快速稳压PSM电源主回路及补偿网络设计

1

作者 陆伟 黄懿赟 潘圣民 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期43-49,共7页

针对NBI系统中单个脉冲调压电源模块(PSM)直流输出电压不可调、精度低、电压超调大,提出了在PSM电源模块输出侧串联一个调压电源的方法。为了使调压电源的系统有良好的动态性能,设计了一个TYPE-III补偿网络。最后搭建了一台样机,实验结... 针对NBI系统中单个脉冲调压电源模块(PSM)直流输出电压不可调、精度低、电压超调大,提出了在PSM电源模块输出侧串联一个调压电源的方法。为了使调压电源的系统有良好的动态性能,设计了一个TYPE-III补偿网络。最后搭建了一台样机,实验结果验证了主回路设计的正确性,为制造单个PSM电源测试台奠定了基础。 展开更多

关键词 DC-DC电源 脉冲调压电源模块 补偿网络

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采用DSP和CPLD的100kV高压脉冲电源控制系统 被引量：8

2

作者 潘圣民 傅鹏 +2 位作者 蒋力 杨雷 李云娜 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1667-1671,共5页

高压脉冲电源是中性束注入加热装置中的主要系统之一,该电源具有输出电压0～100kVDC可调,最大电流100A,电压调整精度<1%,纹波(峰-峰)<2%,电流上升时间≤20μs,关断时间≤5μs等特点。控制系统的好坏将直接影响电源的运行,为此,主... 高压脉冲电源是中性束注入加热装置中的主要系统之一,该电源具有输出电压0～100kVDC可调,最大电流100A,电压调整精度<1%,纹波(峰-峰)<2%,电流上升时间≤20μs,关断时间≤5μs等特点。控制系统的好坏将直接影响电源的运行,为此,主要研究了基于数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑控制器(CPLD)的高压脉冲电源的控制系统,CPLD可实现电源模块内部故障信号逻辑运算、绝缘栅双极晶体管(IGBT)和晶闸管(SCR)的分合;DSP主要实现与上位机的光纤通信。通过60kV/100A实验及测试的结果表明,该控制系统是可行的。 展开更多

关键词 复杂可编程逻辑控制器 数字信号处理器 高压 脉冲 快速关断 光纤 绝缘栅双极晶体管 晶闸管

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基于QNX和力控6.0的高压脉冲电源监控系统设计 被引量：5

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作者 潘圣民 傅鹏 +2 位作者 蒋力 杨雷 李云娜 《化工自动化及仪表》 CAS 北大核心 2009年第2期47-50,共4页

高压脉冲电源是中性束注入加热装置中的主要系统之一。通过实时操作系统QNX与光信号相结合,来实现电源模块的投切,进而得到设定的电压值。考虑到模块的安全运行,采用光纤TCP/IP网络采集各电源模块的状态,实现了电源模块的实时监控。考... 高压脉冲电源是中性束注入加热装置中的主要系统之一。通过实时操作系统QNX与光信号相结合,来实现电源模块的投切,进而得到设定的电压值。考虑到模块的安全运行,采用光纤TCP/IP网络采集各电源模块的状态,实现了电源模块的实时监控。考虑到模块输出的最高电压达100 kV,因此,包括主控计算机和监控计算机在内的所有与模块的通讯,都采用光纤实现,提高了整个系统的可靠性和安全性。通过对十五个电源模块的模拟调试,可以看出,基于QNX和力控6.0的100 kV/100 A高压脉冲电源监控系统是切实可行的。 展开更多

关键词 QNX 力控6.0 监控 实时

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纯光纤100kV高压电源控制网络的研制 被引量：3

4

作者 潘圣民 傅鹏 +2 位作者 李云娜 杨雷 蒋力 《化工自动化及仪表》 CAS 北大核心 2010年第5期50-53,共4页

介绍一套计算机通过纯光纤控制100 kV高压电源的控制系统,上位机通过光纤介质的RS485总线及I/O设备与现场电源模块建立可靠通信,实现上位机对电源模块控制及电源模块状态与波形的记录。通过模拟实验调试,证实该方案是确实可行的。

