DE1663162B2 - Gleichstrom-hochspannungserzeuger, insbesondere fuer korpuskularstrahlgeraete - Google Patents

Description

ftckanntc Gleichstrom-Hoclispannungserzeugcr bestehen im wesentlichen aus einem Wechselspannungsteil und einem Gleichspannungsteil. Der Wechselspannungsteil enthält einen Speisetransformator, eine Vervielfacherstufe und Gleichrichter, während der Gleichspannungsteil ein zweckmäßigerweise geschirmtes Hochspannungskabel nebst Einführung sowie gegebenenfalls auf Hochspannungspotential liegende Zusatzeinrichtungen, wie Meßspannungsteiler für den Anschluß von Regelgliedern, Widerstände zur Erzeugung der Wehnelt-Spannung bei Korpuskularstrahigeräten od. dgl. enthält. Diese beiden Teile sind über eine geeignete Anzahl von Schutzwiderstän den elektrisch miteinander verbunden. Dabei kann es sich sowohl um einen einzelnen Widerstand als auch um mehrere Widerstände liande!,i.

Einen wesentlichen Bestandteil der bekannten Gleichstrom-Hochspannungserzeuger bilden ferner die Siebmittel zur Verminderung der Welligkeit der Gleichspannung. Da diese Siebmittel auf der Gleichspannungsseite des Erzeugers liegen, müssen sie tür das Hochspannungspotential ausgelegt werden. Die-e Siebmittel sind demgemäß kostspielig und beanspruchen relativ viel Platz.

Zur Vermeidung einer Dimensionierung der Siebglieder für die volle Hochspannung wird bei der air, der deutschen Auslegeschrift 1065 528 bekannten Gleichspannungs-Hochspannungs-Prüfanlage in Ver

Vielfacherschaltung das ausgangsseitig vorhandene Siebglied in mehrere mit Teilspannungen gespeist, aus "Kondensatoren und Widerständen bestehenci Sitbglieder aufgeteilt. Auch bei dieser bekannu-u Ausführungsform sind die Kosten und der Raumbe-

darf für die Siebglieder beträchtlich.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichstron. Hochspannungserzeuger, insbesondere für Korpusku larstrahlgeräte, wie Elektronenmikroskope, der aueinem einen Speisetransformator, eine Vervielfache!-

stufe 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 Welliekeit der Gleichspannung enthält.

Der Erfindung lieg; die Aufgabe zugrunde, bei einem Hochspannungserzeuger dieser Art die Kosten und den Raumbedarf für die Siebglieder herabzusetzen. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine solche räumliche Anordnung der Teile zueinander gelöst, daß der Gleichspannungsteil unter Verwendung mindestens eines geerdeten Schirmes von dem Wechselspannungsteil entkoppelt ist und die Schutzwiderstände zusammen mit der Erdkapazität des Hochspannungskabels die Siebmittel bilden.

Beim Gleichstrom-Hochspannungserzeuger nach der Erfindung 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 zusätzliche, einen erheblichen Kosten- und Platzaufwand erfordernde Bauelemente erforderlich waren.

Die räumliche Anordnung der beiden Teile des Gleichstrom-Hochspannungscrzeugcrs zueinander erweist sich insbesondere dann als nützlich, wenn dem Speisetransformator, wie aus der Zeitschrift für Instrumentenkunde, Bd. 67 (1959), Heft 10, S. 261, an sich bekannt, eitle Spannung zugeführt wird, deren Frequenz oberhalb der Netzfrequenz liegt.

Zur Erleichterung der Zugänglichkeit der einzelnen Bauelemente des Hochspannungserzeugers nach der Erfindung ist es vorteilhaft, den Wechselspannungs- und den Gleichspannungsteil übereinander in einem gestellartigen Einsatz anzuordnen und mit diesem in einen geerdeten, topfförmigen Behälter einzusetzen.
Der Einsatz enthält zwischen Wechselspannung«-

und Gleichspannungsteil einen zumindest ungefähr horizontal liegenden Schirm mit öffnungen zur Durchführung der Schutzwiderstände. Der Einsatz kann dabei an einem Deckel des topfförmigen Behälters hängen.

In den Fig. I und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schanktisch dargestellt.

Der in Fig. 1 gezeigte Gleichstrom-Hochspannungserzeuger ist im wesentlichen aus dem Wechselspannungsteil 1 und dem Gleichspannungsteil 2 gebildet. Die Teile 1,2 liegen übereinander und sind durch den statischen, geerdeten Schirm 3 voneinander entkoppelt. Der Gleichstrom-Hochspannungserzeuger ist in einen topfförmigen Behälter 4 einaesetzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Wechselspannungsteil 1 mit dem Gleichspannungsteil 2 i'iber einen einzigen Schutzwiderstand 5 elektrisch verbunden. Zur Durchführung des Schutzwiderstandes 5 besitzt der Schirm 3 eine Ausnehmung 3 a. wie auch F i g. 2 in einem horizontalen Schnitt aus F i g. 1 erkennen läßt. *"

