等离子体高压脉冲电源
高压大功率脉冲电源的设计
1绪论 1.1论文的研究背景 电源设备用以实现电能变换和功率传递，是一种技术含量高、知识面宽、更新换代快的产品。现今已广泛应用到工业、能源、交通、运输、信息、航空、航天、航运、国防、教育、文化等领域。在信息时代，上述各行各业都在迅猛地发展，发展的同时又对电源产业提出了更多更高的要求。显然，电源技术的发展将 带动相关技术的发展，而相关技术的发展反过来又推动了电源产业的发展。当前在电源产业，占主导地位的产品有各种线性稳压电源、通讯用的AC y DC开关电源、DC y DC开关电源、交流变频调速电源、电解电镀电源、高频逆变式整流焊接电源、中频感应加热电源、电力操作电源、正弦波逆变电源、大功率高频高压直流稳压电源、绿色照明电源、化学电源、UPS可靠高效低污染的光伏逆变电 源、风光互补型电源等。而与电源相关的技术有高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、高度智能化技术、电磁兼容技术、功率因数校正技术、保护技术、并联均流控制技术、脉宽调制技术、变频调速技术、智能监测技术、智能化充电技术、微机控制技术、集成化技术、网络技术、各种形式的驱动技术和先进的工艺技术。 1.2脉冲电源的特点及发展动态 脉冲电源是各种电源设备中比较特殊的一种，顾名思义，它的电压或电流波 形为脉冲状。按脉冲电源的输出特性分类，有高频、低频、单向、双向、高压、低压等不同的分类，具体选择怎样的输出电压、输出电流和开关频率，根据具体的应用场合而定。按脉冲波形分，有矩形波、三角波、梯形波、锯齿波等多种形式，如图1. 1所示。 图1 . 1各种脉冲波形 由于矩形波具有较好的可控性和易操作性，所以这种波形的应用居多。究其本质，
高压强脉冲电源的设计
高压强脉冲电源的设计 摘要：本文提出了一种强脉冲发生器电源的设计方案，应用此方案设 计了高压电源、IGB T控制充电、可控硅控制放电，可以自动运行的 脉冲磁场发生设备。最大直流电压达到3KV且连续可调，放电脉冲电 流高达10000A。该设备由一片AT89C52单片机控制，可实现与计算 机的连接。 关键词：高压电源； IGBT ；可控硅 The Design of High Voltage Pulsed Power Supply Abstract: This paper presents a strong pulse generator power supply design, applications for this program designed high-voltage power supply, IGBT control the charging and SCR controlled discharge, can be run automatically pulse magnetic field equipment. Maximum DC voltage 3KV and continuously adjustable discharge pulse currents up to 10000A. The device is controlled by an AT89C52 microcontroller can be realized with the computer. Key words: high voltage power supply；IGBT；SCR， 引言：强脉冲磁场对工业装置及医疗的作用［1］，强脉冲磁场对金属 形成时的影响［2］以及脉冲磁场刺激对生物体的效应等已经越来越 引起人们的关注。目前国内的脉冲磁场设备，一般电压较低，频率也 较低。特别是高压充电部分采用调压器调压［3］，这样体积太大也显 笨重。要产生更高的磁场强度，可以改变脉冲磁场频率的自动运行的
纳秒级脉冲电源的研究与设计
纳秒级脉冲电源的研究与设计 随着脉冲功率技术在军事、医疗、环保等领域的快速发展,对于大功率脉冲电源的上升沿宽度要求日益提高,高功率快脉冲也逐渐成为脉冲功率技术的研究热点和发展趋势。而如何以较低的成本在提高脉冲电源电压等级的同时陡化脉冲宽度也是研究的难点之一。 以高压快脉冲为技术核心,以小型化、高重频和高效率为发展方向,本论文提出了一种低成本对称式的脉冲发生拓扑,同时以磁压缩技术陡化脉冲宽度,并深入研究了磁开关的控制技术,以实现高稳定性的纳秒级脉冲电源的研制,论文主要内容分为以下三个部分:1、提出了一种具有对称串联结构的高压脉冲电源拓扑,大幅降低成本;基于这种新型的高压脉冲电源拓扑,分析并初步验证了各种工作环境下的可行性。搭建了该高压脉冲电源的仿真模型,仿真验证了在正常运行和发生闪络等不同状态下电路的工作原理。 在实验室完成了该高压脉冲电源的研制,实验验证了在正常运行和发生闪络等不同状态下对于电路的分析,并在实际应用中证明了该拓扑相对于现有研究的优越性。2、介绍了脉冲磁压缩技术的工作原理,分析了各个磁芯参数对磁开关性能的影响,基于此,确定了磁芯材料的选择,并搭建了磁芯检测平台测量磁芯的磁滞曲线,对比了不同磁芯材料的区别。 基于脉冲电源体积小型化原则,分析了影响磁开关体积的因素,并利用数学模型确定了磁开关参数的最优解。系统地分析了磁复位原理以及磁复位电路与脉冲电源的匹配问题。 最后搭建了30kV/3kW的纳秒级脉冲电源样机,验证了磁复位原理的可行性,以及在高压大功率应用场合可能遇到的问题及其解决方案。3、针对电流型磁复
