大功率电磁感应发生系统电源设计

2017-03-23 89 0

以电磁感应发生系统为应用背景,设计实现一种可输出直流、交流电压的程控大功率数字电源。电源采用单相全桥主功率拓扑,以DSP为控制核心,实现与上位机交互和电源输出的灵活控制;直流输出采用电流闭环,交流输出采用电压前馈,以简单可靠方式实现磁场电流的高精度控制,输出能力30kVA。

电源主要用来构建频率和磁场强度连续可调的均匀交变磁场或均匀可调的直流稳恒磁场,辅助光纤陀螺等器件在磁场环境中的测试。负载为大功率线圈,因线圈需直流磁场及0.5~50Hz交流磁场且直流阻抗小、交流感抗大,电源为交、直流设置不同直流母线(交流用380V输入整流、直流用50V输入整流)。主功率开关器件为IGBT模块FF400R12KE3,控制核心为DSP MC56F8013。直流输出由Q1~Q4全桥斩波实现,施加于Q1/Q3的控制量为DQ1=0.5±D/2,有效占空比仍为D、输出电感脉动频率为开关频率两倍、低纹波;交流输出采用SPWM逆变技术,未加滤波环节直接接线圈。电流/电压用霍尔传感器采集(LT308-S7、LV28-P),IGBT用M57962L驱动(含2500V隔离光耦、过流保护),并加功放驱动1200V/400A功率器件。软件基于56800E平台CodeWarrior,PWM中断为主程序、ADC中断最高优先级(含过流保护),5ms定时切换交直流状态,实现查表插值控制电流/电压。实测磁场强度100Gs对应约100A直流电流,磁场与电流近似线性。

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