一种基于反馈控制的PSM高压电源系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于反馈控制的PSM高压电源系统，包括：由N个开关电源模块串联而成的PSM高压电源，用于输出直流电压；与PSM高压电源并联的分压器，用于对直流电压进行分压以输出传输电压；隔离传输电路，其输入端与分压器的输出端相连，用于实现对传输电压的快速隔离传输；电压调理电路，其输入端与隔离传输电路的输出端相连，用于对传输电压进行降压处理以输出低压信号；控制电路，其输入端与电压调理电路的输出端相连，用于对低压信号进行采样，并生成N路光驱动信号以分别控制N个开关电源模块的通断，从而控制PSM高压电源的输出电压。本发明专利技术能够在保证PSM高压电源系统的通用性和低成本的情况下，降低高压电源的输出电压的超调量。

A PSM High Voltage Power Supply System Based on Feedback Control

【技术实现步骤摘要】
一种基于反馈控制的PSM高压电源系统
本专利技术属于高压领域，更具体地，涉及一种基于反馈控制的PSM高压电源系统。
技术介绍
电子回旋共振加热(ElectronCyclotronResonanceHeating,ECRH)系统可用于等离子体的加热。波源系统是ECRH系统的核心，由回旋管和电源系统(阴极高压电源、阳极高压电源)构成，其中，回旋管用于产生高功率微波，电源系统则用于输出直流高压以协助回旋管高功率微波的产生。截至2014年，一套基于脉冲阶梯调制PSM(PulseStepModulation，脉冲阶跃调制)技术的33kV/1A高压电源已基本安装调试完毕，可正常运行。但是由于PSM电源模块在内部IGBT开通后受到变压器二次侧漏感带来的换相压降和负载电阻导致压降的影响，导致当设定的波形上升时间较短时，电源输出电压在平顶运行阶段存在5％～10％左右的电压超调，无法满足ECRH系统对阴极负高压电源提出的超调在2％以下的这一参数要求。过高的电压超调会对ECRH系统电子回旋管的起振造成影响，无法保证稳定的微波功率输出。根据控制方法的不同，可将现有的PSM高压电源系统分为基于开环控制的PSM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于反馈控制的PSM高压电源系统，其特征在于，包括：控制电路、PSM高压电源、分压器、隔离传输电路以及电压调理电路；所述PSM高压电源由N个开关电源模块串联而成，所述PSM高压电源用于输出直流电压；所述分压器与所述PSM高压电源并联，所述分压器用于对所述PSM高压电源输出的直流电压进行分压，以输出满足所述隔离传输电路的电压要求的传输电压；所述隔离传输电路的输入端与所述分压器的输出端相连，所述隔离传输电路用于通过频压转换实现对所述传输电压的快速隔离传输；所述电压调理电路的输入端与所述隔离传输电路的输出端相连，所述电压调理电路用于对经所述隔离传输电路输出的传输电压进行降压处理，以输出满足所...

