中频倍压整流在小型直流高压电源中的应用
  直流高压电源作为离子注入机的重要组成部分,其控制方式、工作频率、拓扑结构等的差异,都会对注入机系统运行效率和稳定性产生巨大的影响。离子注入机系统使用直流高压电源为离子加速系统提供能量,加速电压...
  直流高压电源作为离子注入机的重要组成部分,其控制方式、工作频率、拓扑结构等的差异,都会对注入机系统运行效率和稳定性产生巨大的影响。离子注入机系统使用直流高压电源为离子加速系统提供能量,加速电压通常在5kV-100kV 之间,离子束电流强度小于50mA。本文主要论述了一种小型直流高压电源的线路结构和中频倍压整流电路的优化设计。实验结果表明该直流高压电源不仅稳定度高、可靠性好、操控方便,并且更加小型化。
  离子注入机由离子源、质量分析器、加速器、四级透镜、扫描系统和靶室组成。离子源把需要注入元素的气态粒子电离成离子,决定要注入离子的种类和束流强度。在电场激发下离子源放电室产生的电子作为轰击粒子,当外来电子的能量高于原子的电离电位时,通过碰撞使元素发生电离。碰撞后除了原始电子外,还出现正电子和二次电子。从离子源吸出的带正电杂质离子,必须用一个具有强电场作用的加速器进行加速,从而使杂质离子具有穿越机器系统并射入靶室所需的能量。加速器主要组成部分是真空室及直流高压电源。
  传统的直流高压电源一般先通过工频(50Hz)调压器进行电压调节、工频变压器进行升压,再经高压整流和电容滤波获得直流高压电压,这种模式的电源由于工作于工频(50Hz)状态下,调压器、升压变压器和滤波电容等能量储存元件体积庞大,高压绝缘设计要求很高,可靠性较差、维护难度大。
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