位方式存在的不足,指出了对于磁开关控制的必要性,并系统地分析了磁开关控制原理,提出了相应的控制方案。 最后基于PLECS软件搭建了35kV的纳秒级脉冲电源的仿真模型,通过仿真验证了控制方案的可行性和稳定性,并从实际应用角度分析了磁开关的最佳工作区间。
240V高压直流说明书
240V高压直流系统 说 明 书
1.1 整流模块说明书 RM24020-Ⅲ系列模块简介 RM24020-Ⅲ系列模块是电源最主要的配置模块，广泛应用于通信行业及电力行业10kV到550kV的变电站电力电源中。 RM24020-Ⅲ系列模块采用风冷的散热方式，在轻载时自冷运行，符合电力系统的实际运行情况。 型号说明 RM 240 20 -III 产品版本号 额定输出电流20A 额定电压输出240VDC 整流模块 工作原理概述 以RM24020-Ⅲ模块的工作原理框图如下图所示。 图1 RM240D20-Ⅲ模块原理图 RM24020-Ⅲ模块由三相无源PFC和DC/DC两个功率部分组成。在两功率部分之外还有辅助电源以及输入输出检测保护电路。 前级三相无源PFC电路由输入EMI和三相无源PFC组成，用以实现交流输入的整流滤波和输入电流的校正，使输入电路的功率因素大于0.92，以满足DL/T781-2001中三相谐波标准和GB/T 17794.2.2-2003中相关EMI、EMC标准。
后级的DC/DC变换器由PWM发生器控制前级PFC输出的DC电压、经过高频变压器输出后再整流滤波输出DC电压等电路组成，用以实现将前级整流电压转换成电力操作系统要求的稳定的直流电压输出。 辅助电源在输入三相无源PFC之后，DC/DC变换器之前，利用三相无源PFC的直流输出，产生控制电路所需的各路电源。输入检测电路实现输入过欠压、缺相等检测。DC/DC的检测保护电路包括输出电压电流的检测，散热器温度的检测等，所有这些信号用以DC/DC的控制和保护。结构及接口 1．模块外观 RM24020-Ⅲ模块的外观如下图所示。 图2 RM24020-Ⅲ模块外观 2．前面板 RM24020-Ⅲ模块前面板如下图所示。
静电除尘的新型高压直流电源的组成及原理
静电除尘的新型高压直流电源的组成及原理 电源由直流发生器(额定输出100 kV) 和脉冲电压发生器(20 kHz < f < 40 kHz ,输出峰值为10 kV) 组成。脉冲电压发生器的输出电压经隔直电容后和直流发生器的直流输出电压相叠加,使输出电压运行在闪烁包络线以下,同时输出电压平均值较高,保证了除尘效果。系统组成框图如图1 所示。 输入滤波电路将电网存在的杂波过滤掉,同时也阻碍电源产生的杂波反馈到公共电网。市电经全桥整流并滤波后变为较平滑的直流电,再经逆变器变为高频交流电,这是该电源的核心部分,频率越高,电源体积、重量与输出功率之比越小,但由于回路参数、元器件、成本、干扰、功耗等多种因素的影响,当功率较大时,频率一般选择在20～40 kHz ,电源工作频率约为37 kHz。采用集成电路CA3525 ,提供可控的驱动信号,使输出电压、电流值变为可控。高频变压器的设计是电源的难点,由于频率的升高,分布容抗变得很小,所以必须考虑足够的绝缘距离,同时原、副边匝数、回路参数与频率也必须调节到最优运行点,才能保证高频变压器工作在B - H 的线性区,保证变压器原、副边的波形。
通过调节设定电压值和电流值,可以调节直流发生器的输出电压,使它低于闪烁电压,调节脉冲电压发生器的输出电流,使它稍小于闪烁时的电流。因此系统通过反馈电压来使直流输出电压恒定,通过比较设定电流值与反馈电流值来调节输出电流。用户可根据不同情况设定,扩大电源的使用范围。 图2 中选用2 个IGBT模块作为开关型全桥直-交变逆变器,每个IGBT 模块中的2 个功率管分别由输出的2 个相位差180°的驱动信号,经光电隔离后进 行门极驱动。逆变电路工作在PWM控制方式。当G信号变为高电平时,高频变压器的两端直接接到直流电压两端,当H信号为高电平时,高频变压器的两端反相接到直流电压两端,因此,改变驱动信号的占空比将改变输出交流电压的脉冲宽度及有效值。当驱动信号占空比为0. 5 时,输出电压中的基波分量最大,幅值为U01 = 4Ud/π(Ud 为直流电压峰值) 。 脉宽可调的控制方式的主要优点为逆变器通过脉宽调制即可调节输出功率,并且逆变器工作在较高频率时,其产生的开关损耗较小,这在功率大的应用场合是很重要的。当输出电流大于设定值时,驱动脉冲信号变窄,从而使输出功率变小,输出电压、电流随之减小,通过调节脉冲宽度控制直流高压发生器的输出电压值,达到使之小于闪烁电压的目的。 电源采用CW3525A 产生逆变所需的驱动信号,CW3525A 增加了欠压锁定、软启动等电路,其输出采用图腾柱输出结构,可以更快的关断。 脉冲电压发生器工作在恒流工作方式,电流反馈端(电流已转换为电压信号) 输入到误差比较放大器的反相端IN- 与误差比较放大器的同相端IN+ 的设定电压值作比较, IN+ 和IN- 电压经CW3525A 内的误差放大器比较放大后输出小于6 V 的电压,这时将该电压和峰值为6 V 的三角波进行比较,就可以根据IN- 的反馈电流幅值输出不同占空比的驱动信号,对不同的尘埃情况都能工作在恒流方式下。当发生火花放电时,直流高压发生器通过测量电源输出电流值,利用微处理器调节电压设定值,降低直流高压发生器的输出电压,使火花放电消失,当除尘实际电流值小于设定电流值时,微处理器增加电压设定值,使直流高压发生器的输出电压增加。 3 实验结果 当直流高压发生器的高频电源变压器输出电压为15 kV 时,变压器副边输出电压如图3 所示。实际电压幅值约为50 V 乘以分压比,脉冲周期恒定为27μs ,脉宽可调。提高占空比,输出功率增加,输出电压增加。波形顶部的振荡是由变压器的分布参数所致。脉冲高压发生器的高频电源变压器输出电压 幅值为10 kV ,其脉宽可调,波形与上述波形相似。除尘电源输出电压波形如图4 所示,它是直流高压叠加脉宽变化的高频脉冲电压,直流高压由用户根据除尘要求设定为低于最低闪烁电压以下,直流高压根据除尘环境变化输出电压,设定值由微处理器控制调整变化。而脉冲电压发生器由用户设定跟踪除尘电流,以使两电压叠加后,接近闪烁电压运行。
