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强流重离子加速器装置(High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility,HIAF)是由中国科学院近代物理研究所提出的“十二五”国家重大科学工程项目之一。Kicker电源是HIAF电源系统实现快速引出和注入的关键设备之一,它的主要功能是为踢轨磁铁提供准矩形波的电流脉冲,完成束流在不同轨道之间的切换工作。由于HIAF中脉冲束流强度非常高,在紧急情况下需要将束流快速的踢进束流“垃圾桶”,保护设备的安全。因此需要一台双极性的Kicker电源将束流踢到常规的束流线和束流“垃圾桶”中。为了进行多功能的物理实验,还要求输出电流的平顶宽度具有连续可调的功能。Kicker电源通常采用脉冲形成网络(Pulse Formed Net,PFN)或脉冲形成线(Pulse Forming Line,PFL)加闸流管的方案,在负载上得到准矩形波的电流脉冲。闸流管具有单管耐压高、峰值电流大等优点,但是它也有一些不足:闸流管不能关断,开关频率较低,安装和维护比较困难,故这种方案无法满足HIAF-Kicker电源的技术要求。固态Marx发生器可以通过低压固态开关IGBT实现高压脉冲输出,具有工作频率高、输出波形连续可调、结构紧凑、可维护性好等优点。但是固态Marx发生器基于电容并联充电,串联放电的工作原理,很难产生准矩形波的电流脉冲。众所周知,脉冲形成网络PFN通常用于产生准矩形波的电流脉冲,如果用脉冲形成网络代替电容应用于固态Marx发生器,可以在负载上得到准矩形波的电流脉冲。因此将固态PFN-Marx发生器技术应用于HIAF-Kicker电源,设计并研制了一台双极性的Kicker电源原理样机。实验结果表明,该原理样机能够输出双极性电流,且电流极性可以任意选择,实现了输出电流的平顶宽度在0~1.23μs范围内连续可调的功能。原理样机的输出性能达到了设计要求,验证了设计方案的可行性。双极性的Kicker电源原理样机的设计和测试为HIAF-Kicker电源的研制提供了关键技术和工程经验。