Projeto, desenvolvimento e construção de uma fonte de alta tensão pulsada para polarização de valvulas Klystron

Resumo: Descreve-se neste trabalho uma fonte de alta tensão, pulsada, destinada à alimentação de válvulas klystrons, amplificadoras de RF, do acelerador linear (LlNAC) do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Este trabalho abrange o projeto, desenvolvimento e detalhes construtivos do equipamento. O sistema, chamado de modulador, fornece um pulso de 3 ?mu?s de até 250 kV e 250 A, com estabilidade em tensão melhor que 1%. A topologia adotada baseia-se em um sistema conformador de pulsos composto por uma linha de retardo formada por elementos LC discretos. O processo de alimentação do sistema ocorre através de uma ressonância série, formada pela capacitância total da linha e por um indutor de alimentação. Este processo permite que a tensão contínua, presente na saída da fonte de alta tensão de entrada, seja dobrada sobre a linha de retardo. A estabilização do pulso de alta tensão de saída é conseguido através de alteração no fator de qualidade do circuito ressonante de alimentação, durante o ciclo de alimentação. A corrente máxima de alimentação é determinada pela impedância característica do circuito ressonante, enquanto que a corrente média drenada da rede é função da taxa de repetição dos pulsos, limitada em 33 Hz, que é máxima freqüência de operação do acelerador linear de elétrons. Esta fonte tem sido utilizada por mais de 3 anos, produzindo pulsos de RF de 25 MWAbstract: A pulsed high voltage power supply, used for feeding a Klystron RF amplifier, in the Laboratorio Nacional de Luz Síncroton (LNLS) linear accelerator (LlNAC) is described. The design, development, assembling and constructive details are included. The system, named modulator, provides a 3 ?mu?s pulses of 250 kV and 250 A, with voltage stability better than 1%. The adopted topology is based on a pulse shaping system composed of a delay line using discrete LC elements. The charging of the delay line is achieved by a series resonance, consisting of its total capacitance and a charging inductor. This process permits to double de DC power supply voltage over the delay line. The stabilization of the output high voltage pulse is obtained when the charging is interrupted, according to a reference voltage, by abruptly. decreasing the quality factor (De Qing) of this resonant circuit. The maximum charging current is determined by the characteristic impedance of the resonant circuit, while the average current, drained from the line, is a function of the repetition rate of LlNAC, limited to 33 Hz. This power supply has been operating for more than 3 years producing 25 MW RF pulse