JP2004095496A - Insulation protector for coaxial cable used for electron gun - Google Patents

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JP2004095496A JP2002258504A JP2002258504A JP2004095496A JP 2004095496 A JP2004095496 A JP 2004095496A JP 2002258504 A JP2002258504 A JP 2002258504A JP 2002258504 A JP2002258504 A JP 2002258504A JP 2004095496 A JP2004095496 A JP 2004095496A
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coaxial cable
electron gun
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cathode
diode group
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Takeshi Takaguchi
高口 岳
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A&D Holon Holdings Co Ltd
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A&D Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insulation protector for a coaxial cable used for an electron gun capable of effectively preventing dielectric breakdown by eliminating the attenuation pulsation in discharge. <P>SOLUTION: This electron gun 10 is provided with a cathode 12, an accelerating electrode 14 and a target electrode 16. In an isolation transformer 18A, a coaxial cable is used, a core wire is a secondary-coil 18a, and a sheath line is used as a primary-coil 18b. In the electron gun 10, an insulation protector 32a comprising a diode group 34 of a plurality of diodes connected in series is provided. The protector 32a is for protecting the insulation of the isolation transformer 18 comprising the coaxial cable, one end of the diode group 34 is grounded and the other end is connected with a connection node of the coaxial cable 26 and the cathode 12. If arc discharge occurs and the potential of the core wire of the coaxial cable 26 is high to exceed a specified value, the one end of the diode group 34 of the protective device 32a is higher than the grounding potential and part of a surge current in discharge flows into the grounding side through the diode group 34. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子銃に用いる同軸ケーブルの絶縁保護装置に関し、特に、電子銃に用いる同軸ケーブルの放電時の絶縁破壊を防止する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
加速した電子ビームを利用して微細加工を行う電子ビーム式の露光装置や、電子ビーム式の電子顕微鏡などでは、電子銃から出射した電子ビームを加速して、ターゲット電極に照射させるための、真空雰囲気下に設置される電子銃カラムを備えている。
このような電子カラムに用いられる電子銃では、電子を放出させるためにカソードを加熱する必要がある。図5には、この種の電子銃において、電子を放出させるためのカソード加熱装置の一例を示している。
【0003】
同図において、電子銃1は、カソード1aと、その前方に配置された加速電極1bおよび、接地されたターゲット電極1cとを備えている。カソード1aには、絶縁トランス2の二次コイルが接続されており、この絶縁トランス2の一次コイルには、交流電源3が接続されており、カソード1aを交流電源3で加熱するようになっている。
【0004】
カソード1aには、直流の高圧電源4から同軸ケーブル5を介して、高圧電位が加えられている。また、加速電極1bには、直流の高圧電源6から同軸ケーブル7を介して、高圧電位が加えられていて、カソード1aから発生した熱電子をビーム化して、ターゲット電極1c側に向けて出射させる。
【0005】
加熱用絶縁トランス2は、例えば、中心に配置された芯線と、絶縁層を介して芯線の外周に設けられたシース線とを備えた同軸ケーブルが用いられ、このような構造の同軸ケーブルをU字型に湾曲させて、カソード1aの近傍に配置していた。なお、図5に符号8で示した部材は、交流を直流に変換する整流器であり、同軸ケーブル5,7のシース線は、接地されている。
【0006】
ところが、このような構成の従来の電子銃においては、特に、絶縁トランス2を含む同軸ケーブル5,7に以下に説明する技術的な課題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、図5に示した従来の電子銃1においては、これが内蔵される電子カラム内が真空状態の雰囲気下にあり、160kVといった直流の高電圧が加えられているので、電子銃内で高電圧印加部にアーク放電が発生しやすく、アーク放電が発生すると、同軸ケーブルで構成された絶縁トランス2は、アース(接地)に対して静電容量を有しているので、サージ電流が減衰脈動的に流れて、絶縁トランス2が絶縁破壊することが判った。
