JPS5858800B2 - charged particle device - Google Patents

charged particle device

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JPS5858800B2
JPS5858800B2 JP3064277A JP3064277A JPS5858800B2 JP S5858800 B2 JPS5858800 B2 JP S5858800B2 JP 3064277 A JP3064277 A JP 3064277A JP 3064277 A JP3064277 A JP 3064277A JP S5858800 B2 JPS5858800 B2 JP S5858800B2
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secondary winding
electrode
charged particle
grounded
isolation transformer
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政司 安永
善司 上山
文春 薮中
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は荷電粒子ビーム装置の電源装置内に発生する
サージ電圧の抑制に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to suppressing surge voltage generated within a power supply device of a charged particle beam device.

以下、荷電粒子装置の一種である電子ビーム装置を例に
説明する。
Hereinafter, an electron beam device, which is a type of charged particle device, will be explained as an example.

第1図は従来の電子ビーム装置を示す概念図であり、1
は電源装置で陰極加熱電源10、電子ビーム加速電源1
1、限流抵抗12で構成される。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a conventional electron beam device.
is a power supply device with 10 cathode heating power sources and 1 electron beam acceleration power source.
1. Consists of current limiting resistor 12.

陰極加熱電源10は第1の絶縁トランス13、第2の絶
縁トランス14、整流器15、平滑フィルター16で構
成される。
The cathode heating power source 10 includes a first insulation transformer 13, a second insulation transformer 14, a rectifier 15, and a smoothing filter 16.

2は同軸ケーブルで、芯線20,21、外部シールド2
3で構成される。
2 is a coaxial cable, core wires 20, 21, outer shield 2
Consists of 3.

3は電子銃で、陰極31、ウェネルト電極32、陽極3
3で構成され、34は電子ビーム、35は真空中火花放
電、40は第1の絶縁トランス13の1次巻線および鉄
心と2次巻線間の浮遊容量、41は整流器15の入出力
間の浮遊容量、42は平滑フィルター16の入出力間の
浮遊容量である。
3 is an electron gun, which includes a cathode 31, a Wehnelt electrode 32, and an anode 3.
3, 34 is an electron beam, 35 is a spark discharge in vacuum, 40 is a stray capacitance between the primary winding of the first isolation transformer 13 and the iron core and the secondary winding, and 41 is between the input and output of the rectifier 15. , and 42 is the stray capacitance between the input and output of the smoothing filter 16.

陰極31の端子は同軸ケーブルの芯線20゜21を介し
て陰極加熱電源10に接続されると\もに、限流抵抗1
2を介して電子ビームカロ速電源11の負電極に接続さ
れている。
When the terminal of the cathode 31 is connected to the cathode heating power supply 10 via the core wire 20° 21 of the coaxial cable, the current limiting resistor 1
2 to the negative electrode of the electron beam Calorie speed power source 11.

ウェネルト電極32は芯線21を介して陰極加熱電源1
0の負電極(こ接続されている。
The Wehnelt electrode 32 is connected to the cathode heating power source 1 via the core wire 21.
0 negative electrode (this is connected.

接地された陽極33は同軸ケーブル2の外部シールド2
3を介して電子ビーム加速電源11の正電極に接続され
ている。
The grounded anode 33 is connected to the outer shield 2 of the coaxial cable 2.
3 to the positive electrode of the electron beam accelerating power source 11.

上記のように構成された従来の電子ビーム装置において
、第1図では省略されている排気装置によって電子銃2
内部が真空に排気され、電源装置1から同軸ケーブル2
を介し電子銃3の各電極に所定の電圧が印加されると、
ジュール熱によって加熱された陰極31から放出される
熱電子が陰極31と陽極33の間に印加される電圧によ
って加速され電子ビーム34が発生する。
In the conventional electron beam device configured as described above, the electron gun 2 is
The inside is evacuated and the coaxial cable 2 is connected from the power supply 1 to the
When a predetermined voltage is applied to each electrode of the electron gun 3 via
Thermionic electrons emitted from the cathode 31 heated by Joule heat are accelerated by the voltage applied between the cathode 31 and the anode 33, and an electron beam 34 is generated.

