基于FPGA的脉冲电源及其控制系统设计

发布时间：2017-08-08 12:42

  本文关键词：基于FPGA的脉冲电源及其控制系统设计

  更多相关文章： 脉冲电源 现场可编程门阵列 手动/自动控制 脉冲变压器

【摘要】：针对等离子体特定领域的应用需求,研制了一种基于上位机监控且具有手动/自动控制功能的脉冲电源。详细介绍了脉冲电源主电路、检测电路、驱动电路、数字脉宽调制(DPWM)产生模块以及脉冲变压器的设计方法。该电源采用现场可编程门阵列(FPGA)作为主控芯片,产生DPWM信号及继电器控制信号,经驱动电路放大后驱动逆变全桥及继电器。设计了过温和短路保护电路,通过DS18B20温度传感器和QBC10PS5霍尔电流传感器对电源模块的工作温度和电流进行实时采样。实际应用测试表明,该电源满足设计指标要求。
【作者单位】： 中国科学技术大学自动化系;
【关键词】： 脉冲电源 现场可编程门阵列 手动/自动控制 脉冲变压器
【分类号】：TN86;TN791
【正文快照】： 近年来,等离子体广泛应用于环境治理、电磁对抗、医学美容等专业领域,应用前景十分广阔。脉冲电源是产生等离子体的关键,现有的脉冲电源大多是由分立元件组成,控制系统一般采用单片机或数字信号处理(DSP)芯片[1]。分立元件电路设计复杂、调试繁琐;单片机工作频率较低,不利于实

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 刘金亮,张建德,李永忠,李继健,冯加怀;一种给脉冲形成线充电的带绕式高压脉冲变压器[J];强激光与粒子束;2003年04期

2 冯宗明,高平,谢敏,郑奎兴,张雄军,曹宁翔;等离子体电极电光开关驱动电源系统[J];强激光与粒子束;2004年09期

3 江小华,陈炳林,张河,孙全意;脉冲激光引信用PFM和PWM式LD驱动电路的研究[J];强激光与粒子束;2004年11期

4 殷毅;刘金亮;钟辉煌;杨建华;冯加怀;;一种紧凑型高功率脉冲调制器[J];强激光与粒子束;2008年02期

5 姜子运;郭玉辉;刘海涛;武启;余泽民;马鸿义;于春蕾;胡建军;何源;;加速器驱动次临界系统注入器离子源控制系统[J];强激光与粒子束;2014年05期

6 毛重阳;邹晓兵;王新新;;多路高电压纳秒矩形波脉冲发生器的研制[J];强激光与粒子束;2015年04期

7 庞浩,俎云霄,王赞基;一种新型的全数字锁相环[J];中国电机工程学报;2003年02期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李旭;王鸣;;基于TMS320F2812的软件锁相技术[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期

2 傅文珍;张波;丘东元;;频率跟踪式谐振耦合电能无线传输系统研究[J];变频器世界;2009年08期

3 孙文胜;俞辉煌;刘玮;;一种基于FPGA的任意锁相倍频算法[J];电讯技术;2007年06期

4 胡为兵;李开成;;电力系统实时相位同步方法的研究和比较[J];电测与仪表;2007年08期

5 张东升;张东来;王陶;苏宝库;;基于Lyapunov函数的全数字锁相环的优化设计[J];电工技术学报;2008年11期

6 肖帅;孙建波;耿华;吴舰;;基于FPGA实现的可变模全数字锁相环[J];电工技术学报;2012年04期

7 汪义旺;汪晓东;车保川;;基于变参数PI-ADPLL超声焊接电源的频率跟踪控制[J];电焊机;2009年12期

8 蒋燕君;张超;何湘宁;;基于DSP的光伏并网发电系统数字锁相技术[J];电源技术应用;2007年02期

9 张春雨;彭咏龙;张智娟;;一种基于FPGA的谐振型逆变器控制电路的分析和实现[J];电力电子;2005年06期

10 周跃庆;张娟娟;;一种新型ADPLL在感应加热系统中的应用研究[J];电力电子技术;2006年02期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 周国梁;刘宣宣;;前置相序分解型dq锁相环性能分析与仿真研究[A];2010输变电年会论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 殷毅;折叠型双脉冲—长脉冲调制器及其激光触发技术研究[D];国防科学技术大学;2010年

