SU1596436A1 - Nanosecond pulsed accelerator - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к ускорительной технике и может быть использовано в электрофизических установках дл  получени  импульсов тока пучка зар женных частиц с частотой следовани  в дес тки килогерц в непрерывном и импульсно-переодическом режиме. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы за счет повышени  помехозащищенности управл ющих цепей управл емых разр дников. Наносекундный импульсный ускоритель содержит емкостные накопители 1.1-1.4 энергии в виде формирующих линий, подключенные через управл емые разр дники 2.1-2.4 к внутреннему токопроводу 3 передающей коаксиальной линии 4 с замкнутым с одного конца внешним токопроводом 5, цепи 6 управлени , сплошной токопровод 27, ферромагнитный сердечник 8. Повышение надежности достигаетс  за счет того, что токопроводы коаксиальной передающей линии 4 с одного конца замкнуты накоротко сплошным токопроводом 7, внутренний токопровод линии 4 выполнен полым и на нем со стороны закороченного конца передающей линии 4 размещен замкнутый ферромагнитный сердечник 8, а цепи 6 управлени  управл емых коммутаторов размещены внутри полого электрода и заведены внутрь полого внутреннего токопровода 3 со стороны закороченного конца линии 4. 2 ил.The invention relates to an accelerator technique and can be used in electrophysical installations for producing current pulses of a beam of charged particles with a follow-up frequency of tens of kilohertz in a continuous and pulsed-periodical mode. The aim of the invention is to increase the reliability of operation by increasing the noise immunity of the control circuits of the controlled gaps. The nanosecond pulsed accelerator contains capacitive storage 1.1-1.4 of energy in the form of forming lines connected via controlled dischargers 2.1-2.4 to the internal conductor 3 of the transmitting coaxial line 4 with the external conductor 5 closed at one end, control circuit 6, solid current conductor 27, ferromagnetic core 8. The increase in reliability is achieved due to the fact that the conductors of the coaxial transmission line 4 are short-circuited at one end with a continuous conductor 7, the internal conductor of the line 4 is made hollow and with Torons short-circuited end of the transmission line 4 is arranged a closed ferromagnetic core 8, and the control circuit 6 controlled by switches housed inside the hollow electrode and wound into the hollow internal current conductor 3 from the shorted end of the line 4. 2-yl.

Description

W fae.fW fae.f

Изобретение относитс  к ускорительной технике и может быть использовано в электрофизических установках дл  получени  импульсов тока пучка зар женных частиц с частотой следовани  в дес тки килогерц в непрерывном и импульсно-г1ериодическом режиме,The invention relates to accelerator technology and can be used in electrophysical installations to produce current pulses of a beam of charged particles with a follow-up frequency of ten kilohertz in continuous and pulse-periodic mode,

Цель изобретени  - повышение надежности работы за счет повышени  помехозащищенности управл ющих цепей управл емых разр дников.The purpose of the invention is to increase the reliability of operation by increasing the noise immunity of the control circuits of controlled arresters.

На фиг. 1 представлена схема наносекундного импульсного ускорител ; на фиг.2 - изображены эпюры напр жени  на нагрузке .FIG. 1 shows a nanosecond pulse accelerator circuit; Fig. 2 shows voltage plots on a load.

НаносекунДный импульсный ускоритель содержит емкостные накопители 1.11 .4 энергии , виде формирующих линий, подключенные через управл емые разр дники 2.1-2.4 к внутреннему токопроводу 3 передающей коаксиальной линии-4 с замкнутым с одного конца внешним токопроводом 5, цепи 6 управлени , сплошной токопровод 7, ферромагнитный сердечник 8, нагрузку 9.A nanosecond pulse accelerator contains capacitive 1.11 .4 energy accumulators, in the form of forming lines, connected via controlled dischargers 2.1-2.4 to the internal conductor 3 of the transmitting coaxial line-4 with the external conductor 5 closed at one end, control circuit 6, solid conductor 7, ferromagnetic core 8, load 9.

Наносекундный импульсный ускори тель работает следующим образом.The nanosecond pulsed accelerator operates as follows.

