgemäß durch eine solche räumliche Anordnung der Teile zueinander gekennzeichnet ist$ daß der Gleichspannungsteil, gegebenenfalls unter Verwendung geerdeter Schirme, von dem Wechselspannungsteil entkoppelt ist und die Schutzwiderstände zusammen mit der Erdkapazität des Hochspannungskabels die Siebmittel bilden.
Bei dem erfindungsgemäßen Gleichstrom-Hochspannungserzeuger übernehmen also die Schutzwiderstände zusammen mit der Erdkapazität des Hochspannungskabels, d. h. ohnehin zur Lösung anderer Aufgaben vorhandene Bauelemente, die Aufgabe der

Glättung der Gleichspannung, zu deren Lösung bisher zusätz-

und'

liehe, einen erheblichen Kosten7-platzaufwand erfordernde Bau-

elemente erforderlich waren.
In den Figuren 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch wiedergegeben. Wie Figur 1 erkennen läßt, ist der im wesentlichen aus dem Wechselspannungsteil 1 und dem Gleichspannungsteil 2, die übereinanderliegen und durch die statische geerdete Abschirmung 3 voneinander entkoppelt sind, gebildete Gleichstrom-Hochspannungserzeuger in den topfförmigen Behälter 4 eingesetzt. Die genannten beiden Teile des Erzeugers sind über den in diesem Ausführungsbeispiel einzigen Schutzwiderstand 5 elektrisch miteinander verbunden. Wie Figur 2, die einen horizontalen Schnitt durch Figur 1 darstellt, erkennen läßt, besitzt der Schirm 3 die Ausnehmung 3a zur Durchführung des Schutzwiderstandes 5.
Der Wechselspannungsteil 1 setzt sich im wesentlichen aus dem SpeisetrayWormator 6 sowie der sowohl als Vervielfacher als auch als Gleichrichterschaltung wirkendenK.,Iskade 7 zusammen, die aus Gleichrichtern und Kondensatoren in aus der Figur ersichtlicher Weise aufgebaut ist. Der Gleichspannungsteil 2 enthält in diesera Ausführungsbeispiel den Meßteiler 8, das mit dem Schirm 9 verrr sehene 10 sowie dessen Einführung 11. Ferner sind Zusatzeinrichtungen 12 vorgesehen, die ebenfalls auf Hochspannungspotentiel liegen und im Falle des dargestellten Ausführungsbeispieles zur Erzeugung der Kathodenheizepannung und der Wehnelt-Vorspannung für ein Korpuskularstrahlgerät dienen. Der Schutzwiderstand 5 bildet zusammen mit der gestrichelt eingezeichneten Erdkapazität 13 des Kabels 10 die zur Glättung der Gleichspannung erforderlichen Siebmittel.
Die erfindungsgemäße räumliche Anordnung der beiden Teile des Gleichstrom-.Hochspannungserzeugers zueinander erweist sich verständlicherweise dann als besonders nützlich, wenn dem Speisetransformator 6 in an sich bekannter Weise eine Spannung zugeführt wii#dp deren Frequenz höher als die übliche Netzfrequenz istg d. h. wenn die Speiseapannung mittelfrequent ist. Im allgemeinen verwendet man eine Frequenz zwischen 20 und 50 kHz.
Besonders zweckmäßig ist est den Wechselspannungs- und den Gleichspannungsteil übereinander in einem gestellartigen Einsatz anzuordnen und mit diesem in einen geerdeten topfförmigen Behälter einzusetzen. Die Verwendung eines gestellartigen Einsatzes gewährleistet die leichte Zugänglichkeit der einzelnen Bauelemente des Erzeugers. Der Topf kann dabei mit Öl oder einem Gas, z. B. Luft oder Schutzgase gefällt sein, um die Unabhängigkeit der Arbeitsweise des Erzeugers von atmosphärischen Einflüssen zu gewährleisten.
Dieser zweckmäßigerweise Streben in Richtung seiner Achse aufweisende gestellartige Einsatz eignet sich auch dazu, in einfacher Weise die erforderlichen Schirme anzuordnen und zu beafestigen. So kann der Einsatz zwischen Wechselapannungs- und Gleichspannungsteil einen zumindest ungefähr horizontal liegenden Schirm mit einer geeigneten Anzahl zur Durchführung der Schutzwiderstände dienenden Öffnungen enthalten.
Die Streben des gestellartigen Einsatzes können an einem Deckelstück befestigt sein, das im wesentlichen dem Deckelstück 14 in Figur 1 entspricht und Teile des Hochspannungserzeugers trägt. Dieser Deckel kann zugleich mit einer Vorrichtung, beispielsweise einer Öseg zum Herausheben der aktiven Teile das Hochspannungserzeugers aus dem topfförmigen Behälter dienen.
Die Erfindung ist nicht auf das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr alle Gleichstrom-Hochspannungserzeuger> bei denen auf Grund der gewählten räumlichen Anordnung der Teile des Erzeugers zueinander und relativ zur Erde eine Entkopplung des Wechselspannungs-und des Gleichspannungste iles voneinander vorgenommen ist und der Schutzwiderstand bzw. die Schtitzwiderstände im Zusammenwirken mit der Erdkapazität des Hochspannungskabels als Siebmittel für die Gleichspannung wirkt bzw. wirken. Beispielsweisekann der Schirm auch in der in FiZur 1 bei 16 gestrichelt angedeuteten Weise aufgebaut und angeordnet sein.

Claims

2 a t e n t a n a p r ü c h e 1. Gleichstrom-Hochspannungserzeuger, insbesondere für Korpuskularstrahlgeräte, wie Elektronenmikroskope, der aus einem einen Speisetransformator, eine Vervielfacherstufe und Gleichrichter enthaltenden Wechselspannungsteil einerseits und einem mit diesem Teil über eine geeignete Anzahl von Schutzwiderständen elektrisch verbundenen, ein zweckmäßigerweise geschirmtes Hochspannungskabel nebst Einführung sowie gegebenenfalls auf Hochspannungspotential liegende Zusatzeinrichtungen enthaltenden Gleichspannungsteil andererseits besteht und Siebmittel zur Verminderung der Welligkeit der Gleichspannung enthält2 gekennzeichnet durch eine solche räumliche Anordnung der Teile zueinander, daß der Gleichspannungsteil, gegebenenfalls unter Verwendung geerdeter Schirme, von dem Wechselepannungsteil eiltkoppelt ist und die Schutzwiderstände zusammen mit der Erdkapazität des Hochspannungskabels die Siebmittel bilden.
2. Gleichstrom-Hochspannungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnety daß die Frequenz der dem Speisetransformator zugeführten Spannung in an sich bekannter Weise oberhalb der Netzfrequenz liegt. 3. Gleichstrom-Hochspannungeerzeuger nach Anspruch 1 oder 2t dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselspannunge- und der Gleichspannungsteil übereinander in einem gestellartigen Einsatz angeordnet und mit diesem in einen geerdeten topfförmigen Behälter einsetzbar sind. 4. Gleichstrom-Hochspannungserzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnety daß der Einsatz zwischen Wechselspannungs- und Gleichspannungsteil einen zumindest ungefähr horizontal liegenden Schirm mit einer geeigneten Anzahl zur Durchführung der Schutzwiderstände dienenden Öffnungen enthält. 5. Gleichstrom-Nochspannungserzeuger nach Anspruch 3 oder 49 dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz an einem Deckel des topfförmigen Behälters hängt.