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기술제품문의

박성태 부장pstid@dawonsys.com

가속기

(Accelerator, 加速器 )

연구용 가속기의 소•대용량(Uni-Polar & Bi-Polar) 전자석 전원장치 및 Klystron 고전압 Modulator 펄스 전원장치뿐만 아니라 의료용 가속기 전원장치, CCPS(Capacitor Charging 전원장치)를 국내외 연구소 및 기업에 공급하고 있습니다. 기술 진보에 따른 고성능•고정밀의 High-End 전원장치 개발에도 박차를 가하고 있습니다.

4세대 방사광가속기 중이온 가속기 펄스 모듈레이터 가속관 전자석전원장치 A-BNCT(붕소중성자포획자료)

전자석 전원장치(Magnet Power Supply)

  • 전자석 전원장치는 이온원에서 발생된 입자의 방향 또는 집속/퍼짐을 제어
  • 2극 : 입자의 진행방향에 수직한 방향으로 자장을 발생시켜 입자의 진행 방향을 바꾸는 작용을 함
  • 4극 : 입자의 진행 방향에 수직인 평면상에 자극들이 4층 대칭을 이루며 N극과 S극이 번갈아 놓인 형상을 하며,
    광학에서 볼록렌즈나 오목렌즈가 빛을 집속하거나 퍼지게 하는 것과 같은 역할을 함
  • 스티어링 : 빔의 좌/우, 상/하 위치를 정밀하게 제어하는 역할을 함
  • 솔레노이드 : 입자의 진행방향에 수평한 방향으로 자장을 발생시켜 입자를 집속하는 역할을 함

펄스 모듈레이터(Pulse Modulator)

  • 모듈레이터는 이온원에서 발생된 입자를 빠르게 가속하는 선형가속기의 모듈 중 하나로, RF를 증폭하는
    클라이스트론에 안정적인 전원을 공급하는 장치
  • 모듈레이터는 PFN 방식과 하드튜브방식으로 구분되며, 최근에는 CCPS를 적용한 PFN방식을 주로 사용하며,
    PFN과 부하의 매칭을 통해 손실을 최소화하는 장점이 있음
  • 클라이스트론의 캐소드 전극에 인가되는 전압과 그때 인출되는 전류의 안정도 및 임피던스 매칭이 중요함
  • 사양 : 200MW/400kV/500A/60Hz/7.5us

캐패시터 충전 전원장치(Capacitor Charging Power Supply)

  • 고주파 인버터 전원으로 정전류를 공급하며, 캐패시터에 에너지를 충전하는 역할을 함
  • 병렬 구성이 가능하며, 이로 인해 출력전류를 공급 능력을 가변할 수 있어, 캐패시터에 에너지를 빠르게 공급하여
    충전시간을 줄일 수 있는 장점이 있음
  • 수 ppm의 안정도를 가지는 고전압 충전이 가능함
  • 5kJ/s, 10kJ/s, 30kJ/s, 180kJ/s 등 다양한 용량별 제작/공급이 가능하며, 다양한 부하의 조건에 대응이 가능함

RF SSPA(Solid State Power Amplifier)

  • RF 전력증폭기 중 반도체 소자 기술을 사용한 전력증폭기이며, 진공소자에 비해 낮은 동작 전압과 우수한
    MTBF(Mean Time Between Failure), 소형화, 경령화 등 많은 장점을 가짐
  • 반도체 전력증폭기는 0 dBm의 낮은 RF 펄스신호를 입력 받아 수백~수천 W의 고출력 RF 펄스신호로
    증폭하는 것을 주 기능으로 함
  • 사양1 : 주파수- 352MHz, 파워- 300W ~ 10,000W
  • 사양2 : 주파수- 165MHz, 파워- 5,000W
  • 사양3 : 주파수- 13.65MHz, 파워- 3,000W
Specification Parameter Unit
Center Frequency 352 MHz
Bandwidth 10 @ Over half power MHz
Output Power 300 ~ 10,000 W
Gain > 45 dB
Input RF Power ~ 10 dBm
Input AC Power 220 @ 1PH Vac
Input AC Frequency 60 Hz
Input AC Current 7.5 @ 220V A
Effciency < 38 %
Input Connector SMA female
Output Connector N female
Operation Ambient Temp +10 ~ +30 °C
I/O Connector D-sub 15(female)
RS-232C Connector D-sub 9(female)
Cooling Water(< 20°C), 4 kgf/cm² (6 LPM)

대용량 RF SSPA(Solid State Power Amplifier)

  • RF 전력증폭기 중 반도체 소자 기술을 사용한 전력증폭기이며, 진공소자에 비해 낮은 동작 전압과 우수한
    MTBF(Mean Time Between Failure), 소형화, 경령화 등 많은 장점을 가짐
  • 반도체 전력증폭기는 0 dBm의 낮은 RF 펄스신호를 입력 받아 수백~수천 W의 고출력 RF 펄스신호로
    증폭하는 것을 주 기능으로 함
  • 사양1 : 주파수- 352MHz, 파워- 300W ~ 10,000W
  • 사양2 : 주파수- 165MHz, 파워- 5,000W
  • 사양3 : 주파수- 13.65MHz, 파워- 3,000W
Specification Parameter Unit
Center Frequency 165 MHz
Bandwidth 10 @ Over half power MHz
Output Power 5,000 W
Output Impedance 50 Ω
Input RF Power ~ 10 dBm
Input AC Power 220 @ 3PH Vac
Input AC Frequency 60 Hz
Input AC Current 30 @ 220V A
Consumption Power 9 kW
Input Connector SMA female
Output Connector LC female
Operation Ambient Temp +10 ~ +30 °C
I/O Connector D-sub 15(female)
RS-232C Connector D-sub 9(female)
Cooling Water(< 20°C), 4 kgf/cm² (6 LPM)