陰極31とウェネルト電極32とで構成される陰極部と
陽極33との間には高電圧が印加されるため、陰極部の
最外周に配置され陽極33に対向するウェネルト電極3
2と陽極33との間で真空中火花放電35が発生するこ
とがある。
Since a high voltage is applied between the cathode section consisting of the cathode 31 and the Wehnelt electrode 32 and the anode 33, the Wehnelt electrode 3 is disposed on the outermost periphery of the cathode section and faces the anode 33.
A spark discharge 35 may occur in a vacuum between the anode 2 and the anode 33.

とくに電子ビーム溶接、電子ビーム溶解などに使用され
る電子銃においては、発生する金属蒸気の一部が電子銃
室に流入するため真空中火花放電35が起きやすい。
Particularly in electron guns used for electron beam welding, electron beam melting, etc., spark discharge 35 in vacuum is likely to occur because a portion of the generated metal vapor flows into the electron gun chamber.

真空中火花放電35によってウェネルト電極32と陽極
33との間が短絡すると、陰極電源10を接地電位から
絶縁している第1の絶縁トランス13の1次巻線および
鉄心と2次巻線間の浮遊容量40に蓄積された電荷によ
って、整流器15、平滑フィルター16にサージ電圧が
印加される。
When a short circuit occurs between the Wehnelt electrode 32 and the anode 33 due to the spark discharge 35 in vacuum, the short circuit occurs between the primary winding and the iron core of the first insulation transformer 13 that insulates the cathode power supply 10 from the ground potential, and the secondary winding. A surge voltage is applied to the rectifier 15 and the smoothing filter 16 due to the charges accumulated in the stray capacitance 40 .

陰極電源10の浮遊容量およびインダクタンスを集束定
数C,Lで置き換えた等価回路を第2図に示す。
FIG. 2 shows an equivalent circuit in which the stray capacitance and inductance of the cathode power supply 10 are replaced by focusing constants C and L.

C40は第1の絶縁トランス13の1次巻線および鉄心
と2次巻線間の浮遊容量40.C41は整流器15の入
出力間の浮遊容量、C4□は平滑フィルター16の入出
力間の浮遊容量、Ld、Rdは整流器の自己インダクタ
ンスおよび抵抗、Lf、Rfは平滑フィルター16の自
己インダクタンスおよび抵抗、S35は真空中火花放電
35の有無を表わすスイッチ、Eは第1の絶縁トランス
13の鉄心と2次巻線間に印加されている電圧で電子ビ
ーム加速電圧にほぼ等しい。
C40 is the stray capacitance 40. between the primary winding and iron core of the first isolation transformer 13 and the secondary winding. C41 is the stray capacitance between the input and output of the rectifier 15, C4□ is the stray capacitance between the input and output of the smoothing filter 16, Ld and Rd are the self-inductance and resistance of the rectifier, Lf and Rf are the self-inductance and resistance of the smoothing filter 16, S35 is a switch indicating the presence or absence of spark discharge 35 in vacuum, and E is a voltage applied between the iron core and secondary winding of the first isolation transformer 13, which is approximately equal to the electron beam accelerating voltage.

急峻な真空中火花放電によってS35が閉るとC40に
蓄積された電荷はC41t C4□およびRd。
When S35 closes due to a steep spark discharge in vacuum, the charges accumulated in C40 are C41t, C4□ and Rd.

LdおよびR4、Lfを通って放電する。Discharges through Ld, R4, and Lf.

S35が閉じた瞬時のElおよびR2は次式で近似され
る。
El and R2 at the moment S35 closes are approximated by the following equation.

