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强磁场快响应真空规管调制极的脉冲电源研究
资料介绍
核聚变工程实验装置运行时,中性气体的压强测量对聚变物理研究具有重要的意义和应用价值。在研究国内外快响应真空规管和脉冲功率技术的基础上,分析了快规调制极脉冲电源的工作特性,提出了实现脉冲电压连续可调的电源设计方案。
论文对电源抗电磁干扰技术进行了分析,采取电磁屏蔽,滤波和接地等技术抑制了电磁干扰对电源的影响。电源主电路包括:整流滤波电路,逆变电路和脉冲输出电路;采用半桥拓扑结构实现电路逆变以及电源输入和输出隔离,根据负载特性选择了合适的IGBT模块;设计了高频变压器,脉冲输出电压和频率采样电路以及IGBT的缓冲保护回路。
基于单片机控制技术,采用集成的PWM芯片SG3525A,改进设计了脉冲发生电路,实现了PWM输出信号占空比和频率的连续调节;以IR2110驱动模块为核心,设计了PWM控制信号功率放大电路,完成了功率开关管控制电路设计,并提高了电源的稳定性。
运用Saber Sketch软件,完成了电源电路设计和元器件参数计算,并对电源电路进行了仿真验证,分析了电路特性,获得了脉冲输出波形,优化了电路设计,验证了电源方案设计的可行性和可靠性。
最后搭建了电源单片机控制系统,基于模糊控制算法与单片机控制技术,实现了电源电压幅值和脉冲输出频率的连续调节,且提高了电源的控制精度、稳定性和智能化水平。采用Matlab/simulink工具箱,完成模糊控制器设计和脉冲电压控制仿真,验证了电压闭环控制系统的控制效果。本文还设计了单片机GPIB通用总线接口,实现了单片机控制系统与上位机的通讯功能。
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