Модулятор сингоциклотрона

1 ф",т"с е е" +о О П И С А Н И Е (1 и 533272ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(Ъаударстеенный комитет Опубликовано 07.10.80 Бюллетень я 37 Дата опубликования описания 17,10,80 по делам изобретений и открытий(54) МОДУЛЯТОР СИНХРСЦИКЛОТРОНА Изобретение относится к системам импульсного высокочастотного питания циклических ускорителей и может быть применено, в частности, в сильноточном . синхроциклотроне.Для создания ускоряющего напряжения в синхроциклотроне обычно используется высокочастотный автогенератор, контуром которого является резонансная система, включающая в себя дуантнуюлинию и вариатор частоты Я. Импульсоный режим работы автогенератора обеспечивается модулятором, а изменение частоты ускоряющего напряжения осуществляется ввриатором частою. Применение схемы анодной модуляции напряжения реализует импульсный режим ра боты высокочастотной системы. В такой схеме форма импульса определяется в основном включенным на выходе анод- ного выпрямителя фильтром и ключевым элементом с его вспомогательными цепями. Ог формы импульса анодного напряжения зависит, в частности, амплитуда высокочастотного напряжения, развиваемая на ускоряющем промежутке в разные моменты цикла ускорения, величина которой должна быть вполнеопределенной для обеспечения нормального режима ускорения. Поэтому, уменьшение потерь интенсивности пучка в процессе ускорения связано с повышением требований к форме импульса, Эти требования возрастают в сильноточном синхроциклоТроне при увеличении интенсивности пуч-. ка в несколько десятков раз по сравнению с достигнутыми.Известен модулятор синхроциклотрона, содержащий на выходе выпрямителя Г-образный индуктивно-емкостнойС фильтр и ключевой элемент, включенный последовательно с нагрузкой в виде автогенератора (2. В модуляторе испольвуют высоковольтный тиратронный выпрямитель, собранный по трехфазной мо-стовой схеме, Ключевой элемент включен в высоковольтную цепь анодного питания между фильтром и автогенератором. В2фимеющий индуктивность 2 и емкость 3. Нагрузка 4 представляет собой высокочастотный автогенератор с контуром из дуантной линии 5 и вариатора 6 частоты. Ключевой элемент 7 в виде мощного ге- нераторного триода включен последователь но в высоковольтную цепь анодного питания автогенератора (нагрузки 4). Параллельно нагрузке 4 в емкостную ветвь фильтра включено активнж сопротивление 8. Последовательно с нагрузкой 4 в индуктивную ветвь фильтра тоже включено активноесопротивление 9, Величинысопротивлений 8 и 9 удовлетворяют условию равенства активного сопротивления индуктивной ветви г (с учетом внутреннего сопротивления выпрямителя 1 н активного сопротивления индуктивности 2) и активного сопротивления емкостной ветви 1-, характеристическому сопротивлению фильтраД(р:г:),Устройство работает следующим образом.Выпрямитель 1 служит источником высоковольтного анодного питания авто- генератора (нагрузки 4) Г-образный фильтр сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Ключевой элемент 7 подключает анодное питание к нагрузке 4 на время рабочей части цикла модуляции и отключает его на время холо.стого хода вариатора 6 частоты, При наличии анодного питания автогенератор обеспечивает возбуждение высокочастотных колебаний в контуре из дуантной линии 5 и вариатора 6 частоты. В общем случае используемый фильтр с выпрямителем представляет собой комплексное сопротивление. 30 ьс- )- е зываются устраненными соответствующие искажения огибающей импульса высокочастотного ускоояющего напряжения и потери интенсивности пучка. ф ор мула изобретения Модулятор сиикроциклотрона, содержащий на выходе выпрямителя Г-образный пидуктивио-емкостный фильтр и ключевой элемент, включенный последовательно с Нагрузкой в виде автогенератбра, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью 3 53327качестве ключевого элемента используютмощную электронно-вакуумная лампу. Вемкостную ветвь фильтра выпрямителяпоследовательно с емкостью включеноактивное сопротивление.Однако в известном модуляторе имеют место искажения вершины импульсанапряжения на нагрузке, Величина искажений зависит от частоты коммутацйии возрастает при частотах коммутации, 10близких к собственной частоте фильтра.В процессе эксплуатации синхроциклотрона используют режимы работы с разнымичастотами модуляции и собственная частота фильтра может оказаться в диапазоне частот модуляции. Искажения вершиныимпульса напряжения анодного питанияавтогенератора приводит к нестабильностиамплитуды ускоряющего напряжения, Искажения формы огибающей высокочастотного 20напряжения является, в свою очередь,причиной дополнительных потерь интенсивности пучка ускоряемых частиц, чтоособенно нежелательно в сильноточномсинхроциклотроне. 25Цель изобретения - уменьшение потерьинтенсивности пучка ускоряемых частицпутем уменьшения искажений вершиныимпульса напряжения на нагрузке модулятора.Это достигается включением последовательно с нагрузкой в индуктивнуюветвь и параллельно нагрузке в емкосную ветвь фильтра активных сопротивлений, так что суммарное активное сопротивление каждой ветви фильтра равноего характеристическому сопротивлению,Схема модулятора синхроциклотронаизображена на чертеже.К выходу высоковольтного выпрямителя 1 подключен Г-образный фильтр,иеыуСтгь Яа Сгт-т)1 Шпт+г 1-а С)1ф (ю с (+ Г 1+(,ОУ1Прн вьтолненнн условен роьь,еф оопротнвленне,нв выходе фнльтрунл воех ееототах является чисто активным и постоянным по величине (Х- "3). С другой стороны, на частотах, сравнимых с частотоймодуляции, можно считать, что автогенератор представляет собой для .источникапитания тока активную нырузку. Поэтомуимпульсный режим работы предлагаемогомодулятора аналогичен работе активныхцепей в этом режиме, а с учетом постояжтва ЭДС источника 1 импульса напряжения на аноде генератора практическине имеет искаженийе В свою очередь ока533272 Состав Техрад итель И. Петр М. ПеткоКорректор С. Шом Ред актор Т. Колодце; ю ееф лиал ППП Пазентф, г. Ужгщюд, ул. Проектная,5уменьшения потерь интенсивности пучка ускоренных частиц путем уменьшения искажений вершины импульса напряжения на нагрузке модулятора, последовательно с нагрузкой в индуктивную ветвь фильтра и параллельно нагрузке в емкостную ветвь фильтра включены активные сопротивления так, что суммарное активное сопротивление каждой ветви фильтра равно его характеристическому сопротивлению,645/71 Тираж 8 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, бИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Коррекция амплитудно-частотнойхарактеристики синхроциклотрона на 680 МэВ. Труды Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц.М 1968, т.Ц, с. 248;2. Стабилизированные системы импульсного питания. Труды Всесоюзного 1 О совещания по ускорителям заряженныхчастип, М., 1968, т. 1, с. 301 8 Подписноеомитета СССРоткрытийушская наб., д. 4/8