JPS5940449A - 電子ビ−ム加工装置のバイアス電圧制御装置 - Google Patents
電子ビ−ム加工装置のバイアス電圧制御装置Info
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- JPS5940449A JPS5940449A JP57152203A JP15220382A JPS5940449A JP S5940449 A JPS5940449 A JP S5940449A JP 57152203 A JP57152203 A JP 57152203A JP 15220382 A JP15220382 A JP 15220382A JP S5940449 A JPS5940449 A JP S5940449A
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- bias
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- bias voltage
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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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電子ビーム加工装置において、バイアス電
圧により電子ビーム電流を制御する装置に関するもので
ある。
圧により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図に示すものがあった。図
において、（１）は主電源、（２）は昇圧トランス、（
３）は高圧整流回路、（４）は尚圧平溝回路、（５）は
カソード、（６）はアノード、（７）は電子ビーム、（
８）は被加工物、（９）は補助電源、σＱはカソード（
５）の加熱電源、ａ◇は加熱電源ＯＱの絶縁トランスｃ
以下、絶縁トランス１という）、（６）は電子ビーム（
７）の電流値を制御するウェネルト電極、口は電子ビー
ム（７）の電流値を検出するシャント抵抗、σ荀はシャ
ント抵抗σ３により検出された電子ビーム（７）の電流
信号の増幅器ｃ以下、電流信号増幅器という）、θＱは
ｉｔ電子ビーム７）の電流値を定める基準電源、αＱは
電流信号増幅器α弔の出力と基準電源ｒｍの出力の加算
器、（１７１はＰＩＤ調整器、ＣＩＥ９は交流発振器、
叫はＰＩＤ調整器Ｑ？）の出力と交流発振器θ枠の出力
の乗算器、（イ）は電力増幅器、？υはバイアス整流回
路、＠はバイアス平滑回路、＠はバイアス整流回路ｃ！
ｖとバイアス平滑回路（財）の絶縁トランス（以下、絶
縁トランス２という）、（ハ）は電子ビーム（７）の電
流値を制御する電流制御装置である。
において、（１）は主電源、（２）は昇圧トランス、（
３）は高圧整流回路、（４）は尚圧平溝回路、（５）は
カソード、（６）はアノード、（７）は電子ビーム、（
８）は被加工物、（９）は補助電源、σＱはカソード（
５）の加熱電源、ａ◇は加熱電源ＯＱの絶縁トランスｃ
以下、絶縁トランス１という）、（６）は電子ビーム（
７）の電流値を制御するウェネルト電極、口は電子ビー
ム（７）の電流値を検出するシャント抵抗、σ荀はシャ
ント抵抗σ３により検出された電子ビーム（７）の電流
信号の増幅器ｃ以下、電流信号増幅器という）、θＱは
ｉｔ電子ビーム７）の電流値を定める基準電源、αＱは
電流信号増幅器α弔の出力と基準電源ｒｍの出力の加算
器、（１７１はＰＩＤ調整器、ＣＩＥ９は交流発振器、
叫はＰＩＤ調整器Ｑ？）の出力と交流発振器θ枠の出力
の乗算器、（イ）は電力増幅器、？υはバイアス整流回
路、＠はバイアス平滑回路、＠はバイアス整流回路ｃ！
ｖとバイアス平滑回路（財）の絶縁トランス（以下、絶
縁トランス２という）、（ハ）は電子ビーム（７）の電
流値を制御する電流制御装置である。
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（５）とアノード（６）の間に印加される。
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（５）とアノード（６）の間に印加される。
−万、カソード（５）は、補助電源（９）と絶縁トラン
ス１０ηで絶縁された加熱電源ｏｎにより加熱される。
ス１０ηで絶縁された加熱電源ｏｎにより加熱される。
但し、加熱電源ＱＱからカソード（５）への接続は本発
明には直接関与しないので、複雑さを避けるために図中
