加速器電源的高壓脈沖同步控制研究

加速器系統需要多組高壓脈沖電源協同工作，以驅動加速腔體、聚焦電極與偏轉磁場。脈沖電源之間的同步精度直接影響束流相位穩定與加速效率。高壓脈沖同步控制的研究目標是實現亞微秒級時間對齊與能量一致性。
同步控制系統由主時鐘模塊、分配網絡與局部控制器組成。主時鐘產生高精度觸發信號，經光纖分配至各高壓模塊。為消除分布延遲誤差，系統采用時序自校準機制，在每次啟動時通過反饋信號測量傳輸延時，并自動調整觸發相位。
脈沖形成部分采用脈沖成形線（PFN）或固態脈沖調制器，通過儲能與放電過程生成高壓脈沖?？刂破餍璐_保各模塊輸出脈沖波形在幅值與寬度上嚴格一致。為此，系統實時采樣輸出電壓，利用數字比較算法計算差異，并對驅動占空比進行微調。該閉環過程可在納秒級時間尺度內完成。
電源同步不僅限于時序，還包括電壓波形一致性。通過在控制系統中引入多通道數字波形發生器，可對每個模塊的脈沖前沿、平頂與下降沿進行獨立調節，確保束流加速電場在整個周期內分布均勻。
電磁干擾會破壞同步精度，因此信號通道采用光纖隔離與屏蔽布線，主控模塊置于低噪聲區。系統還設置自動相位監測裝置，通過對比實際輸出與基準時鐘的相位差，實現實時補償。實驗中，通過同步控制優化，脈沖對齊誤差控制在100 ns以內，加速電場相位波動小于0.1°，顯著提升了束流能量一致性與加速穩定性。