传统的高压电子脉冲电源多认为合适而使用高压真空管作为斩波部件,其牢稳办公状况在6 kV 以上,而真空管也存在大小大、功耗大、发热严重、生存的年限短、电源利用速率低、结构薄弱 等欠缺,通过调查研究发觉它的绝大多用场已经被固体部件结晶体管所代替。综上思索问题,本文以IG变态 为斩波部件预设了一套10 kV 以下的高压电子脉冲电源,补救了该领域的空白。
本文针对离子灌注工艺的特别指定要求,认为合适而使用buck 拓扑结构,以IG变态 为斩波部件,并接合单片机与CPLD 技术,研究制造了一种低频长脉宽的高压电子脉冲数码电源。经过离子灌注尝试并接合工艺研讨证验了该电源的实用性和牢稳性。
1、电源设计原理介绍
该脉冲电源工作于低频长脉宽高压状态,它的基本工作原理是:首先经过慢储能,使初级有足够的能量,然后向中间储能和脉冲成型系统放电,能量经过储存、压缩、形成脉冲或转化等复杂过程之后,获得高压脉冲。
2、电源指标要求
输入电压为单相交流220 V;输出脉冲峰值电压范围为1 kV~10 kV;输出最大峰值电流为4 A;脉冲频率为1 Hz~20 Hz;脉冲宽度为1.5 ms;脉冲上升时间小于5 us。
3、电源方案设计
该电源采用的主回路原理图如图1 所示,由工频整流、电压调制、频率脉宽调制和升压四部分组成。其电能形式变化依次分为为:220 V 单相交流源、310 V 恒压直流源、30 V~280 V 可调直流电压源、280 V 以下可调脉冲源、10 kV/4 A/1.5 ms 脉冲五个环节。
在电压调制回路中认为合适而使用的是buck 降压斩波电路,而频率脉宽调制回路中认为合适而使用硬斩波形式,二者均以IG变态 作为斩波部件。变压器的连署认为合适而使用的是三台变压器原边并联副边串连的形式,这么管用的减小了单台变压器的变比,避免因变比过大而造成萌生较大寄生参变量等问题,同时实验也证实,这种形式管用的缩减了电子脉冲升涨时间。认为合适而使用buck 拓扑电路预设电子脉冲电源的电压调整回路具备结构简单、理论成熟、易于调整等长处。单片机合适SG3525 的扼制形式管用的减低了输出电子脉冲在脉宽、频率、压差等方面的误差,增加了输出精密度。电子脉冲变压器的预设与连署形式管用减低了寄生参变量的影响,使输出波形更趋近于灌注要求。该电源自投入上海某研讨所实验室应用在这以后,各状况工作正常,未显露出来任什么原因故障。这表明该电源具有较高的牢稳性及实用性。
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