氢闸流管关断对电子直线加速器影响的研究.pdf

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1、综述与交流建材与装饰2013年7月氢闸流管关断对电子直线加速器影响的研究122颜静范林霞王凯[1.东方电气（广州）重型机器有限公司广州5114552.北京机械工业自动化研究所北京100120]摘要：电子直线加速器在调试过程中不加De-Q电路时，出现过磁控管阳极电流有脉间跳动，后发现仿真线充电电压也有脉间跳动，初始值负值越大充电电压越高，通过分析推测可能与闸流管的关断脉间跳动相关，通过观测氢闸流管2栅电压波形，发现闸流管关断有脉间跳动而且有时关断过快，对仿真线反向充电未完成，分析由于氢压偏低造成闸流管关断过快，De-Q电路起作用的幅度有较

2、大变化有时可能跳出De-Q作用范围引起加速器故障，在说明参数范围内调整闸流管的灯丝电压、1栅电流及2栅偏压使闸流管关断趋于稳定，另外对闸流管改进提高闸流管内气压，使闸流管关断过程足够长，使磁控管工作稳定。关键词：氢闸流管关断；2栅电压波形；灯丝电压；1栅电流；2栅偏压中图分类号：R197.39文献标识码：B文章编号：1673-0038（2013）19-0352-02氢闸流管是一种热阴极低气压气体放电器件，作为开关器仿真线最终充电电压也越大如图2所示，此时磁控管的阳极电件，它具有工作电压高、脉冲电流大、点火迅速稳定、管压降低等流也有变化。

3、优点。在加速器脉冲调制器中绝大多数采用氢闸流管作为开关器件。它是加速器的关键部件之一，其在加速器应用中的稳定性是决定加速器质量的重要因素。1磁控管阳极电流幅值脉间变化现象及分析在调试过程中，脉冲调制器电路未使用De-Q电路时，出现过磁控管阳极电流波形有脉间跳动如图1。线性脉冲调制器与负载基本匹配的情况下，放电过程结束后，脉冲变压器的励磁电流图2充电电压波形以及磁控管关断后剩余能量继续沿原来方向使闸流管在一定时De-Q电路起作用时，因充电起始电压有脉间跳动，De-Q电间内不会关断，一路通过阻尼电路消耗剩余能量，另一路通过闸路作用深度也随之

4、变化，如果充电起始电压幅值变化过大有可流管对仿真线反充电，如果闸流管关断过快，仿真线反向充电不能会跳出De-Q电路作用范围，加速器出现故障，因此闸流管关充分，对下一次充电会产生影响，直流电源通过电感对仿真线充断对加速器工作是否稳定起到很重要的作用。电表达式及结果可以表示为：2闸流管关断的监测手段及分析du（2t）du（t）LC+RC+u（t）=E（1）2栅电压波形是闸流管导通后关断状态的最直接便利的观2dt0dt测手段，2栅电压是否恢复到外电路设定的负偏压是闸流管栅极式中：L为充电电感；C为仿真线电容；R为功率损耗电阻；E0区域是否恢复

5、及闸流管是否可以开始下一次使用的标志，因此为充电电源电压。我们主要通过观测2栅电压来判断闸流管的关断。闸流管放电过程结束后，管内充满等离子体，等离子体衰变取决于相邻电极面上离子和电子的复合，因此栅阳区域的扩散过程控制着闸流管的关断。起初，扩散是双极性的，当电离密度降至107/cm3时，离子和电子分别向电极扩散，由于栅阳区域非常小，电离密度大概在2~7滋s的时间内下降至上述区域内。通常情况下，管内气压越高恢复时间越长。由于栅阴空间较大，因此这一区域等离子体衰变要比栅阳区域慢得多，值得注意的是不需要完全消电图1磁控管阳极电流波形离，只要栅阴

6、空间的等离子体从栅极衰退，栅极电压恢复至外电路充电初始条件为：t=0，u（0）=U0，（i0）=I0设定电压，这样阳极和阴极已经从电气上隔离了。闸流管关断从上解得结果为：述看取决于扩散系数，但实际上闸流管关断时间比理论计算要快，-琢t琢陨园加在阳极的负电压帮助清除阳极附近的离子，而栅极的负电压则u（t）=E+e嗓-[E-U（]cos棕t+sin棕t）+sin棕t瑟（2）000棕棕悦帮助清除栅极附近的离子[1]，从上述分析闸流管关断与闸流管的结因为琢=R，而一般充电过程损耗很小，因此一般认为R=构、气压、2栅的负偏压及1栅电流相关。2L3

7、改变灯丝电压、1栅电流及2栅电压对闸流管0，充电结束时棕t=仔，因此于式变为：u=2E0-U0（3）关断影响试验仿真线充电初始电压U0为负值，式（3）说明U0绝对值越大，延长闸流管的关断时间，外电路可以采取的措施包括增加在·352·2013年7月建材与装饰综述与交流要求范围内灯丝电压、增加1栅电流、升高2栅电压或者上述几种措施的联合。据此做了两组试验：淤增加1栅电流与增加灯丝电压两种方法同时进行；于只升高2栅电压。试验结果如下：试验淤结果如表1。表1灯丝电压（V）灯丝电流（A）1栅电压（V）1栅电流（mA）2栅偏压（V）2栅波形6.01

8、20.818.066-132图36.0120.818.0100-132图4图3图46.1521.017.966-132图56.1521.017.9100-132图66.3021.317.966-132图76