C40牛C41牛C42,Eo=60KV とすると
整流器15、平滑フィルタ16に印加されるサージ電圧
は次の値となる。
If C40 C41 C42, Eo = 60 KV, the surge voltage applied to the rectifier 15 and smoothing filter 16 will have the following value.

陰極加熱電源10の出力電圧は一般に数10V以下であ
るから、絶縁耐電圧1000V以下の素子が陰極加熱電
極10の構成部品として使用される。
Since the output voltage of the cathode heating power supply 10 is generally several tens of volts or less, an element with an insulation withstand voltage of 1000 volts or less is used as a component of the cathode heating electrode 10.

このため20KV程度のサージ電圧が印加されると絶縁
破壊によって破損する。
For this reason, if a surge voltage of about 20 KV is applied, it will be damaged due to dielectric breakdown.

上記のように従来の装置においては、電子銃、3のウェ
ネルト電極32と陽極33間で真空中火花放電35が発
生すると、第1の絶縁トランス13の1次巻線および鉄
心と2次巻線間の浮遊容量40に蓄積された電荷に起因
して、陰極力ロ熱電源10内部にサージ電圧が発生し、
構成部品が絶縁破壊によって破損するという欠点があっ
た。
As described above, in the conventional device, when a spark discharge 35 occurs in a vacuum between the Wehnelt electrode 32 and the anode 33 of the electron gun 3, the primary winding, iron core, and secondary winding of the first isolation transformer 13 A surge voltage is generated inside the cathode thermal power source 10 due to the charge accumulated in the stray capacitance 40 between the
There was a drawback that component parts were damaged due to dielectric breakdown.

この発明は上記従来装置の欠点の解消を目的としてなさ
れるもので、絶縁トランスの浮遊容量に蓄積された電荷
をウェネルト電極に流す回路を設けて電子銃内で真空中
火花放電が発生したとき陰極加熱電源などの電子ビーム
制御電源内で発生するサージ電圧の波頭値を所定の値に
抑制するものである。
This invention has been made with the aim of eliminating the drawbacks of the conventional devices described above.It provides a circuit that allows the charge accumulated in the stray capacitance of the isolation transformer to flow to the Wehnelt electrode, so that when a spark discharge occurs in vacuum in the electron gun, the cathode This suppresses the wavefront value of surge voltage generated in an electron beam control power source such as a heating power source to a predetermined value.

第3図はこの発明の一実施例を示す概念図であり、1〜
42は上記従来の装置と全く同一のものである。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing one embodiment of the present invention.
42 is exactly the same as the conventional device described above.

43は第2の絶縁トランスの1次巻線および鉄心と2次
巻線間の浮遊容量、51はサージ電圧を吸収するための
コンデンサーである。
43 is a stray capacitance between the primary winding and the iron core of the second isolation transformer and the secondary winding, and 51 is a capacitor for absorbing surge voltage.

第1の絶縁トランス13の1次巻線および鉄心と2次巻
線間の浮遊容量は40.40’と二つに分割して表示し
ている。
The stray capacitance between the primary winding and the iron core of the first isolation transformer 13 and the secondary winding is shown divided into two parts, 40.40'.

また第1の絶縁トランス13の2次巻線の片端子は陰極
加熱電源10の出力の端子の内ウェネルト電極32に接
続されている端子と配線52で接続されている。
Further, one terminal of the secondary winding of the first insulating transformer 13 is connected to a terminal connected to the Wehnelt electrode 32 among the output terminals of the cathode heating power source 10 by a wiring 52.

上記のように構成された電子ビーム装置において、ウェ
ネルト電極32と陽極33間で真空中火花放電35が発
生したときの等価回路を第4図に示す。
FIG. 4 shows an equivalent circuit when a vacuum spark discharge 35 occurs between the Wehnelt electrode 32 and the anode 33 in the electron beam apparatus configured as described above.

図において、Llは第1の絶縁トランス13の2次巻線
のインダクタンス、Ziは第2の絶縁トランス14の入
力側からみた陰極加熱電源10の入力インピーダンスで
ある。
In the figure, Ll is the inductance of the secondary winding of the first isolation transformer 13, and Zi is the input impedance of the cathode heating power supply 10 viewed from the input side of the second isolation transformer 14.

