电子束焊机高压直流电源设计

2.1 反馈电路

本系统中的反馈电路由高压电阻分压器、信号隔离电路、过压过流抑制元件等组成。高压电阻分压器由两路相互独立的精密金属膜电阻构成，一路用来测量高压，另一路提供反馈信号给控制电路以控制和调节高压。高压电阻分压器放置在有机玻璃制成的支架上。考虑到绝缘和散热的需要也将其放在高压油箱里，以保证电源工作时电阻值的稳定，最终保证取样信号的稳定。

高压电源在工作时，由于电子枪放电或外部其它原因，电源内部会产生过电压。为防止过电压窜入控制电路损坏低压电子元器件，应在取样电阻两端并联高压放电管和压敏电阻及电容吸收电路，同时将取样电阻都放在电磁屏蔽盒里，这样能有效防止各种电磁干扰信号进入控制电路。高压分压器的取样信号在进入控制电路以前，还应设置信号隔离电路以使得反馈信号与控制电路相互隔离，并同时转化为标准电平信号给控制电路。以上措施可确保控制电路中的反馈信号的准确性。

2.2 自动重加高压电路

自动重加高压电路主要利用三极管的控制原理来实现对高压的快速截止和导通。它由运算放大器和三极管等电路组成。它的工作原理是。

当反馈信号超过给定信号时，使比例放大器IC2的输出为高电平，V4导通，IC3输出低电平，V3导通，V2截止，以封锁PI调节器的输出，从而关断高压调整管以切断高压。反之，当反馈信号小于给定时，IC2输出低电平，V4截止，IC3输出高电平，V3截止。PI调节器正常工作。由于三极管从导通到截止的恢复时间很快，因此加在电子枪上的高压在控制电路的作用下可很快恢复正常而不停机，从而确保了电子束焊机的正常工作。

2.3 功率放大电路

功率放大电路由前级预放管VL33和功率放大管VL32组成，工作过程是在V2处于负电源工作时，将PI调节器输入的调节量经V2放大后送到真空管VL33的控制极，并将V2阳极接到辅助电源的正极，阴极接地，这样，控制极电压越高(负)，VL33的阳极对地电压就越高，而高压调整管VL32的阳极电压越高，电子枪上的电压就越低。相反，控制电路也可以按以上相反的过程调节电子枪上的高压，最终实现电子枪上高压的稳定。

3 高压电源的技术指标

该高压电源在焊接生产线上的工作十分稳定。该电源的实测具体性能指标参数如下：

◇额定加速电压：120 kV；

◇纹波系数<1％；

◇稳定度<1％；

◇额定电子束流：50mA；

◇纹波系数<1％；

◇稳定度<1％。

电源在电子枪内打火时，高压电源能快速恢复而不停机。

4 结束语

该设计在高压侧由高压真空管来调节高压直流电源的输出，因而具有输出特性好，纹波系数小，稳定度高等优点。由于调整管隔离了滤波电容器，因此，该电源在过压保护停机时，电容器上的能量不会泄放到工件上而导致工件的损坏。目前，该电源经生产线上的实际运行证明：各项技术指标均满足生产线的工艺要求。