JPS6355182B2 - - Google Patents
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- JPS6355182B2 JPS6355182B2 JP57152204A JP15220482A JPS6355182B2 JP S6355182 B2 JPS6355182 B2 JP S6355182B2 JP 57152204 A JP57152204 A JP 57152204A JP 15220482 A JP15220482 A JP 15220482A JP S6355182 B2 JPS6355182 B2 JP S6355182B2
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- Japan
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- power supply
- electron beam
- bias
- power
- current
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/24—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the tube and not otherwise provided for
- H01J37/241—High voltage power supply or regulation circuits
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、溶接、加工、熱処理をおこなう電
子ビーム加工装置において、電子ビーム電流を制
御する装置に関するものである。
子ビーム加工装置において、電子ビーム電流を制
御する装置に関するものである。
従来この種の装置として、第１図に示すものが
あつた。図において、１は主電源、２は主昇圧ト
ランス、３は高圧整流回路、４は高圧平滑回路
で、これら１〜４で電子ビームの加速電源を構成
する。５は補助電源１、６は絶縁トランス１、７
はフイラメント整流回路、８はフイラメント平滑
回路で、７，８でフイラメント電源９を構成す
る。１０は補助電源２、１１は絶縁トランス２、
１２はボンバード整流回路、１３はボンバード平
滑回路、１２，１３でボンバード電源１４を構成
する。１５は電子ビーム電流を測定するための検
出器となるシヤント抵抗、１６は所定の電流設定
値を出力する電子ビーム電流設定器、１７は電子
ビーム電流と電流設定値とを比較する加算器、１
８は加算器１７の出力に基づいて制御信号を生成
するPID調整器で、１６〜１８でバイアス電源２
５のための制御手段を構成する。１９は発振器、
２０は掛算器、２１は電力増巾器、２２は絶縁ト
ランス３、２３はバイアス整流回路、２４はバイ
アス平滑回路で、２３，２４でバイアス電源２５
を構成する。又、フイラメント電源９、ボンバー
ド電源１４及びバイアス電源２５は、加速電源１
〜４の高圧側に配置された複数の電流制御用電源
回路を構成する。２６はフイラメント、２７はカ
ソード、２８はウエネルト電極、２９はアノー
ド、３０は加速電源１〜４により加速されて放射
される電子ビーム、３１は電子ビーム３０が照射
される被加工物である。
あつた。図において、１は主電源、２は主昇圧ト
ランス、３は高圧整流回路、４は高圧平滑回路
で、これら１〜４で電子ビームの加速電源を構成
する。５は補助電源１、６は絶縁トランス１、７
はフイラメント整流回路、８はフイラメント平滑
回路で、７，８でフイラメント電源９を構成す
る。１０は補助電源２、１１は絶縁トランス２、
１２はボンバード整流回路、１３はボンバード平
滑回路、１２，１３でボンバード電源１４を構成
する。１５は電子ビーム電流を測定するための検
出器となるシヤント抵抗、１６は所定の電流設定
値を出力する電子ビーム電流設定器、１７は電子
ビーム電流と電流設定値とを比較する加算器、１
８は加算器１７の出力に基づいて制御信号を生成
するPID調整器で、１６〜１８でバイアス電源２
５のための制御手段を構成する。１９は発振器、
２０は掛算器、２１は電力増巾器、２２は絶縁ト
ランス３、２３はバイアス整流回路、２４はバイ
アス平滑回路で、２３，２４でバイアス電源２５
を構成する。又、フイラメント電源９、ボンバー
ド電源１４及びバイアス電源２５は、加速電源１
〜４の高圧側に配置された複数の電流制御用電源
回路を構成する。２６はフイラメント、２７はカ
ソード、２８はウエネルト電極、２９はアノー
ド、３０は加速電源１〜４により加速されて放射
される電子ビーム、３１は電子ビーム３０が照射