S35が閉るとC40に蓄積されていた電荷は配線:5
2を介し、S35を通って放電する。
When S35 is closed, the charge accumulated in C40 is transferred to wiring: 5
2 and discharge through S35.

C40’に蓄積された電荷はC51、Zlを配電52を
介しS35を通って放電する。
The charge accumulated in C40' is discharged through C51 and Zl via power distribution 52 and S35.

C4o、C4□、C4□の両端は配線52で輝絡されて
いるからサージ電圧が発生しない。
Since both ends of C4o, C4□, and C4□ are bright-circuited by the wiring 52, no surge voltage is generated.

S35が閉じた瞬時(こC51に印加されると電圧E3
は次式で近次される。
The moment S35 closes (when applied to C51, voltage E3
is approximated by the following equation.

サージ吸収用コンデンサーC51の値を浮遊容量C4o
′に比べて充分大きく選べば、サージ電圧E3の波頭を
抑制することができる。
The value of the surge absorption capacitor C51 is the stray capacitance C4o
If it is chosen to be sufficiently large compared to ', the crest of the surge voltage E3 can be suppressed.

サージ電圧E3は第2の絶縁トランス14の人力に印加
されるサージ電圧であるから、第2の絶縁トランス14
の変圧比および陰極加熱電源10を構成する部品の耐電
圧を考慮してC51は選ばれる。
Since the surge voltage E3 is a surge voltage applied to the human power of the second isolation transformer 14, the surge voltage E3
C51 is selected in consideration of the transformation ratio of and the withstand voltage of the components constituting the cathode heating power supply 10.

一例としてE。−60KVのときにおける設計例を下記
に示す。
E as an example. A design example for -60KV is shown below.

(設計例) ○第2の絶縁トランス14の変圧比; 1 : 115
0第2の絶縁トランス14の1次巻線の耐電圧;00V ○第2の絶縁トランス14の2次巻線および陰極加熱電
源10を構成する他の部品の耐電圧;00V O第1の絶縁トランス13の1次巻線および鉄心と2次
巻線間の浮遊容量C40’中100PF○上記の条件に
おいて、C5、−〇、02μFと選べば、(4)式から
サージ電圧E3は次の値となる。
(Design example) ○Transformation ratio of the second isolation transformer 14; 1:115
0 Withstand voltage of the primary winding of the second insulation transformer 14; 00V ○Withstand voltage of the secondary winding of the second insulation transformer 14 and other parts constituting the cathode heating power supply 10; 00V OFirst insulation 100PF in the stray capacitance C40' between the primary winding and iron core of the transformer 13 and the secondary winding ○ Under the above conditions, if C5, -〇, 02μF are selected, the surge voltage E3 is the following value from equation (4). becomes.

第2の絶縁トランスの1次巻線に印加されるサージ電圧
は300V、2次巻線に印加されるサージ電圧は60V
に抑制されているから陰極加熱電源1“0はサージ電圧
によって破損しない。
The surge voltage applied to the primary winding of the second isolation transformer is 300V, and the surge voltage applied to the secondary winding is 60V.
The cathode heating power supply 1"0 is not damaged by the surge voltage.

第5図はこの発明の第2の実施例を示す概念図であり、
第1の絶縁トランス13の2次巻線の片端子と陰極加熱
電源10の出力端子の内ウェネルト電極32に接続され
ている端子との間にコンデンサー53を接続している。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a second embodiment of the invention,
A capacitor 53 is connected between one terminal of the secondary winding of the first insulating transformer 13 and a terminal connected to the Wehnelt electrode 32 among the output terminals of the cathode heating power source 10.

第6図はこの場合の等他回路で、Zioは陰極加熱電源
10の入出力端子間のインピーダンスである。
FIG. 6 shows the other circuit in this case, and Zio is the impedance between the input and output terminals of the cathode heating power source 10.

