高压电源的工作原理和主电路设计如图1所示。电网电压首先经过流抑制电路，通过一次升压整流变压器将其提升至约100kV的交流高压，接着通过12相整流滤波器，转化为大约160kV的直流高压，这个高压被输送至高压真空电子管和电子枪。其中，电子管承受的电压为40kV，而实际加在电子枪上的高压则为120kV。真空电子管在调节和稳定高压输出方面起着关键作用。
图2展示了电源的主电路原理图，该电源属于串联型的直接在高压侧调节的直流稳压电源。其主要组成部分包括过流抑制电路、高压升压整流变压器、高压整流电路、高压滤波及阻容和过压、过流保护电路，以及高压真空电子管调节电路。这些电路都放置在装满变压器油的油箱中，以确保良好的绝缘和散热。油箱内还设有水冷却系统，以应对连续工作的热负荷。
过流抑制电路由三相桥式整流和扼流电感器构成，可在负载过流或电源启动瞬间电流剧增时，限制过电流，保护电源。整流变压器的二次侧采用四线圈，星型和三角形各两组，以降低谐波、减少滤波电容需求和提高电源性能。高压整流电路由高压硅堆和阻容元件组成，阻容电路保护硅堆免受过电压损害。限流电阻和保护电阻则用来防止内部过电流和过电压，确保电源正常运行。
高压滤波电容器清除直流输出中的交流成分，保证电子枪和调整管的电压稳定。调整管为高压真空电子管，耐压高达160kV，由阳极、控制极等组成。调整管通过束流取样电阻与大地相连，能根据控制电路的指令自动调节高压输出，同时，为了冷却和绝缘，调整管置于装有绝缘油的油箱中，内部有专用的水冷系统，确保其长期稳定工作。
电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。