される被加工物である。
次に動作について説明する。主電源１の出力電
圧は昇圧トランス２で昇圧され、次いで高圧整流
回路３で整流され、さらに高圧平滑回路４で平滑
されてカソード２７とアノード２９の間に印加さ
れる。一方、補助電源１，５に対して絶縁トラン
ス１，６を介して絶縁されたフイラメント電源９
は、フイラメント２６を加熱する。補助電源２，
１０に対して絶縁トランス２，１１を介して絶縁
されたボンバード電源１４は、フイラメント２６
から発生する熱電子をカソード２７に衝突させて
カソード２７を加熱する。加熱されたカソード２
７から放出された熱電子はカソード２７とアノー
ド２９間に印加された高電圧によつて加速され、
電子ビーム３０となつて被加工物３１を加工す
る。電子ビーム電流は次のように制御される。電
流値はシヤント抵抗１５で検出され、電子ビーム
電流設定器１６の出力と加算器１７で突き合わさ
れて、その差信号はPID調整器１８に入力する。
PID調整器１８の出力は、交流の発振器１９の出
力と掛算器２０によつて乗算され、電力増巾器２
１を通つて絶縁トランス３，２２の交流入力とな
る。絶縁トランス３，２２の出力はバイアス整流
回路２３、バイアス平滑回路２４を通つて直流化
され、カソード２７とウエネルト電極２８間にバ
イアス電圧として印加される。従つて、電子ビー
ム３０の電流値が、電子ビーム電流設定器１６の
設定値に対して変化すると、バイアス電圧が変化
するので、電子ビーム３０の電流値は設定値に保
たれる。
圧は昇圧トランス２で昇圧され、次いで高圧整流
回路３で整流され、さらに高圧平滑回路４で平滑
されてカソード２７とアノード２９の間に印加さ
れる。一方、補助電源１，５に対して絶縁トラン
ス１，６を介して絶縁されたフイラメント電源９
は、フイラメント２６を加熱する。補助電源２，
１０に対して絶縁トランス２，１１を介して絶縁
されたボンバード電源１４は、フイラメント２６
から発生する熱電子をカソード２７に衝突させて
カソード２７を加熱する。加熱されたカソード２
７から放出された熱電子はカソード２７とアノー
ド２９間に印加された高電圧によつて加速され、
電子ビーム３０となつて被加工物３１を加工す
る。電子ビーム電流は次のように制御される。電
流値はシヤント抵抗１５で検出され、電子ビーム
電流設定器１６の出力と加算器１７で突き合わさ
れて、その差信号はPID調整器１８に入力する。
PID調整器１８の出力は、交流の発振器１９の出
力と掛算器２０によつて乗算され、電力増巾器２
１を通つて絶縁トランス３，２２の交流入力とな
る。絶縁トランス３，２２の出力はバイアス整流
回路２３、バイアス平滑回路２４を通つて直流化
され、カソード２７とウエネルト電極２８間にバ
イアス電圧として印加される。従つて、電子ビー
ム３０の電流値が、電子ビーム電流設定器１６の
設定値に対して変化すると、バイアス電圧が変化
するので、電子ビーム３０の電流値は設定値に保
たれる。
従来の電子ビーム加工装置は、以上の様に構成
されているのでフイラメント電源９、ボンバード
電源１４、バイアス電源２５のそれぞれに絶縁ト
ランス６，１１，２２が必要であり、高圧電源装
置が大形かつ高価となり、重量も増大するなどの
欠点があつた。
されているのでフイラメント電源９、ボンバード
電源１４、バイアス電源２５のそれぞれに絶縁ト
ランス６，１１，２２が必要であり、高圧電源装
置が大形かつ高価となり、重量も増大するなどの
欠点があつた。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、絶縁トランスを
高電圧部への電力供給機能のみとし、各電源の制
御は光信号を用いて行なうことにより、１個の絶
縁トランスしか必要とせず、更にバイアス電源の
バイアス制御を加速電源の低圧側で行なう電子ビ
ーム加工装置を提供することを目的としている。
除去するためになされたもので、絶縁トランスを
高電圧部への電力供給機能のみとし、各電源の制
御は光信号を用いて行なうことにより、１個の絶
縁トランスしか必要とせず、更にバイアス電源の
バイアス制御を加速電源の低圧側で行なう電子ビ
ーム加工装置を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第２図において、１〜４，７〜９，１２〜１
８及び２３〜３１は前述と同様のものである。５
０はフイラメント電源９とボンバード電源１４と
バイアス電源２５に電力を供給する補助電源、５
１はフイラメント電源９とボンバード電源１４と
バイアス電源２５とに電力を伝達するための複数
の２次巻線を持つ絶縁トランス（以下、補助電源
絶縁トランスという）、５２は光ダイオード、５
３は光フアイバーケーブル、５４は受光トランジ