【技术特征摘要】
1.一种基于反馈控制的PSM高压电源系统，其特征在于，包括：控制电路、PSM高压电源、分压器、隔离传输电路以及电压调理电路；所述PSM高压电源由N个开关电源模块串联而成，所述PSM高压电源用于输出直流电压；所述分压器与所述PSM高压电源并联，所述分压器用于对所述PSM高压电源输出的直流电压进行分压，以输出满足所述隔离传输电路的电压要求的传输电压；所述隔离传输电路的输入端与所述分压器的输出端相连，所述隔离传输电路用于通过频压转换实现对所述传输电压的快速隔离传输；所述电压调理电路的输入端与所述隔离传输电路的输出端相连，所述电压调理电路用于对经所述隔离传输电路输出的传输电压进行降压处理，以输出满足所述控制电路的电压要求的低压信号；所述控制电路的输入端与所述电压调理电路的输出端相连，所述控制电路用于对所述低压信号进行采样，并根据采样结果和输出电压设定值生成N路光驱动信号后，通过第一光纤输入至所述PSM高压电源；所述N路光驱动信号分别用于控制所述N个开关电源模块的通断，从而控制所述PSM高压电源的输出电压；其中，N为正整数。2.如权利要求1所述的基于反馈控制的PSM高压电源系统，其特征在于，所述隔离传输电路包括：V/F压转频电路和F/V频转压电路；所述V/F压转频电路的输入端作为所述隔离传输电路的输入端，所述V/F压转频电路用于将所述传输电压转换为频率信号；所述F/V频转压电路的输入端通过第二光纤与所述V/F压转频电路的输出端相连，所述F/V频转压电路的输出端作为所述隔离传输电路的输出端，所述F/V频转压电路用于从所述第二光纤接收由所述V/F压转频电路输出的频率信号并将其还原为电压信号。3.如权利要求2所述的基于反馈控制的PSM高压电源系统，其特征在于，所述V/F压转频电路包括：信号调理电路、电压转换电路以及光信号转换电路；所述信号调理电路的输入端作为所述V/F压转频电路的输入端，所述信号调理电路用于对所述分压器输出的传输电压进行调理，使得电压传输范围扩大为目标范围；所述电压转换电路的输入端与所述信号调理电路的输出端相连，所述电压转换电路用于将经过所述信号调理电路调理之后的传输电压转换为交流信号；所述光信号转换电路的输入端与所述电压转换电路的输出端相连，所述光信号转换电路的输出端作为所述V/F压转频电路的输出端，所述光信号转换电路用于将由所述电压转换电路转换得到的交流信号转换为对应频率的光信号，从而得到所述频率信号。4.如权利要求3所述的基于反馈控制的PSM高压电源系统，其特征在于，所述电压转换电路包括：第一电压频率转换器、可调电阻RIN1、电阻R10、电容C7、电容C8、电容C9、电容Cint1以及电容Cos1；所述第一电压频率转换器为VFC110芯片，所述第一电压频率转换器的7号引脚接地，所述第一电压频率转换器的8号引脚作为所述电压转换电路的输出端；所述目标范围为-10V～+10V；所述可调电阻RIN1的一端作为所述电压转换电路的输入端，所述可调电阻RIN1的另一端与所述电容Cint1的一端相连后与所述第一电压频率转换器的1号引脚相连；所述第一电压频率转换器的11号引脚和12号引脚相连后与所述电容Cint1的另一端相连；所述电容C8的一端接地，所述电容C8的另一端与所述第一电压频率转换器的4号引脚相连后接-15V电压；所述电容Cos1的一端接地，所述电容Cos1的另一端与所述第一电压频率转换器的6号引脚相连；所述电容C9的一端接地，所述电容C9的另一端与所述电阻R10的一端相连后接+5V电压；所述电阻R10的另一端与所述第一电压频率转换器的8号引脚相连；所述电容C7的一端与所述第一电压频率转换器的10号引脚相连后接+15V电压；所述第一电压频率转换器的13号引脚与14号引脚相连后与所述电容C7的另一端相连，形成连接端E4，所述连接端E4接地。5.如权利要求4所述的基于反馈控制的PSM高压电源系统，其特征在于，所述光信号转换电路包括：与门、光纤收发器、电阻R3、电阻R11、电容C5以及电容C6；所述与门为75451芯片，所述光纤收发器为T-1528z芯片；所述与门的7号引脚作为所述光信号转换电路的输入端，所述光纤收发器的光纤收发头作为所述光信号转换电路的输出端；所述与门的6号引脚和8号引脚相连，形成连接端E6，所述连接端E6接+5V电压；所述电阻R3的一端与所述连接端E6相连，所述电阻R3的另一端与所述与门的5号引脚相连；所述电阻R11的一端接+5V电压，所述电阻R11的另一端与所述光纤收发器的1号引脚相连；所述电阻R3的另一端与所述与门的5号引脚的连接端与所述光纤收发器的2号引脚相连；所述光纤收发器的3号引脚和4号引脚相连后形成连接端E7，所述连接端E7接地，所述第一与门的4号引脚与所述连接端E7相连；所述电容C5的一端与所述电容C6的一端相连后接+5V...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏冬辉，金易坤，崔芳泰，王之江，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42