【0008】
この場合、絶縁トランス2に用いている同軸ケーブルは、高電圧の直流ケーブルとして使用するには、問題がないが、脈動に弱いので、放電時に減衰脈動型のサージ電流が発生すると、これにより絶縁破壊を起こすものと考えられ、このような欠点は、図5に示した電子銃1の同軸ケーブル5,7にも内在していた。
【0009】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、放電時の減衰脈動を排除することにより、絶縁破壊を効果的に防止することができる電子銃に用いる同軸ケーブルの絶縁保護装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、同軸ケーブルで構成された一次および二次コイルを有する絶縁トランスを備え、前記一次コイルに交流電源が接続され、前記二次コイルに、直流の高電位が印加されている電子銃のカソードが接続され、前記交流電源から供給される電気エネルギーで前記カソードを加熱する電子銃に用いる同軸ケーブルの絶縁保護装置おいて、前記絶縁保護装置は、前記高電位の印加部と接地との間に、複数のダイオードを直列接続して、前記高電位に対応した耐圧を具備させたダイオード群を有し、放電時のサージ電流の一部を、前記ダイオード群を介して、前記接地側に流すようにした。
このように構成した電子銃に用いる同軸ケーブルの絶縁保護装置によれば、放電時のサージ電流の一部を、ダイオード群を介して、接地側に流すので、サージ電流の脈動がなくなり、同軸ケーブルで構成した絶縁トランスの絶縁破壊が防止される。
【0011】
また、本発明は、一次コイルに交流電源が接続され、二次コイルに、直流の高電位が印加されている電子銃のカソードが接続され、前記交流電源から供給される電気エネルギーで前記カソードを加熱する電子銃に用いる同軸ケーブルの絶縁保護装置おいて、前記電子銃は、前記カソードの前方に配置される電極部を有し、
前記電極部と直流電源との間には、中心に配置された芯線を介して高電位を前記電極部に伝達する同軸ケーブルが接続され、前記絶縁保護装置は、前記芯線と接地との間に、複数のダイオードを直列接続して、前記高電位に対応した耐圧を具備させたダイオード群を有し、放電時のサージ電流の一部を、前記ダイオード群を介して、前記接地側に流すようにした。
【0012】
このように構成した電子銃に用いる同軸ケーブルの絶縁保護装置によれば、放電時のサージ電流の一部を、ダイオード群を介して、接地側に流すので、サージ電流の脈動がなくなり、同軸ケーブルの絶縁破壊が防止される。
前記絶縁保護装置は、前記ダイオード群を前記同軸ケーブルの入出力側にそれぞれ配置することができる。
【0013】
前記絶縁保護装置は、前記ダイオード群を、前記高電位の印加部と接地との間、および、前記中心導体と接地との間にそれぞれ配置することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明にかかる電子銃に用いる同軸ケーブルの絶縁保護装置の一実施例を示している。
【0015】
同図に示した電子銃10は、カソード12と、その前方に配置された加速電極14および、接地されたターゲット電極16とを備えている。カソード2には、絶縁トランス18の二次コイル18aが、整流器20を介して接続されており、この絶縁トランス18の一次コイル18bには、交流電源22が接続されており、カソード12を交流電源22から供給するエネルギーで加熱するようになっている。
【0016】
絶縁トランス18は、具体的には、中心に配置された芯線と、絶縁層を介して芯線の外周に設けられたシース線とを備えた同軸ケーブルが用いられ、この同軸ケーブルの芯線を二次コイル18aとし、シース線を一次コイル18bとして用い、一次コイル18bは、接地されている。
【0017】
カソード12には、直流の第1高圧電源24から第1同軸ケーブル26の芯線を介して、高圧電位(3kV)が加えられている。また、加速電極14には、直流の第2高圧電源28から第2同軸ケーブル30の芯線を介して、高圧電位(120kV)が加えられていて、カソード12から発生した熱電子をビーム化して、ターゲット電極16側に向けて出射させる。第1および第2同軸ケーブル26,30のシース線は、接地されている。
【0018】
以上のような電子銃10としての基本的な構成は、従来のこの種のものと実質的に同一であるが、本実施例の電子銃10には、以下に説明する点に顕著な特徴がある。
【0019】
すなわち、図1に示した電子銃10では、3個の第1〜第3絶縁保護装置32a〜32cが設けられている。各保護装置32a〜32cは、複数のダイオードを直列接続したダイオード群34で構成されている。
【0020】
ダイオード群34は、高電位に対応した耐圧を具備させるために、尖頭電圧の高い複数のダイオードを直列接続したものであって、本実施例の場合には、単体で22kVの耐圧を備えた合計10個のダイオードが直列接続され、220kVの耐圧を有している。
【0021】
第1保護装置32aは、同軸ケーブルで構成された絶縁トランス18の絶縁を保護するためのものであって、ダイオード群34の一端側が接地され、他端側がカソード12に直流の高電位を印加している部分、すなわち、第1同軸ケーブル26の芯線の出力側とカソード12との接続ノードに接続されている。この場合、ダイオード群34は、直列接続された各ダイオードおいて、接地側が順方向となるように配置される。
【0022】
第2,第3保護装置32bは、第2同軸ケーブル30の絶縁を保護するためのものであって、第2同軸ケーブル30の入出力端において、芯線に各ダイオード群34の一端側が接続され、各ダイオード群34の他端側は接地されている。この場合、ダイオード群34は、第1保護装置32aと同様に、直列接続された各ダイオードおいて、接地側が順方向となるように配置される。
【0023】
以上のように構成された第1保護装置32aでは、定常状態においては、ダイオード群34の一端に第1直流電源24の−3kVが印加されている(接地から見れば、実際は、(−120kV)+(−3kV)=−123kV)ので、ダイオード群34には、逆電圧が加わっていて、ダイオード群34を介して接地側に電流が流れることはなく、これによりカソード12の電位は、−123kVに保たれる。
【0024】
一方、アーク放電が発生して、同軸ケーブル26の芯線の電位が高くなり、所定値を超えると、第1保護装置32aのダイオード群34の一端側が、接地電位よりも高くなり、放電時のサージ電流の一部がダイオード群34を介して、接地側に流れる。
【0025】
放電時のサージ電流は、正および逆方向に脈動するので、このように構成した第1保護装置32aでは、接地電位を超える正方向の放電電圧が発生すると、サージ電流が接地側に流れることになり、少なくとも脈動の正方向に対するサージ電流をなくすことができる。
【0026】
