①为防止高频高压对弱电和电网的干扰,电路设计上对噪声抑制除采用通常的电源电子滤波外,还在高压电源主交流输入回路里接入差模—共模方式RFI(射频干扰)抑制电路。该线型滤波器只允许400 Hz以下低频信号通过,对于1 kHz～20MHz高频信号将有大量的衰减,可以实现高频辐射不污染工频电网。电路中电容能滤除不对称杂散干扰和对称杂散干扰电压信号,而电路中的共模电感用于抑制频率相同、相位相反的干扰电流信号。
②采用SSR(固态继电器)实现弱信号Vsr对强电的控制。SSR在电路中实现“通”“断”开关功能,没有电接触点,工作可靠、寿命长,无动作噪声。SSR中的光耦技术的运用,使其动作灵敏,响应速度快。而通常线圈——簧片触点式继电器(MER)不具备这些特点。
若在SSR中晶闸管交流输出电路中加一级零检,将使通断时机限定在正弦交流电压零点交越(±15 V)处开启和关断,从而把通断瞬间的峰值和干扰都降到最低。SSR过零触发技术的采用,可安全地用在计算机输出接口上,而MER对计算机有干扰。
③为确保人身安全,采用负高压供电。荧光屏接零电位,而阴极灯丝接可调负高压,灯丝加热采用低压大电流馈电,为实现灯丝电流可调,除采用可调大功率直流模块供电外,灯丝加热亦可采用交流供电,由低压大电流交流变压器馈电,该变压器要求很高的绝缘强度。为实现灯丝加热可调,该变压器初级接可调交流电压源。
热电子面发射源的供电系统由4组独立电源组成,接线示意如图2.49所示。
(1)0～15 000 V,2mA,负高压。
调节方式:输入0～5 V和手动电位器调节,电压可选。
电压显示:计算机显示或数字表头。
电流显示:数字表头。
电压稳定度:优于1%。
加过载和短路保护。
(2)0～200 V,50mA,正高压,和0～15 000 V同地,用于荧光屏余辉测试。
调节方式:输入0～5 V和手动电位器调节,电压可选。
电压显示:计算机显示或数字表头。
电压稳定度:优于1%。
加过载和短路保护。
(3)0～12 V,5 A,一端接-15 000 V,需隔离变压器,耐压20 000 V。
调节方式:输入0～5 V和手动电位器调节电流或电流可选。
电流显示:数字表头。
电流稳定度:优于1%。
加过载和短路保护。
(4)0～10 000 V,2mA,负高压,和0～15 000 V同地。
调节方式:手动电位器调节电压。(www.xing528.com)
电压显示:计算机显示和数字表头。
电压稳定度:优于1%。
加过载和短路保护。
图2.49 荧光屏测试系统热电子面发射源供电示意
可调负高压电源可调范围为-15～0 kV,及-10～0 kV共有两组,一组接在阴极处,一组接在第二阳极处。直流负高压调节方式,既可通过输入0～5 V手动电位器调节,也可用可调交流输入方式来实现。这里仅以可调交流输入方式来简述其工作原理,图2.50为该电源原理框图。
用可调交流输入实现-15～0 kV直流负高压可调,通过步进式电源或通过控制伺服电机驱动自耦调压器等程控手段来实现交流输入可调。交流输入经整流滤波、主变换电路、推动、控制及保护电路,输出可调直流负高压。
图2.50 荧光屏参数测试仪高压电源框图
2.荧光屏测试系统电气控制和计算机系统
荧光屏测试系统电气控制和计算机系统由工控机、数字量接口卡、模拟量接口卡、RS232/485通信卡、高压电源控制和信号处理模块等组成,图2.51为其原理方框图,完成的功能如下:
①提供荧光屏测试所需的高压;
②对收集的荧光屏电流进行放大处理,并通过模拟量接口卡输入计算机;
③通过数字量接口卡和通信卡对真空系统中的阀门和升降机等机构进行控制,通过模拟量接口卡对真空系统中的真空度等信息进行采集;
④通过通信卡对光通量信号进行采集;
⑤通过USB接口对成像亮度计的信号进行采集。
工控机采用汇博自动化公司的工控主机,采用研华主板。数字量接口卡、模拟量接口卡、RS232/485通信卡均选用研华公司产品。
光通量测试组件和成像亮度计采用杭州远方科技信息有限公司的产品,测试余辉时通过电源中的调制极使电子截止,通过测试荧光屏的亮度衰减获得余辉时间,余辉最小分辨时间为1ms。测试荧光屏均匀性时,通过USB口将亮度计中的图像信号数据上传给工控机,工控机对数据进行处理后给出荧光屏均匀性信息。
图2.51 荧光屏测试系统电气控制和计算机系统原理方框图
计算机控制软件采用VC++6.0,是基于对话框的程序设计,其界面示意图如图2.52所示:基于对话框的程序设计软件具有直观、操作方便等特点,但功能不能太复杂。
图2.52 计算机控制系统界面
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