高压脉冲发生器的类型
高压脉冲发生器通常有五种方式可以实现： （1）Marx型，其原理图如图1.11所示，工作原理可以简单地概括为“电容器并联充电，串联放电”，即n个电容器对一个电压值为V0的直流电源进行并联充电，串联放电后，在负载上产生一定脉宽、电压幅值为nV0的高压脉冲。Baek等于2007年设计了一套输出为20kV/300A、脉宽为5μs的Marx型高压脉冲发生器。 （2）脉冲升压型，其原理如图1.12所示，这种类型的的发生器是将一个直流电压先经过逆变电路变为双极性的方波，再通过一个脉冲升压器提高电压等级。采用这种方法设计高压脉冲发生器的研究机构比较多，其中美国俄亥俄州立大学的Zhang等在2000年利用该原理搭建了一台输出电压为12kV的高压脉冲发生器，先将1000V的直流电经逆变电路转化为1000V 的双极性方波脉冲，再通过一个变比为1:12的脉冲变压器将电压升至12kV。另外，Alkhafaji 等在2007年也设计一台脉冲升压型结构的高压脉冲发生器，最后输出脉冲幅值30kV、脉宽2.5μs、频率200Hz的高压脉冲发生器。同样地，Rocher等在2010年也根据脉冲升压型的原理设计了一台脉冲幅值为15kV、频率为250~300kHz的高压脉冲发生器。 （3）固态开关串联型，其原理图如图1.13所示，系统一般由高压直流电源、储能电容、固态开关的串、并联模块和负载组成，通过控制串并联开关的导通与关断，可在负载上得到高压脉冲。Prins等于2001年利用IGBT串联技术搭建了一台电压幅值为30kV、电流200A、脉宽在0~99μs可调、频率为1kHz的双极性方波脉冲发生器。在中国，工程物理研究所的孔甘银等研制了电压等级为10kV的固态开关串联型高压脉冲电源。
EPP-Ⅱ高压脉冲电源
电除尘电源的第三个里程碑连成环保EPP-Ⅱ型高压脉冲电源的研发及应用
电除尘器在我国已有30年以上的历史，自然作为电除尘器的重要部分--高压电源也已经走过30多年的历程了。在这三十多年中,电除尘器电源有单相工频可控整流电源、工频恒流电源、三相可控整流电源、中频电源、调频式高频电源和调幅式高频电源及脉冲电源等多种形式。 但是从研发和应用的广度和深度来看,从1985年至2000年主要是工频电源,这是第一个里程碑; 2001 年至2015年主要是第二个里程碑--高频电源;从现在开始,电除尘器高压电源已经步入了第三个里程碑一脉冲电源。估计再过十年或十五年，脉冲电源也会如今天的高频电源一样，得到大家的认可和广泛的应用，到2030年新建电除尘器选择电源时，人们就不会考虑工频电源，很少考虑高频电源，而是更多地考虑脉冲电源了。 高压脉冲电源 高压脉冲电源主要由采用移相ZVT-PWM控制技术的全桥逆变电路和多个相互独立的低压固体开关式脉冲形成单元组成，以DSP为控制核心，以窄脉冲（100us及以下）电压波形输出为基本工作方式。在不降低或提高除尘器运行峰值电压的情况下，通过改变脉冲重复频率调节电晕电流，以抑制反电晕的发生，使电除尘器在收集高比电阻粉尘时有更高的收尘效率。 常见的脉冲供电装置有三种类型 第一种是高压脉冲电源装置使用火花间隙产生脉冲这种方法装置简单、费用较低，但要求有高精度的维护水平；其脉冲宽度在微秒量级或更窄工作峰值电压比常规电源提高较显著但目前功率容量相对较小。第二种是采用贮能式原理，由半导体开关、贮能电容、脉冲变压器漏感和电除尘器电容组成串联谐振电路产生高压脉冲，在脉冲期间未被电除尘器耗用的脉冲能量通过反馈二极管回送到贮能电容贮存起来，以供下一个脉冲使用，具有显著节能的优点。第三种是多脉冲供电装置。其特点是基础直流电压和叠加的脉冲都取自同一个特殊的变压整流器，所产生的脉冲是每间隔3ms~100ms发出50us~100us宽的短脉冲群。 目前，第二种类型的高压脉冲电源装置由于除尘效果及综合性能更加显著，应用场合更普遍；其电源装置随着半导体器件技术、脉冲电容技术和电压电流快速检测技术以及数字信号处理技术的进步，其可靠性得到了显著提高；目前浙江连成环保科技有限公司新研发并投入使用的的EPP-Ⅱ型高压脉冲电源是目前除尘器电源技术的一个新的亮点。其电源输出的高压脉冲的
基于SiCMOSFET的纳秒级脉冲电源研制
