标题图展示了同步(电子)加速器的典型环形结构。内环为增强环,外环为储存环,多个实验站由此延伸而出。
同步加速器的应用:
同步加速器产生的光源具有高亮度和宽光谱(远红外至X射线),可广泛应用于物理、化学、材料科学、化学工程、生物学、医学、地质学、考古学、环境保护、能源、电子学、微机电系统(MEMS)、纳米器件等领域的实验。它是21世纪前沿科学研究、生物医学技术和工业应用不可或缺的工具。它促进了锂材料的研究,推动了长寿命电池的开发,而这种电池对于当前全球电动汽车市场至关重要。此外,它还进一步加深了人们对纳米技术研究的理解,而纳米技术是半导体材料和相关生物医学产品开发的关键要素。
图 2 展示了 TPS 同步加速器,其主要组成部分包括直线加速器 (LINAC)、增压环和储存环。该光源产生粒子,粒子在 LINAC 中被加速到高速后注入增压环进行进一步加速。粒子束随后进入储存环,储存环维持其速度。如果粒子束偏转至接近光速,部分能量将以同步辐射的形式以电磁波的形式释放出来。根据需求,这些超高亮度的粒子束会被重新定向到光束线,用于终端站的实验或应用。射频放大器系统用于补偿储存环中由于同步辐射发射而造成的粒子束功率损失。该系统放大储存环中接收到的信号,并以特定的相位角将其反馈到储存环的另一侧。反馈电路有助于减小尺寸并优化功率分配。MEAN WELL 系统的电源解决方案被安装并用作储存环中射频放大器系统的直流电源。
该项目方案采用了多组96kW大功率电源系统,如图3所示。电源系统的输出驱动如图4所示的固态射频功率放大器组,这些放大器组产生高频能量,以推动电子以接近光速的速度运动,如图5所示。整个系统的最大直流输出功率高达800kW!
图3. 96kW高性能电源系统 图4. 射频放大器组
为了匹配储存环所需的射频功率并实现最佳能效,电源系统的输出电压必须在特定射频功率水平下,于各工作点的调制范围内,在 42VDC 至 54VDC 之间可调,才能获得最佳效果。配备 CANbus 数字通信协议的 DRP-3200 系列电源能够满足精确电压调节的要求。
此外,在实验过程中,如果各电源系统组件未并联连接,则必须同步调节每个组件的母线电压。为此,我们采用了外部控制器进行远程控制。另一个挑战是,调节后的输出功率精度限制在 +/- 1% 以内。为了解决这个问题,该电源采用全数字设计和通信协议,可通过以太网实现系统的远程控制和监控。
选择 DRP-3200-48 的另一个重要因素是其极高的效率,这符合国际节能环保的发展趋势。在 800kW 系统中,每个电源效率提高 0.5% 将在长期内带来显著的经济效益。
系统组件
明纬提供的DRP-3200系列全数字电源模块、DHP-1UT-A 1U电源机架、CMU2电源控制器以及标准19英寸机架式机箱,总输出功率高达128kW。
解决方案优势
1. 集成解决方案:支持数字通信,以便通过控制器远程控制和监控关键电力系统参数,从而实现简单的电力管理工作。.
2. 易于维护:支持热插拔功能,因此可以快速安装和更换模块。.
3. 功率可扩展性:从 12.8kW 到 128kW 可扩展。适用于不同行业和应用的高功率解决方案,满足参数配置需求。.