2 杨实;基于磁开关和带状线的长脉冲、超低阻抗脉冲发生器及其相关技术研究[D];国防科学技术大学;2010年

3 李建文;大容量高频谐振逆变器关键技术的研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

4 李名加;基于三谐振脉冲变压器的脉冲功率源研究[D];中国工程物理研究院;2011年

5 孟志鹏;重频模块化感应电压叠加器及其相关技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

6 吴轩钦;电励磁同步电机双三电平矢量控制系统研究及其应用[D];中国矿业大学;2011年

7 秦峰;基于电力电子系统集成概念的PMSM无传感器控制研究[D];浙江大学;2006年

8 李亚斌;固态高频感应加热电源控制技术的研究[D];华北电力大学（河北）;2008年

9 尹明;基于VSC-HVDC的风电场联网技术研究[D];华北电力大学（河北）;2008年

10 周国梁;基于电压源换流器的高压直流输电系统控制策略研究[D];华北电力大学（河北）;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 范学磊;串联谐振感应加热电源研究[D];郑州大学;2010年

2 陈宝磊;Cuk型功率因数校正大功率倍频式感应加热电源的设计[D];江南大学;2011年

3 李勇;基于模糊控制算法的带宽自适应全数字锁相环研究与设计[D];南华大学;2011年

4 李琮;新型Boost逆变器在光伏系统中的应用研究[D];山东大学;2011年

5 刘国林;基于高频注入的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究[D];西南交通大学;2011年

6 陈天腾;高温超导空心脉冲变压器的设计及其放电研究[D];西南交通大学;2011年

7 尹卿;高频感应加热电源技术的研究[D];华北电力大学;2011年

8 曹启明;基于可调纳秒脉冲LD的激光引信接收机测试光源系统研究[D];天津大学;2010年

9 燕德丽;基于数字PI运算的全数字锁相环结构设计与仿真[D];中国石油大学;2010年

10 张洪波;空芯带绕式脉冲变压器参数计算及电场分布特性初步研究[D];国防科学技术大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 毛志国;邹晓兵;刘锐;刘骁;何露芽;王新新;;一种10kV方波电压发生器[J];高电压技术;2007年10期

2 朱宏林;刘微粒;邹晓兵;王新新;徐硕;;基于Kerr效应的绝缘子表面电场在线测量系统[J];高电压技术;2011年03期

3 霍哲,张建德,贺元吉,李传胪,霍启锋;变阻抗传输线技术的理论研究[J];国防科技大学学报;2000年S1期

4 武启;张子民;马鸿义;张文慧;杨尧;赵红卫;;2.45GHz强流脉冲质子源[J];中国表面工程;2013年03期

5 李刚;赵籍九;;LabVIEW-EPICS在BEPCII温度监测系统中的应用[J];核电子学与探测技术;2006年02期

6 邹杨;顾颂琦;姜政;魏向军;马静远;黄宇营;徐洪杰;;基于Labview的XAFS光束线实验站数据采集系统[J];核技术;2009年04期

7 詹文龙;徐瑚珊;;未来先进核裂变能——ADS嬗变系统[J];中国科学院院刊;2012年03期

8 丁建国;赵欢;朱海君;刘亚娟;沈立人;;上海同步辐射装置电源控制系统[J];核技术;2012年08期

9 周文雄;王彦瑜;周德泰;张建川;林福元;冯玉成;卢旺;;SECRAL控制系统软件设计(英文)[J];原子核物理评论;2012年04期

10 刘克富,秦实宏,李劲,潘垣,姚宗干,郑万国,郭良福,周丕璋,力一峥,陈德怀;强激光脉冲电源系统故障分析和对策[J];强激光与粒子束;2001年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杨汉武;爆炸磁压缩发生器及其脉冲功率调制研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 申向群;;一种高电压隔离脉冲电源及其控制[J];变流技术与电力牵引;2007年05期

