Устройство для питания сильноточных импульсных ускорителей Советский патент 1976 года по МПК H05H5/00 

1 (

Изобретение относится к устройствам для электрического питания мощных обострителей напряжения и источников заряженных частиц, в особенности для питания формирующих линий, выдерживающих кратковременные импульсы высокого напряжения, в частности для питания формирующих линий импульсных сильноточных электронных ускорителей.

Известно устройство для питания высоковольтных формирующих линий ускорителей, состоящее из электростатического накопителя энергии, в частности генератора импульсов напряжения, подключаемого непосредственно к формирующей линии путем прямого соединения или через разрядник.

В таком устройстве после запуска генераторов импульсов на формирующей линии начинает нарастать напряжение.

При равенстве емкостей формирующей линии и генератора импульсов напряжения происходит эффективная перекачка энергии, причем благодаря индуктивности цепи к моменту достижения максимума напряжения на формирующей линии напряжения на генераторе импульсов напряжения спадает практически до нуля. При достижении напряжения, близкого к максимальному, срабатывает разрядник формирующей линии, и на ней формируется прямоугольный импульс напряжения, используемый для ускорения пучка заряженных

частиц. Время зарядки формирующей линии в этих условиях составляет половину периода собственных колебаний устройства. Однако при отказе, либо сильном запаздывании срабатывания разрядника формирующей линии возникает длительный колебательный процесс перекачки энергии, в результате чего значительно возрастает время воздействия высокого напряжения на устройство. Это

снижает эффективную электрическую прочность и создает опасность пробоев в местах с ослабленной электрической изоляцией, что может привести к разрушению устройства.

Кроме того, при преждевременном срабатывании разрядника формирующей линии также возникает длительный колебательный процесс. В результате существенно удлиняется время приложения высокого напряжения на

каскадах генератора импульсов напряжения.

что значительно снижает его эффективную

электрическую прочность и может привести к

пробоям и разрущению генератора.

Целью изобретения является повышение эффективной электрической прочности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что формирующая линия соединяется с генератором импульсного напряжения через нелинейное сопротивление, например вилитовое.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Генератор 1 импульсов напряжения подсоединяется к формирующей липии 2, имеющей разрядник 3, через нелинейное сопротивление 4, например вилитовое.

Устройство работает следующим образом.

В момент запуска генератора импульсов папряжение 1 к нелинейному сопротивлению прикладывается импульс высокого напряжения Для быстрой зарядки формирующей линии начальное сопротивление его должно быть мало. Это достигается выбором величины нелинейного сопротивления, которое выбирается таким образом, чтобы амплитуда импульса высокого напряжения UQ превосходила на порядок величину напряжения перегиба апроксимированной характеристики нелинейного сопротивления.

Возможность использования вилитов в таком режиме обеспечивается тем, что длительность зарядки формирующих линий импульсных ускорителей заряженных частиц обычно

порядка 10- сек. По мере зарядки формирующей линии перепад напряжения на нелинейном сопротивлении спадает и при достижении точки перегиба вольтамперной характеристики сопротивление резко увеличивается, что приводит к сильному затуханию колебательного процесса, ограничивая время приложения высокого напряжения к устройству. При указанном выще выборе режима вилита потери напряжения и энергии формирующей линии, связанные с введением нелинейного передаточного элемента, не превышают 5-10%

Формула изобретения

Устройство для питания сильноточных импульсных ускорителей заряженных частиц, содержащее генератор импульсов напряжения, нагруженный на формирующую линию, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности электрической прочности устройства, формирующая линия соединяется с генератором импульсного напряжения через нелинейное сопротивление, например вилитовое,

1.

/