留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

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
    下载: 导出CSV
  • [1] 蒋成玺. 脉冲强磁场电源系统设计及实现[D]. 华中科技大学, 2013: 4-9.

    Jiang Chengxi. Design and realization of pulse power supply system for pulsed high magnetic field. Huazhong University of Science and Technology, 2013: 4-9
    [2] 戴铃. 提高脉冲电容器储能密度的新方法的研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2005: 1-2.

    Dai Ling. Research on a new method to improve the energy storage density of pulse capacitors. Huazhong University of Science and Technology, 2005: 1-2
    [3] 肖后秀. 脉冲强磁场装置及脉冲平顶磁场实现方法的研究[D]. 华中科技大学, 2009: 18-19.

    Xiao Houxiu. Research on pulse strong magnetic field device and pulse flat magnetic field realization method. Huazhong University of Science and Technology, 2009: 18-19
    [4] 邱关源. 电路[M]. 5版. 北京: 高等教育出版社, 2006: 156-170.

    Qiu Guanyuan. Electric circuit. 5th ed. Beijing: Higher Education Press, 2006: 156-170
    [5] Baliga B J. Fundamentals of power semiconductor devices[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2013: 20-78.
    [6] 夏宇闻. Verilog数字系统设计教程[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2008.

    Xia Yuwen. Verilog digital system design tutorial. Beijing: Beihang University Press, 2008
    [7] 刘东华. Altera系列FPGA芯片IP核详解[M]. 北京: 电子工业出版社, 2014: 116-125.

    Liu Donghua. Altera series FPGA chip IP core detailed. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2014: 116-125
    [8] 潘圣民, 许留伟, 廖燕川, 等. 高电压强电磁干扰下的电压光纤传输[J]. 微计算机信息, 2008, 24(14): 273-275. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WJSJ200814116.htm

    Pan Shengmin, Xu Liuwei, Liao Yanchuan, et al. Voltage fiber transmission under high voltage and strong electromagnetic interference. Microcomputer information, 2008, 24(14): 273-275 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WJSJ200814116.htm
    [9] 陈树学, 刘萱. Labview宝典[M]. 北京: 电子工业出版社, 2011: 16-57.

    Chen Shuxue, Liu Xuan. Labview collection. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2011: 16-57
    [10] 岂兴明, 田京京, 夏宁, 等. Labview入门与实战开发100例[M]. 北京: 电子工业出版社, 2011: 10-68.

    Qi Xingming, Tian Jingjing, Xia Ning, et al. 100 cases of Labview entry and actual development. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2011: 10-68
    [11] Lieberman M A, LichtenbergAlan A J. Principles of plasma discharges and materials processing[M]. Hoboken: John Wiley & Sons, 2011: 83-159.
  • 加载中
图(7) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  1330
  • HTML全文浏览量:  267
  • PDF下载量:  106
  • 被引次数: 0
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

目录

    /

    返回文章
    返回