一种10MW级高压电源控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种10MW级高压电源控制系统及控制方法，包括上位机、嵌入式控制器、第一FPGA板卡、第二FPGA板卡和第三FPGA板卡、光电/电光转换模块和被控电源模块；第二FPGA板卡，作为主控板卡，用于更新被控电源模块开通数目及电源工作与停止的状态信号至第一FPGA板卡；根据嵌入式控制器解码后的数据，根据上位机匹配的电源工作模式，发出模块触发信号、接收模块状态信号及处理控制信号，控制129

【技术实现步骤摘要】
一种10MW级高压电源控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及大功率脉冲高压电源控制
，具体涉及一种10MW级高压电源控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着能源危机的日益严重，核聚变能成为人类的终极能源。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，为保证等离子能够自持燃烧，等离子温度需要达到10keV以上。单独的欧姆加热只能使等离子的温度达到几个keV，并不能达到等离子自持温度，所以辅助加热必不可少。电子回旋共振加热、低混杂波电流驱动加热、中性束注入加热是常见的加热方式，是等离子实现自持反应的关键因素。
[0003]高压电源是辅助加热的核心部件，由多个开关整流型模块串联组成，其输出功率决定了辅助加热系统对等离子加热功率。随着物理实验参数的不断提高，要求辅助加热的高压电源输出电压达到120kV。电源模块数目的增多，为了能够让开关整流型模块实现可靠的控制与状态监测，需要控制系统拥有丰富的高速IO通道。传统的基于面向仪器的外设扩展总线(PCI eXtensions for Inst本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种10MW级高压电源控制系统，其特征在于，该系统包括上位机、主控制器、光电/电光转换模块和被控电源模块，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，及对第二FPGA板卡和第三FPGA板卡传来的被控电源模块的状态信号进行显示，同时绘制出第二FPGA板卡监测到的控制信号的时序图及电压波形图；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二FPGA板卡；第二FPGA板卡，作为主控板卡，用于更新被控电源模块开通数目及电源工作与停止的状态信号至第一FPGA板卡；及根据嵌入式控制器解码后的数据，根据上位机匹配的电源工作模式，发出模块触发信号、接收模块状态信号及处理控制信号，控制129
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168号被控电源模块开通与关断以及反馈控制；第一FPGA板卡，作为从控板卡，用于根据主控板卡更新的数据，通过检测状态信号来控制1～128号被控电源模块开通与关断；第三FPGA板卡，用于通过先进先出方式将基于光电/电光转换模块接收1
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128号被控电源模块的状态信号及第二FPGA板卡接收的129
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168被控电源模块的状态信号、控制信号、电压值传至嵌入式控制器和上位机。2.根据权利要求1所述的一种10MW级高压电源控制系统，其特征在于，该系统包括还复位模块，用于接收嵌入式控制器发出的复位信号，并发出多个复位信号对被控电源模块复位。3.根据权利要求2所述的一种10MW级高压电源控制系统，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；第一FPGA板卡、第二FPGA板卡和第三FPGA板卡均通过可屏蔽电缆连接光电/电光转换模块；光电/电光转换模块通过光纤与复位模块、被控电源模块连接。4.根据权利要求3所述的一种10MW级高压电源控制系统，其特征在于，所述第一FPGA板卡与第二FPGA板卡之间通过P2P协议进行通信连接。5.根据权利要求3所述的一种10MW级高压电源控制系统，其特征在于，所述主控制器嵌入至PXI机箱，所述嵌入式控制器通过PXI机箱的背板与第一FPGA板卡、第二FPGA板卡和第三FPGA板卡均连接；所述PXI机箱的背板上的PCI Express开关通过机箱路由数据，并提供实现点对点数据流的高带宽点对点连接。6.根据权利要求1所述的一种10MW级高压电源控制系统，其特征在于，该系统还包括其他硬件模块，其他硬件模块与光电/电光转换模块、复位模块均连接；所述其他硬件模块发出的控制信号包括负载开通信号、电源准备好信号、负载故障信号、过压信号、过...

【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，范臻圆，何开心，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：