Clipper circuit of pulse modulator used for Klystron-5045 power supply

While the operation of modulator to the pulsed transformer of klystron-5045, current through the primary winding of the pulse transformer (PT) continues to flow even upon the end of the klystron voltage operating pulse. This is determined by an energy stored in magnetizing inductance. The prolongation of magnetizing current passing process simultaneously with the premature choking of thyratron can cause high voltage of inverse polarity at the klystron, which cause the destruction of the cathode. We have considered the possibility of shortening time of magnetizing current passage for the charge of reasonable choice of clipper circuit parameters. The behavior of clipper circuit was studied in modulators used for the VEPP-5 (BINP, Russia) preinjector klystron power supply. The optimum operation run of the circuit was selected and its design features are described

200 kV pulse generator for a power supply of the electron gun for the complex VEPP-5 preinjector

A 200 kV DC power source on the base of a high-voltage cascade generator [1] is used for a power supply of the electron gun for the VEPP-5 complex preinjector. Advantages of the circuit with DC power supply are its relative simplicity and small power consuming from an AC line. However, a fixed voltage applied to the gun at a beam current of 10 А causes frequent vacuum insulation breakdowns, which decrease its electrical strength. Therefore a problem was stated to develop a high-voltage pulse generator, which will allow us to increase an electrical strength. Furthermore, a small capacitance of the pulse transformer and so less stored energy reduce probability of failure of the gun’s electrodes during its breakdown

200 kV pulse modulator for power supply of VEPP-5 injection complex electron gun

This paper describes a new 200 kV pulse modulator for the VEPP-5 complex preinjector electron gun. The pulse former is based on the solid state IGBT-switch and the new high turn ratio pulse transformer (PT). New design allows to simplify the performance of charge device due to the decrease of primary voltage and decrease of power consumption because of partial energy recuperation to the primary circuit.Описується нова версія 200 кB-го модулятора електронної гармати для інжекційного комплексу ВЕПП-5. Формувач імпульсів виконаний на твердотільному IGBT ключі; для зниження напруги на ключі при порівняно малому імпульсному струмі імпульсний трансформатор виконаний зі збільшеним числом витків вторинної обмотки і великим коефіцієнтом трансформації.Описывается новая версия 200 кВ-го модулятора электронной пушки для инжекционного комплекса ВЭПП-5. Формирователь импульсов выполнен на твердотельном IGBT ключе; для снижения напряжения на ключе при сравнительно малом импульсном токе импульсный трансформатор выполнен с увеличенным числом витков вторичной обмотки и большим коэффициентом трансформации

Modulator power supply for 200 kV electron gun of the VEPP-5 injection complex

The 200 kV electron gun modulator power supply based on the half-bridge converter providing the high frequency partial charge of the capacitive energy storage element is described. The algorithm developed for the power supply driving allows one to provide the soft switching of charging circuits and to achieve a high efficiency of the power supply. The data obtained at operation of the capacitive loaded 300 W power supply are presented. The prospects of developing such type tens-kilowatts power supply are discussed.Описано пристрій високочастотного порціонного заряду ємнісного накопичувача енергії для живлення 200 кВ електронної гармати. Спеціально розроблений алгоритм керування дозволяє забезпечити м'яку комутацію ключів зарядних контурів, домогтися високого ККД зарядного пристрою. Приведено експериментальні дані, зняті при роботі зарядного пристрою на ємнісне навантаження потужністю 300 Вт. Обговорюються перспективи створення зарядних пристроїв такого типу потужністю десятки кіловат.Описано устройство высокочастотного порционного заряда емкостного накопителя энергии для питания 200 кВ электронной пушки. Специально разработанный алгоритм управления позволяет обеспечить мягкую коммутацию ключей зарядных контуров, добиться высокого КПД зарядного устройства. Приведены экспериментальные данные, снятые при работе зарядного устройства на емкостную нагрузку мощностью 300 Вт. Обсуждаются перспективы создания зарядных устройств такого типа мощностью десятки киловатт

Investigations of cold cathode TPI1-10k/50 thyratron parameters at voltage up to 50 kV, current up to 10 kA, pulse duration of hundred nanoseconds