关键词 光纤 控制系统 高压电源 DSP CPLD

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基于DSP的光纤数据采集网络的研制 被引量：9

5

作者 潘圣民 刘小宁 杨雷 《微计算机信息》 北大核心 2006年第12Z期106-108,共3页

在高电压、强电磁干扰的环境中,采用光纤网络是最理想的通讯手段。超导托克马克聚变实验装置的加速极电源系统,工作在高电压、强电磁干扰的环境中,为了保证电源系统的稳定和安全,必须对电源模块的状态进行实时监控。经过软、硬件设计,... 在高电压、强电磁干扰的环境中,采用光纤网络是最理想的通讯手段。超导托克马克聚变实验装置的加速极电源系统,工作在高电压、强电磁干扰的环境中,为了保证电源系统的稳定和安全,必须对电源模块的状态进行实时监控。经过软、硬件设计,并制作硬件电路,通过调试,给出了系统在传输速度为115200bps时的数据采集波,证实了该方法的可行性。 展开更多

关键词 DSP 光纤 数据采集 网络

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高电压强电磁干扰下的电压光纤传输 被引量：7

6

作者 潘圣民 许留伟 +1 位作者 廖燕川 蒋力 《微计算机信息》 北大核心 2008年第14期273-275,共3页

在高电压强电磁干扰环境下,新的通信载体——光纤的引入,使得系统信号传输的全光纤化成为可能。增加模拟量传输的抗电磁干扰能力,提高信号的精度和速度是当前研究的热点问题之一。本文在介绍了电压光纤通信的特点,优化了光纤通信的接口... 在高电压强电磁干扰环境下,新的通信载体——光纤的引入,使得系统信号传输的全光纤化成为可能。增加模拟量传输的抗电磁干扰能力,提高信号的精度和速度是当前研究的热点问题之一。本文在介绍了电压光纤通信的特点,优化了光纤通信的接口电路的基础上,并设计了一套样机进行了试验和测试。实验证明该方法是可行的。 展开更多

关键词 电压 光纤传输 电磁干扰 高精度

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基于DSP的光纤监控网络的研制 被引量：1

7

作者 潘圣民 刘小宁 +1 位作者 王付胜 杨雷 《计算机测量与控制》 CSCD 2006年第2期162-163,共2页

介绍了超导托克马克聚变实验装置中加速极电源系统的光纤监控网络;为了保证电源系统的安全和稳定,必须对各电源模块的状态进行实时监控;对高电压、强电磁干扰环境中的光纤监控网络进行了软、硬件设计,通过模拟调试,给出了系统在传输速度... 介绍了超导托克马克聚变实验装置中加速极电源系统的光纤监控网络;为了保证电源系统的安全和稳定,必须对各电源模块的状态进行实时监控;对高电压、强电磁干扰环境中的光纤监控网络进行了软、硬件设计,通过模拟调试,给出了系统在传输速度为9600bps时的通讯时间和复位时间,证实了该方法的可行性。 展开更多

关键词 DSP光纤 RS485 监控

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100kV高压脉冲电源的滑模反馈控制

8

作者 潘圣民 傅鹏 +4 位作者 杨雷 何宝灿 冯虎林 王邓辉 胡纯栋 《化工自动化及仪表》 CAS 2016年第3期227-231,262,共6页

在对100k V高压脉冲电源主回路结构进行分析的基础上,提出采用滑模反馈控制方法来控制该高压电源,并给出其等效数学模型。仿真和实验结果表明:经滑模反馈控制后的高压电源输出电压过充小、安全裕量大,电压上升时间约100μs。

关键词 滑模反馈控制 高压脉冲电源 电压上升时间 输出电压过充 安全裕量

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采用脉冲阶梯调制技术的50kV、100A直流高压电源设计 被引量：13

9

作者 杨雷 傅鹏 +6 位作者 刘小宁 潘圣民 蒋力 张秀青 李俊 茆华风 刘保华 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2220-2225,共6页