S35が閉じるとC401C40’に蓄積された電荷は
C51j C53tZi 、 Zioを通って放電する
When S35 closes, the charges accumulated in C401C40' are discharged through C51j C53tZi and Zio.

陰極加熱電源10の入出力間の浮遊容量に比べてC53
の値を充分大きく選べば、S35が閉じた瞬時における
サージ電圧E3.E4は次式で近似される。
Compared to the stray capacitance between the input and output of the cathode heating power supply 10, C53
If the value of E3. is selected to be sufficiently large, the surge voltage E3. E4 is approximated by the following equation.

こ5で C40= C4o ’ y C5、>> C40t C
5+〉×+。
In this 5, C40 = C4o ' y C5, >> C40t C
5+〉×+.

(6) 、 (7)式で示されるように浮遊容量C4o
に比べてC51t C53を充分大きく選べば、陰極加
熱電源10内に発生するサージ電圧を所定値内に抑制で
きる。
As shown in equations (6) and (7), stray capacitance C4o
If C51t and C53 are selected to be sufficiently large compared to C51t and C53, the surge voltage generated within the cathode heating power source 10 can be suppressed within a predetermined value.

第7図はこの発明の第3の実施例を示す概念図であり、
第1の絶縁トランス13の2次巻線の両端子と陰極加熱
電源10の両出力端子との間にそれぞれコンデンサー5
3.53’を接続し、陰極力ロ熱電源10の出力端子間
にコンデンサー54を接続している。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a third embodiment of the present invention,
A capacitor 5 is connected between both terminals of the secondary winding of the first isolation transformer 13 and both output terminals of the cathode heating power supply 10.
3.53' are connected, and a capacitor 54 is connected between the output terminals of the cathode thermal power source 10.

第8図はこの場合の等回路で、Z□は陰極加熱電源10
の出力インピーダンスである。
Figure 8 shows the equal circuit in this case, and Z□ is the cathode heating power source 10.
is the output impedance of

B53が閉ると、C40t C40に蓄積された電荷は
、C53+ ZioおよびC53Z C54t Zl□
y Z□を通って放電する。
When B53 closes, the charge accumulated on C40t C40 becomes C53+ Zio and C53Z C54t Zl□
Discharge through y Z□.

S53が閉じた瞬時におけるサージ電圧E4 y E4
’ r E 5は次式で近似される。
Surge voltage E4 y E4 at the moment S53 closes
' r E 5 is approximated by the following equation.

(8) 、(9)式で示されるように浮遊容量C40t
c40’に比べてC53yc53’t C54を充分大
きく選べば、陰極加熱電源内10に発生するサージ電圧
を所定値内に抑制できる。
As shown in equations (8) and (9), the stray capacitance C40t
If C53yc53't C54 is selected to be sufficiently large compared to c40', the surge voltage generated in the cathode heating power supply 10 can be suppressed within a predetermined value.

第5図、第7図において、陰極加熱電源10への入力電
圧を所定の値に変圧するための第2の絶縁トランス14
が図示されているが、第1の絶縁トランス13に第2の
絶縁トランス14の機能を合せ、第20)絶縁トランス
を省略したときもこの発明の効果は同様に期待できる。
In FIGS. 5 and 7, a second isolation transformer 14 is used to transform the input voltage to the cathode heating power source 10 to a predetermined value.
Although shown in the figure, the same effect of the present invention can be expected even when the function of the second isolation transformer 14 is combined with the first isolation transformer 13 and the 20th) isolation transformer is omitted.

第8図はこの発明の第4の実施例を示す概念図であり、
陰極加熱電源が複数のときの実施例である。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a fourth embodiment of the present invention,
This is an example in which there is a plurality of cathode heating power sources.

