Suppression scheme of COD variation caused by switching ripple in J-PARC 3GeV dipole magnet power supply

J-PARC 3GeV電磁石電源が引き起こすスイッチングリプルによるCOD変動の抑制

渡辺 泰広  ; 谷 教夫  ; 安達 利一*; 五十嵐 進*; 染谷 宏彦*

Watanabe, Yasuhiro; Tani, Norio; Adachi, Toshikazu*; Igarashi, Susumu*; Someya, Hirohiko*

J-PARC 3GeVシンクロトロンでは、コミッショニング当初よりリング全周に渡り入射から数msの期間に振幅2,3mmの水平CODが観測されている。この水平CODは1kHzで約140秒の周期で位相変動が生じるため、ショットごとにビーム軌道が変動しCOD補正を困難にしている。本論文では、この水平CODは偏向電磁石交流電源のスイッチングに起因することを明らかにするとともに、偏向電磁石交流電源のスイッチングタイミングを加速器のタイミング系と同期化することにより、位相変動を抑制できることをビーム試験で実証する。

In the J-PARC 3 GeV synchrotron, the horizontal closed-orbit-distortion (COD) variation was observed at first of beam commissioning. The COD correction was very difficult to archive because the beam orbit of each shot changes periodically at a period of about 140 seconds. This paper clarifies that the horizontal COD is caused by the switching noise of the dipole magnet power supply and the periodic variation of the beam orbit is caused by the phase sweep of 1 kHz component that include switching noise. Moreover, it has been demonstrate that the dipole magnet power supply using the improved Pulse Width Modulation (PWM) circuit with a synchronized timing system of the accelerator has successfully suppressed the beam orbit variation.