スタ、５５は前置増幅器で、５２〜５４で光伝送
手段を構成する。５６はバイアス電圧を制御する
パワートランジスタ、５７は整流回路で、５６，
５７でバイアス電源２５の低圧電流制御回路を構
成する。５８はバイアス電源用昇圧トランスで、
その１次巻線は補助電源絶縁トランス５１の２次
巻線及びパワートランジスタ５６と共に直列に接
続される。又、パワートランジスタ５６には、補
助電源絶縁トランス５１の２次巻線からの電流を
一方向に流すための整流器５７が接続される。
る。第２図において、１〜４，７〜９，１２〜１
８及び２３〜３１は前述と同様のものである。５
０はフイラメント電源９とボンバード電源１４と
バイアス電源２５に電力を供給する補助電源、５
１はフイラメント電源９とボンバード電源１４と
バイアス電源２５とに電力を伝達するための複数
の２次巻線を持つ絶縁トランス（以下、補助電源
絶縁トランスという）、５２は光ダイオード、５
３は光フアイバーケーブル、５４は受光トランジ
スタ、５５は前置増幅器で、５２〜５４で光伝送
手段を構成する。５６はバイアス電圧を制御する
パワートランジスタ、５７は整流回路で、５６，
５７でバイアス電源２５の低圧電流制御回路を構
成する。５８はバイアス電源用昇圧トランスで、
その１次巻線は補助電源絶縁トランス５１の２次
巻線及びパワートランジスタ５６と共に直列に接
続される。又、パワートランジスタ５６には、補
助電源絶縁トランス５１の２次巻線からの電流を
一方向に流すための整流器５７が接続される。
次に動作について説明する。補助電源５０の電
力は、補助電源絶縁トランス５１を介して、フイ
ラメント電源９、ボンバード電源１４、バイアス
電源２５に供給される。フイラメント電源９とボ
ンバード電源１４との出力電圧は、補助電圧５０
の出力電圧を調整し所定値に設定される。バイア
ス電源２５の出力は、補助電源絶縁トランス５１
とバイアス電源２５との間に配置され且つ加速電
源１〜４の低電圧側からの光信号に基づいて駆動
される低圧電流制御回路５６及び５７によつて制
御される。
力は、補助電源絶縁トランス５１を介して、フイ
ラメント電源９、ボンバード電源１４、バイアス
電源２５に供給される。フイラメント電源９とボ
ンバード電源１４との出力電圧は、補助電圧５０
の出力電圧を調整し所定値に設定される。バイア
ス電源２５の出力は、補助電源絶縁トランス５１
とバイアス電源２５との間に配置され且つ加速電
源１〜４の低電圧側からの光信号に基づいて駆動
される低圧電流制御回路５６及び５７によつて制
御される。
次に電子ビーム電流の制御方法について詳細に
説明する。フイラメント２６およびカソード２７
が必要十分な電子放射能力を発揮する温度に加熱
されるよう補助電源５０の出力をあらかじめ設定
する。主電源１を動作させ、１〜４で構成される
加速電源を介して必要な電子ビーム加速電圧をカ
ソード２７とアノード２９間に印加する。次に電
子ビーム電流設定器１６を所定値に設定すると、
電子ビーム電流設定器１６の出力はシヤント抵抗
１５の両端電圧と比較され、その差信号はPID調
整器１８に入力する。PID調整器１８の出力は光
ダイオード５２によつて光信号に変換され、光フ
アイバーケーブル５３を介して受光トランジスタ
５４に入力し電気信号に逆変換される。受光トラ
ンジスタ５４の出力信号は、前置増巾器５５によ
つて電力増巾され、パワートランジスタ５６を駆
動し、パワートランジスタ５６のインピーダンス
を制御する。補助電源絶縁トランス５１の２次巻
線の内、バイアス電圧用の２次巻線に対し、パワ
ートランジスタ５６とバイアス電圧用昇圧トラン
ス５８へ直列接続されているので、パワートラン
ジスタ５６のインピーダンスを変化させることに
よつて、バイアス電圧用昇圧トランス５８の入力
電圧を制御することができる。またパワートラン
ジスタ５６は一方向にしか電流を流せないため、
整流回路５７で整流を行なう。またバイアス電源
用昇圧トランス５８は、バワートランジスタ５６
の耐電圧が数100Vであり、数100V以下の電圧で
制御を行なつて規定のバイアス電圧（1000〜
2000V）に昇圧するためのものである。バイアス
電源用昇圧トランス５８は2000V程度の絶縁でよ
く伝達電力も数10W程度であるから小形・軽量で
ある。バイアス電源用昇圧トランス５８の２次側
出力はバイアス整流回路２３で整流され、バイア
ス平滑回路２４で平滑されて、カソード２７とウ
エネルト電極２８の間に印加され、電子ビーム３
０の電流値を制御する。
説明する。フイラメント２６およびカソード２７
が必要十分な電子放射能力を発揮する温度に加熱
されるよう補助電源５０の出力をあらかじめ設定
する。主電源１を動作させ、１〜４で構成される
加速電源を介して必要な電子ビーム加速電圧をカ