От источника электрической энергии (не показан) формирующие линии 1.2-1.4 зар жаютс  до напр жени  Do. В момент времени ti (фиг.2) по цеп м 6 управлени  подаетс  импульс запуска на разр дник 2.1. Разр дник 2.1 срабатывает и лини  1.1 разр жаетс , формиру  первый импульс напр жени  (период ti-t2). При условии, что сопротивление нагрузки 9 равно волновому сопротивлению линии 4, на остальных разр дниках 2.2-2.4 напр жение падает в этот период на величину Uo/2, а линии 1.2-1.4 остаютс  зар женными. После пробо  разр дника 2.1 лини  1.1 начинает зар жатьс  (крива  10, фиг.2), при этом напр жение на линии 1.1 должно быть меньше напр жени  самопробо , которое определ етс  кривой восстановлени  электрической прочности газового промежутка разр дника 2.1 (крива  11, фиг.2). Следующий импульс запуска подаетс  на разр дник 2.2 через врем  t2t3 , которое определ етс  таким образом, чтобы скачок напр жени  Uo/2 на разр днике 2.1 не выходил за пределы области, ограниченной кривыми восстановлени  11(фиг.2). В противном случае произойдет повторное срабатывание первого разр дника . После того, как сформировалс  второйFrom a source of electrical energy (not shown), forming lines 1.2-1.4 are charged to a voltage Do. At the time ti (Fig. 2), a start pulse is applied to bit 2.1 across the control circuits 6. Discharger 2.1 triggers and line 1.1 discharges, forming the first voltage pulse (period ti-t2). Assuming that the resistance of load 9 is equal to the wave resistance of line 4, on the other gaps 2.2-2.4 the voltage drops during this period by Uo / 2, and the lines 1.2-1.4 remain charged. After the discharge of the discharger 2.1, line 1.1 begins to charge (curve 10, figure 2), and the voltage on line 1.1 should be less than the self-test voltage, which is determined by the curve of the electrical resistance of the gas gap of the discharge element 2.1 (curve 11, fig .2). The next trigger pulse is applied to the 2.2 voltage through the time t2t3, which is determined so that the voltage jump Uo / 2 on the 2.1 voltage does not go beyond the region bounded by the recovery curves 11 (Fig. 2). Otherwise, the first bit will be triggered again. After the second one has been formed

импульс, втора  лини  1.2 зар жаетс  аналогично линии 1,1, а третий импульс запуска подаетс  на разр дник 2.3 через врем  IA t5 , равное времени t2 - 1з и т.д. После срабатывани  последней формирующей линииpulse, the second line is charged similarly to line 1.1, and the third start pulse is applied to the discharge capacitor 2.3 through time IA t5, equal to the time t2 -1 s, etc. After the last forming line has triggered

4.1можно вновь включить разр дник 2.1, если к этому времени лини  1.1 зар жена до требуемого напр жени , затем разр дник4.1 it is possible to turn on the 2.1 again, if by this time the line 1.1 is charged to the required voltage, then the

2.2и т.д., и обеспечить тем самым непрерывмое формирование импульсов в ускорителе2.2 and so on, and thus ensure the continuous formation of pulses in the accelerator

с частотой следовани  значительно большей , чем допускает один коммутатор;with a frequency of much more than one switch permits;

Ферромагнитный сердечник 8 выполн ет роль индуктивной разв зки и защищаетFerromagnetic core 8 performs the role of inductive isolation and protects

цепи 6 управлени  от помех, Дл  этого сердечник не должен входить в насыщение при формировании импульса нагрузки. Как следует из схемы (фйг.1) внутренн   поверхность полого токопровода 3, токопровод 7,noise control circuit 6. For this, the core should not become saturated when a load pulse is generated. As follows from the scheme (fig.1) the inner surface of the hollow current conductor 3, the conductor 7,

внешний токопровод 5 образует эквипотенциальную поверхность, которую можно заземл ть в любой точке - одной или нескольких, что позвол ет подключать цепи 6 управлени  непосредственно одним выводом к полому внутреннему токопроводу 3, а отдельными выводами к управл ющим электродам разр дников 2,1-2.4The external conductor 5 forms an equipotential surface that can be grounded at any point — one or more, which allows you to connect control circuits 6 directly with one output to the hollow internal conductor 3, and separate outputs to the control electrodes of the arresters 2,1-2.4

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Наносекундный импульсный ускоритель , содержащий формирующие накопители энергии, подключенные через управл емые разр дники к внутреннему токопроводу передающей коаксиальной линии с замкнутым с одного конца внешним токопроводом, цепи управлени  управл емыми разр дниками, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы путем повышени  помехозащищенности управл ющих цепей управл емых разр дников, токопроводы коаксиальной передающей линии с другого конца замкнуты накоротко сплошным токопроводом, внутренний токопровод коаксиальной передающей линии выполнен полым и на нем со стороны закороченного конца передающей линии размеьцен замкнутый ферромагнитный сердечник, управл емые коммутаторы размещены между токопроводами коаксиальной передающей линии, цепи управлени  этими коммутаторами размещены внутри полого электрода и заведены внутрь полого внутреннего токопровода со стороны закороченного конца коаксиальной передающей линии.A nanosecond pulsed accelerator containing shaping energy storage devices connected via controlled dischargers to an internal conductor of a transmitting coaxial line with an external conductor closed at one end, controlled by an arrester, characterized in that, in order to increase the reliability of operation by improving control immunity controlled arrester circuits, coaxial transmission line conductors from the other end are shorted by continuous conductors, internal conductors the coaxial transmission line is hollowed and has a closed ferromagnetic core located on the short-circuited end of the transmission line; . Фиг.22