Устройство импульсного питания ускорителя Советский патент 1983 года по МПК H05H5/02 

, Изобретение относится к области систем импульсного питания ускорителей заряженных частиц прямого дей ствия и предназначено, в частности для использования в системах импульсного питания генераторов сильноточных электронных пучков, находящих применение, например, для нагрева плазмы. Известны импульсные ускорители заряженных частиц прямого действия с питанием от индуктивного накопителя энергии ij . Их достоинством являются малые вес и габариты, что обусловлено сравнительно высокой удельной энергоемкостью индуктивного накопителя по сравнению с емкостным. К недостаткам такого типа ускорителей можно отнести значительные потери при зарядке индуктивного накопителя током пучка заряженных час тиц. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство импульсного питания ускорителя,, содержащее индуктивный накопитель, коммутатор, источник зарядк индуктивного накопителя, ускоритель ный триод, управляющая сетка которого через разрядник соединена с индуктивным накопителем, а также источник вытягивающего напряжения 2 Недостатком этого устройства являются большие потери энергии при. зарядке индуктивного накопителя ток электронного пучка. Это обусловлено тем, что в режиме зарядки индуктивного накопителя пучок электронов, ускоренный вытягивающим напряжением на промежутке катод-сетка, на участ ке сетка-анод попадает в тормозящее электрическое поле индуктивного накопителя и в значительной мере выса живается на электроды ускорительной трубки. Целью изо&ретения является -повышение КПД устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве импульсного питания ускорителя, содержащем индуктивный накопитель, коммутатор, источник зарядки индуктивного накопителя, ускорительный триод, управляющая сетка которого через разрядник соединена с индуктивным накопителем, а также источник вытягиваю щего напряжения, индуктивный накопитель выполнен двухобмоточным, при чем понижающая обмотка индуктивного накопителя соединена последовательно с источником его зарядки и коммутатором, а повышающая обмотка сое динена последовательно с источником вытягивающего напряжения и ускорительным триодом, управляющая сетка котррого подсоединена через управля емый разрядник к точке соединения повышающей обмотки индуктивного накопителя и источника вытягивающего напряжения. На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит последовательно соединенные низковольтный источник 1 зарядного напряжения, коммутатор 2 и первичную низковольтную обмотку 3 трансформаторного индуктивного накопителя 4, вторичная повышающая обмотка 5 которого соединена последовательно с ускорительным триодом 6, имеющим катод 7, анод 8 и управляющий электрод 9, и источником 10 импульсного вытягивающего напряжения, включенным между катодом 7 и управляющим электродом 9 через управляемый разряд ник 11. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии коммутатор 2 разомкнут. В начальный момент замыкается коммутатор 2, и начинается зарядка первичной обмотки 3 индуктивного накопителя 4 от низковольтного источника 1. После достижения током в первичной обмотке индуктивного накопителя 4 заданного значения срабатывает разрядник 11 и при этом подается импульсное вытягивающее напряжение на управляюи ий электрод 9 триода б. В результате в зазоре катод-управляющий электрод генерируется электронный ток, ограниченный объемным зарядом и равный току накопителя 4, пересчитанному во вторичную обмотку 5. На участке управляющий электроданод триода б этот электронный ток попадает в тормозящее электрическое поле, создаваемое индуктивностью рассеяния, заряжая ее и обесточивая одновременно, коммутатор 2. В обесточенном состоянии коммутатор 2 отключается без дуги. При этом энергия, накопленная в магнитном поле накопителя 4, поддерживается теперь лишь за счет протекания тока по вторичной обмотке 5, замыкающегося через источник 10 и триод б.Посjje этого происходит пилообразное уменьшение импульсного напряжения и источника 10, вызывающего линейное во времени уменьшение интенсивности электронного пучка. В результате на выводах вторичной обмотки 5 накопителя 4 генерируется импульсное высокое напряжение прямоугольной формы амплитудой 1„ где L - - индуктивность вторичной обмотки 5; п - амплитуда электронного тока;

t(, - длительность сброса интенсивности электронного пу.чка Зарядка индуктивного накопителя в предложенном устройстве осуществляется не электронным пучком, а током от низковольтного источника 1 через коммутатор 2. Электронным пучком осуществляется здесь лишь зарядка индуктивности рассеяния трансформаторного индуктивного накопителя, которая обычно на один-два порядка меньше индуктивности соответствующей обмотки. При одинаковых с известным значениях вытягивающего напряженинУд индуктивности высоковольтной обмоткиU и тока электронного пучка1„ врмя зарядки указанной индуктивности рассеяния Цво столько же раз меньше, во сколькоL Lg. Поскольку это время нахождения электронного пучка в тормозящем электрическом поле и обуславливает величину энергии, теряемой при высадке части пучка на электродах ускорительного триода, очевидно, что потери,наблюдаемые в дан.ном устройстве, на одиндва порядка меньше, чем в известно Следовательно, КПД устройства по сравнению с известным оказывается более высоким-.

УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ УСКОРИТЕЛЯ, содержащее ин- . дуктивный накопитель, коммутатор, источник зарядки индуктивного накопителя, ускорительный триод, управля|рщая сетка которого через разрядник соединена с индуктивным накопителем, а также источник вытягивающего напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД устройства, индуктивный накопитель выполнен двухобмоточным, причем понижающая обмотка индуктивного накопителя воединена последовательно с источником его зарядки и коммутатором, а повышающая обмотка соединена последовательно с источником вытягивающего напряжения и ускорительным триодом, управлякмдая сетка которого подсоединена через управляемый разрядник к точке соединения повышающей обмотки индуктивного накопителя и источника вытягивающего напряжения. сл 00 00 Oi