谐振变换及数字化控制技术在加速器中的应用
发布时间：2021-03-18 10:30
粒子加速器中使用的电源种类很多,这些电源多采用PWM控制方式下的斩波器变换结构。加速器对电源稳定性、动态性能及可维护性有很高的要求,随着技术的进步,老的PWM电源模拟控制电路逐渐被数字控制电路代替,并成功应用于许多国内外加速器中。谐振电源技术目前得到了很好的发展,它的优势和特性很适合应用到加速器中小功率电源中。本论文尝试将谐振功率变换电路及高分辨率数字化控制技术引入到加速器电源中。同时对谐振电源的几种重要拓扑结构进行研究,分析了谐振电源在加速器中应用的可能性。数字化谐振电源需要高分辨的频率控制电路、简化的外围电路设计。我们对市场上众多数字控制芯片做出合理的筛选后,选择了Ti公司的DSP芯片TMS320F28335作为数字电源控制器的核心处理芯片。根据加速器电源对稳定性的严格要求,选用了18位的AD7690做为电源的模数转换芯片。同时对AD转换核心电路增添了恒温控制系统,改善了AD转换电路的工作环境。设计了本地和遥控下的人机交互界面。研制出了一套FM型DSP数字控制器卡和高精度的AD数据采集卡用于谐振电源的控制。通过大量工作努力提高谐振电源频率调整分辨率,用DDS芯片AD9851以1Hz...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
加速器小功率电源控制器方案
输出电流采用DCCT传感器检测，如图1.5所示。PSI数字化电源控制器由DSP—FPGA控制卡和转换ADC采样卡构成。PSI在瑞士光源和英国Diamond光源的电源上应用良好，电源的性能高，稳定度达1X10_5，分辨率好于IX IQ-5，控制电源调节循环时间达20us。DSP控制卡支持上层5M波特率的光纤通信，访问速度达10000次/S;本地RS232串口通信，设置电源控制参数；具有16路数字量输入和8路数字量输出；支持多种电源工作模式；PWM工作输出频率可为10、16、25、33、50和lOOkHz;具有支持波形输出能力及外部光纤触发功能。ADC卡主要负责模拟信号的采集，有8路SOksps的16 bit的AD转换器和2路14bit的模数转换器。 ^ CDnv?Jt?r jl;^ ‘—十_ ‘ -> l-oad f{10 as> to ^ ^ ^ Magnet J： :: it ：； , ,,■Iimiii.... ■IMII.I.IU.I.....1111..,.1 I.......__niiIIIII...... ■ . Ii D6P??—r ~ \ j~j丨 itmm 丄I ■ ■ I …..！一丨 Dig制 contoi unit 丨图1.5基于PSI控制卡的电源控制回路1. 5 PWM常规变换器和FM谐振变换器PWM幵关变换器是一种幵关频率固定脉宽可调的常规变换器，广泛应用于大、中、小功率电源中
等领域取得了较好的发展和应用。振变换器优异的低功耗特性，为电源的高频运行创造了条是几百kHz,甚至可以做到电源体积较小，功率FM谐振电源的原理框图，和PWM开关电源的主要区别是方式也不同。 Resonant network Rectifier m
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用在通信二次电源中的LLC串联谐振变换器的研究[J]. 宋清亮. 通信电源技术. 2009(02)
[2]第四类LLC谐振变流器模块功能准同构拓扑探求及变形研究[J]. 陈威,吕征宇. 中国电机工程学报. 2009(09)
[3]电流耦合型高压开关电源[J]. 戴广明,田为,黄军,王登峰. 电力电子技术. 2007(04)
[4]辐照食品直线加速器电子枪设计[J]. 冯光耀,裴元吉,蒋道满,洪艺麟,尚雷,周银贵,王相綦,孙葆根,刘玉珠. 核技术. 2006(09)
[5]大功率固态脉冲调制器技术分析[J]. 尚雷,李为民,丛晓艳,谭泓,陆业明. 高电压技术. 2005(11)
