冷阴极气体放电电子束源系统研制

摘要

基于冷阴极电子发射机理,设计制造了冷阴极气体放电电子枪及其电子光学系统;为了使其能够长期稳定工作,采用三级AC-DC拓扑电路、功率变压器原边并联与输出端整流电路串联获取高压的电路、双闭环控制及放电保护技术等,设计制造了冷阴极气体放电电子枪逆变电源;基于上述技术研制的冷阴极气体放电电子束源实现了-20kV/1500mA束流输出。试验结果表明,惰性气体作为放电气体,长时间工作易出现束流减小现象;以空气作为放电气体,输出表现为低压大电流特性;给定的He、Ar、空气的气流量小于0.03L/min,输出束流随着加速电压增大而增大;给定加速电压不变,He气流量逐渐增大,输出束流随着气流量增大而增大;第3级AC-DC电路中的IGBT全桥逆变电路的输出电压、电流波形一致较好,可以保障冷阴极气体放电电子束源长期稳定工作、大功率输出的需求。