ところが、後述する実験結果によると、本実施例に示した構成の保護装置32a〜32cを用いると、放電が発生した際に、まったく脈動が発生しないことが確認された。
【0027】
このようにして、アーク放電時の脈動が消去されると、脈動により絶縁破壊を起こし易い同軸ケーブル製の絶縁トランス18の絶縁破壊を効果的に排除することができる。
また、本実施例の第1保護装置32aは、第1同軸ケーブル26の出力側の芯線に接続されているので、この第1同軸ケーブル26の絶縁破壊も防止することができる。
【0028】
他方、上記構成の第2および第3保護装置32b,32cでは、定常状態においては、ダイオード群34の一端に第2直流電源28の−120kVが印加されているので、ダイオード群34には、逆電圧が加わっていて、ダイオード群34を介して接地側に電流が流れることはなく、このため、加速電極14は、−120kVの電位に保たれる。
【0029】
一方、アーク放電が発生して、同軸ケーブル30の芯線の電位が高くなり、これが所定値を超えると、第2ないしは第3保護装置32b,32cのダイオード群34の一端側が、接地電位よりも高くなり、放電時のサージ電流の一部がダイオード群34を介して、接地側に流れ、第1保護装置32aと同様な作動により、第2同軸ケーブル30の絶縁破壊を回避することができる。
【0030】
図2は、本発明にかかる保護装置32a〜32cの作用効果を確認するために行った試験回路を示している。同図に示した試験回路では、7m長さの同軸ケーブルAを準備し、ケーブルAの芯線Bの一端側に、抵抗R1を直列接続して、抵抗R1の他端側に−30Vの電源Cを接続した。ケーブルAのシース線Dは、接地した。
【0031】
ケーブルAの他端側には、抵抗R2を直列接続して、抵抗R2の他端側に、一端が接地されたコンデンサC1と、一端が接地されたダイオードD1を並列接続した。ダイオードD1は、上記実施例の保護装置32a〜32cに相当するものであって、接地側が順方向になっている。
【0032】
また、抵抗R2の他端側には、コイルL1と、FETとを直列接続して、FETの端部は、接地した。擬似放電は、FETに図2に示すようなパルス状電圧を加えて、これがコイルL1に加わるようにした。
【0033】
図3は、図2に示した試験回路において、ダイオードD1(上記実施例の保護装置32a〜32cに相当する。)を設置しない状態におけるOSCポイント(電圧観測点、上記実施例では、高電圧部位に相当する)における出力電圧波形を示している。
【0034】
なお、図3,4においては、その上部側にFETのゲートにおける出力波形図を同時に示している。図3に示した試験結果から判るように、ダイオードD1を設置しないと、同軸ケーブルAの芯線Bの電圧は、擬似放電時に、−30Vが+22Vまで上がり、その後複数回上下移動する減衰脈動を起こすことが確認され、このような脈動が同軸ケーブルAの絶縁破壊を起こすものと思われる。
【0035】
ところが、図2に示した試験回路で、ダイオードD1を設置すると、図4に示すように、擬似放電時に、殆ど減衰脈動が起こらないことが判り、図1に示した保護装置32a〜32cを用いると、同軸ケーブル製の絶縁トランス18の絶縁破壊が回避できることも確認された。
【0036】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる電子銃に用いる同軸ケーブルの保護装置によれば、減衰脈動による同軸ケーブルの絶縁破壊を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる電子銃に用いる同軸ケーブルの保護装置の一実施例を示す回路図である。
【図2】図1に示した保護装置の作用効果を確認するために作製した試験回路である。
【図3】図2に示した試験回路で、保護装置を設置しない場合における擬似放電時の高電圧部位の出力波形図である。
【図4】図2に示した試験回路で、保護装置を設置した場合における擬似放電時の高電圧部位の出力波形図である。
【図5】従来の電子銃の加熱装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
10      電子銃
12      カソード
14      加速電極
16      ターゲット電極
18      絶縁トランス
26      第1同軸ケーブル
30      第2同軸ケーブル
32      保護装置
32a〜32c 第1〜第3保護装置
34      ダイオード群
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coaxial cable insulation protection device used for an electron gun, and more particularly, to a technique for preventing insulation breakdown of a coaxial cable used for an electron gun at the time of discharge.
[0002]
[Prior art]
In an electron beam type exposure apparatus that performs microfabrication using an accelerated electron beam or an electron beam type electron microscope, a vacuum for accelerating an electron beam emitted from an electron gun and irradiating a target electrode with the electron beam is used. It has an electron gun column installed in the atmosphere.
In the electron gun used in such an electron column, it is necessary to heat the cathode to emit electrons. FIG. 5 shows an example of a cathode heating device for emitting electrons in this type of electron gun.
[0003]
In FIG. 1, the electron gun 1 includes a cathode 1a, an acceleration electrode 1b disposed in front of the cathode 1a, and a grounded target electrode 1c. A secondary coil of an insulating transformer 2 is connected to the cathode 1a, and an AC power supply 3 is connected to a primary coil of the insulating transformer 2 so that the cathode 1a is heated by the AC power supply 3. I have.