The results of cold cathode TPI1-10k/50 thyratron parameters at voltage up to 50 kV, current up to 10 kA and pulse duration of hundred ns are described. The optimal parameters of thyratron power supply and pulse driver had been found. The jitter and thyratron own rise time as a function of load resistance has been find. The thyratron life time test data are cited.Описаны результаты исследований параметров тиратронов с холодным катодом ТПИ1-10k/50 при напряжениях до 50 кВ, токах до 10 кА и длительности импульсов сотни нс. Выявлены оптимальные параметры импульса запуска и питания тиратронов, измерена длительность фронта импульса, обусловленная тиратроном, в зависимости от сопротивления нагрузки, временной разброс импульса тока относительно импульса запуска. Проведены ресурсные испытания.Описано результати досліджень параметрів тиратронів з холодним катодом ТПІ1-10k/50 при напрузі до 50 кВ, струмах до 10 кА і тривалості імпульсів сотні нс. Виявлено оптимальні параметри імпульсу запуску і живлення тиратронів, обміряна тривалість фронту імпульсу, обумовлена тиратроном, у залежності від опору навантаження, часовий розкид імпульсу струму щодо імпульсу запуску. Проведено ресурсні випробування

Electron-optical system of 200 kV gun for the VEPP-5 preinjector

The electron gun with a new electron-optical system to match project parameters of the VEPP-5 preinjector is described. The gun produces the current with 10 A amplitude, pulse duration 2...3 ns at half-height and electron energy 200 keV. The gun has a dispenser cathode 20 mm in diameter and 100 mm spherical radius. The current control is performed by means of molybdenum equipotential grid with the cell size 0.4·0.4 mm and optical transparency of about 0.68. The experimental results obtained are in good agreement with project parameters.Описано електронну гармату з новою електронно-оптичною системою, що відповідає проектним параметрам передінжектора VEPP-5. Гармата дає струм 10 А с тривалістю імпульсу 2...3 нс на напіввисоті і з енергією електронів 200 кеВ. Гармата має диспергуємий катод діаметром 20 мм і радіусом сфери 100 мм. Керування здійснюється за допомогою молібденової еквіпотенційної сітки з коміркою розміром 0.4·0.4 мм і оптичною прозорістю близько 0.68. Експериментально отримані результати знаходяться у відповідності з проектними параметрами.Описана электронная пушка с новой электронно-оптической системой, соответствующая проектным параметрам предынжектора VEPP-5. Пушка дает ток 10 А с длительностью импульса 2…3 нс на полувысоте и с энергией электронов 200 кэВ. Пушка имеет диспергируемый катод диаметром 20 мм и сферическим радиусом сферы 100 мм. Управление осуществляется посредством молибденовой эквипотенциальной сетки с ячейкой размером 0.4·0.4 мм и оптической прозрачности около 0.68. Экспериментальные полученные результаты находятся в хорошем соответствии с проектными параметрами

200 keV electron beam pulse source for the complex VEPP-5 preinjector

The electron beam source based on GS-34 valve cathode-grid unit with oxide cathode of 12 mm in diameter is described. Originally the high voltage DC source was used to supply the gun. The cathode emission characteristic was reduced by the vacuum breakdowns during gun operation. So the necessity of decreasing a high voltage from 200 kV to 140 kV has appeared. The use of the pulse transformer based gun supply with a pulse duration of ~1 mcs provided the gun operation without breakdowns at a voltage of 200 kV and pulse repetition rate up to 50 Hz. At present time the electron source is operated at the complex VEPP-5 preinjector

Modulator based on K15-10 capacitors for a power supply of the KIU-12 klystron

The modulator based on PFN described above has been operated during several hundreds hours at a PFN charge voltage U=20 kV and repetition rate of 50 Hz. At present the klystron and modulator are used for RF power supply of a photogun cavity of VEPP-5 injection complex. PFN testing at operating conditions under a voltage of 40 kV will be carried out in the future

Hard tube pulser for 150 MW klystron

The development of adequate modulators for high peak power klystrons is one of the focus points for linear collider R&D programs. For the DESY/THD Sband linear collider study 150MW RF pulse power at 50Hz repetition rate and 3mks pulse duration is required. Two different modulator schemes were investigated. One is the conventional line type pulser, using a pulse forming network and a step up transformer, the other one is a Hard Tube Pulser, using a DC power source at the full klystron voltage and a switch tube. The main advantages of a Hard Tube Pulser are short rise and fall times of the HV pulse, resulting in high efficiency and simpler design