Design and preliminary performance of the new injection shift bump power supply at the J-PARC 3-GeV RCS

J-PARC 3-GeV RCSにおける新しい入射用シフトバンプ電源の設計と実証

高柳 智弘   ; 林 直樹  ; 金正 倫計  ; 植野 智晶; 富樫 智人; 堀野 光喜; 入江 吉郎*

Takayanagi, Tomohiro; Hayashi, Naoki; Kinsho, Michikazu; Ueno, Tomoaki; Togashi, Tomohito; Horino, Koki; Irie, Yoshiro*

リニアックの400MeVアップグレードに合わせて、J-PARC 3GeVシンクロトロンにおける入射用シフトバンプ電磁石の新しい電源を開発した。この電源は、現在の1.6倍になる最大で32kAの出力が要求されている。さらに、ビームロスの低減のために、10kAから32kAの出力範囲において、電流リプルと偏差をそれぞれ0.2%以下にしなければいけない。現在のIGBTチョッピングシステムによる電源は、スイッチングによって連続的にリプルを発生させてしまう。そのため、電源の回路方式を、IGBTチョッピングシステムから、コンデンサーのスイッチングによるPFN方式へと変更した。電源は16バンクで構成され、1バンクあたり最大2kAで14kVを出力できる。現在は4バンクまで製作され、工場で特性試験を実施している。この設計と試験結果について報告する。この電源が完成すると、余計なロスが低減され、3GeVシンクロトロンは安定して運転することが可能になる。

New power supply of the injection shift bump magnet at the J-PARC 3-GeV RCS has been designed with the energy upgrading of LINAC to 400 MeV. The power supply is required to output the maximum current of 32 kA, which is 1.6 times the present current. Moreover, both current ripple noise and deviation should be less than 0.2% in a range from 10 kA to 32 kA output current. The IGBT chopping system as in the present power supply occurs the continuous current ripple due to the switching. So the circuit structure of the power supply has been changed from the IGBT chopping system to the PFN system by switching the capacitors. The power panel is comprised of 16 banks, each of which outputs 2 kA at 14 kV at maximum. More than four banks have been manufactured and the characteristics were evaluated in the factory. This paper summarizes the design and the experimental results of the new power supply.