[0004]
A high voltage potential is applied to the cathode 1 a from a DC high voltage power supply 4 via a coaxial cable 5. A high voltage potential is applied to the accelerating electrode 1b from a DC high voltage power supply 6 via a coaxial cable 7, and the thermoelectrons generated from the cathode 1a are beamed and emitted toward the target electrode 1c. .
[0005]
For example, a coaxial cable having a core wire arranged at the center and a sheath wire provided on the outer periphery of the core wire via an insulating layer is used as the heating insulating transformer 2. It was arranged in the shape of a letter and arranged near the cathode 1a. The member indicated by reference numeral 8 in FIG. 5 is a rectifier for converting alternating current to direct current, and the sheath wires of the coaxial cables 5 and 7 are grounded.
[0006]
However, in the conventional electron gun having such a configuration, the coaxial cables 5 and 7 including the insulating transformer 2 have the following technical problems.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
That is, in the conventional electron gun 1 shown in FIG. 5, since the inside of the electron column in which the electron gun is built is in a vacuum atmosphere and a high DC voltage of 160 kV is applied, the high voltage is applied inside the electron gun. Arc discharge is likely to occur in the application section, and when arc discharge occurs, the surge current attenuates and pulsates because the insulating transformer 2 composed of a coaxial cable has a capacitance with respect to the earth (ground). And it was found that the insulation transformer 2 was broken down.
[0008]
In this case, the coaxial cable used for the insulating transformer 2 has no problem in using it as a high-voltage DC cable, but it is weak to pulsation. It is considered to cause destruction, and such a defect was inherent in the coaxial cables 5 and 7 of the electron gun 1 shown in FIG.
[0009]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to eliminate a damping pulsation at the time of discharge, thereby effectively preventing dielectric breakdown. An object of the present invention is to provide an insulation protection device for a coaxial cable used in an electron gun.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention includes an insulating transformer having a primary and a secondary coil formed of a coaxial cable, an AC power supply is connected to the primary coil, and a DC high potential is applied to the secondary coil. Is connected to the cathode of the electron gun to which the cathode is connected and the cathode is heated by electric energy supplied from the AC power source. A plurality of diodes are connected in series between the application section and ground, and a diode group having a withstand voltage corresponding to the high potential is provided. Through to the ground side.
