一种应用于粒子加速器的屏栅电源的制作方法

1.本实用新型涉及电子加速器技术领域，具体为一种应用于粒子加速器的屏栅电源。


背景技术：

2.以离子电推进为代表的电推进系统不仅是性能杰出的空间推进系统，更是具有战略意义的航天关键技术。从美国“深空一号”离子推力器成功应用以来，美国、德国、日本等国已在电推进研究方面取得较大进展。电推进系统由推力器、电源处理单元(ppu)、推进剂储供系统(xfs)和数字控制单元(dciu)4部分组成，其中电源处理单元(ppu)具备功率变换、接收指令执行各路输出的开关、各路电源输出电压及电流的遥测和故障保护功能，是电推进系统稳定、可靠工作的基础。其中离子推力器ppu中的高压电源就是由屏栅电源输出，屏栅电源占ppu功率的八成以上。屏栅电源经过多次技术突破，实现了高效率、小型化设计并成功应用。
3.随着科学技术的发展，等离子体技术的应用推广使用，产生等离子体后，需要对所需有用的带电粒子进行定向加速，控制被加速带电粒子的数量需要使用屏栅电源。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种应用于粒子加速器的屏栅电源，具备控制带电粒子加速的优点，解决了现有技术不好携带粒子进行加速的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种应用于粒子加速器的屏栅电源，包括
8.直流母线，其主要是为了输入28v的直流供电；
9.输入滤波电路，其与所述直流母线连接，所述输入滤波电路用于抑制其它频段的信号、干扰和噪声；
10.同步降压电路，其与所述输入滤波电路，所述同步降压电路用于电流的降压；
11.高频逆变桥电路，其与所述同步降压电路相连，所述高频逆变电路是用于将电流从直流电变成交流电；
12.升压变压器，其与所述高频逆变桥电路相连，所述升压变压器用于改变交流电的电压；
13.倍压整流电路，其与所述升压变压器相连，所述倍压整流电路用于将电流成倍放大输出。
14.优选的，所述输入滤波电路包括电感线圈l1和电容器c5；
15.所述电感线圈l1与所述电容器c5并联，两者之间具有节点一。
16.优选的，所述同步降压电路包括晶体管q1、晶体管q3、电感线圈l2和电容器c6；
17.所述晶体管q1和所述晶体管q3连接，所述电感线圈l2与所述晶体管q1和晶体管q2连接，三者之间具有节点二，所述电容器c6与所述电感线圈l2连接，所述电容器c6与所述电感线圈l2之间具有节点三。
18.优选的，所述同步降压电路输出2-20v可调电流。
19.优选的，所述高频逆变桥电路包括晶体管q2和晶体管q4；
20.所述晶体管q2与所述晶体管q4连接，所述高频逆变桥电路通过电容器c1输出，所述电容器c1、晶体管q2和晶体管q4之间具有节点四。
21.优选的，所述升压变压器包括t1；
22.所述t1与所述电容器c1连接。
23.优选的，所述倍压整流电路包括电容器c2、电容器c3、电容器c4、电容器c7、电容器c8、电容器c9、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5和二极管d6；
24.所述电容器c2、电容器c3、电容器c4、电容器c7、电容器c8和电容器c9之间相互连接，所述二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5和二极管d6与所述电容器c2、电容器c3、电容器c4、电容器c7、电容器c8和电容器c9之间相互连接，所述每个电容器与二极管之间都具有节点五。
25.(三)有益效果
26.与现有技术相比，本实用新型提供了一种应用于粒子加速器的屏栅电源，具备以下有益效果：
27.该应用于粒子加速器的屏栅电源，通过直流母线，输入滤波电路，同步降压电路，高频逆变桥电路，升压变压器和倍压整流电路组成可以控制带电粒子加速的屏栅电源，广泛应用于电子枪领域的电子加速器、高能物理领域带电(正电或者负电)粒子加速器、卫星离子推进器等领域，满足多种加速器对屏栅电源的需求，进一步推动了加速器等领域的发展。
附图说明
28.图1为本实用新型的原理框图；
29.图2为本实用新型的电路图。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.本实施例中
32.一种应用于粒子加速器的屏栅电源，包括
33.直流母线，其主要是为了输入28v的直流供电；
34.输入滤波电路，其与所述直流母线连接，所述输入滤波电路用于抑制其它频段的信号、干扰和噪声；
35.同步降压电路，其与所述输入滤波电路，所述同步降压电路用于电流的降压；
36.高频逆变桥电路，其与所述同步降压电路相连，所述高频逆变电路是用于将电流从直流电变成交流电；
37.升压变压器，其与所述高频逆变桥电路相连，所述升压变压器用于改变交流电的电压；
38.倍压整流电路，其与所述升压变压器相连，所述倍压整流电路用于将电流成倍放大输出，所述倍压整流电路包括电容器c2、电容器c3、电容器c4、电容器c7、电容器c8、电容器c9、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5和二极管d6；
39.所述电容器c2、电容器c3、电容器c4、电容器c7、电容器c8和电容器c9之间相互连接，所述二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5和二极管d6与所述电容器c2、电容器c3、电容器c4、电容器c7、电容器c8和电容器c9之间相互连接，所述每个电容器与二极管之间都具有节点五。
40.参阅图2所示，所述输入滤波电路包括电感线圈l1和电容器c5；所述电感线圈l1与所述电容器c5并联，两者之间具有节点一。
41.参阅图2所示，所述同步降压电路包括晶体管q1、晶体管q3、电感线圈l2和电容器c6；所述晶体管q1和所述晶体管q3连接，所述电感线圈l2与所述晶体管q1和晶体管q2连接，三者之间具有节点二，所述电容器c6与所述电感线圈l2连接，所述电容器c6与所述电感线圈l2之间具有节点三；所述同步降压电路输出2-20v可调电流。
42.参阅图2所示，所述高频逆变桥电路包括晶体管q2和晶体管q4；所述晶体管q2与所述晶体管q4连接，所述高频逆变桥电路通过电容器c1输出，所述电容器c1、晶体管q2和晶体管q4之间具有节点四；所述升压变压器包括t1；所述t1与所述电容器c1连接。
43.工作原理：v1直流母线输入28v的直流供电，经过电感线圈l1和电容器c5组成的输入滤波网络后给晶体管q1、晶体管q3、电感线圈l2、电容器c6组成的同步降压电路，同步降压电路输出电压2-20v可调，同步降压电路的输出送给晶体管q2、晶体管q4组成的高频逆变桥供电，逆变桥额定工作频率50khz，高频逆变桥输出通过电容器c1供给升压变压器t1，升压变压器t1输出最大电压是交流350v，电容器c2、电容器c3、电容器c4、电容器c7、电容器c8、电容器c9、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6共同构成一个6倍压整流电路，最终可输出-2000v的屏栅电压，在整流滤波之后，还要抽取一些电流电压进行检测，利用微控单元(mcu)对同步减压降压电路进行脉冲宽度调制(pwm)。
44.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。