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高压多脉冲硅堆汇流结构

黄子平 李欣 李远 陈思富 叶毅

黄子平, 李欣, 李远, 等. 高压多脉冲硅堆汇流结构[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 045005. doi: 10.11884/HPLPB201830.170203
引用本文: 黄子平, 李欣, 李远, 等. 高压多脉冲硅堆汇流结构[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 045005. doi: 10.11884/HPLPB201830.170203
Huang Ziping, Li Xin, Li Yuan, et al. Confluent structure of the multi-pulse linear induction accelerator[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 045005. doi: 10.11884/HPLPB201830.170203
Citation: Huang Ziping, Li Xin, Li Yuan, et al. Confluent structure of the multi-pulse linear induction accelerator[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 045005. doi: 10.11884/HPLPB201830.170203

高压多脉冲硅堆汇流结构

doi: 10.11884/HPLPB201830.170203
基金项目: 

中国工程物理研究院科学技术基金项目 2015B0402076

国家自然科学基金项目 11675159

详细信息
    作者简介:

    黄子平(1977—),男,副研究员,从事脉冲功率技术和感应加速器磁芯研究;hzp106@caep.cn

  • 中图分类号: TL503.3

Confluent structure of the multi-pulse linear induction accelerator

  • 摘要: 利用形成线并联的方法产生高压三脉冲,需要在形成线和加速腔负载间串联硅堆隔离网络,以隔离不同形成线间的相互影响,并将不同形成线先后产生的高压脉冲汇流成三脉冲串传输到加速腔。硅堆放置于封闭的油箱中,箱体结构的设计将直接影响汇流后三脉冲的波形品质和硅堆的使用寿命。通过对高压硅堆内部电势分布的模拟分析和实验验证,明确了影响硅堆使用寿命的主要原因;设计实验测量了汇流结构各部分对汇流脉冲前沿的影响程度,综合分析汇流结构对硅堆使用寿命的影响,明确了汇流结构的优化方向,并在此基础上确定了神龙二号三脉冲直线感应加速器硅堆汇流结构的最终设计。
  • 图  1  三脉冲感应加速组元示意图

    Figure  1.  Sketch map for three-pulsed induction module

    图  2  高压硅堆结构示意图及其层间电势差分布

    Figure  2.  Series-parallel array of silicon diodes and the voltage distribution

    图  3  硅堆汇流结构

    Figure  3.  Configuration of the confluence boxes

    图  4  含切换开关的硅堆汇流结构

    Figure  4.  Configuration of the confluence boxes with switch

    图  5  汇流后的高压脉冲波形

    Figure  5.  Waveforms of the pulses after confluence point

    图  6  脉冲前沿在汇流结构中的损耗测量

    Figure  6.  Loss measurement of pulse rise time in confluence box

    图  7  定型的汇流结构及汇流脉冲波形

    Figure  7.  Configuration and waveform of the final confluence box

    表  1  汇流结构所导致的脉冲前沿增量

    Table  1.   Pulse risetime increment because of the confluence

    pulse risetime increase factor pulse risetime increment/ns
    diode array turn-on loss ~5
    diode array turn-off loss <1
    switching loss ~7
    structural loss ~10
    structural loss(coaxial structure) ~4
    cable loss ~3
    total ~25/19 (coaxial structure)
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-06-07
  • 修回日期:  2017-12-23
  • 刊出日期:  2018-04-15

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