基于SiC MOSFET的纳秒级脉冲电源研制 脉冲功率技术广泛应用于军事、环境保护、生物技术等领域,比如脱硫脱硝、脉冲杀菌、激光管驱动、阴极射线管扫描电路等。传统脉冲电源的主放电开关主要以真空弧光放电管、氢闸流管、火花隙为主,存在成本高、寿命短、外围电路复杂等缺点。 随着电力电子技术的发展,功率MOSFET和IGBT的性能越来越高,众多研究学者利用MOSFET或IGBT串并联组成高压固态开关替代传统放电开关,进而设计出纳秒级上升沿的高重复频率脉冲发生器。本文以SiC MOSFET为核心功率器件,设计了一台纳秒级脉冲电源,电源主要技术指标为:输出脉冲峰值可调范围为 0~30kV,脉冲重复频率为10Hz~1kHz可调,最大输出电流为80A,脉冲上升时间小于100ns。 本论文的主要工作如下:设计了纳秒脉冲电源的拓扑结构,主电路采用三级Marx发生器结构,研究了SiC MOSFET串联开关的静态和动态电压不均衡机制,给出了影响SiC MOSFET串联均压的关键因素。针对静态均压电路的特性,明确了均压电阻的设计方法,对于动态均压电路,采用负载侧RCD电路作为均压措施,并确定了相应参数的选取依据。 对比分析了正激式驱动、半桥驱动、反激驱动三种驱动方式的优缺点,确定采用半桥驱动的方式作为SiC MOSFET的串联驱动电路,该电路的隔离强度高、驱动电路设计方便,其驱动变压器的原边和副边绕组匝数均为1匝,可减少其分布参数的影响。通过实验测试了驱动电路的同步性,其驱动的延迟时间差异小于 10ns,同步性良好。 采用Microchip公司的dsPIC33FJl28MC706作为主控制芯片,整个控制系统
高压直流电源
基于SG3525的3KW逆变电源设计 作者姓名：潘传义电子信息工程一班 指导教师：王生德 本电路利用48V直流蓄电池，可为后端提供3KW，2000V的高压直流电源。本电路设计的初衷是为电子捕鱼器后端产生脉冲波提供2000V直流电压。 本文对开关电源常用的电力电子器件做了简单介绍，重点介绍了 SG3525芯片的内部结构及其特性和工作原理，介绍了开关管MOSFET 的工作原理和开关动态特性等。设计了一款基于SG3525的推挽式DC-DC开关电源，提供高达2000V的直流电压。给出了系统的电路设计方法以及主要电路模块的原理分析和参数计算，特别是对开关电源高频变压器的设计给出了详尽的原理分析和各个参数的详细计算。 本电路采用推挽式开关变换，利用SG3525作为主要的控制芯片，产生两路互补的PWM方波脉冲控制开关管的通断。为提高PWM脉冲的驱动能力，加入桥式功率放大电路。滤波整流电路则采用桥式整流，RC滤波电路。另外，开关管工作频率高达25kHz，为此设计了RCD缓冲电路。考虑到电路环境的复杂性以及元器件的误差，电路在设计时对部分参数留有较大余量。 本电路的不同之处在于：采用两组相同的推挽变换电路且输出串联的设计，对变压器和整流滤波电路进行了有效的分压。产生高电压的同时，并没有大幅提高元器件的耐压要求，从而降低了对各种电力电子器件参数的要求。因而也使得电路的稳定性和可靠性更高。
本电路实现了从直流48V电压逆变到2000V直流电压的DC-DC变换供后续电路使用。本电路技术指标为：1）输入电压：蓄电池提供直流48V；2）输出电压：额定直流2000V；3）输出功率：最大3000W；4）输出波纹：无特殊要求，因此无需稳压电路。该系统工作过程：第一阶段：48V直流输入电压Ui经推挽电路变换成高频交流方波电压； 第二阶段：产生的交流方波电压经整流滤波电路分别产生1000V 直流电压，串联后实现2000V直流输出。 实验结果表明，该电源具有效率高，输出有效电压满足设计要求且运行可靠等优点。
高压直流电源系统
高压直流电源系统产品 产品介绍 CP DUM27—240/400型通信用高压直流开关电源系统概述 DUM27—240/400型通信用高压直流供电系统包含交流配电部分、高频开关整流模块、直流配电部分和监控单元组成的柜式直流电源系统。是集有源功率因数校正技术、高频脉宽调制技术、软开关技术、单片机控制技术于一体的高新技术产品。可广泛适用于原交流UPS的所有应用环境，且具有更可靠，更省电，更节省投资的优势。 性能特点 ●高功率密度，单供电柜容量可达120KW ●输入高功率因数，低谐波电流 ●优秀的环境适应能力，宽的电压适应范围 ●完善的监控功能及成熟的电池管理功能 ●扩容灵活，维护方便，模块可热插拔 系统组成 ● CP DPJ05-380/630型交流配电屏 ● CP DUM27-240/400 型高压直流开关电源系统 ● CP DPZ03-240/1000 型高压直流配电屏
● CP DMA10-240/40型高频开关整流器（安装入模块架） ● CP DKD12型监控器（安装入模块架） 主要技术指标 CP DMA10-240/40型高频开关整流器?? 工作环境温度?-5℃～+50℃???????????????????? 交流输入参数 电压：三相三线制?380V±20％ 频率：45～65Hz 功率因数：≥0.93 开机浪涌电流：≤20A 输入电流谐波THD：≤9% 电磁干扰：符合GB 9254-1988 直流输出参数???????????? 额定电压：220V 电压范围：190V-286V 输出电流：额定值40A(输出电压286V时) 额定功率：10,000W (AC≥323V) 效率（满载测试）：≥93％ 限流选择范围：3－42A 均分负载不平衡度：≤±2.5％ 电网调整率：≤±0.1％ 负载调整率：≤±0.5％ 稳压精度：≤±0.6％ 温度系数：≤0.02％/℃ 纹波系数: ≤±0.2％ 峰—峰杂音电压：≤200mV； 可闻噪声：≤50dB（A）。
图解脉冲高压电源的实现方法