には示していない。加熱されたカソード（５）から放出
された熱電子はカソード（５）とアノード（６）の間の
加速電圧により加速され、電子ビーム（７）となって被
加工物（８）を加工する。電子ビーム（７）の電流値は
、以下に述べる電流制御装置＠により制御される。電子
ビーム（７）の電流値はシャント抵抗時で検出され、さ
らに増幅器σ肴で増幅される。増幅器５４）の出力は電
子ビーム（７）の電流値を設定する基準電源Ｑ０の出力
と加算器ＣＩＱで突き合わされ、その差の信号はＰＩＤ
調整器復ηに入力する。ＰＩＤ調整器的の出力は交流発
振器（ト）の出力に乗算器０１Ｊにより乗算され、電力
増幅器（４）に入力する交流電圧を制御する。この信号
は電力増幅器（イ）で増幅され、絶縁トランス２峙で昇
圧かつ絶縁され、次いでノ（イアス整流回路３〃で整流
され、バイアス平滑回路（イ）で平滑されて、カソード
（５）とウェネルト電極（２）の間にバイアス電圧を印
加する。従って、電子ビーム（７〕の電流値が基準１１
Ｅ ＃ｉ ０６の電圧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（７）の電流値が一定に
保たれる。
明には直接関与しないので、複雑さを避けるために図中
には示していない。加熱されたカソード（５）から放出
された熱電子はカソード（５）とアノード（６）の間の
加速電圧により加速され、電子ビーム（７）となって被
加工物（８）を加工する。電子ビーム（７）の電流値は
、以下に述べる電流制御装置＠により制御される。電子
ビーム（７）の電流値はシャント抵抗時で検出され、さ
らに増幅器σ肴で増幅される。増幅器５４）の出力は電
子ビーム（７）の電流値を設定する基準電源Ｑ０の出力
と加算器ＣＩＱで突き合わされ、その差の信号はＰＩＤ
調整器復ηに入力する。ＰＩＤ調整器的の出力は交流発
振器（ト）の出力に乗算器０１Ｊにより乗算され、電力
増幅器（４）に入力する交流電圧を制御する。この信号
は電力増幅器（イ）で増幅され、絶縁トランス２峙で昇
圧かつ絶縁され、次いでノ（イアス整流回路３〃で整流
され、バイアス平滑回路（イ）で平滑されて、カソード
（５）とウェネルト電極（２）の間にバイアス電圧を印
加する。従って、電子ビーム（７〕の電流値が基準１１
Ｅ ＃ｉ ０６の電圧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（７）の電流値が一定に
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、絶縁トランスが加熱Ｋｍ用とバイアス回路用の２
個必要であり、高圧電源装置が大形かつ高価になり、重
量も増大するなどの欠点があった。
ので、絶縁トランスが加熱Ｋｍ用とバイアス回路用の２
個必要であり、高圧電源装置が大形かつ高価になり、重
量も増大するなどの欠点があった。
この発明は上記の様な従来のものの欠点を除去するため
になされたもので、加熱電源用の絶縁トランスの２次側
にバイアス回路用のタップを設け、バイアス電圧の制御
をパルス幅茨調された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しない電子ビーム加工
装置を提供することを目的としている。
になされたもので、加熱電源用の絶縁トランスの２次側
にバイアス回路用のタップを設け、バイアス電圧の制御
をパルス幅茨調された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しない電子ビーム加工
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、に）は加熱電源用とバイアス回路用の２つ
の２次側巻線を持つ絶縁トランス（以下、バイアス回路
用タップ付絶縁トランスという〕、（イ）はパルス幅変
調回路（以下、ＰＷＭ回路という）、（社）は発光ダイ
オード、に）は光フアイバーケーブル、翰は受光ダイオ
ード、（７）は受光ダイオード四の検出信号の前置増幅
器、０◇は前置増幅器図の出力信号を波形整形するコン
パレータ回路、（１）ｉ、ｉ ＰＷＭ信号の復調回路で
ある低域フィルタ回路、（至）はバイアス電圧を制御す
るパワートランジスタ、鰯は整流回路、（至）は規定の
バイアス電圧を得るためのトランス（以下、バイアス用
トランスという）である。
図において、に）は加熱電源用とバイアス回路用の２つ
の２次側巻線を持つ絶縁トランス（以下、バイアス回路
用タップ付絶縁トランスという〕、（イ）はパルス幅変
調回路（以下、ＰＷＭ回路という）、（社）は発光ダイ
オード、に）は光フアイバーケーブル、翰は受光ダイオ