According to the insulation protection device for the coaxial cable used in the electron gun configured as described above, a part of the surge current at the time of discharging is caused to flow to the ground side via the diode group, so that surge current pulsation is eliminated, and the coaxial cable The dielectric breakdown of the insulating transformer constituted by the above is prevented.
[0011]
Further, according to the present invention, an AC power supply is connected to a primary coil, a cathode of an electron gun to which a high DC potential is applied is connected to a secondary coil, and the cathode is electrically powered by the AC power supply. In a coaxial cable insulation protection device used for an electron gun to be heated, the electron gun has an electrode portion disposed in front of the cathode,
A coaxial cable that transmits a high potential to the electrode unit via a core wire arranged at the center is connected between the electrode unit and the DC power supply, and the insulation protection device is connected between the core wire and ground. A plurality of diodes connected in series, a diode group having a withstand voltage corresponding to the high potential, and a part of a surge current at the time of discharging is caused to flow to the ground side through the diode group. I made it.
[0012]
According to the insulation protection device for the coaxial cable used in the electron gun configured as described above, a part of the surge current at the time of discharging is caused to flow to the ground side via the diode group, so that surge current pulsation is eliminated, and the coaxial cable Is prevented from dielectric breakdown.
In the insulation protection device, the diode group may be arranged on an input / output side of the coaxial cable.
[0013]
In the insulation protection device, the diode group may be disposed between the high-potential application unit and ground, and between the center conductor and ground.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a coaxial cable insulation protection device used in an electron gun according to the present invention.
[0015]
The electron gun 10 shown in FIG. 1 includes a cathode 12, an acceleration electrode 14 disposed in front of the cathode 12, and a grounded target electrode 16. A secondary coil 18a of an insulation transformer 18 is connected to the cathode 2 via a rectifier 20. An AC power supply 22 is connected to the primary coil 18b of the insulation transformer 18, and the cathode 12 is connected to an AC power supply. Heating is performed with the energy supplied from 22.
[0016]
Specifically, a coaxial cable having a core wire disposed at the center and a sheath wire provided on the outer periphery of the core wire with an insulating layer interposed therebetween is used as the insulation transformer 18. The coil 18a is used, and a sheath wire is used as the primary coil 18b, and the primary coil 18b is grounded.
[0017]
A high-voltage potential (3 kV) is applied to the cathode 12 from the first DC high-voltage power supply 24 via the core of the first coaxial cable 26. Also, a high voltage potential (120 kV) is applied to the accelerating electrode 14 from the DC second high voltage power supply 28 via the core wire of the second coaxial cable 30, and the thermoelectrons generated from the cathode 12 are converted into a beam. The light is emitted toward the target electrode 16 side. The sheath wires of the first and second coaxial cables 26 and 30 are grounded.
[0018]
The basic configuration of the electron gun 10 as described above is substantially the same as this type of conventional electron gun. However, the electron gun 10 of the present embodiment has remarkable features in the points described below. is there.
[0019]
That is, in the electron gun 10 shown in FIG. 1, three first to third insulation protection devices 32a to 32c are provided. Each of the protection devices 32a to 32c includes a diode group 34 in which a plurality of diodes are connected in series.
[0020]
The diode group 34 includes a plurality of diodes having a high peak voltage connected in series in order to provide a withstand voltage corresponding to a high potential. In the case of the present embodiment, the diode group 34 has a withstand voltage of 22 kV by itself. A total of ten diodes are connected in series and have a withstand voltage of 220 kV.
[0021]
The first protection device 32a is for protecting the insulation of the insulating transformer 18 formed of a coaxial cable, and one end of the diode group 34 is grounded and the other end of the diode group 34 applies a high DC potential to the cathode 12. Portion, that is, a connection node between the output side of the core wire of the first coaxial cable 26 and the cathode 12. In this case, the diode group 34 is arranged such that the ground side is forward in each diode connected in series.
[0022]
The second and third protection devices 32b are for protecting the insulation of the second coaxial cable 30. At the input / output end of the second coaxial cable 30, one end of each diode group 34 is connected to a core wire. The other end of each diode group 34 is grounded. In this case, similarly to the first protection device 32a, the diode group 34 is arranged such that the ground side is forward in each diode connected in series.
