[發(fā)明專利]一種用于產(chǎn)生類三角波勵磁電流的掃描電源

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410290525.3
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104038078A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李瑞;郁亞男;黃毛毛;胡志敏;武萬鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)電子輻照設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于產(chǎn)生類三角波勵磁電流的電流型掃描電源。

背景技術(shù)

工業(yè)輻照加速器的應(yīng)用越來越廣泛，其工作原理是利用高能電子束使物質(zhì)產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，用以有效殺滅醫(yī)療衛(wèi)生用品和食品攜帶的害蟲和微生物，同時產(chǎn)生的化學(xué)、物理效應(yīng)則可用于材料改性、環(huán)境保護(hù)與新材料制備等。工業(yè)輻照加速器的電子束束流截面為毫米量級，為了保證電子束能夠均勻的照射被輻照物品，應(yīng)在束流出射的平面二維方向上施加兩極磁場，使之對被輻照物表面作X-Y掃描，通過掃描系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對X方向和Y方向的控制。其中，掃描系統(tǒng)包括X方向掃描磁鐵、Y方向掃描磁鐵和勵磁電源，它們都是通過掃描系統(tǒng)中的掃描電源供電。

目前，使用的工業(yè)輻照加速器掃描電源基本上都是電壓型的，因而一方面，負(fù)載電流會隨著負(fù)載的變化而改變，而且電流線性度對負(fù)載依賴性很大，尤其是低頻時；另一方面，束流在掃描被輻照物品時通常是從上到下，從左到右的順序進(jìn)行掃描，因而在掃描邊緣處由于掃描速度大，很容易在短時間內(nèi)掃描兩次，導(dǎo)致束流在加速器的鈦窗邊緣處積累，造成鈦窗的局部損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中加速器鈦窗邊緣容易損壞以及負(fù)載電流會隨著負(fù)載的變化而改變的缺陷，提供一種用于產(chǎn)生類三角波勵磁電流的掃描電源。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種用于產(chǎn)生類三角波勵磁電流的掃描電源，其連接在交流市電與負(fù)載之間，該掃描電源包括：

一將所述交流市電的電壓轉(zhuǎn)換成一直流穩(wěn)定電壓的功率穩(wěn)壓器；

一連接在所述功率穩(wěn)壓器與所述負(fù)載之間、并將所述直流穩(wěn)定電壓轉(zhuǎn)換成一輸出電壓的直流轉(zhuǎn)換器；

一產(chǎn)生類三角波信號的波形發(fā)生器；以及

一控制電路，其第一輸入端連接至所述波形發(fā)生器以接收所述類三角波信號，其第二輸入端連接至所述負(fù)載以接收所述負(fù)載的負(fù)載電流，其輸出端連接至所述直流轉(zhuǎn)換器以驅(qū)動所述直流轉(zhuǎn)換器輸出所述輸出電壓。

優(yōu)選地，所述功率穩(wěn)壓器包括依次連接在所述交流市電與所述直流轉(zhuǎn)換器之間的一整流器和一穩(wěn)壓電路。

進(jìn)一步地，所述整流器包括依次連接在所述交流市電與所述穩(wěn)壓電路之間的一全橋整流電路模塊和一RC濾波電路模塊。

進(jìn)一步地，所述穩(wěn)壓電路為BUCK降壓電路。

前述一種用于產(chǎn)生類三角波勵磁電流的掃描電源，所述直流轉(zhuǎn)換器為H橋變換器。

前述一種用于產(chǎn)生類三角波勵磁電流的掃描電源，所述波形發(fā)生器包括一單片機(jī)以及一連接在所述單片機(jī)與所述控制電路之間的類三角波產(chǎn)生電路。

進(jìn)一步地，所述類三角波產(chǎn)生電路包括：

運(yùn)算放大器，其正輸入端接地；

第一電阻器，其一端連接所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端；

第一電位器和第三電容器，依次串聯(lián)在所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與輸出端之間；以及

第二電阻器，其一端連接在所述第一電位器和第三電容器之間，另一端邊接至所述運(yùn)算放大器的輸出端。

優(yōu)選地，所述控制電路包括依次連接在所述波形發(fā)生器和所述直流轉(zhuǎn)換器之間的一PI補(bǔ)償器、一脈沖寬度調(diào)制電路模塊和一驅(qū)動電路模塊。

進(jìn)一步地，所述PI補(bǔ)償器包括：

誤差放大器，其正輸入端接地；

第二電位器和第三電阻器，其中，所述第二電位器的一端和所述第三電阻器的一端連接，且所述第三電阻器的另一端連接至所述誤差放大器的負(fù)輸入端；

第四電阻器和第四電容器，其中，所述第四電阻器的一端和所述第四電容器的一端連接，且所述第四電阻器的另一端連接至所述誤差放大器的負(fù)輸入端，所述第四電容器的另一端連接至所述誤差放大器的輸出端；

第五電容器，其一端連接至所述第四電阻器的所述另一端，另一端連接至所述誤差放大器的輸出端；以及

第五電阻器，其一端接至所述第五電容器的所述一端。

根據(jù)以上的技術(shù)方案，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)的有益效果是：一方面，本發(fā)明向負(fù)載輸出的是類三角波電流，其將在三角波斜率開始變化的地方產(chǎn)生波形突跳，從而防止電子束在掃描時進(jìn)行二次掃描，能夠保護(hù)鈦窗，防止其因局部束流過大而損壞；另一方面，由于本發(fā)明的掃描電源是電流型的，所以負(fù)載變化對掃描電流波形的影響不大，從而保證了負(fù)載電流不會隨著負(fù)載的改變而變化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的掃描電源的整體原理框圖；

圖2為圖1中的功率穩(wěn)壓器的電路原理圖；

圖3為圖1中的直流轉(zhuǎn)換器的電路原理圖；