Unipolar MPS (Magnet Power Supply : 전자석 전원장치)

Main Quadrupole Sextupole BTL Bending Septum
출력전압 600V 500V 80V / 50V 30
출력전류 1,000A 500A 400A / 250A 250A
용량구분 대용량 대용량 소용량 소용량
용량 600kW 250kW 32kW/12.5kW 7.5kW
구성 Buck Converter/4-Paralleled Buck Converter/2-Paralleled Buck Converter/2-Paralleled, Single Buck Converter/> Single
안정도 ± <10ppm ± <10ppm ± <10ppm ± <10ppm
납품처 PAL PLS-II PAL PLS-II PAL PLS-II PAL PLS-II
Bending MPS Bending MPS Solenoid MPS 지자계보상용 MPS
출력전압 600V 100V 100V 45V
출력전류 1,000A 110A 110A 80A
용량구분 대용량 소용량 소용량 소용량
용량 600kW 11kW 11kW 4kW
구성 Buck Converter /
4-Paralleled
Buck Converter /
4-Paralleled
Buck Converter /
4-Paralleled
Buck Converter /
4-Paralleled
안정도 ± <10ppm ± <10ppm ± <10ppm ± <10ppm
납품처 PAL PLS-II PAL ATF PAL ITF PAL 연구동
Bending MPS Pair Solenoid MPS Pair Solenoid MPS Pair Solenoid MPS
출력전압 60V 90V 75V 120V
출력전류 100A 200A 250A 350A
용량구분 소용량 소용량 소용량 소용량
용량 6kW 20kW 20kW 30kW
구성 Buck Converter /
4-Paralleled
Buck Converter /
8-Paralleled
Buck Converter /
8-Paralleled
Buck Converter /
8-Paralleled
안정도 ± <10ppm ± <10ppm ± <10ppm ± <10ppm
납품처 KBSI
(한국기초과학지원연구원)
KBSI
(한국기초과학지원연구원)
KBSI
(한국기초과학지원연구원)
KBSI
(한국기초과학지원연구원)

Bipolar MPS (Magnet Power Supply : 전자석 전원장치)

Specification
출력전압 ±10V
출력전류 ±20A
용량구분 소용량
용량 200kW
구성 Full Bridge
안정도 ± <10ppm
납품처

Kicker MPS(Magnet Power Supply)

Specification
평균출력 400W
최대출력 9kW
최대출력전압 ± 200V
최대출력전류 ± 45A
전류 안정도 100 ppm
납품처 PAL 포항가속기연구소 XFEL

Scanning MPS(Magnet Power Supply)

Specification
평균출력 4.4kW
최대출력 88kW
최대출력전압 ± 200V
최대출력전류 ± 440A
Current Speed 20000A/Sec
전류 안정도 30 ppm
납품처 Kirams 원자력 의학원

Pulse Modulator (Short-pulse, PFN Type)

Description Value Unit
최대전력 200 MW max
인버터 CCPS 평균전력 120 kJ/sec
운전주파수 60 Hz normal
펄스출력최대전압 400 kV
펄스출력최대전류 500 A
ESW 7.5 μs
PFN Impedance 2.66 Ω
PFN Section 28
Total Capacitance 1.4 μF
Each Capacitance 50 nF
Total Inductance 10.5 uH
Each Inductance 1.5 uH
PFN Stage 14 Parallel
Pulse Transformer Turn Ratio 1 : 17
Thyratron E2V CX1836A
Flat-top Width 4 μs
충전시간 12 ms
남품처 PAL PLS-II, ITF

CCPS (Capacitor Charging Power Supply) > 5kJ/s, 30kJ/s

Description Value Unit
평균출력 5 / 30 kW
최대충전출력 6.5 / 37.5 kJ/sec
최대출력전압 +50 kV
최대출력전류 0.2 / 1.2 A
Power factor 0.9  
전압안정도 <+/- 0.01 %
Efficiency at full load > 85 %
3상입력전원 480 / 60 VAC / Hz
냉각수 > 8 LPM
크기 482.5(W) x 324(H) x 704(D) mm
무게 120 kg
남품처 PAL

주요 고객

    [국내]
  • PAL(Pohang Accelerator Laboratory : 포항가속기연구소) - PLS Ⅰ, PLS Ⅱ, XFEL, AFT, ITF, 지자계시험실
  • KBSI(Korea Basic Science Institute; 한국 기초과학연구원)
  • RAON(Rare Isotope Accelerator Complex for ON-line Experiments : 중이온가속기건설구축사업단)
  • KIRAMS(Korea Intitute of Radiological & Medical Sciences : 한국원자력의학원)

  • [해외]
  • KEK(High Energy Accelerator Research Organization : 일본 고에너지 가속기연구소)
  • NSRRC(National Synchrotron Radiation Research Center : 대만 국립 싱크로트론 방사선 연구센터)
  • SINAP(Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences : 상하이 응용 물리학 연구소, 중국과학원)
  • DICP(Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences : 다롄 화학 물리학 연구소, 중국과학원)
  • JINR(Joint Institute of Nuclear Research : 러시아 원자력 연구소)
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