图解脉冲高压电源的实现方法 发布:2011-05-26 | 作者: | 来源: zhanghuadong | 查看:353次 | 用户关注： 最近接触了一些使用脉冲电源的朋友，发现他们在需要方波输出的时候，使用全桥加变压器，次级直接输出方波。个人觉得这种方式存在很大的缺陷，比如初级的振荡会传到次级，使输出波形很差；调节输出占空比比较困难；当频率比较低时变压器更难设计，体积也会变得很大；对于短路的抵抗力也相当差。使用高压开关可以完全解决以上问题。使用一个直流电源，加上一个开关，通过控制开关的导通与关断来实现脉冲输出。这种开关通过简 最近接触了一些使用脉冲电源的朋友，发现他们在需要方波输出的时候，使用全桥加变压器，次级直接输出方波。个人觉得这种方式存在很大的缺陷，比如初级的振荡会传到次级，使输出波形很差；调节输出占空比比较困难；当频率比较低时变压器更难设计，体积也会变得很大；对于短路的抵抗力也相当差。 使用高压开关可以完全解决以上问题。使用一个直流电源，加上一个开关，通过控制开关的导通与关断来实现脉冲输出。这种开关通过简单的电路，将MOS 管或IGBT串联，通过低感且较小的布局，实现任意频率任意脉宽的开关，且寿命长，易维修。 开关由大量的MOSFET或IGBT通过串联、并联，并通过紧凑、低感的布局组成的，体积小，性能好。自身包含驱动电路，是一个小体积的组件，具有极高的可靠性和优异的开关性能（包括低的导通阻抗，高的截止阻抗，纳秒量级的控制传输延时和百纳秒量级的开启和关断时间）。同时控制驱动电路和开关电路的全隔离，保证了开关即可以用于高端开关，也可以用于低端开关，还可以用于两个高压开关组成的推挽电路。开关的使用也是极其简单的，只要提供一个5V的供电和TTL的开关控制信号，开关即可以工作在固定的脉宽下，也可以工作在可变的脉宽下。所选用器件均为常用器件，成本低。高压开关可以通过系列化的生产，具有极宽的负载电压和电流范围。 同时控制驱动电路和开关电路的全隔离，保证了开关即可以用于高端开关，也可以用于低端开关，还可以用于两个高压开关组成的推挽电路。开关的使用也是极其简单的，只要提供一个5V的供电和TTL的开关控制信号，开关即可以工作在固定的脉宽下，也可以工作在可变的脉宽下。所选用器件均为常用器件，成本低。高压开关可以通过系列化的生产，具有极宽的负载电压和电流范围。 总体图如下所示：
电子枪高压脉冲电源用户手册
电子枪高压脉冲电源 用 户 手 册 2011年8月
一、主要技术指标： 1. 输入：AC220V/50Hz； 2. 输出脉冲峰值电压：30kV(0-30kv可调)【负高压输出】； 3. 输出脉冲峰值电流：300mA(max)； 4. 输出脉冲宽度：2.0uS—6.0uS可调， 5. 脉冲平顶度(5%-95%脉宽)<1%； 6. 输出脉冲稳定度<1%（4小时内）； 7. 脉冲前沿<200nS； 8. 输出脉冲重复频率：25—50Hz，可调； 9. 脉冲电源输出采用一根1m长的高压电缆直接输出； 10. 电子枪灯丝电源：初次级隔离电压30kV，输出电压AC0-7.5V，电流AC0-50A, 调节初级输入电压, 可使输出电压连续可调, 电源输出采用一根1m 长的高压电缆直接输出； 二、电源电路框图 MARX组件（11节） 开关驱动电路取样，测量 直流高压电源 负载 控制、保护电路 三、外部接口 XS1：脉冲电压监测； XS2：脉冲电流监测； XS3：外同步触发信号输入； XS5：AC220V/50Hz电源输入； XS4：外部连锁 端子号连锁信号连锁关系备注 1 外部连锁1 连锁直流高压外部触点闭合电源正常，反之连
2 外部连锁1 锁高压，使高压输出为零 3 外部连锁2 连锁直流高压外部触点闭合电源正常，反之连锁高压，使高压输出为零 4 外部连锁2 5 外部连锁3 连锁灯丝外部触点闭合电源正常，反之连锁灯丝输出，使输出为零 6 外部连锁3 7 远控触发控制1 触发信号 外部触点闭合且面板触发控制选择开关置于“遥控”位置，触发脉冲输出正常，反之无脉冲输 出。 8 远控触发控制2 高压电缆：高压输出； 接线端子：接地 四、电源保护功能简介 本电源具有灯丝过流、灯丝欠流、高压过压和高压过流保护功能。 当正常开启电源后，如果出现灯丝欠流、高压过压和输出过流中任何一种故障均会自动切断电源的高压输出；如果出现灯丝过流故障，会自动切断灯丝输出，然后因为灯丝欠流故障同时切断高压输出，最大程度保护设备和人身安全。 高压过压、高压过流和灯丝过流均有故障锁存功能，只有在故障排除以后，复位后才正常。 灯丝欠流不具有故障锁存功能，只有实时连锁和显示。 以上四种保护在面板均有对应指示。 五、开关机流程及注意事项 1，确保外部连锁和供电电源正常； 2，检查面板上两个调压器旋钮是否都在“0”位？确认处于“0”位,； 3，开启面板“电源”按钮，电源指示灯亮； 4，检查面板有无故障指示灯亮（灯丝欠流除外），有故障则按面板“复位”按钮，消除开机随机故障；此时灯丝欠流指示应该是红灯亮； 5，缓慢调节灯丝调压器旋钮，直至输出额定值（面板上电表指示灯丝的初级电压、电流值，可以作为参考，用于观测和检查灯丝的工作状态），在调节过程中欠流指示灯会自动熄灭； 6，正常后面板高压指示灯显示绿色，代表可以正常加高压； 7，等待灯丝稳定，如果在加灯丝的过程中出现灯丝过流现象，会自动切断灯丝输出，此时应该把调压器调到“0”，复位后再缓慢调节灯丝调压器旋钮。 8，确认需要加高压时，缓慢调节高压调节调压器旋钮，直至输出到额定高压。 如果在加高压过程中出现高压过压和高压过流现象，会自动切断高压输出，此时应该把调压器调到“0”，复位后再缓慢调节高压调压器旋钮。 9，在使用本地触发时，先将“触发控制”选择开关置于“本地”位置，然后按下“本地触发”按钮，有正常的脉冲高压输出。在使用遥控触发时需将“触