EAST实验装置的辅助加热系统大功率直流高压电源要求调节方便、响应快捷和故障快速关断,为提高其输出参数而设计了一套50kV、100A等级的高压电源。该电源采用脉冲阶梯调制技术,利用50个不可控整流电源模块串联,控制各模块的开通和关断... EAST实验装置的辅助加热系统大功率直流高压电源要求调节方便、响应快捷和故障快速关断,为提高其输出参数而设计了一套50kV、100A等级的高压电源。该电源采用脉冲阶梯调制技术,利用50个不可控整流电源模块串联,控制各模块的开通和关断使输出电压在0～100%范围内调节,可实现快速动态响应和μs级的关断时间。模块串联运行和故障短路的测试结果表明其最大运行参数达57kV、108A,满足该系统的要求。 展开更多

关键词 脉冲阶梯调制 高压电源 多绕组变压器 电源模块 绝缘 辅助加热

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EAST中性束注入高压电源综合保护系统 被引量：5

10

作者 赵璐 潘圣民 +1 位作者 黄懿赟 杨志刚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期69-74,共6页

介绍了EAST(全超导托卡马克核聚变实验装置)中性束注入高压电源的综合保护方案。从主回路保护、电源模块保护和现场安全监测三个方面介绍了其基本原理,详细阐述了现场安全监测器的硬件与软件实现方法,并利用LabVIEW实现了上位机监控软... 介绍了EAST(全超导托卡马克核聚变实验装置)中性束注入高压电源的综合保护方案。从主回路保护、电源模块保护和现场安全监测三个方面介绍了其基本原理,详细阐述了现场安全监测器的硬件与软件实现方法,并利用LabVIEW实现了上位机监控软件的开发。该系统对于频繁打火、安全风险很高的EASTNBI高压电源提供了有效的安全保障,对于EAST实验中人员和设备的安全具有重要意义。 展开更多

关键词 EAST 中性束注入 PSM电源 高压电源保护系统

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多级磁阱装置脉冲电源系统研制 被引量：4

11

作者 李家强 黄懿赟 +3 位作者 潘圣民 何宝灿 冯虎林 王邓辉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期86-90,共5页

为了实现高压等离子体放电的研究,研制了一套满足负载要求的脉冲电源系统。该电源系统采用脉冲电容型电源拓扑方案并结合理论计算,为实际电源研制提供关键的指导方案。为了更好地进行器件参数选型,采用PSpice软件搭建仿真模型,通过响应... 为了实现高压等离子体放电的研究,研制了一套满足负载要求的脉冲电源系统。该电源系统采用脉冲电容型电源拓扑方案并结合理论计算,为实际电源研制提供关键的指导方案。为了更好地进行器件参数选型,采用PSpice软件搭建仿真模型,通过响应波形分析得到满足系统要求的器件参数。此外,为该电源系统研制一套满足等离子体放电要求的控制系统。该控制系统采用通信方式为串口通信、Labview搭建上位机界面以及FPGA完成下位机的逻辑系统配置,系统简单高效。 展开更多

关键词 多级磁阱装置 脉冲电源 仿真模型 控制系统 等离子体

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高压分压器分布电容补偿的研究 被引量：5

12

作者 蒋力 傅鹏 +2 位作者 潘圣民 刘保华 李云娜 《化工自动化及仪表》 CAS 北大核心 2010年第9期61-64,共4页

电阻分压器的测量精度和响应时间受自身分布电容的影响较大,尤其是高压分压器。由于高压分压器本身高压臂和低压臂的阻值均比较大,分布电感影响较小,分布电容对测量精度的影响将占据主导地位。为此,本文提出在高压臂两端串联均压环的方... 电阻分压器的测量精度和响应时间受自身分布电容的影响较大,尤其是高压分压器。由于高压分压器本身高压臂和低压臂的阻值均比较大,分布电感影响较小,分布电容对测量精度的影响将占据主导地位。为此,本文提出在高压臂两端串联均压环的方法均衡分压器高压侧电场分布,提高分压器性能。并且通过对分压器传递函数的相频和幅频特性进行理论分析,提出一种分布电容补偿的方法。试验证明这种补偿方法是正确的,满足工程要求。 展开更多

关键词 电阻分压器 分布电容 分布电感 均压环 传递函数 电场

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基于现场可编程门阵列与Labview的脉冲电源控制系统设计 被引量：7

