Устройство импульсного питания ускорителя прямого действия Советский патент 1982 года по МПК H05H5/00 

(54) УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ З СКОРИТЕЛЯ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для дгенерации импульсных электронных пучков большой интенсивности, энергии и длительности.

Известно устройство flJ/ содержащее двойную формирующую линию с емкостным накопителем энергии.

В этом устройстве обеспечивается генерация ускоренного пучка заряженных часз:ицза счет передачи накопленной электрической энергии от емкостного накопителя к ускорителю.

Недостатком его является невысокая импульсная мощность в нагрузке. Это обусловлено тем, что энергия, накопленная в конденсаторах линий, выделяется в нагрузке за сравнительно большое время, равное времени двойного пробега волны по линии.

Наиболее близким к изобретению является устройство импульсного питания ускорителя прямого действия С2, содержащее источник питания, зарядное устройство и двойную формирующую линию, состоящую из двух одинаковых линий, между которьлми параллельно им через коммутатор подключен ускорительный диод.

За счет передачи энергии от формирующей линии к ускорительному дноду осуществляется генерация ускоренного пучка заряженных частиц.

Недостатком известного устройства является невысокая импульсная мощность в нагрузке, что связано с достаточно большим временем выделения энергии конденсаторов ячеек линии на нагрузку, равным удвоенной длительности пробега волны по линии.

цель изобретения - устранение указанного недостатка, т.е. увеличение и1 1пульсной мощности пучка заряженных

5 частиц.

Цель достигается тем, что в устройстве импульсного питания ускорителя прямого действия, содержащем источник питания, зарядное устройст0во и двойную формирующую линию, состоящую из двух одинаковых линий, между которыми параллельно им через коммутатор подключен ускорительный диод, между общими шинами соединения

5 конденсаторов каждой формирующей линии и анодом ускорительного диода включены коммутаторы, параллельно каждому из которых подключены соединенные последовательно зарядное уст0ройство и источник питания в поляр

ности, противоположной друг другу, причем высоковольтный зажим выхода второй линии соединен с клеммой, общей для названных коммутаторов, а первый источник питания подсоединен через коммутатор между высоковольтным зажимом входа первой линии и вышеуказанной клеммой.

На фиг.1 приведена схема устройства, на фиг.2 - форма импульсов на ус.корительном диоде.- Устройство содержит двойную формарукицую линию, состоящую из двух одинаковых линий 1 и 2, у которых соединены высоковольтные зажимы выхода линии 1 и входа линии 2. Высоковольтные зажимы входа линии 1 и выхода линий 2. соединены через низковольтный источник питания 3 и коммутатор 4. Между высоковольтными зажимами входа и выхода линии 2 через коммутатор 5 подключена нагрузка 6, роль которой играет ускорительный диод, подключенный непосредственно или через согласующий импульсный трансформатор.Между общей шиной соединения конденсатор линии 1 и точкой соединения источника питания 3 с нагрузкой 6 подключен с коммутатор 7, параллельно которому включены соединенные последовательно высоковольтный источник питания 8 и зарядное устройство 9. Между общей ишной соединения конденсаторов линии 2 и точкой соединения источника питания 3 с нагрузкой 6 подключен коммутатор 10, параллельно которому включены соединенные последовательно высоковольтный источник питания 11 и зарядное устройство 12. Полярность включения источников питания 3,8 и 11 указана на схеме.

Устройство ,работает следующим образом.

В исходном состоянии коммутатор 4 замкнут, а коммутаторы 5,7 и 10 разомкнуты. При этом конденсаторы линии 1 заряжаются от высоковольтного источника питания 8 через зарядное устройство 9 до напряжения + UQ, а конденсаторы линии 2 заряжаются от высоковольтного источника питания 11 через зарядное устройство12 до напряжения -UQ. Одновременно с этим в индуктивностях линий 1 и 2 накапливается: ток от низковольтного источника питания 3 через коммутатор 4 до амплитуды DO Подбором параметров линий а также источников питания достигается выполнение соотношения , где f - волновое сопротивление ли1Нии. В момент времени tg при достижении током в индуктивностях значения

Jo, а напряжения на, конденсаторах со ответственно + Од и - UQ размлкается коммутатор 4 и замлкаются коммутаторы 7 и 10.

Формирование импульса ускоряющего напряжения {J на ускорительном диоде поясняется фиг.2, где U и Uj - составлякидие импульса, первая из которых UH обусловлена электрической энергией, запасенной в конденсаторах линии, а вторая UH - магнитной энергией, запасенной в индуктивностях, причем о - момент времени срабатывания коммутаторов 4, 7, 10, ЭИА время задержки, равное времени пробега волны по линии.

Как видно из приведенных графиков, вся энергия на ускорительном диоде выделяется в интервале времени 2t- -i РИ напряжении - 2Uo.

Таким образом, в данном устройстве за счет выделения запасенной энергии при повышенном напряжении в более короткий промежуток времени достигается увеличение импульсной мощности по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Устройство импульсного питания ускорителя прямого действия, содержащее исоочник питания, зарядное усройство и двойную формирующую линию состоящую из двух одинаковых линий, между которыми параллельно им через коммутатор подключен ускорительный диод, отличающееся тем, что, с целью увеличения импульсной мощности пучка заряжённых частиц, между общими шинами соединения конденсаторов каждой формирующей линии и анодом ускорительного диода включны коммутаторы, параллельно каждому из которых подключены соединенные последовательно зарядное устройство и источник питания в полярности, противоположной друг другу, причем высоковольтный зажим выхода второй линии соединен с клеммой, общей для названных коммутаторов, а первый источник питания подсоединен через коммутатор меясду высоковольтным зажимом входа первой линии и вышеуказанной клеммой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

%

V, -

-%--f.-