傳統的高壓電子脈沖電源多認為合適而使用高壓真空管作為斬波部件,其牢穩辦公狀況在6 kV 以上,而真空管也存在大小大、功耗大、發熱嚴重、生存的年限短、電源利用速率低、結構薄弱 等欠缺,通過調查研究發覺它的絕大多用場已經被固體部件結晶體管所代替。綜上思索問題,本文以IG變態 為斬波部件預設了一套10 kV 以下的高壓電子脈沖電源,補救了該領域的空白。
本文針對離子灌注工藝的特別指定要求,認為合適而使用buck 拓撲結構,以IG變態 為斬波部件,并接合單片機與CPLD 技術,研究制造了一種低頻長脈寬的高壓電子脈沖數碼電源。經過離子灌注嘗試并接合工藝研討證驗了該電源的實用性和牢穩性。
1、電源設計原理介紹
該脈沖電源工作于低頻長脈寬高壓狀態,它的基本工作原理是:首先經過慢儲能,使初級有足夠的能量,然后向中間儲能和脈沖成型系統放電,能量經過儲存、壓縮、形成脈沖或轉化等復雜過程之后,獲得高壓脈沖。
2、電源指標要求
輸入電壓為單相交流220 V;輸出脈沖峰值電壓范圍為1 kV~10 kV;輸出最大峰值電流為4 A;脈沖頻率為1 Hz~20 Hz;脈沖寬度為1.5 ms;脈沖上升時間小于5 us。
3、電源方案設計
該電源采用的主回路原理圖如圖1 所示,由工頻整流、電壓調制、頻率脈寬調制和升壓四部分組成。其電能形式變化依次分為為:220 V 單相交流源、310 V 恒壓直流源、30 V~280 V 可調直流電壓源、280 V 以下可調脈沖源、10 kV/4 A/1.5 ms 脈沖五個環節。
在電壓調制回路中認為合適而使用的是buck 降壓斬波電路,而頻率脈寬調制回路中認為合適而使用硬斬波形式,二者均以IG變態 作為斬波部件。變壓器的連署認為合適而使用的是三臺變壓器原邊并聯副邊串連的形式,這么管用的減小了單臺變壓器的變比,避免因變比過大而造成萌生較大寄生參變量等問題,同時實驗也證實,這種形式管用的縮減了電子脈沖升漲時間。認為合適而使用buck 拓撲電路預設電子脈沖電源的電壓調整回路具備結構簡單、理論成熟、易于調整等長處。單片機合適SG3525 的扼制形式管用的減低了輸出電子脈沖在脈寬、頻率、壓差等方面的誤差,增加了輸出精密度。電子脈沖變壓器的預設與連署形式管用減低了寄生參變量的影響,使輸出波形更趨近于灌注要求。該電源自投入上海某研討所實驗室應用在這以后,各狀況工作正常,未顯露出來任什么原因故障。這表明該電源具有較高的牢穩性及實用性。
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