ード、（７）は受光ダイオード四の検出信号の前置増幅
器、０◇は前置増幅器図の出力信号を波形整形するコン
パレータ回路、（１）ｉ、ｉ ＰＷＭ信号の復調回路で
ある低域フィルタ回路、（至）はバイアス電圧を制御す
るパワートランジスタ、鰯は整流回路、（至）は規定の
バイアス電圧を得るためのトランス（以下、バイアス用
トランスという）である。
次に動作について説明する。この発明ではバイアス回路
用タップ付絶縁トランスに）を１個用いてバイアス回路
用の電力を供給し、低電圧側からパルス幅変調された光
信号により高電圧部に配置されている回路を制御し、バ
イアス電圧を回度にする。ＰＩＤ調整器Ｑηの出力信号
はＰＷＭ回路（ホ）でパルス幅変調され、その信号は発
光ダイオード（ハ）の電流として流れ、パルス幅変調さ
れた光信号となる。
用タップ付絶縁トランスに）を１個用いてバイアス回路
用の電力を供給し、低電圧側からパルス幅変調された光
信号により高電圧部に配置されている回路を制御し、バ
イアス電圧を回度にする。ＰＩＤ調整器Ｑηの出力信号
はＰＷＭ回路（ホ）でパルス幅変調され、その信号は発
光ダイオード（ハ）の電流として流れ、パルス幅変調さ
れた光信号となる。
この光信号は光フアイバーケーブル（ハ）により高電圧
部に絶縁されて伝送され、受光ダイオード（２）で受光
される。受光された光信号は前置増幅器（至）で増幅さ
れ、コンパレータ回路０］）でパルス波高値が一定にさ
れ、パルス幅変調信号が低域フィルタ回路（イ）により
復調されて直流電圧に変換され、パワートランジスタ（
至）のベースに入る。バイアス回路用タップ付絶縁トラ
ンス（ハ）の出力側に対し、パワートランジスタ曽とバ
イアス用トランス（至）は直列に接続されているので、
パワートランジスタ（至）の内部抵抗を上記のベース電
流で変化させることによってバイアス用トランス（至）
の入力電圧の制御ができる。またパワートランジスタ（
至）は一方向にしか電流を流せないため、整流回路例で
整流を行なう。また、バイアス用トランス（至）は、パ
ワートランジスタ（至）の耐電圧が数１００Ｖであり、
１００Ｖ程度で電圧制御を行なって規定のバイアス電圧
１５００〜２０００ Ｖに昇圧するための物である。バ
イアス用トランス■は絶縁電圧が１５００〜２０００Ｖ
であり、また伝送電力も数１０Ｗと小さいので、小Ｊ１
９／・ｕ：量である。電圧制御されたバイアス用トラン
ス（至）の２次側出力はバイアス整流回路にυで整流さ
れ、バイアス平滑回路（ハ）で平滑されてカソード（５
）とウェネルト成極（６）の間に印加され、電子ビーム
（７）の璽流値を制御する。バイアス電圧に要求される
制御応答時間を１０ｍ５とするとパルス幅夏調信号の基
本周波数はＩＩ（ｌ（ｚ［度必要となり、さらにＰＷＭ
回路（イ）、発光ダイオード（イ）、光ファイバーケー
ブル弼、受光ダイオード翰、前１戚増幅器に）およびコ
ンパレータ回路Ｇυの周波数ｊｔｆ）答は１００ＫＨｚ
程度必要となるが、上記の構成はこの要求を十分満足す
る。またパルス幅醍調方式を用いているため、発光ダイ
オード（ハ）・光フアイバーケーブル（ホ）および受光
ダイオード（ハ）の大きな特性のバラツキの影響を受け
なくなるので負帰還制御の安定性が良くなる。さらに雑
音等によるパルス幅変調された光（Ａ号の歪は電流制御
装置ｔｃｎのフィードバックループで補正される。
部に絶縁されて伝送され、受光ダイオード（２）で受光
される。受光された光信号は前置増幅器（至）で増幅さ
れ、コンパレータ回路０］）でパルス波高値が一定にさ
れ、パルス幅変調信号が低域フィルタ回路（イ）により
復調されて直流電圧に変換され、パワートランジスタ（
至）のベースに入る。バイアス回路用タップ付絶縁トラ
ンス（ハ）の出力側に対し、パワートランジスタ曽とバ
イアス用トランス（至）は直列に接続されているので、
パワートランジスタ（至）の内部抵抗を上記のベース電
流で変化させることによってバイアス用トランス（至）
の入力電圧の制御ができる。またパワートランジスタ（
至）は一方向にしか電流を流せないため、整流回路例で
整流を行なう。また、バイアス用トランス（至）は、パ
ワートランジスタ（至）の耐電圧が数１００Ｖであり、
１００Ｖ程度で電圧制御を行なって規定のバイアス電圧
１５００〜２０００ Ｖに昇圧するための物である。バ
イアス用トランス■は絶縁電圧が１５００〜２０００Ｖ
であり、また伝送電力も数１０Ｗと小さいので、小Ｊ１
９／・ｕ：量である。電圧制御されたバイアス用トラン
ス（至）の２次側出力はバイアス整流回路にυで整流さ
れ、バイアス平滑回路（ハ）で平滑されてカソード（５
）とウェネルト成極（６）の間に印加され、電子ビーム