Der Wechselspannungsteil 1 setzt sich im wesentüchen aus einem Speisetransformator 6. einer sowohl als Vervielfacher als auch als Gleichrichterschaltung wirkenden Kaskade 7 zusammen, die aus Gleichrichtern und Kondensatoren in der aus F i si. 1 ersichtlichen Weise aufgebaut ist. Der Gleichspannungsteil 2 enthält in diesem Ausführungsbeispiel einen Meßspannungsteiler 8 und ein mit einer Abschirmung 9 versehcnes Hochspannungskabel 10 sowie dessen Einführung 11. Ferner sind Zusatzeinrichtungen 12 vorgesehen, die ebenfalls auf Hochspannungspotenlial liegen und zur Erzeugung der Kathodenheizspanrung und der Wehnelt-Vorspannung für ein Korpuskularstrahlgerät dienen. Der Schutzwiderstand S bildet zusammen mit der gestrichelt eingezeichneten Erdkapazität 13 des Hochspannungskabels 10 die zur Glättung der Gleichspannung erforderlichen Siebmittel.

Um die Welligkeit der Gleichspannung gering zu halten, wird dem Speisetransformator 6 eine Spannung zugeführt, deren Frequenz bevorzugt höher als die übliche Netzfrequenz ist. Man verwendet im allgemeinen mittelfrequente Speisespannungen, d. h. Spannungen mit einer Frequenz zwischen 20 und 5OkHz.

Ein besonderer Vorteil hinsichtlich geringer räumlicher Abmessungen des Hochspannungserzeugers

kann sich ergeben, wenn der Wechselspannungs- und der Gleichspannungsteil übereinander in einem gestellartigen Einsatz angeordnet und mit diesem in einen geerdeten topfförmigen Behälter eingesetzt wird. Der Behälter kann dabei mit Öl oder einem

ίο Gas, z. B. Luft oder Schutzgas, gefüllt sein, um die Unabhängigkeit der Arbeitsweise des Hochspannungserzeugers von atmosphärischen Einflüssen zu gewährleisten.

Der gestcllartige Einsatz kann z. B. Streben in

Richtung seiner Achse aufweisen; er eignet sich dazu, in einfacher Weise die erforderlichen Schirme zwisehen dem Wechselspannungs- und dem Gleichspannungsteil anzuordnen un." iu befestigen. Der Einsatz zwischen Wechselspannungs· und Gleichspannungsteil kann bevorzugt einen zumindest ungefähr horizontal liegenden Schirm mil Öffnungen zur Durchführung der Schutzwiderstände enthalten.

Die Streben des gestellartigen Einsatzes können an einem Deckel hängend befestigt sein, der im wesentlichen dem Deckel 14 in Fig. 1 entspricht und Teile des Hochspannungserzeugers trägt. Dieser Decke! kann zugleich mit einer Vorrichtung, beispielsweise einer Öse, zum Herausheben der aktiven Teile des Hochspannungserzeugers aus dem topfförmigen Behalter dienen.

Die Erfindung ist nicht auf das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr alle Glcichstrom-Hochspannungserzeuger, bei denen auf Grund der gewählten räumlichen An-Ordnung der Teile des Erzeugen zueinander und relativ zur Erde eine Entkoppelung des Wechselspannungs- und des Gleichspannungsteiles voneinander vorgenommen ist und bei denen der Schutzwiderstand bzw. die Schutzwiderstände im Zusammenwirken mit der Erdkapazität des Hochspannungskabels als Siebmittel für die Gleichspannung wirkt bzw. wirken. Es kann beispielsweise der Schirm 3 auch in der in F i g. 1 bei 16 gestrichelt gezeichneten Weise aufgebaut und angeordnet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

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 enthält, gekennzeichnet durch eine solche räumliche Anordnung der Teile zueinander, daß der Gleichspannungsteil (2) unter Verwendung mindestens eines geerdeten Schirmes (3) von dem Wechselspannungsteil (1) entkoppelt ist und die Schutzwiderstände (5) zusammen mit der Erdkapazität (13) des Hochspannungskabels (10) die Siebmittel bilden.

2. Gleichstrom-Hochspannungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der dem Speisetransformator (6) zugeführten Spannung oberhalb der Netzfrequenz liegt.

3. Gleichstrom -Hochspannungserzeuger nach Anspruch 1. dadurch j;. ,kennzeichnet, daß der Wechsclspannungsteil (1) und der Gleichspannungsteil (2) übereinander in einem gestellartigen Einsatz angeordnet und mit diesem in einen geerdeten, topfförmigen Behälter (4) einsetzbar sind.

4. Gleichstrom-Hochspannungscrzeuger nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz zwischen Wechselspannungsteil (I) und Gleichspannungsteil (2) einen zumindest ungefähr horizontal liegenden Schirm (3) mit Öffnungen (3 o) zur Durchführung der Schutzwiderstände (5) enthält.

5. Glcichstrom-Hochspannungserzeugcr nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz an einem Deckel (14) des topfförmigen Behälters (4) hängt.