[实用新型]一种0.63～5.33MHz/2×5kW同步环高频腔系统

说明书

本实用新型公开了一种0.63～5.33MHz/2×5kW同步环高频腔系统，所述系统由2×5kW固态功率源和加速高频腔两部分组成；所述固态功率源由EMC组件、电源组件、前级功放插件、1:2分配器、2个1:4分配器、8个末级功放单元、2个4:1功率合成器、2个反向分配器、输出耦合器、电源系统、水冷系统和控制保护系统。本实用新型具有设计合理、效率高、性能可靠性等优点。

技术领域

本实用新型涉及固态功率源领域，尤其是一种低频、宽带的同步环高频腔系统。

背景技术

固态功率源作为关键设备，其性能直接关系到整个同步环高频系统的可靠性。因此，具备安全、稳定、可靠、长寿命，便于维护特点的脉冲发射机更能满足用户的需求。

合金腔作为关键设备，其性能直接关系到整个同步环高频系统质子加速性能的可靠性、稳定性。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种设计合理、效率高，且性能可靠性的0.63～5.33MHz/2×5kW同步环高频腔系统。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本实用新型所述系统由2×5kW固态功率源和加速高频腔两部分组成；所述固态功率源由EMC组件、电源组件、前级功放插件、1:2分配器、2个1:4分配器、8个末级功放单元、2个4:1功率合成器、2个反向分配器、输出耦合器、电源系统、水冷系统和控制保护系统构成。

进一步地，所述2×5kW固态功率源输出具有两组5kW输出，每组输出分两路输出，两路相位相差180°。

进一步地，所述EMC组件含有1级380V AC滤波、浪涌抑制器、3路220V AC滤波，确保同步环高频腔系统具有良好的浪涌抑制和电源EMC特性。

进一步地，所述电源系统由12个3200W明纬电源组成，具有220V输入、50V输出以及开关控制及CAN通讯功能；电源组件开关受系统控制器控制

进一步地，所述前级功放插件由输入检波单元、前级功放模块、推动级功放模块、耦合检波板、电流采样单元、监控单元、DC模块构成，采用风冷+水冷结构。输射频信号经输入检波单元对输入信号进行采样后进入前级功放模块，输入检波信号送入监控单元，前级功放模块采用24V供电，具有三级放大，最大输出功率＞20W，具有射频关断功能，受监控单元控制，前级功放单元放大后的射频信号再送入推动级级功放模块再次放大，最后经耦合检波对输出功率检波后输出，推动级功放模块采用50V供电，最大200W功率输出。电流采样采取末级功放电流信号送入监控单元，DC模块将50V供电转换为24V并给前级功放模块供电。

进一步地，所述1:2分配器(200W)采用磁环结构，同时具有良好的带宽特性和低插损特性。

进一步地，所述1:4分配器(100W)采用磁环结构，同时具有良好的带宽特性和低插损特性。

进一步地，所述末级功放插件由1个1:4分配器(25W)、4个450W功放模块、1个4:1功率合成器、1个耦合检波单元、1个电流采样单元、一个监控单元组成，采用风冷+水冷的冷却方式。射频信号由1:4分配器分4路分别由4个450W功放模块放大后送入4:1功率合成器功率合成后最后经耦合检波单元检波后输出，检波的Po和Pr信号送入监控单元、电流采样单元分别对4路450W功放模块电流进行采样并送入监控板。当4路450W功放模块相邻两路同时故障时，由监控单元上报系统控制器，并执行射频信号关断保护。

进一步地，所述反向分配器采用磁环结构。

进一步地，监控电源具有12V、24V 2种电压输出，为监控及风机供电、其中风机供电和监控供电采用分开供电方式。

本实用新型大致使用过程如下：