240V高压直流-HVDC-供电系统技术应用指导意见
通信用 240V 高压直流(HVDC)供电系统 技术应用指导意见 V 2.1 （报批稿） 2010 年 7 月
目录 1概述 (3) 1.1基本概况 (3) 1.2技术特点 (7) 1.3适用范围 (9) 1.4应用目标 (9) 2规范性引用文件 (9) 3术语和定义 (10) 4规划设计要求 (13) 4.1使用环境条件 (13) 4.2系统标准电压 (13) 4.3系统组成 (14) 4.4系统容量配置 (15) 4.5蓄电池组配置 (15) 4.6系统采用悬浮方式供电 (16) 4.7保护接地方式 (17) 4.8直流配电 (17) 4.9末端设备机架配电及控制方式 (19) 5系统设备技术要求 (19) 5.1系统总体技术要求 (19) 5.2保护功能要求 (21) 5.3告警性能要求 (22) 5.4防雷性能要求 (22) 5.5安全性能要求 (22) 5.6系统电磁兼容性要求 (24) 5.7系统音响噪声要求 (24) 5.8可靠性指标要求 (24) 5.9有效使用年限要求 (24) 5.10监控模块功能要求 (25) 5.11整流模块功能要求 (26) 5.12交流配电功能要求 (27) 5.13直流总输出屏要求 (27) 5.14机房直流配电屏要求 (27) 5.15直流电源列柜要求 (28) 5.16设备外观与结构要求 (29) 5.17包装与标志 (29) 6 IT 设备对 HVDC 的适应性要求 (29) 7工程管理及验收、割接要求 (30) 7.1系统设备安装基本原则 (30) 7.2系统设备安装要求 (30) 7.3工程验收测试项目和要求 (30) 8运行维护要求 (31) 8.1IT 设备对直流电源供电适应性的确认 (31) 8.2IT 设备送电应按下列顺序和要求操作 (31)
(完整)高压大功率脉冲电源的设计
1．绪论 1.1论文的研究背景 电源设备用以实现电能变换和功率传递，是一种技术含量高、知识面宽、更新换代快的产品。现今已广泛应用到工业、能源、交通、运输、信息、航空、航天、航运、国防、教育、文化等领域。在信息时代，上述各行各业都在迅猛地发展，发展的同时又对电源产业提出了更多更高的要求。显然，电源技术的发展将带动相关技术的发展，而相关技术的发展反过来又推动了电源产业的发展。当前在电源产业，占主导地位的产品有各种线性稳压电源、通讯用的AC／Dc开关电源、DC／DC开关电源、交流变频调速电源、电解电镀电源、高频逆变式整流焊接电源、中频感应加热电源、电力操作电源、正弦波逆变电源、大功率高频高压直流稳压电源、绿色照明电源、化学电源、UPS、可靠高效低污染的光伏逆变电源、风光互补型电源等。而与电源相关的技术有高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、高度智能化技术、电磁兼容技术、功率因数校正技术、保护技术、并联均流控制技术、脉宽调制技术、变频调速技术、智能监测技术、智能化充电技术、微机控制技术、集成化技术、网络技术、各种形式的驱动技术和先进的工艺技术。 1.2脉冲电源的特点及发展动态 脉冲电源是各种电源设备中比较特殊的一种，顾名思义，它的电压或电流波形为脉冲状。按脉冲电源的输出特性分类，有高频、低频、单向、双向、高压、低压等不同的分类，具体选择怎样的输出电压、输出电流和开关频率，根据具体的应用场合而定。按脉冲波形分，有矩形波、三角波、梯形波、锯齿波等多种形式，如图1．1所示。 图1．1各种脉冲波形 由于矩形波具有较好的可控性和易操作性，所以这种波形的应用居多。究其
纳秒脉冲电源硬件设计
自动化学院 本科毕业设计（论文）题目：纳秒脉冲电源硬件设计
摘要 脉冲电源有单正脉冲和双正、负脉冲电源，采用独特的调制技术，数字化控制，是高频开关电源技术的进一步发展与创新，在很多行业领域得到了广泛的应用。提高脉冲频率和电源效率是其主要的发展方向。而本设计文主要用单片机STC89C51作为微控制器和可编程逻辑器件CPLD EPM7160STC100-10，通过对CPLD 的编程实现对脉冲的调节。其中电源的控制主要有CPLD来完成，CPLD负责对脉冲宽度、脉冲间隔进行控制，把控制信息传递给下一级。其中CPLD的输入端可以由键盘输入也可以由计算机进行控制。这样就可以利用模块化设计的方法对电源硬件模块进行设计,开发出了全新的数字化的纳秒双脉冲电源，电压在0-15V，脉冲频率10M以上最小脉宽10ns。并运用Quartus对脉冲波形进行仿真，结果表明该电源完全符合设计的要求。 关键词：纳秒脉冲；脉冲电源； CPLD