[0023]
In the first protection device 32a configured as described above, in a steady state, −3 kV of the first DC power supply 24 is applied to one end of the diode group 34 (actually, (−120 kV when viewed from the ground). + (− 3 kV) = − 123 kV), a reverse voltage is applied to the diode group 34, and no current flows to the ground side via the diode group 34, whereby the potential of the cathode 12 becomes −123 kV. Is kept.
[0024]
On the other hand, when an arc discharge occurs and the potential of the core wire of the coaxial cable 26 increases and exceeds a predetermined value, one end of the diode group 34 of the first protection device 32a becomes higher than the ground potential, causing Part of the current flows through the diode group 34 to the ground side.
[0025]
Since the surge current at the time of discharge pulsates in the forward and reverse directions, in the first protection device 32a configured as described above, when a forward discharge voltage exceeding the ground potential occurs, the surge current flows to the ground side. That is, at least a surge current in the positive direction of the pulsation can be eliminated.
[0026]
However, according to the experimental results described later, it was confirmed that no pulsation occurred when a discharge occurred when the protection devices 32a to 32c having the configuration shown in the present embodiment were used.
[0027]
In this manner, when the pulsation at the time of arc discharge is eliminated, it is possible to effectively eliminate the insulation breakdown of the insulating transformer 18 made of a coaxial cable, which is apt to cause insulation breakdown due to the pulsation.
Further, since the first protection device 32a of the present embodiment is connected to the output-side core wire of the first coaxial cable 26, the dielectric breakdown of the first coaxial cable 26 can also be prevented.
[0028]
On the other hand, in the second and third protection devices 32b and 32c configured as described above, in the steady state, -120 kV of the second DC power supply 28 is applied to one end of the diode group 34. Since a voltage is applied and no current flows to the ground side via the diode group 34, the acceleration electrode 14 is kept at a potential of -120 kV.
[0029]
On the other hand, when an arc discharge occurs, the potential of the core wire of the coaxial cable 30 increases, and when this exceeds a predetermined value, one end of the diode group 34 of the second or third protection device 32b, 32c becomes higher than the ground potential. That is, a part of the surge current at the time of discharge flows to the ground side via the diode group 34, and by the same operation as the first protection device 32a, the dielectric breakdown of the second coaxial cable 30 can be avoided.
[0030]
FIG. 2 shows a test circuit performed to confirm the operation and effect of the protection devices 32a to 32c according to the present invention. In the test circuit shown in the drawing, a coaxial cable A having a length of 7 m is prepared, a resistor R1 is connected in series to one end of a core wire B of the cable A, and a -30V power supply C is connected to the other end of the resistor R1. Connected. The sheath wire D of the cable A was grounded.
[0031]
A resistor R2 was connected in series to the other end of the cable A, and a capacitor C1 having one end grounded and a diode D1 having one end grounded were connected in parallel to the other end of the resistor R2. The diode D1 corresponds to the protection devices 32a to 32c in the above embodiment, and the ground side is forward.
[0032]
A coil L1 and an FET were connected in series to the other end of the resistor R2, and the end of the FET was grounded. In the pseudo discharge, a pulse-like voltage as shown in FIG. 2 was applied to the FET, and this was applied to the coil L1.
[0033]
FIG. 3 shows an OSC point (a voltage observation point, in the above-described embodiment, a high-voltage part) in the test circuit shown in FIG. (Corresponding to.) Is shown.
[0034]
In FIGS. 3 and 4, output waveform diagrams at the gate of the FET are simultaneously shown on the upper side. As can be seen from the test results shown in FIG. 3, if the diode D1 is not installed, the voltage of the core wire B of the coaxial cable A rises from −30 V to +22 V during the pseudo discharge, and then causes a damped pulsation that moves up and down a plurality of times. It was confirmed that such a pulsation would cause dielectric breakdown of the coaxial cable A.
[0035]
However, when the diode D1 is installed in the test circuit shown in FIG. 2, it is found that almost no damping pulsation occurs at the time of pseudo discharge as shown in FIG. 4, and the protection devices 32a to 32c shown in FIG. 1 are used. It was also confirmed that dielectric breakdown of the insulating transformer 18 made of a coaxial cable could be avoided.
[0036]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the coaxial cable protection device used for the electron gun according to the present invention, it is possible to effectively prevent the dielectric breakdown of the coaxial cable due to the damping pulsation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a coaxial cable protection device used for an electron gun according to the present invention.