ソード２７とアノード２９間に印加する。次に電
子ビーム電流設定器１６を所定値に設定すると、
電子ビーム電流設定器１６の出力はシヤント抵抗
１５の両端電圧と比較され、その差信号はPID調
整器１８に入力する。PID調整器１８の出力は光
ダイオード５２によつて光信号に変換され、光フ
アイバーケーブル５３を介して受光トランジスタ
５４に入力し電気信号に逆変換される。受光トラ
ンジスタ５４の出力信号は、前置増巾器５５によ
つて電力増巾され、パワートランジスタ５６を駆
動し、パワートランジスタ５６のインピーダンス
を制御する。補助電源絶縁トランス５１の２次巻
線の内、バイアス電圧用の２次巻線に対し、パワ
ートランジスタ５６とバイアス電圧用昇圧トラン
ス５８へ直列接続されているので、パワートラン
ジスタ５６のインピーダンスを変化させることに
よつて、バイアス電圧用昇圧トランス５８の入力
電圧を制御することができる。またパワートラン
ジスタ５６は一方向にしか電流を流せないため、
整流回路５７で整流を行なう。またバイアス電源
用昇圧トランス５８は、バワートランジスタ５６
の耐電圧が数100Vであり、数100V以下の電圧で
制御を行なつて規定のバイアス電圧（1000〜
2000V）に昇圧するためのものである。バイアス
電源用昇圧トランス５８は2000V程度の絶縁でよ
く伝達電力も数10W程度であるから小形・軽量で
ある。バイアス電源用昇圧トランス５８の２次側
出力はバイアス整流回路２３で整流され、バイア
ス平滑回路２４で平滑されて、カソード２７とウ
エネルト電極２８の間に印加され、電子ビーム３
０の電流値を制御する。
なお、上記実施例では、バイアス電圧によつて
電子ビーム電流を制御する電子銃を例にして説明
したが、陰極の温度によつて電子ビーム電流を制
御する電子銃の場合でも同様の効果を奏する。
電子ビーム電流を制御する電子銃を例にして説明
したが、陰極の温度によつて電子ビーム電流を制
御する電子銃の場合でも同様の効果を奏する。
以上の様に、この発明によれば、絶縁トランス
の２次巻線を複数化し、電子ビーム電流を調整す
るバイアス電圧の制御系に光信号伝送路を設け、
高電圧を構成し、更に、バイアス電源の電圧制御
を、低圧電流制御回路を介して加速電源の低圧側
で行なつたので、絶縁したので、絶縁トランスが
１つになり装置が小形、軽量でかつ安価となつ
た。また、フイラメント電源、ボンバード電源、
バイアス電源への電力供給用電源を電子ビーム加
速用の主電源と分離しているため、主電源を停止
すれば、フイラメント電源、ボンバード電源、バ
イアス電源の保守、点検も容易におこなうことが
できる。
の２次巻線を複数化し、電子ビーム電流を調整す
るバイアス電圧の制御系に光信号伝送路を設け、
高電圧を構成し、更に、バイアス電源の電圧制御
を、低圧電流制御回路を介して加速電源の低圧側
で行なつたので、絶縁したので、絶縁トランスが
１つになり装置が小形、軽量でかつ安価となつ
た。また、フイラメント電源、ボンバード電源、
バイアス電源への電力供給用電源を電子ビーム加
速用の主電源と分離しているため、主電源を停止
すれば、フイラメント電源、ボンバード電源、バ
イアス電源の保守、点検も容易におこなうことが
できる。
第１図は従来の電子ビーム電流制御装置の構成
図、第２図はこの発明の一実施例による電子ビー
ム電流制御装置の構成図である。 図中１〜４は加速電源、１６〜１８は制御手
段、５２〜５４は光伝送手段、５６及び５７は低
圧電流制御回路、１５はシヤント抵抗、１６は電
子ビーム電流の設定器、１７は加算器、１８は
PID調整器、５２は光ダイオード、５３は光フア
イバーケーブル、５４は受光トランジスタ、５５
は前置増巾器、５６はパワートランジスタ、５７
は整流回路、５０は補助電源、５１は補助電源絶
縁トランス、５８はバイアス電源用昇圧トラン
ス、２３はバイアス整流回路、２４はバイアス平
滑回路である。なお、図中、同一符号は同一、ま
たは相当部分を示す。
図、第２図はこの発明の一実施例による電子ビー
ム電流制御装置の構成図である。 図中１〜４は加速電源、１６〜１８は制御手
段、５２〜５４は光伝送手段、５６及び５７は低
圧電流制御回路、１５はシヤント抵抗、１６は電
子ビーム電流の設定器、１７は加算器、１８は
PID調整器、５２は光ダイオード、５３は光フア
イバーケーブル、５４は受光トランジスタ、５５
は前置増巾器、５６はパワートランジスタ、５７
は整流回路、５０は補助電源、５１は補助電源絶
縁トランス、５８はバイアス電源用昇圧トラン
ス、２３はバイアス整流回路、２４はバイアス平
滑回路である。なお、図中、同一符号は同一、ま
たは相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ カソードとアノードとの間に電子ビームを出
