[实用新型]强流电子束的电子冷却高功率高压电源装置

说明书

本实用新型涉及一种强流电子束的电子冷却高功率高压电源装置，其特包括：高频正弦高功率传输系统，包含N级具有补偿电容的高频纳米晶级联变压器及与其进行功率传输相配的高功率高频正弦电源；高功率高频正弦电源用于输出正弦波形，高频纳米晶级联变压器至少包括3级级联变压器，位于最底端的变压器的输入端与高功率高频正弦电源的输出端连接，每级变压器内都设置有电容补偿，通过电容补偿将各级变压器内部的漏感进行相位补偿，无正弦相位差别的将正弦功率传输到位于级联最高端的变压器后输出；电子冷却系统，其一部分电源端与最高端的变压器连接，另一部分电源端与通过高频纳米晶级联变压器隔离串联实现的N级高压电源连接，由接收到的功率实现电子冷却。

技术领域

本实用新型涉及一种强流电子冷却技术领域，特别是关于一种强流电子束的电子冷却高功率高压电源装置。

背景技术

离子束注入加速器时，较大的束流能散及发射度会使得束流能量很快损失而无法累积。电子冷却技术能够有效降低注入离子束的发射度，聚合束流从而提高束流在储存环的品质。

在已知的电子冷却装置，多是常规的基于一体化的倍压整流高压电源作为阴极电场建立的方式，此方式带来的高压绝缘困难、功率传输效率低下以及普遍存在的电压跌落的问题使得电子冷却的效果受到限制。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种强流电子束的电子冷却高功率高压电源装置，其能提高电源的传输效率，克服电子冷却效果受限的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种强流电子束的电子冷却高功率高压电源装置，其包括：高频正弦高功率传输系统，包含N级具有补偿电容的高频纳米晶级联变压器及与其进行功率传输相配的高功率高频正弦电源；所述高功率高频正弦电源用于输出正弦波形作为底端的功率来源，所述高频纳米晶级联变压器至少包括3级级联变压器，位于最底端的变压器的输入端与所述高功率高频正弦电源的输出端连接，每级所述变压器内都设置有所述补偿电容，通过所述补偿电容将各级所述变压器内部的漏感进行相位补偿，无正弦相位差别的将正弦功率传输到位于级联最高端的变压器后输出；电子冷却系统，其一部分电源端与最高端的变压器连接，另一部分电源端与通过所述高频纳米晶级联变压器隔离串联实现的N级高压电源连接，由接收到的功率实现电子冷却。

进一步，所述高功率高频正弦电源包括高频电流/电压器件过零换流和方波正弦转换回路；

所述高频电流/电压器件过零换流包括三相交流源、工频整流电路、移相全桥、换流器件和过零换流结构；所述三相交流源作为基础功率来源，三相交流依次经所述工频整流电路和所述移相全桥后，将整流后的直流电压进行幅度调节经所述换流器件后传输至所述过零换流结构，实现过零换流后的电压波形经隔离变压器T1隔离一次侧电压后，传输至所述方波正弦转换回路，由所述方波正弦转换回路实现准正弦波的输出。

进一步，所述高频纳米晶级联变压器设置在密封结构内，每级变压器的原副边设置有补偿电容，变压器的线圈绕组采用高频利兹线。

进一步，所述变压器的线圈绕组采用均匀绕制；所述密封结构内设置有冷却介质，所述变压器放置在所述冷却介质内。

进一步，所述电子冷却系统包括与最高端的变压器连接的电子枪的阳极电源、栅极电源和收集器的收集极电源，所述阳极电源、栅极电源和收集极电源都采用倍压整流结构；热阴极电子枪阴极高压电源与N级高压电源连接，每级所述高压电源采用正 HV和负HV串联实现-2HV高压输出；通过在每级正负高压电源输出端并联高速自举磁耦合触发可控硅串联模组，将热阴极电子枪阴极电荷从高端至底端快速释放，实现电场的快速变化并与各级高压电源输出控制联合实现电子冷却的减速模式。

进一步，所述正HV和所述负HV分别连接在所述可控硅串联模组的两端，所述可控硅串联模组包括若干串联的可控硅、高压阻容、瞬态电压抑制二极管、磁耦对、光触发脉冲器和高压电阻；