J-TEXT串聯(lián)諧振電容器充電電源設(shè)計.pdf

1、J-TEXT托卡馬克在進行等離子體放電實驗時，四組具有不同充電電壓的儲能電容按照設(shè)計時序觸發(fā)導(dǎo)通向OH場線圈放電，建立等離子體電流。電容器充電電源（capacitor charging power supply，簡稱CCPS）的功能是根據(jù)放電實驗需求，將儲能電容充電至合適的電壓，因此它在等離子體放電實驗中具有非常重要的作用?，F(xiàn)有的電容器充電電源采用阻容式恒壓充電原理，充電速度慢，效率低，精度差。串聯(lián)諧振式電容器充電電源采用串聯(lián)諧振原理，

2、具有充電電流恒定，抗短路能力強，充電效率高，功率密度大等優(yōu)點，是解決電容器充電問題的理想方案。
　　本文根據(jù)托卡馬克加熱場電源系統(tǒng)的具體要求，研制了一套串聯(lián)諧振式電容器充電電源。本文設(shè)計的電容器充電電源采用前饋-反饋雙閉環(huán)控制算法，基于DSP+CPLD的控制系統(tǒng)，LC串聯(lián)橋式逆變拓撲的主電路，實現(xiàn)0～2000V任意可調(diào)的電壓輸出，1.5～6A電流輸出，充電電壓精度小于1％。
　　本文利用LC串聯(lián)諧振基本理論，分析了串聯(lián)諧振電

3、容器充電電源的穩(wěn)態(tài)時諧振電流和諧振電壓變化規(guī)律，得到了電源的充電特性。通過建立實際電路的等效模型，揭示了寄生電容對電源工作特性影響的規(guī)律，并通過MATLAB仿真驗證了結(jié)論的正確性。根據(jù)電源輸出要求和充電特性，設(shè)計了電源的器件參數(shù)，選擇了電力電子器件。采用共用散熱片和并聯(lián)突波吸收電路的方法解決了整流器并聯(lián)二極管均流和斷路器斷開瞬間產(chǎn)生高壓脈沖的難點問題?；贒SP+CPLD的控制系統(tǒng)對充電電壓電流信號進行濾波，由MAX1320芯片完成AD