2 安连祥;屈学琴;王刚;;小孔机绿色低功耗脉冲电源的研究[J];电源技术应用;2007年09期

3 苏永宏,史延莹,苏丹;微机调控式高压脉冲电源[J];抚顺石油学院学报;1998年04期

4 李旋球;陈坚;赵勇;钟成;;一种可程控调制脉冲电源模块的研制[J];电子产品世界;2014年05期

5 张光明;加工效率与表面质量优化的脉冲电源设计[J];成都电子机械高等专科学校学报;2000年04期

6 孟绍良,栗保明;用于电热化学发射实验的脉冲电源系统[J];弹道学报;2004年01期

7 但果,吴延清,邹积岩,陈思平;微机控高精度高压脉冲电源的研制[J];南京理工大学学报(自然科学版);2004年02期

8 李小海,赵万生,王振龙;微细电解加工脉冲电源的研制[J];电加工与模具;2004年05期

9 刘慧芳;李瑞;郭春龙;;可编程快脉冲电源的研制[J];核技术;2011年09期

10 王兴贵;赵金山;;一种用于污水处理的脉冲电源研究[J];电源技术;2012年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李冬黎;何湘宁;;脉冲电源在环境工程领域应用综述[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年

2 张亚斌;任先文;涂国锋;李小金;胡新康;;全固态窄脉冲电源的研制[A];中国工程物理研究院科技年报（2005）[C];2005年

3 孙伏希;蔡建民;;高频脉冲电源的计算机控制[A];电加工电火花线切割脉冲电源研讨会论文集[C];1991年

4 任先文;赵君科;王保健;涂国锋;李小金;胡新康;;200kW烟气治理用脉冲电源的研制[A];第十一届全国电除尘学术会议论文集[C];2005年

5 叶树林;刘晋春;;组合式脉冲电源的研制[A];第八届全国电加工学术年会论文集[C];1997年

6 韩苗兴;韩刚峰;沈振锋;;开关型脉冲电源——电镀电源的新贵[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年

7 叶军;吴国兴;万符荣;吴强;徐琳俊;卢高峰;;数控高效放电铣加工脉冲电源参数正交试验研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年

8 裴景玉;胡德金;高长水;刘正埙;;电火花微能脉冲电源的改进[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

9 裴景玉;胡德金;高长水;刘正埙;;电火花微能脉冲电源的改进[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

10 李厚轩;;数控线切割脉冲电源的探讨和改进[A];第四届全国电加工学术会议论文集[C];1983年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 ;利用高压脉冲电源对包装材料消毒的方法及装置[N];中国包装报;2005年

2 胡进;发展数控机床的关键是提高工艺水平[N];中国建材报;2000年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘辉;基于协同工作的多个电感储能型脉冲电源模块的研究[D];北京理工大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 黄利平;低速走丝电火花线切割脉冲电源的研究[D];南昌大学;2008年

2 谷金阳;基于单片机的低频高压脉冲电源的研究[D];大连理工大学;2008年

3 马强;用于微生物产品制造的脉冲电源研究[D];兰州理工大学;2014年

4 徐海;往复走丝线切割窄脉宽无阻脉冲电源的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

5 赖俊成;可控高速高压脉冲电源研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 赵刚;电火花线切割加工节能脉冲电源的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

7 张恩军;大功率特种脉冲电源控制器研究[D];西安理工大学;2004年

8 杜志文;一种快速可调脉冲电源的研制[D];安徽理工大学;2014年

9 施翔宇;紧凑型脉冲电源若干问题的研究[D];华中科技大学;2013年

10 李江龙;在线电解修整脉冲电源的改进研究[D];天津大学;2007年

，

本文编号：640071