（７）の璽流値を制御する。バイアス電圧に要求される
制御応答時間を１０ｍ５とするとパルス幅夏調信号の基
本周波数はＩＩ（ｌ（ｚ［度必要となり、さらにＰＷＭ
回路（イ）、発光ダイオード（イ）、光ファイバーケー
ブル弼、受光ダイオード翰、前１戚増幅器に）およびコ
ンパレータ回路Ｇυの周波数ｊｔｆ）答は１００ＫＨｚ
程度必要となるが、上記の構成はこの要求を十分満足す
る。またパルス幅醍調方式を用いているため、発光ダイ
オード（ハ）・光フアイバーケーブル（ホ）および受光
ダイオード（ハ）の大きな特性のバラツキの影響を受け
なくなるので負帰還制御の安定性が良くなる。さらに雑
音等によるパルス幅変調された光（Ａ号の歪は電流制御
装置ｔｃｎのフィードバックループで補正される。
以上の様に、この発明によれば加熱電源用の絶縁トラン
スの２次側にバイアス回路用のタップを設け、バイアス
電圧の制御にパルス幅変調された光信号を用いる様に構
成したので、絶縁トランスが１つになるため装置が小形
・軽量・安価にでき光信号が光素子の特性のバラツキの
影響を受けないため負帰還制御の安定性が増す効果があ
る。
スの２次側にバイアス回路用のタップを設け、バイアス
電圧の制御にパルス幅変調された光信号を用いる様に構
成したので、絶縁トランスが１つになるため装置が小形
・軽量・安価にでき光信号が光素子の特性のバラツキの
影響を受けないため負帰還制御の安定性が増す効果があ
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、時はシャント抵抗、ＣＩ４は増幅器、（至）は基
準電源、ＣＩｏは加算器、ａηはＰＩＤ調整器、（ホ）
はＰＷＭ回路、嬶は発光ダイオード、（至）は光フアイ
バーケーブル、（ホ）は受光ダイオード、（７）は前置
増幅器、０めはコンパレータ回路、幹は低域フィルタ回
路、（至）はパワートランジスタ、鏝は整流回路、（２
）はバイアス回路用タップ付絶縁トランス、（至）はバ
イアス用トランス、ｅｖはバイアス整流回路、に）はバ
イアス平滑回路、（ハ）は電流制御装置である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す〇 代理人 葛野信− 第１図
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、時はシャント抵抗、ＣＩ４は増幅器、（至）は基
準電源、ＣＩｏは加算器、ａηはＰＩＤ調整器、（ホ）
はＰＷＭ回路、嬶は発光ダイオード、（至）は光フアイ
バーケーブル、（ホ）は受光ダイオード、（７）は前置
増幅器、０めはコンパレータ回路、幹は低域フィルタ回
路、（至）はパワートランジスタ、鏝は整流回路、（２
）はバイアス回路用タップ付絶縁トランス、（至）はバ
イアス用トランス、ｅｖはバイアス整流回路、に）はバ
イアス平滑回路、（ハ）は電流制御装置である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す〇 代理人 葛野信− 第１図
Claims (2)
- （１）電子ビーム加工装置において、電子銃の電流制御
電極にバイアス電圧を印加するバイアス整流回路、この
バイアス回路に電力を供給するタップを有する陰極加熱
回路用絶縁トランス、上記バイアス電圧回路の制御系に
パルス幅変調装置、発光素子、光伝送路、受光素子およ
びパルス幅復調装置を含み電子ビーム電流を制御する負
帰還回路を備えてなる電子ビーム加工装置のバイアス電
圧制御装置。 - （２）上記の電子ビーム加工装置が電子ビーム溶接装置
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電
子ビーム加工装置のバイアス電圧制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57152203A JPS5940449A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | 電子ビ−ム加工装置のバイアス電圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57152203A JPS5940449A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | 電子ビ−ム加工装置のバイアス電圧制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5940449A true JPS5940449A (ja) | 1984-03-06 |
