Устройство импульсного питания ускорителя прямого действия

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистичвскикРвслублик н 1810061(И) М. Кл.з с присоединением заявки Нов Н 05 Н 5/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088.8) Опубликовано 3011,82, Бюллетень Мо 44 Дата опубликования описания 29.12.82(54) устРОЙстВО импульснОГО питАния ускОРителя ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для генерации импульсных электронных пучков большой интенсивности, энергии и длительности.Известно устройство 13, содержащее двойную формирующую линию с емкостным накопителем энергии.В этом устройстве обеспечивается генерация ускоренного пучка заряженных частиц за 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 (2 1, содержащее источник питания, зарядное устройство и двойную формирующую линию, состоящую из двух одинаковых линий, между которыми параллельно им через коммутатор подключен ускоря- тельный диод. За счет передачи энергии от формирующей линии к ускорительному дио- ду 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 импульсной мощности пучка заряженных частиц.цель достигается тем, что в устройстве импульсного питания ускорителя прямого действия, содержащем источник питания, зарядное устройство и двойную формирующую линию, состоящую из двух одинаковых линий, между которыми параллельно им через коммутатор подключен ускорительный диод, между общими шинами соединения конденсаторов каждой формирующей линии и анодом ускорительного диода включены коммутаторы, параллельно каждому из которых подключены соединенные последовательно зарядное устройство и источник питания в поляр810061, ности, противоположной друг другу,причем высоковольтный зажим выходавторойлинии соединен с клеммой, общей для названных коммутаторов, апервый 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 формирующую линию, состоящую из двух одинаковых линий 1 и 2, у которых соединены высоковольтные зажимы выхода линии 1 и входа линии 2. Высоковольтныезажиьы входа линии 1 и выхода линии И2. соединены через низковольтный источник питания 3 и коммутатор 4. Между высоковольтными зажимами входа ивыхода линии 2 через коммутатор 5подключена нагрузка б, роль которой 20играет ускорительный диод, подключенный непосредственно или через согласующий импульсный трансформатор.Между общей шиной соединения конденсаторлинии 1 и точкой соединения источника 25питания 3 с нагрузкой б подключенкоммутатор 7, параллельно которомувключены соединенные последовательновысоковольтный источник питания 8 изарядное устройство 9. Между общей ЗОшиной соединения конденсаторов линии2 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. Полярностьвключения источников питания 3,8 и11 указана на схеме,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии коммутатор 4замкнут, а коммутаторы 5,7 и 10разомкнуты. При этом конденсаторы линии 1 заряжаются от высоковольтногоисточника питания 8 через зарядное 45устройство 9 до напряжения +Ое, аконденсаторы линии 2 заряжаются отвысоковольтного источника питания 11через зарядное устройство 12 до яапряжения -0 , Одновременно с этим в 50индуктивностях линий 1 и 2 накапливается ток от низковольтного источникапитания 3 через коммутатор 4 до амплитуды Эр, Подбором параметров линий, а также источников питания достигает ся выполнение соотношения Ое=Эоргде р - волновое сопротивлейие линии. В момент времени Фд при достижении током в индуктивностях значения Эо, а напряжения на, конденсаторах со ответственно + Мо и - Юе разьвкается коммутатор 4 и заикаются коммутаторы 7 и 10.Формирование импульса ускоряющего напряжения Он на ускорительном диоде поясняется фиг.2, где Уи и 0 - составляющие импульса, первая из которых Ов обусловлена электрической энергией, запасенной в конденсаторах линии, а вторая О", - магнитной энергией, запасенной в индуктивностях, причем- момент времени срабатывания коммутаторов 4, 7, 10, Фзп - время задержки, равное времени пробега волны по линии.Как видно из приведенных графиков, вся энергия на ускорительном диоде выделяется в интервале времени 2 Ф 31 при напряжении - 20.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 изобретенияУстройство импульсного питанияускорителя прямого действия, содержащее источник питания, зарядное устройство и двойную формирующую линию,состоящую из двух одинаковых линий,между которыми параллельно им черезкоммутатор подключен ускорительныйдиод, отличающееся тем,что, с целью увеличения импульсноймощности пучка заряженных частиц,между общими шинами соединения конденсаторов каждой формирующей линиии анодом ускорительного диода включены коммутаторы, параллельно каждомуиз которых подключены соединенныепоследовательно зарядное устройствои источник питания в полярности,противоположной друк другу, причемвысоковольтный зажим выхода второйлинии соединен с клеммой, общей дляназванных коммутаторов, а первыйисточник питания подсоединен черезкоммутатор между высоковольтным зажимом входа первой линии и вышеуказанной клеммой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лейбман И,Е, Импульсная техни.ка, и., "Оборонгиз", 1960, с. 181,2, Патент СШЛ 9 3189837,Н.Кл, 328-162, опублик. 15.06.65