[6]40kV/20kW开关型脉冲成形网络充电高压电源[J]. 尚雷,陆业明,冯德仁,赵涛,冯光耀. 强激光与粒子束. 2003(07)
[7]新型软开关高压脉冲电容恒流充电技术分析[J]. 尚雷,王相綦,裴元吉,赵涛,冯光耀,王琳. 强激光与粒子束. 2001(02)
硕士论文
[1]DC-DC开关变换器建模与数字仿真分析研究[D]. 曹剑平.中南大学 2008
[2]3kW LLC谐振式模块化通信电源[D]. 周伟成.浙江大学 2007
本文编号：3088179
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
加速器小功率电源控制器方案
输出电流采用DCCT传感器检测，如图1.5所示。PSI数字化电源控制器由DSP—FPGA控制卡和转换ADC采样卡构成。PSI在瑞士光源和英国Diamond光源的电源上应用良好，电源的性能高，稳定度达1X10_5，分辨率好于IX IQ-5，控制电源调节循环时间达20us。DSP控制卡支持上层5M波特率的光纤通信，访问速度达10000次/S;本地RS232串口通信，设置电源控制参数；具有16路数字量输入和8路数字量输出；支持多种电源工作模式；PWM工作输出频率可为10、16、25、33、50和lOOkHz;具有支持波形输出能力及外部光纤触发功能。ADC卡主要负责模拟信号的采集，有8路SOksps的16 bit的AD转换器和2路14bit的模数转换器。 ^ CDnv?Jt?r jl;^ ‘—十_ ‘ -> l-oad f{10 as> to ^ ^ ^ Magnet J： :: it ：； , ,,■Iimiii.... ■IMII.I.IU.I.....1111..,.1 I.......__niiIIIII...... ■ . Ii D6P??—r ~ \ j~j丨 itmm 丄I ■ ■ I …..！一丨 Dig制 contoi unit 丨图1.5基于PSI控制卡的电源控制回路1. 5 PWM常规变换器和FM谐振变换器PWM幵关变换器是一种幵关频率固定脉宽可调的常规变换器，广泛应用于大、中、小功率电源中
等领域取得了较好的发展和应用。振变换器优异的低功耗特性，为电源的高频运行创造了条是几百kHz,甚至可以做到电源体积较小，功率FM谐振电源的原理框图，和PWM开关电源的主要区别是方式也不同。 Resonant network Rectifier m
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用在通信二次电源中的LLC串联谐振变换器的研究[J]. 宋清亮. 通信电源技术. 2009(02)
[2]第四类LLC谐振变流器模块功能准同构拓扑探求及变形研究[J]. 陈威,吕征宇. 中国电机工程学报. 2009(09)
[3]电流耦合型高压开关电源[J]. 戴广明,田为,黄军,王登峰. 电力电子技术. 2007(04)
[4]辐照食品直线加速器电子枪设计[J]. 冯光耀,裴元吉,蒋道满,洪艺麟,尚雷,周银贵,王相綦,孙葆根,刘玉珠. 核技术. 2006(09)
[5]大功率固态脉冲调制器技术分析[J]. 尚雷,李为民,丛晓艳,谭泓,陆业明. 高电压技术. 2005(11)
[6]40kV/20kW开关型脉冲成形网络充电高压电源[J]. 尚雷,陆业明,冯德仁,赵涛,冯光耀. 强激光与粒子束. 2003(07)
[7]新型软开关高压脉冲电容恒流充电技术分析[J]. 尚雷,王相綦,裴元吉,赵涛,冯光耀,王琳. 强激光与粒子束. 2001(02)
硕士论文
[1]DC-DC开关变换器建模与数字仿真分析研究[D]. 曹剑平.中南大学 2008
[2]3kW LLC谐振式模块化通信电源[D]. 周伟成.浙江大学 2007
本文编号：3088179
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