Family
ID=15535309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57152203A Pending JPS5940449A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | 電子ビ−ム加工装置のバイアス電圧制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5940449A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62237653A (ja) * | 1986-04-08 | 1987-10-17 | Nec Corp | 電子ビ−ム発生装置用加速電圧電源 |
| EP0750332A3 (de) * | 1995-06-20 | 1998-04-15 | Carl Zeiss | Verfahren zur Regelung des Emissionsstromes einer Elektronenquelle und Elektronenquelle mit einer Regelung des Emissionsstromes |
| DE102007042108A1 (de) * | 2007-09-05 | 2009-03-12 | Siemens Ag | Elektronenquelle |
| DE102009011642A1 (de) * | 2009-03-04 | 2010-09-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgenröhre mit Multikathode |
-
1982
- 1982-08-30 JP JP57152203A patent/JPS5940449A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62237653A (ja) * | 1986-04-08 | 1987-10-17 | Nec Corp | 電子ビ−ム発生装置用加速電圧電源 |
| EP0750332A3 (de) * | 1995-06-20 | 1998-04-15 | Carl Zeiss | Verfahren zur Regelung des Emissionsstromes einer Elektronenquelle und Elektronenquelle mit einer Regelung des Emissionsstromes |
| US5808425A (en) * | 1995-06-20 | 1998-09-15 | Carl-Zeiss-Stiftung | Method for controlling the emission current of an electron source and an electron source having a control circuit for controlling the emission current |
| DE102007042108A1 (de) * | 2007-09-05 | 2009-03-12 | Siemens Ag | Elektronenquelle |
| DE102007042108B4 (de) * | 2007-09-05 | 2010-02-11 | Siemens Ag | Elektronenquelle mit zugehöriger Messwerterfassung |
| US8026674B2 (en) | 2007-09-05 | 2011-09-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Electron source and method for the operation thereof |
| DE102009011642A1 (de) * | 2009-03-04 | 2010-09-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgenröhre mit Multikathode |
| US8295441B2 (en) | 2009-03-04 | 2012-10-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Multicathode X-ray tube |
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