ABSTRACT Pulse power with a single positive pulse and double positive, negative pulse power，Unique modulation technique，digital control, Further development and innovation of high-frequency switching power supply technology, In many industries has been widely applied. Improve the pulse frequency and power efficiency is the main direction of development. The text of this design is mainly used as a single-chip microcontroller STC89C51 and Programmable logic device CPLD EPM7160STC100, By programming the CPLD realize the pulse of the regulation. Which controls the power supply to complete the main CPLD, CPLD is responsible for the pulse width, the pulse interval are controlled. The control information is passed to the next level. CPLD inputs which can be entered from the keyboard can also be controlled by the computer. This method can be used for modular design of the power supply design of hardware modules, Developed a new digital dual-nanosecond pulse power, a voltage of 0 to 15V, pulse frequency than 10M,and the minimum pulse width 10ns. And the use of a pulse waveform simulation Quartus, The results show that the power supply is fully consistent with the design requirements. Keywords nanosecond pulse ; pulse power supply; CPLD
中国联通240V直流供电系统技术规范v1.0
中国联通通信机房配套设备技术规范第一分册 240V直流供电系统技术规范V1.0 China Unicom Telcom Station Ancillary Equipments Technical Specifications Part 1: 240V DC Power Supply System Technical Specification(V1.0) 中国联通公司发布
目次 目次.............................................................................. I 前言............................................................................. II 240V直流供电系统技术规范V1.0 (1) 1 适用范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 名词和术语 (1) 4 总则 (2) 5 环境要求 (2) 5.1 240V高频开关电源设备 (2) 5.2 蓄电池组温度范围要求 (3) 5.3 机房洁净度要求 (3) 5.4 设备使用地点 (3) 6 系统组成 (3) 7 设备配置 (4) 7.1 设备配置原则 (4) 7.2 高频整流模块的配置 (4) 7.3 直流配电设备的配置 (5) 7.4 各级开关选择及配置 (5) 8 240V直流设备主要技术要求 (6) 8.1 交流输入 (6) 8.2 直流输出 (6) 8.3 整流模块 (6) 8.4 蓄电池管理功能 (8) 8.5 系统总体技术要求 (8) 8.6 绝缘监察 (8) 8.7 保护功能 (9) 8.8 系统电磁兼容性 (10) 8.9 系统可靠性 (10) 9 导线的选择和布放 (10) 9.1 导线的选择 (10) 9.2 导线的布放 (11) 10 监控系统要求 (11) 10.1 监控系统要求 (11) 10.2 告警系统要求 (12) 11 接地与安全要求 (12) 11.1 接地要求 (12) 11.2 安全要求 (12)
LCC串并联谐振充电高压脉冲电源设计
LCC串并联谐振充电高压脉冲电源设计 摘要：为了获取高重复频率、陡前沿高压脉冲电源，将LCC串并联谐振变换器用作高压脉冲发生器的充电电源。分析了LCC串并联谐振变换器在电流断续模式下的工作模态,给出了逆变器的参数设计原则。用PSIM对高压脉冲电源进行仿真分析和实验分析，并验证了设计思想的正确性。关键词：高压脉冲电源； LCC；谐振软开关；全桥逆变 采用MARX发生器获取陡前沿高压窄脉冲的电路较复杂，而且陡化前沿有许多设计和工艺上的困难；采用电感断路的方式容易获取高压脉冲输出，但对电感的充电必须迅速，而且储能时间不能过长，电源需具备较高的内阻和较大的功率，而断路开关是其发展的瓶颈。与电感储能装置相比，电容器的稳定且可重复的快速闭合开关要普及得多，电容器的能量保持时间远远大于电感储能装置，并且可以小电流充电降低对充电功率的要求。