60はバイアス電源で、その負極は同軸ケーブル2の芯
線22を介してウェネルト電極32に接続されている。
Reference numeral 60 denotes a bias power source, the negative electrode of which is connected to the Wehnelt electrode 32 via the core wire 22 of the coaxial cable 2.

陰極加熱電源10およびバイアス電源60は第3図に示
される第1の実施例におる陰極加熱電源10と同様の構
成で、63は第1の絶縁トランス、64は第2の絶縁ト
ランス、65は整流器、66は平滑回路、61はサージ
電圧吸収用コンデンサー、62はサニジ電流用配線、6
7/は第1の絶縁トランス63の1次巻線および鉄心と
2次巻線間の浮遊容量である。
The cathode heating power supply 10 and the bias power supply 60 have the same configuration as the cathode heating power supply 10 in the first embodiment shown in FIG. rectifier, 66 is a smoothing circuit, 61 is a surge voltage absorption capacitor, 62 is wiring for sanitation current, 6
7/ is the stray capacitance between the primary winding and iron core of the first isolation transformer 63 and the secondary winding.

バイアス電源60の配線62は芯線22を介してウェネ
ルト電極32に接続され、陰極加熱電源10の配線52
トハイアス電源60の配線62の間にはコンデンサー7
0が接続されている。
The wiring 62 of the bias power supply 60 is connected to the Wehnelt electrode 32 via the core wire 22, and the wiring 52 of the cathode heating power supply 10 is connected to the Wehnelt electrode 32 via the core wire 22.
A capacitor 7 is connected between the wiring 62 of the power supply 60.
0 is connected.

第10図はこの場合の等何回路で、Z!、 Z。Figure 10 shows the equivalent circuit in this case, Z! , Z.

’はそれぞれバイアス電源60の入力インピーダンス、
出力インピーダンスである。
' are the input impedance of the bias power supply 60,
is the output impedance.

S35が閉じた瞬時に、バイアス電源60陰極加熱電源
10に印加されるサージ電圧E3.E3′、E6はそれ
ぞれ次式で近似される。
S35 is closed, the surge voltage E3. applied to the bias power supply 60 and the cathode heating power supply 10. E3' and E6 are each approximated by the following equations.

こ\で αo) 、 (11) 、 (19式で示されるように
浮遊容量C40y C67に比べて、C51t C70
およびC6□をそれぞれ充分大きく選べば、陰極加熱電
源10およびバイアス電源60内に発生するサージ電圧
を所定値内に制御することができる。
Here αo), (11), (As shown in equation 19, compared to stray capacitance C40y C67, C51t C70
If C6□ and C6□ are each selected to be sufficiently large, the surge voltage generated in cathode heating power supply 10 and bias power supply 60 can be controlled within a predetermined value.

上記第1、第2、第3、第4の実施例におけるサージ電
圧吸収用コンデンサーC5□t C53t C70の代
りに応答が速いアレスター(たとえば電圧依存性抵抗素
子)を用いても同様の効果が期待できる。
Similar effects can be expected by using a fast-response arrester (for example, a voltage-dependent resistance element) in place of the surge voltage absorbing capacitors C5□t, C53t, and C70 in the first, second, third, and fourth embodiments. can.

ところで上記説明では、二極管および二極管構造の電子
銃から成る電子ビーム装置を例にして述べたが他の構造
の電子ビーム装置およびイオンビーム装置などの荷電粒
子を発生させる装置に広く適用しうろことは多く説明す
るまでもなく明らかである。
Incidentally, in the above explanation, an electron beam device consisting of a diode and an electron gun with a diode structure was used as an example, but the invention can be widely applied to devices that generate charged particles such as electron beam devices of other structures and ion beam devices. This is obvious without much explanation.

