基于PXIe技术的80kV高压电源控制系统及方法技术方案

技术编号:37845578 阅读:27 留言:0更新日期:2023-06-14 22:29
本发明专利技术公开了基于PXIe技术的80kV高压电源控制系统及方法,包括上位机、嵌入式控制器、三个FPGA板卡、控制电路、发射电路、接收电路和被控电源模块;嵌入式控制器,接收上位机下发的实验参数,进行解码,通过PXI总线把解码后的数据只传输至第一FPGA板卡;第二FPGA板卡,接收控制信号,通过PXI触发总线传输至第一FPGA板卡;第一FPGA板卡,根据上位机配置,发出模块触发信号;将模块触发信号通过发射电路发出光信号控制被控电源模块完成开通与关断及反馈控制;第三FPGA板卡,电源故障状态信号,并将其传至嵌入式控制器。本发明专利技术保证了高压电源工作方式灵活、控制可靠、输出电压等级高,纹波小和效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
基于PXIe技术的80kV高压电源控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及大功率脉冲高压电源控制
,具体涉及基于PXIe技术的80kV高压电源控制系统及方法。

技术介绍

[0002]中国环流器二号M装置是国内最先进、参数最高的磁约束核聚变实验装置。在托卡马克装置中,为了使等离体实现自持反应,就必须依靠欧姆加热与辅助加热相结合的方式。高压电源是辅助加热的核心部件,由多个整流型开关电源SPS(Switch Power Supply,SPS)模块串联组成,使这些串联模块按照模块延迟时间交替开通,输出高频高压电压。
[0003]随着物理实验参数的不断提高,中性束注入(Nutural Beam Injection,NBI)辅助加热系统要求实现负载与电源一一对应。然而,传统高压电源控制系统并不能满足电源输出电压等级高、纹波小、动态响快及关断

重启功能等要求。
[0004]有鉴于此,特提出本申请。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是传统高压电源控制系统存在控制方式不灵活,控制不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于PXIe技术的80kV高压电源控制系统,其特征在于,该系统包括上位机、主控制器、控制电路、发射电路、接收电路和被控电源模块,所述主控制器包括嵌入式控制器、第一FPGA板卡、第二FPGA板卡和第三FPGA板卡;上位机,用于下发与实验相关的参数;嵌入式控制器,用于接收上位机下发的与实验相关的参数,并解码所述与实验相关的参数,及通过PXI总线把解码后的数据只传输至第一FPGA板卡;第二FPGA板卡,用于接收控制电路的控制信号,并对控制信号进行处理,把处理后的控制信号通过PXI触发总线传输至第一FPGA板卡;第一FPGA板卡,用于接收嵌入式控制器解码后的数据和第二FPGA板卡处理后的控制信号,根据上位机匹配的电源工作模式,发出模块触发信号;将模块触发信号通过发射电路发出光信号控制被控电源模块完成开通与关断及反馈控制;第三FPGA板卡,用于通过接收电路接收被控电源模块的故障状态信号,并将其传至嵌入式控制器。2.根据权利要求1所述的基于PXIe技术的80kV高压电源控制系统,其特征在于,所述上位机通过以太网连接嵌入式控制器,嵌入式控制器通过PXI总线与第一FPGA板卡、第二FPGA板卡和第三FPGA板卡均连接;第二FPGA板卡通过可屏蔽电缆连接控制电路,第一FPGA板卡通过可屏蔽电缆连接发射电路,第三FPGA板卡通过可屏蔽电缆连接接收电路;发射电路、接收电路均通过光纤与被控电源模块连接。3.根据权利要求1或2所述的基于PXIe技术的80kV高压电源控制系统,其特征在于,所述第二FPGA板卡传输负载信号、预投入信号、时间零点信号、综合故障信号、电压VF信号和电流VF信号至第一FPGA板卡;所述第一FPGA板卡传输复位信号和平台过压信号至第二FPGA板卡。4.根据权利要求1所述的基于PXIe技术的80kV高压电源控制系统,其特征在于,所述第一FPGA板卡,还用于当接收到过压信号、过流信号和/或故障综合信号时,对被控电源模块封锁脉冲;以及对其他硬件模块中电压转频率电路的频率信号的周期性检测,测量实际输出电压,通过理论输出电压与实际输出电压的差值,继续周期性地投切被控电源模块,实行电源的闭环控制。5.根据权利要求1所述的基于PXIe技术的80kV高压电源控制系统,其特征在于,该系统还包括复位模块,复位模块连接被控电源模块;所述复位模块,用于接收嵌入式控制器发出的复位信号,并转发出多个复位信号进行被控电源模块复位。6.根据权利要求1所述的基于PXIe技术的80kV高压电源控制系统,其特征在于,所述主控制器嵌入至PXI机箱,所述PXI机箱包括4个卡槽,第一卡槽对应插入的是嵌入式控制器;第二卡槽对应插入的是第二FPGA板卡;第三卡槽对应插入的是第一FPGA板卡;第四卡槽对应插入的是第三FPGA板卡。7.根据权利要求1所述的基于PXIe技术的80kV高压电源控制系统,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:李春林毛晓惠王雅丽李青王英翘姚列英张建
申请(专利权)人:核工业西南物理研究院
类型:发明
国别省市:

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