加速器(五)调制器

等效电路
K
L
R
E
C
充电电路的应用
1 A
5
CR1 R
充电电感 充电二极管
3
E
4
C
开关管 2
CX1159
❖加速器的脉冲调制器功率都比较大，常采用等待 充电电路，就是在直流谐振充电电路中串联充电 二极管而构成 。
❖防止仿真线向电源反向充电。
2.2 放电回路
• 放电电路是调制器的输出电路。由脉冲形成网络、 开关管、脉冲电缆、脉冲变压器和负载组成。
脉冲调制器的技术参数
• 调制器的技术要求是由加速管和磁控管的工作状态 所要求的。
• 1．脉冲功率PM
• 供给振荡器产生超高频振荡所需的脉冲功率。
• 2．调制器效率ηM
• 调制器输出功率与输入功率的比值。
• 3．脉冲重复频率FM或它的倒数重复周期TM，
• FM常用每秒钟的脉冲数（PPS）表示。
脉冲波形：
PFN
4R1 200W-25Ω
DE- Q 电阻组件
4L3 INDUCTOR
4C2 4C3 4C4 4C5 4C6 4C7 4C8 4C9 0.011u0.011u0.011u0.011u0.011u 0.011u0.011u0.011u
1
2百度文库
A
XHA14.05.04.02.02
DE-Q高压采样板
4C1
• 图1放电电路图。
• 闸流管具有单向导电性，图2是简化的等效放电
电路。 EL
Ln
Ln
1.2H
CX1159
C
C
Cn
C
C
Cn
3
4
2
R'
R
ＲH'
1 A
5
图1
图2
放电回路的匹配
放电回路有三种放电情况：
❖Ｒ'Ｈ=ρ匹配情况 ❖Ｒ'Ｈ>ρ 正失配情况 ❖Ｒ'Ｈ<ρ负失配情况
12,000 Volts
阳极孔
脉冲调制器
一．概述 二．工作原理与组成 三．关键器件
• 闸流管 • 脉冲变压器 • 磁控管
一、概述
• 脉冲调制器是加速器的主要组成部分。加速器的微波功 率源都由磁控管（或速调管）及脉冲调制器组成。它产 生一定的振幅、宽度、重复频率和一定功率的脉冲。
• 加速器的性能、工作的可靠性直接与微波源、调制器有 关，正确地了解调制器的原理、线路和工作特点是很有 必要的。
4R2-4R11
0.1
200W-250Ω×10
2
1
J X1
触发器低通电路.sch
4CR4 25kV/2A
4CR5
4JX031
4VDQ
G
5C22
充电电压
XHA14.05.04.05
R1
50M
4 JX5 0 1 4 JX5 0 2
4 VMG32 4 VMG41
A
4VM CX1159
25kV/2A
4CR6 25kV/2A
HT pulse modulator
脉冲调制器
• 电子直线加速器的基本工作原理：
• 在“高压脉冲调制系统”的统一协调控制下，一方 • 面，微波源向加速管内注入微波功率，建立起动 • 态加速电场；另一方面，电子枪向加速管内适时 • 发射电子。只要注入的电子与动态加速电场的相 • 位和前进速度（行波）或交变速度（驻波）都能 • 保持一致，那么，就可以得到所需要的电子能量。 • 如果被加速后的电子直接从辐射系统的“窗口”输 • 出，就是高能电子射线，若为打靶后输出，就是 • 高能X线。
高压脉冲调制器
1. 脉冲调制器是向脉冲工作的微波 源提供脉冲功率的电源。
2. 输出一系列大功率具有一定重复 频率、宽度、波形合适脉冲电压。
电子枪(发射电子)
钡钨阴极
栅控制极
阴极加热灯丝
E- 钡原子中的电子 E- 自由电子
E-
E-EE-EE-- -EE- -
E-
EE-
EE-E-
E- E-EE- EE-E-EE- --
DQ 采样
R3 R4 20k 20k
E4
4CT2
R
R
8W1Ω 8W1Ω
加速管
F
K
1
2
3
4
1Ω取样电阻板
X H A 1 4 .0 5 .0 4. 00 . 01
4JX022 4P044 4J044
4JX2
4CR7 2DW115 4R15 5.1 4R16 5.1 4R17 5.1 4R18 5.1 4R19 5.1
Q9-50kF
5
4T2
220V/6.3V23A XH-3#
AC C ELER ATOR
1
2
4CT2
HV GND
GKH
1u
6 .8 n
51
磁控管MG5 19 3
T？
S
MFH
F
MKH C
N
MAGNATR ON
GKL MFL
MKL
脉冲电压
脉冲电流
TR ASP ULSE4
功能组成部件
1. 充电回路 2. 放电回路 3. 反峰电路 4. 仿真线
4R13 反峰电路
4C10 7500pF
4R14 25
直 流
250
RC匹配电路
4J15
4 JX5 0 3
TCM 2
4J20 4P20
高 压
K
H
4P042
J X2
3
3
2
2
R2 5.1k
4 J5 4 2-1 4 J5 4 2-3 4 J5 4 2-2
1
5
Q9
3
4
4J541
电
1
1
源
5
4T1 XH-7#
4J042
• 1、 脉冲前沿τΦ
• 一般是以脉冲稳态值Ｅaｍ的5%上升到90%所需的时间为脉冲的上升 时间。
• 2、 脉冲后沿τｃ
• 一般是以脉冲稳态值的90%下降到5%所需时间为脉冲的后沿。
• 3、脉冲的顶部波动系数Ｇ：
• 由脉冲顶部的变化量△Ｅam和稳态值Ｅaｍ的比值表示。
• Ｇ＝△Ｅaｍ／Ｅaｍ
Ea
△ E aM
0 . 9 0 E aM 1
0 . 0 5 E aM
0
τφ
E aM
t τc
脉冲宽度τ
• 一般以脉冲额定值的90%处的宽度表示。 • 当计算平均电流时以50%电平处计算脉冲宽度； • 为估算磁控管输出射频脉冲宽度，则以60~80%电平
处计算射频脉宽。 • 驻波电子直线加速器中，因场的建立需要一定的时
间，常用４μｓ以提高利用率。
脉冲调制器图片
二、调制器的工作原理与组成
• 原理框图 • 功能组成部件
XHA14.05.
原理框图
充电二极管组件
4R12
250/200W
4L1
4L2
4CR1 4CR2 4CR3
4JX1 4L4
仿真线
2.25H (XH-2#)
500uH
25kV/2A 25kV/2A 25kV/2A
2.1 充电回路
充电电感
电 源
闸 流 管
仿真线
负 载
※普通的充电电路是由电源、储能元件和负载 电阻（或脉冲变压器的初级绕组）组成。为了 防止电源在脉冲输出期间被开关管短路，还需 要在电源和开关之间安插一个充电隔离元件， 这个元件常用电感，叫充电电感。
充电回路的要求
※为使调制器良好地工作，充电电路应满足 三项要求： 每次充电过程结束后， 仿真线上充电电 压大致相同； 脉冲输出期间，使电源和开关管充分离开； 有较高的充电效率。