この発明は以上の説明からも明らかなように、接地され
た加速電極と非接地制御電極とを有する荷電粒子発生器
、この発生器の各電極にそれぞれ所定の電力を供給する
単数または複数の荷電粒子発生用制御電源と荷電粒子加
速電源とを有する電源装置、およびこの電源装置と上記
荷電粒子発生器とを連結する同軸ケーブルで構成される
荷電粒子装置において、上記荷電粒子発生器の非接地制
御電極と接地電位部材間で真空中火花放電が発生したと
き、上記荷電粒子発生用制御電源を接地電位から絶縁す
る絶縁トランスの1次巻線と2次巻線問および鉄心と2
次巻線間の浮遊容量に蓄積された電荷を上記荷電粒子発
生器の非接地制御電極のうち接地電位部材に最も近い電
極に流すための回路を備えたことを特徴とするもので、
上記荷電粒子発生器の電極間に真空中火花放電が生じた
とき、上記絶縁トランスの浮遊容量に起因し、上記荷電
粒子発生用制御電源内部に発生するサージ電圧の波頭値
を所定値内に抑制することができる。
As is clear from the above description, the present invention relates to a charged particle generator having a grounded accelerating electrode and an ungrounded control electrode; In a charged particle device comprising a power supply device having a control power source for particle generation and a charged particle acceleration power source, and a coaxial cable connecting the power supply device and the charged particle generator, non-grounding control of the charged particle generator. When a spark discharge occurs in a vacuum between the electrode and the ground potential member, between the primary and secondary windings and between the iron core and the insulation transformer that insulates the control power source for generating charged particles from the ground potential.
It is characterized by comprising a circuit for flowing the charge accumulated in the stray capacitance between the next windings to the electrode closest to the ground potential member among the non-grounded control electrodes of the charged particle generator,
When a spark discharge occurs in a vacuum between the electrodes of the charged particle generator, the wave front value of the surge voltage generated inside the control power supply for charged particle generation due to the stray capacitance of the isolation transformer is suppressed to within a predetermined value. can do.

従って上記荷電粒子発生用制御電源を構成する部品が絶
縁トランスの浮遊容量に起因して絶縁破壊することを解
消することができる。
Therefore, it is possible to prevent dielectric breakdown of the components constituting the charged particle generation control power source due to the stray capacitance of the isolation transformer.

