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兰州重离子回旋加速器主场电源改造

欧恒恒 燕宏斌 张帅 周宁 赵鑫 原振栋 吴凤军

欧恒恒, 燕宏斌, 张帅, 等. 兰州重离子回旋加速器主场电源改造[J]. 强激光与粒子束, 2022, 34: 064003. doi: 10.11884/HPLPB202234.210454
引用本文: 欧恒恒, 燕宏斌, 张帅, 等. 兰州重离子回旋加速器主场电源改造[J]. 强激光与粒子束, 2022, 34: 064003. doi: 10.11884/HPLPB202234.210454
Ou Hengheng, Yan Hongbin, Zhang Shuai, et al. Reform of main power supply of the Lanzhou heavy ion cyclotron[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2022, 34: 064003. doi: 10.11884/HPLPB202234.210454
Citation: Ou Hengheng, Yan Hongbin, Zhang Shuai, et al. Reform of main power supply of the Lanzhou heavy ion cyclotron[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2022, 34: 064003. doi: 10.11884/HPLPB202234.210454

兰州重离子回旋加速器主场电源改造

doi: 10.11884/HPLPB202234.210454
基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金项目(Y916010GJ0)
详细信息
    作者简介:

    欧恒恒,ouhengheng@impcas.ac.cn

    通讯作者:

    燕宏斌,yanhb@impcas.ac.cn

  • 中图分类号: TL503.5

Reform of main power supply of the Lanzhou heavy ion cyclotron

  • 摘要: 为满足分离扇回旋加速器(SSC)对于磁场精度的需求,需对其主场电源进行改造。提出开关电源与线性电源相结合的方式作为SSC主场电源的改造方案。电源总体分为两部分,采用模块化的开关电源作为前级电压源,三极管线性调整电路作为后级模块的主电路,充分利用两种电源的优势,实现高稳定度、低纹波的电流输出,同时大幅度提升电源的功率密度和可靠性。文章介绍了电源的工作原理及改造过程,详细阐述了三极管线性放大原理以及管压降控制电路、输出电流控制电路的设计与实现,通过仿真对电路进行功能验证,最终在电源样机上进行实验测试。测试结果表明:改造后主场电源输出电流稳定度达到了±3.99×10−6,电流纹波达到了2.7×10−9,各项性能均优于改造前。
  • 图  1  改造前SSC主场电源主电路

    Figure  1.  Main circuit of main power supply of SSC before transformation

    图  2  SSC 主场电源主电路拓扑

    Figure  2.  Main circuit topology of main power supply of SSC

    图  3  管压降控制原理

    Figure  3.  Principle of triode voltage drop control

    图  4  输出电流控制结构

    Figure  4.  Structure of output current control

    图  5  仿真结果

    Figure  5.  Simulation results

    图  6  电源实物图

    Figure  6.  Pictures of power supply

    图  7  输出电流稳定度测试结果

    Figure  7.  Test results of output current stability

    图  8  输出电流纹波测试结果

    Figure  8.  Test results of output current ripple

    表  1  电源参数

    Table  1.   Power parameters

    Ro/mΩLo/mHoutput current/Aoutput voltage/Vcurrent stability (8 h)current ripple
    46.256364000185≤±8×10−6≤8×10−5
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    表  2  电源测试结果

    Table  2.   Test results of power supply

    Ro/mΩLo/mHoutput current/Aoutput voltage/Vcurrent stability (8 h)current ripple
    design value46.256364000185≤±8×10−6≤8×10−5
    measured value//3995184.8≤±3.99×10−6≤2.79×10−9
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-10-26
  • 修回日期:  2021-12-15
  • 录用日期:  2021-12-27
  • 网络出版日期:  2022-01-04
  • 刊出日期:  2022-06-15

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