将射频功率直接耦合到射频直线加速器的紧凑型系统的脉冲电源技术方案

技术编号:44348001 阅读:22 留言:0更新日期:2025-02-25 09:34
描述了一种系统和相关方法。该系统包括用于为等离子体放电源生成电脉冲的受控电源。受控电源包括输出脉冲轨道、直流电源和耦合到直流电源的储能电容器。储能电容器被配置为供应以下各项:主负轨道电压、正踢轨道电压和至少一个中间轨道电压。受控脉冲功率晶体管组包括:插入储能电容器和输出脉冲轨道之间的多个晶体管,以及被配置为控制功率传输的传输控制器。传输控制器被配置为指定由用户指定的参数定义的正踢脉冲波形,该参数配置多个晶体管的操作,以控制正踢轨道电压和至少一个中间轨道电压的定时和电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术总体上涉及将功率注入加速器设备中,并且更具体地,涉及相对紧凑的高功率射频直线加速器(rf linac)系统。


技术介绍

1、高功率rf腔,诸如rf linac中的那些,不仅需要巨大的rf功率(大约几十到几百千瓦及以上),还需要真空环境来防止由于与这种高功率相关联的强电场而在rf腔内产生电弧和火花。达到谐振腔内特定电场所需的rf功率由品质因数(q)决定,品质因数是存储的积分能量除以每个周期损失的能量。对于谐振rf腔,公式简化为因为rf能量沿着表面传播,并且是表面电阻的函数,该表面电阻与rf频率的平方根成正比。更高的品质因数导致更高的效率、更高的可实现电压和加速梯度。然而,在腔体设计和操作中存在工程折衷,因为ghz频率的电趋肤深度在微米量级。rf腔通常电镀铜以降低表面电阻,或者由室温腔的固体基材块构成。

2、通常,rf功率经由波导和密闭rf窗口被耦合到高功率rf腔中。这种方法虽然在高功率linac应用中可行,但需要额外的硬件,这增加了紧凑型高功率rf linac系统的成本、尺寸和复杂性。上述方法的替代方法是经由安装在rf腔上的rf放大器组本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种系统,其包括用于为等离子体放电源生成电脉冲的受控电源,所述受控电源包括:

2.根据权利要求1所述的系统,进一步包括:

3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述受控脉冲功率晶体管组包括数量Y的晶体管开关堆叠,所述晶体管开关堆叠能够被调制为顺序或串联发射,以调整由以下各项组成的组的一个或多个特性:转移到所述输出脉冲轨道的峰值功率、峰值电流和脉冲重复频率。

4.根据权利要求3所述的系统,其中,所述Y个晶体管开关堆叠中的每一个包括:

5.根据权利要求2所述的系统,其中,在操作期间,利用用于预电离的超级踢模式为所述磁控溅射靶生成类RF电压波形...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种系统,其包括用于为等离子体放电源生成电脉冲的受控电源,所述受控电源包括:

2.根据权利要求1所述的系统,进一步包括:

3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述受控脉冲功率晶体管组包括数量y的晶体管开关堆叠,所述晶体管开关堆叠能够被调制为顺序或串联发射,以调整由以下各项组成的组的一个或多个特性:转移到所述输出脉冲轨道的峰值功率、峰值电流和脉冲重复频率。

4.根据权利要求3所述的系统,其中,所述y个晶体管开关堆叠中的每一个包括:

5.根据权利要求2所述的系统,其中,在操作期间,利用用于预电离的超级踢模式为所述磁控溅射靶生成类rf电压波形,以在所述主负直流脉冲启动之前激发和填充所述磁控管附近的电子。

6.根据权利要求2所述的系统,其中,在操作期间,选择超级踢模式用于在所述基板处通过受控离子能量进行类rf等离子体维持和自由基生成。

7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗伯特·A·斯图伯斯布莱恩·E·尤尔兹克伊恩·F·亨莱因伊丽莎白·阿特金森托马斯·J·霍拉汉
申请(专利权)人:星火工业有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1