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多级磁阱装置脉冲电源系统研制

李家强 黄懿赟 潘圣民 何宝灿 冯虎林 王邓辉

李家强, 黄懿赟, 潘圣民, 等. 多级磁阱装置脉冲电源系统研制[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 065002. doi: 10.11884/HPLPB201931.180270
引用本文: 李家强, 黄懿赟, 潘圣民, 等. 多级磁阱装置脉冲电源系统研制[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 065002. doi: 10.11884/HPLPB201931.180270
Li Jiaqiang, Huang Yiyun, Pan Shengmin, et al. Development of pulse power supply system for multi-stage magnetic trap[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 065002. doi: 10.11884/HPLPB201931.180270
Citation: Li Jiaqiang, Huang Yiyun, Pan Shengmin, et al. Development of pulse power supply system for multi-stage magnetic trap[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 065002. doi: 10.11884/HPLPB201931.180270

多级磁阱装置脉冲电源系统研制

doi: 10.11884/HPLPB201931.180270
基金项目: 

国家磁约束聚变能发展研究专项资助项目 2015GB103000

2017年度中科院关键技术人才项目 人字[2018]5号

详细信息
    作者简介:

    李家强(1993-),男,硕士研究生,从事高压大功率电源及其控制技术研究;JQLI@IPP.AC.CN

    通讯作者:

    潘圣民(1979-),男,副研究员,从事高压电源控制系统研究;psm@ipp.ac.cn

  • 中图分类号: TM89

Development of pulse power supply system for multi-stage magnetic trap

  • 摘要: 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。
  • 图  1  多级磁阱装置脉冲电源系统

    Figure  1.  Multi-stage magnetic trap device pulse power system

    图  2  脉冲电容型电源拓扑

    Figure  2.  Pulse capacitor power supply topology

    图  3  脉冲电容型仿真波形图

    Figure  3.  Simulation waveform of pulse capacitance type

    图  4  脉冲电源放电时序图

    Figure  4.  Timing diagram of pulse power supply discharge

    图  5  脉冲电源控制系统界面

    Figure  5.  Pulse power control system interface

    图  6  脉冲电源放电波形

    Figure  6.  Pulse power supply discharge waveform

    图  7  高压等离子体放电图像

    Figure  7.  High pressure plasma discharge image

    表  1  脉冲电源负载参数及要求

    Table  1.   Load parameters and requirements of pulse power supply

    load excitation voltage /kV peak current /A pulse current flat top width /ms load inductance /μH load resistance/Ω
    solenoid coil 0-3 2000 20 23500 0.31
    blind coil 0-3 1500 0.5 8470 0.626
    channel coil 0-0.5 500 10 410 0.406
    chute coil 0-0.5 1050 0.05 65 0.0642
    arc gun 20 0.5 0.4 46 0.0578
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-17
  • 修回日期:  2019-03-09
  • 刊出日期:  2019-07-15

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