充电电源的高效率和小型化主要由充电电路决定，传统高压功率脉冲电源一般采用工频变压器升压，采用磁压缩开关或者旋转火花隙来获取高压脉冲，因而大都比较笨重，且获得的脉冲频率范围有限，其重复频率难以调节控制、脉冲波形不稳定、可靠性低、成本高。本文将LCC串并联谐振变换器作为高压脉冲电源的充电电源。LCC串并联谐振变换器结合了串联谐振变换器抗短路特性和并联谐振变换器抗开路特性的优点[1]，在输出电压、输出电流强烈变换的场合有着良好的特性和较高的变换效率。本文介绍了系统结构及LCC充电电路原理，以及采用通过仿真软件PSIM对LCC充电过程和发生器放电输出进行的仿真分析。1 LCC谐振变换充电高压脉冲电源系统结构1.1 电源主电路结构和工作原理电路由工频整流滤波、功率因数校正电路PFC(Power Factory Correction)、LCC谐振变换器、高频整流、电容充电储能、电感缓冲隔离、IGBT全桥逆变及脉冲升压变压器等单元构成。电路工作过程：220 V交流通过整流滤波和PFC校正得到输出连续可调的直流，通过LCC串并联谐振逆变经高频升压后向储能电容C充电，经过IGBT全桥逆变拓扑结构实现双极性脉冲输出。系统结构。 图中，LCC串并联谐振变换器由4个功率开关管与谐振电感Lr、串联谐振电容Cs、并联谐振电容Cp组成，工作原理是：利用电感、电容等谐振元件的作用，使功率开关管的电流或电压波形变为正弦波、准正弦波或局部正弦波，这样能使功率开关管在零电压或零电流条件下导通或关断，减少开关管开通和关断时的损耗，同时提高开关频率、减小开关噪声、降低EMI干扰和开关应力。 (4)开关模态4[t3，t4] 在此开关模态中，所有开关管和二极管均关断，iLr为零，vCp保持不变。在t4时刻，开关管Q2、Q4零电流开通，开始另一半开关周期，重复工作过程开始。电路工作波形，设在t0时刻，谐振电感的初始电流为 1.3 高压脉冲形成电路 高压脉冲的形成是通过对前级产生的高电压（电流）进行开关控制从而输出脉冲，设计中在开关速度满足要求的情况下，采用IGBT串联形式，利用全桥逆变拓扑结构实现双极性脉冲输出[4]。,当开关Q5、Q7闭合，Q6、Q8断开时，输出电压为正；当开关Q6、Q8闭合，Q5、Q7断开时，输出电压为负，得到双极性的脉冲输出。改变两组开关的切换频率，即可改变输出交流电的频率，控制开关管的导通与关断时间即可调节输出脉冲的占空比，得到脉宽与频率均可调的双极性高压脉冲波。整个系统的控制由控制器和驱动电路来实现，主要完成LCC 谐振电路的输出电压调节、控制和全桥驱动及后级脉冲形成电路的变频变宽输出脉冲控制和IGBT同步触发等。采用的TMS320F2812开发板，内部集成了16路12位A/D转换器、2个事件管理器模块、1个高性能CPLD器件XC95144XL，可实现过压、过流保护在内的电源系统运
静电除尘器脉冲高频电源 各类高压电源性能对比
静电除尘器脉冲高频电源 各类高压电源的性能对比与脉冲高频电源简介 概述 在饱受雾霾之苦的今天。随着我国对环境保护的日益重视，燃煤电厂的污染排放受到人们的关注，国家和地方环保部门对燃煤电厂污染物的排放和总量有了较严格的控制，并且排放标准逐年升高。这就迫使企业对现有的静电除尘器设备进行不断的升级和改造。但是现有的问题是，很多企业的静电除尘器在当初设计时没有考虑到未来的排放标准会如此苛刻，导致一批静电除尘器在今天的环保标准下排放超标。而在静电除尘器升级改造中，增加电场又没有足够的场地，用袋式除尘器又担心后期的维护成本。所以提高静电除尘器高压电源的供电技术，才是解决这个问题最有效的捷径。下面我们就通过粉尘的荷电机理与电源工作原理来论证一款由中国自主研发的新型静电除尘器高压电源——脉冲高频电源。
一、静电除尘器高压电源发展的三个阶段： 第一阶段：工频电源 1、恒流源：单相交流380V输入,变压器分档调幅调压，高压硅堆整流输出。输 出 频率100Hz。 二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC）电压波形。 2、单相可控硅电源：单相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输 出。输出频率100Hz。 二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC）电压波形。 3、三相可控硅电源：三相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输 出。输出频率300Hz。 二次电压输出波形：纹波较小的直流（DC）电压波形。 第二阶段：高频电源 1、按输出频率可分为：10 kHz、20 kHz、50 kHz。 2、按调压方式可分为：调频高频电源、调幅高频电源。 三相交流380V输入，可控硅/二极管调相调压，IGBT全桥逆变经高压整流变压器输出。输出频率10 kHz、20 kHz、50kHz。 二次电压输出波形：基本上纯直流的（DC）电压波形。 第三阶段：工频基波脉冲电源 工频基波脉冲电源：由两组独立电源组成即基波电源和脉冲电源。基波频率300Hz，脉冲频率100pps，脉冲宽度75μs； 第四阶段：脉冲高频电源： 由多组独立高频电源叠加组成。基波频率10～50 kHz，双脉冲频率1～10000 pps，脉冲宽度8μs；脉冲电源输入电压: 三相交流380V。 二次电压输出波形：直流（DC）电压波形叠加脉冲（PULSE）电压波形。即直流叠加脉冲（DC+PULSE）电压波形。