FIG. 2 is a test circuit manufactured to confirm the operation and effect of the protection device shown in FIG.
FIG. 3 is an output waveform diagram of a high voltage portion at the time of pseudo discharge in a case where a protection device is not installed in the test circuit shown in FIG. 2;
FIG. 4 is an output waveform diagram of a high voltage portion at the time of pseudo discharge in the case where a protection device is installed in the test circuit shown in FIG. 2;
FIG. 5 is an explanatory view showing an example of a conventional heating device for an electron gun.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 electron gun 12 cathode 14 accelerating electrode 16 target electrode 18 insulating transformer 26 first coaxial cable 30 second coaxial cable 32 protective devices 32a to 32c first to third protective devices 34 diode group

Claims (4)

同軸ケーブルで構成された一次および二次コイルを有する絶縁トランスを備え、前記一次コイルに交流電源が接続され、前記二次コイルに、直流の高電位が印加されている電子銃のカソードが接続され、前記交流電源から供給される電気エネルギーで前記カソードを加熱する電子銃に用いる同軸ケーブルの絶縁保護装置おいて、
前記絶縁保護装置は、前記高電位の印加部と接地との間に、複数のダイオードを直列接続して、前記高電位に対応した耐圧を具備させたダイオード群を有し、
放電時のサージ電流の一部を、前記ダイオード群を介して、前記接地側に流すようにしたことを特徴とする電子銃に用いる同軸ケーブルの絶縁保護装置。
An insulating transformer having primary and secondary coils formed of a coaxial cable is provided, an AC power supply is connected to the primary coil, and a cathode of an electron gun to which a high DC potential is applied is connected to the secondary coil. In an insulation protection device for a coaxial cable used for an electron gun that heats the cathode with electric energy supplied from the AC power supply,
The insulation protection device includes a diode group having a plurality of diodes connected in series between the high-potential application unit and the ground, and having a withstand voltage corresponding to the high potential.
A part of a surge current at the time of discharge is caused to flow to the ground side via the diode group, thereby providing an insulation protection device for a coaxial cable used for an electron gun.
一次コイルに交流電源が接続され、二次コイルに、直流の高電位が印加されている電子銃のカソードが接続され、前記交流電源から供給される電気エネルギーで前記カソードを加熱する電子銃に用いる同軸ケーブルの絶縁保護装置おいて、
前記電子銃は、前記カソードの前方に配置される電極部を有し、
前記電極部と直流電源との間には、中心に配置された芯線を介して高電位を前記電極部に伝達する同軸ケーブルが接続され、
前記絶縁保護装置は、前記芯線と接地との間に、複数のダイオードを直列接続して、前記高電位に対応した耐圧を具備させたダイオード群を有し、
放電時のサージ電流の一部を、前記ダイオード群を介して、前記接地側に流すようにしたことを特徴とする電子銃に用いる同軸ケーブルの絶縁保護装置。
An AC power supply is connected to the primary coil, a cathode of an electron gun to which a high DC potential is applied is connected to the secondary coil, and the cathode is used for heating the cathode with electric energy supplied from the AC power supply. In the insulation protection device of the coaxial cable,
The electron gun has an electrode unit disposed in front of the cathode,
A coaxial cable that transmits a high potential to the electrode unit via a core wire disposed at the center is connected between the electrode unit and the DC power supply,
The insulation protection device includes a diode group having a withstand voltage corresponding to the high potential by connecting a plurality of diodes in series between the core wire and the ground,
A part of a surge current at the time of discharge is caused to flow to the ground side via the diode group, thereby providing an insulation protection device for a coaxial cable used for an electron gun.
前記絶縁保護装置は、前記ダイオード群を前記同軸ケーブルの入出力側にそれぞれ配置することを特徴とする請求項2記載の電子銃に用いる同軸ケーブルの絶縁保護装置。The insulation protection device for a coaxial cable used in an electron gun according to claim 2, wherein the insulation protection device arranges the diode groups on the input and output sides of the coaxial cable. 前記絶縁保護装置は、前記ダイオード群を、前記高電位の印加部と接地との間、および、前記中心導体と接地との間にそれぞれ配置することを特徴とする電子銃に用いる同軸ケーブルの絶縁保護装置。The insulation protection device is characterized in that the diode group is disposed between the high-potential application unit and ground, and between the center conductor and ground, respectively. Protection device.
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