力する為の所定の電圧を与える加速電源１〜４
と、 該加速電源の高圧側に配置され、少なくとも上
記電子ビーム量を調節するバイアス電源２５を含
む複数の電流制御用電源回路と、 該複数の電流制御用電源回路に電力を供給する
為の複数の２次巻線を有する補助電源絶縁トラン
ス５１と、 出力された上記電子ビーム電流を検出する検出
器１５と、 該検出器の検出値と所定の電流設定値とを比較
し制御信号を出力する制御手段１６〜１８と、 上記制御信号を上記加速電源の低圧側より伝送
する光伝送手段５２〜５４と、 上記バイアス電源と上記バイアス電源に電力を
供給する補助電源絶縁トランスとの間に挿入され
たバイアス電源用昇圧トランス５８と、 上記絶縁トランスの２次巻線と上記バイアス電
源用昇圧トランスの１次巻線とに直列接続され上
記制御信号を電流増幅するパワートランジスタ
と、該パワートランジスタに接続され上記２次巻
線からの電流を一方向に流す整流器とからなる低
圧電流制御回路５６及び５７と、 を備え、 上記バイアス電源に供給される電力を、上記光
伝送手段を介して伝送された制御信号により上記
加速電源の低圧側で制御し、かつ上記光伝送手段
により伝送された制御信号に応じて上記バイアス
電源の電圧を調節し上記電子ビーム電流を調整す
ることを特徴とする電子ビーム加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57152204A JPS5940450A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | 電子ビ−ム加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57152204A JPS5940450A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | 電子ビ−ム加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5940450A JPS5940450A (ja) | 1984-03-06 |
| JPS6355182B2 true JPS6355182B2 (ja) | 1988-11-01 |
Family
ID=15535333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57152204A Granted JPS5940450A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | 電子ビ−ム加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5940450A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19522221A1 (de) * | 1995-06-20 | 1997-01-02 | Zeiss Carl Fa | Verfahren zur Regelung des Emissionsstromes einer Elektronenquelle und Elektronenquelle mit einer Regelung des Emissionsstromes |
| DE102007042108B4 (de) | 2007-09-05 | 2010-02-11 | Siemens Ag | Elektronenquelle mit zugehöriger Messwerterfassung |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6241280Y2 (ja) * | 1980-08-01 | 1987-10-22 | ||
| JPS5750757A (en) * | 1980-09-10 | 1982-03-25 | Mitsubishi Electric Corp | Power source for electron beam generator |
| JPS5790558U (ja) * | 1980-11-25 | 1982-06-03 |
-
1982
- 1982-08-30 JP JP57152204A patent/JPS5940450A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5940450A (ja) | 1984-03-06 |
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