13

作者 李家强 黄懿赟 +2 位作者 冯虎林 潘圣民 王邓辉 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期139-143,共5页

介绍了基于现场可编程门阵列(FPGA)的等离子体磁约束脉冲电源控制系统的设计与实现。该控制系统采用了虚拟仪器技术、嵌入式控制技术、串行通信技术、光电隔离技术等,提高了系统抗干扰性能以及可编程性,实现了多个脉冲电源模块开关器件... 介绍了基于现场可编程门阵列(FPGA)的等离子体磁约束脉冲电源控制系统的设计与实现。该控制系统采用了虚拟仪器技术、嵌入式控制技术、串行通信技术、光电隔离技术等,提高了系统抗干扰性能以及可编程性,实现了多个脉冲电源模块开关器件间的逻辑互锁、参数设置以及远程监控等功能。控制系统具体由实验室虚拟仪器集成环境(Labview)编写的上位机界面、由硬件语言Verilog HDL 编写的下位机以及专用的光电隔离转换电路组成,用于实现多个脉冲电源充放电的时序控制。实验证明了系统在复杂电磁环境下,运行稳定,性能良好。 展开更多

关键词 现场可编程门阵列 实验室虚拟仪器集成环境 脉冲电源 逻辑互锁 光电隔离

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高压电源短路能量吸收装置LR-snubber的研制 被引量：2

14

作者 蒋力 傅鹏 +2 位作者 潘圣民 杨雷 刘宝华 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2786-2790,共5页

高压直流电源负载-高功率速调管打火短路瞬间,存储在电源系统分布电容中的能量会向负载释放。如果不加能量吸收装置,这些能量将会全部注入速调管,严重时将损坏速调管。为了保护速调管,提出一种新型装置LR-snubber用来吸收存储在高压电... 高压直流电源负载-高功率速调管打火短路瞬间,存储在电源系统分布电容中的能量会向负载释放。如果不加能量吸收装置,这些能量将会全部注入速调管,严重时将损坏速调管。为了保护速调管,提出一种新型装置LR-snubber用来吸收存储在高压电源分布电容系统中的能量。LR-snubber是一个电感与电阻的并联网络串在负载高压输入端,正常运行时电流流过电感,不消耗能量;负载短路时电源系统分布电容(包括传输线分布电容)向短路负载放电,由于放电频率非常高(MHz量级),电感对电流起到阻塞作用,迫使电流流过电阻。因LR-snubber耗能电阻与短路负载的残留电阻串联且远大于残留电阻,所以分布电容储能绝大部分将被LR-snubber耗能电阻所吸收。如果L和R参数配合适当不但可以保护负载,而且不会影响电源投入时电流的上升率。通过仿真分析均验证了LR-snubber思想的可行性和正确性,最后模拟实验表明LR-snubber可以吸收超过90%的分布电容储能。 展开更多

关键词 高压电源 分布电容 速调管 能量吸收 LR snubberi LHCD

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多模态信号发生器设计与仿真

15

作者 雷红 黄懿赟 +1 位作者 潘圣民 陆伟 《单片机与嵌入式系统应用》 2020年第9期79-81,共3页

提出一种以Xilinx FPGA为基础、运用Verilog语言设计了一款频率可调节的信号发生器,通过UART串行通信接口实现远距离波形输出和调节,该设计实现了正弦波、三角波、方波等波形输出设计,分析了利用FPGA实现直接数字频率合成技术原理和优点... 提出一种以Xilinx FPGA为基础、运用Verilog语言设计了一款频率可调节的信号发生器,通过UART串行通信接口实现远距离波形输出和调节,该设计实现了正弦波、三角波、方波等波形输出设计,分析了利用FPGA实现直接数字频率合成技术原理和优点,主要指标达到输出频率范围在1 Hz^100 MHz的频率可调节输出,杂波抑制电平小于-70 dBc,频率分辨力小于10 Hz的性能指标。通过示波器显示和Vivado仿真工具进行仿真波形验证,该系统满足设计要求。 展开更多

关键词 DDS FPGA Verilog HDL语言 数字信号发生器

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