基于SFP+多模块加速器的励磁电源控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于SFP+多模块加速器的励磁电源控制系统及方法，包括：主控制器和若干从控制器支路；主控制器设置在控制机箱内；各从控制器支路上设置有多个相互串联的从控制器，各从控制器分别设置在各功率单元机柜中，并与功率单元机柜相连；主控制器通过光纤与各从控制器支路上的从控制器连接，构成主从控制结构；主控制器将上位机电脑发送的控制指令发送到各从控制器；各从控制器用于采集对应的功率单元机柜的温度、电流电压和继电保护状态数据；主控制器对采集数据进行处理后将相关指令发送到对应的从控制器，由从控制器将相关指令信息进行转换后发送到相应的功率单元机柜。本发明专利技术可以广泛应用于加速器电源控制领域。

【技术实现步骤摘要】
基于SFP+多模块加速器的励磁电源控制系统及方法
本专利技术涉及加速器电源领域，具体涉及一种基于高速SFP(SmallForm-factorPluggable小体积可插拔千兆位电信号转换为光信号的接口器件)+多模块加速器的励磁电源控制系统及方法。
技术介绍
现今国内外加速器装置数字电源控制系统常用的控制方式多为单芯片分布式控制方式，采取这种单芯片分布式控制方式控制整体结构单一、逻辑简单、程序开发灵活度较低。而常用的各种类型的励磁电源对控制器的运算能力要求不同，因此使用统一的控制器容易造成运算能力及成本的浪费。此外，由于缺少控制器板级同步时钟网络，各节点的同步数据不能精确给出，系统响应只能到毫秒级。所以，现有的数字电源控制系统对于同步加速器电源的同步性不能高精度控制，而外加专用授时系统又会大幅增加成本。文献“离子治癌加速器数字电源调节系统及调节方法”中公开了一种单芯片分布式电源控制系统，其主要特点为：1.每一台电源控制器均使用了AlteraCycloneEP2C70FPGA，利用SOPCbuilder工具，搭建含有两个NiosIICPU的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SFP+多模块加速器的励磁电源控制系统，包括控制机箱和多个功率单元机柜，各所述功率单元机柜包括IGBT驱动电路、PLC和传感器，其特征在于还包括：设置在所述控制机箱内的主控制器、设置在各所述功率单元机柜中的从控制器、上位机电脑以及调试电脑；/n各所述从控制器分为若干组，每一组内的各所述从控制器相互串联构成从控制器支路，各所述从控制器支路均通过光纤与所述主控制器相连，构成主从控制结构；/n所述主控制器用于根据所述上位机电脑和调试电脑发送的控制和调试参数对自身及各所述从控制器进行配置；各所述从控制器用于采集与之相连的所述功率单元机柜的数据，并发送到所述主控制器；所述主控制器对各所述从控...

【技术特征摘要】
1.一种基于SFP+多模块加速器的励磁电源控制系统，包括控制机箱和多个功率单元机柜，各所述功率单元机柜包括IGBT驱动电路、PLC和传感器，其特征在于还包括：设置在所述控制机箱内的主控制器、设置在各所述功率单元机柜中的从控制器、上位机电脑以及调试电脑；
各所述从控制器分为若干组，每一组内的各所述从控制器相互串联构成从控制器支路，各所述从控制器支路均通过光纤与所述主控制器相连，构成主从控制结构；
所述主控制器用于根据所述上位机电脑和调试电脑发送的控制和调试参数对自身及各所述从控制器进行配置；各所述从控制器用于采集与之相连的所述功率单元机柜的数据，并发送到所述主控制器；所述主控制器对各所述从控制器采集数据进行处理后将控制指令发送到相应的所述从控制器，由所述从控制器对控制指令进行处理后发送到相应的所述功率单元机柜。


2.如权利要求1所述的基于SFP+多模块加速器的励磁电源控制系统，其特征在于：所述主控制器包括第一FPGA控制单元、DSP运算单元、RJ45网络接口单元、RS232调试接口单元、第一HFBR同步触发单元、第一存储单元、第一SFP+通讯单元和第二存储单元；
所述第一FPGA控制单元通过所述RJ45网络接口单元与所述上位机电脑进行通讯，实现电源开关机，状态检测、电流给定控制；
通过所述RS232调试接口单元与调试电脑相连，实现对所述主控制器及各从控制器的参数配置以及故障诊断；
通过读写所述第一存储单元实现数据保存；
通过所述第一HFBR同步触发单元发送同步触发信号到各所述从控制器支路，实现触发脉冲电流使能；
通过所述第一SFP+通讯单元实现与各所述从控制器支路之间的数据传输，包括接收各从控制器支路采集的数据以及向各所述从控制器支路发送由所述DSP运算单元计算得到的控制指令；
所述DSP运算单元与所述第二存储单元相连，实现电流闭环调节、矢量整流算法，并对数据处理前后数据进行保存。


3.如权利要求2所述的基于SFP+多模块加速器的励磁电源控制系统，其特征在于：所述第一SFP+通讯单元包括三个并联的SFP+收发器，所述SFP+收发器采用850nm波长、支持最高10Gbps的光收发器。


4.如权利要求1所述的基于SFP+多模块加速器的励磁电源控制系统，其特征在于：所述从控制器支路至少为一个，各所述从控制器支路上设置的从控制器数量最多为6个。


5.如权利要求1所述的基于SFP+多模块加速器的励磁电源控制系统，其特征在于：所述从控制器包括第二FPGA控制单元、第二SFP+通讯单元、RS485通讯单元、多路PWM驱动器单元、多路ADC单元和第二HFBR同步触发单元；
所述第二HFBR同步触发单元用于接收主控制器下发的同步触发信号，并发送到所述第二FPGA控制单元作为同步脉冲信号；
所述多路ADC单元用于对功率单元机柜中的电流、电压数据进行采集，并发送到所述第二FPGA控制单元；
所述RS485通讯单元用于与所述功率单元机柜中PLC进行通讯，并将PLC上传的温度数据和继电保护状态数据发送到所述第二FPGA控制单元；
所述第二SFP+通讯单元用于将本级从控制器内的所有数据以及下级从控制器需要上传的所有数据逐步转发直至到达所述主控制器，同时将所述主控制器下发的给定数据发送到所述第二FPGA控制单元，由所述第二FPGA控制单元分别将开关机及复位命令通过所述RS485通讯单元发送到所述功率单元机柜中的PLC，将所述主控制器下发的电流给定数据转换为多路PWM驱动信号后通过所述多路PWM驱动器单元发送到所述功率单元机柜中的IGBT驱动电路。


6.如权利要求1所述的基于SFP+多模块加速器的励磁电源控制系统，其特征在于：所述主控制器和从控制器支路之间的通讯光纤为多模光纤，所述多模光纤能够实现3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帅，王晓俊，崔渊，黄玉珍，张华剑，李继强，朱芳芳，谭玉莲，李雨航，高大庆，冯秀明，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62