また耐電圧の低い素子を荷電粒子発生用電源の構成部品
として使用できるから装置が安価になる。
Furthermore, since elements with low withstand voltage can be used as components of the power source for generating charged particles, the device becomes inexpensive.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の電子ビーム装置の概念図、第2図は第1
図に示す電子ビーム装置において、電子ビーム発生源内
部で真空中火花放電が発生したときにおける等価回路図
、第3図はこの発明の一実施例を示す概念図、第4図は
第3図における等価回路図、第5図はこの発明の第2の
実施例を示す概念図、第6図は第5図における等価回路
図、第7図は本発明の第3の実施例を示す概念図、第8
図は第7図における等価回路図、第9図は本発明の第4
の実施例を示す概念図、第10図は第9図における等価
回路図である。 図において、1は電源装置、2は同軸ケーブル3は電子
銃、10は陰極加熱電源、60はバイアス電源、13.
63は第1の絶縁トランス、40゜67は第1の絶縁ト
ランス13,63の浮遊容量、20.21.22は同軸
ケーブルの芯線、35はウェネルト電極32と陽極33
間の真空中火花放電、51.53,54,70はサージ
電圧吸収用コンデンサー、52.53はサージ電圧制御
用配線である。 なお、各図中同一符号はそれぞれ同一または相当部分を
示す。
Figure 1 is a conceptual diagram of a conventional electron beam device, and Figure 2 is a conceptual diagram of a conventional electron beam device.
In the electron beam device shown in the figure, an equivalent circuit diagram when a spark discharge occurs in a vacuum inside the electron beam generation source, FIG. 3 is a conceptual diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. An equivalent circuit diagram, FIG. 5 is a conceptual diagram showing a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is an equivalent circuit diagram in FIG. 5, and FIG. 7 is a conceptual diagram showing a third embodiment of the present invention. 8th
The figure is an equivalent circuit diagram of FIG. 7, and FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of FIG. 9. In the figure, 1 is a power supply, 2 is a coaxial cable 3 is an electron gun, 10 is a cathode heating power supply, 60 is a bias power supply, 13.
63 is the first isolation transformer, 40° 67 is the stray capacitance of the first isolation transformer 13, 63, 20, 21, 22 is the core wire of the coaxial cable, 35 is the Wehnelt electrode 32 and the anode 33
51.53, 54, and 70 are surge voltage absorbing capacitors, and 52.53 is surge voltage control wiring. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 接地された加速電極と、非接地電極とを有する荷電
粒子発生器、上記カロ速電極と非接地電極との間に加速
用電力を供給する加速用電源、および上記非接地電極に
駆動電力を供給する絶縁トランスにより接地電位から絶
縁された非接地電極駆動用電源を備えたものにおいて、
上記絶縁トランスの2次巻線の出力端子と上記非接地電
極との間を接続する放電用低インピーダンス回路を備え
、上記非接地電極と加速電極との間で火花放電が発生し
たとき、上記絶縁トランスの2次巻線の充電々荷を上記
放電用低インピーダンス回路をとおして放電させる構成
としたことを特徴とする荷電粒子装置。 2 非接地電極と絶縁トランスの2次巻線の一方の出力
端子とを接続するとSもに該2次巻線の他方の出力端子
との間を当該2次巻線の浮遊容量より十分に大きい容量
を有するコンデンまたはアレスフで接続した放電用低イ
ンピーダンス回路を備えた特許請求の範囲第1項記載の
荷電粒子装置。 3 絶縁トランスの2次巻線の出力端子間、およびこの
出力端子の一方と非接地電極との間をそれぞれ上記2次
巻線の浮遊容量より十分に大きい容量をもつコンデンサ
またはアレスフで接続した放電用低インピーダンス回路
を備えた特許請求の範囲第1項記載の荷電粒子装置。 4 非接地電極駆動用電源の出力端子間、およびこの両
出力端子と絶縁トランスの2次巻線の両出力端子との間
をそれぞれ上記2次巻線の浮遊容量より十分に大きい容
量をもつコンデンサまたはアレスフで接続した放電用低
インピーダンス回路を備えた特許請求の範囲第1項記載
の荷電粒子装置。
[Scope of Claims] 1. A charged particle generator having a grounded accelerating electrode and a non-grounded electrode, an accelerating power source that supplies accelerating power between the Calorie velocity electrode and the non-grounded electrode, and the above non-grounded electrode. In those equipped with a power source for driving non-grounded electrodes that is insulated from the ground potential by an isolation transformer that supplies driving power to the grounded electrodes,
A discharge low impedance circuit is provided to connect between the output terminal of the secondary winding of the insulation transformer and the non-grounded electrode, and when a spark discharge occurs between the non-grounded electrode and the accelerating electrode, the A charged particle device characterized in that the charged particle device is configured to discharge the charge of the secondary winding of the transformer through the low impedance circuit for discharging. 2 When the non-grounded electrode and one output terminal of the secondary winding of the isolation transformer are connected, S and the other output terminal of the secondary winding are sufficiently larger than the stray capacitance of the secondary winding. The charged particle device according to claim 1, comprising a low impedance circuit for discharging connected by a capacitor or aresph having a capacitance. 3 Discharge connected between the output terminals of the secondary winding of an isolation transformer and between one of these output terminals and a non-grounded electrode with a capacitor or Aresph having a capacitance sufficiently larger than the stray capacitance of the secondary winding. 2. A charged particle device according to claim 1, comprising a low impedance circuit. 4 A capacitor with a capacitance sufficiently larger than the stray capacitance of the secondary winding is connected between the output terminals of the power supply for driving the non-grounded electrodes, and between both of these output terminals and both output terminals of the secondary winding of the isolation transformer. The charged particle device according to claim 1, further comprising a discharge low impedance circuit connected by an Aresph.
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