强激光与粒子束

作者：饶俊峰, 杨世龙, 王永刚, 姜松, 李孜,

关键词：脉冲电源, 固态Marx发生器, 自动控制, 闭环电压调节, 故障检测与保护机制, 虚拟示波器,

为了进一步推广固态Marx发生器的应用，实现输出脉冲波形的直观显示，提高电压调节精度，缩短充电调压时间，有必要对固态Marx发生器的自动控制进行研究。以现场可编译门阵列（FPGA）作为控制器，将输出电压、频率、脉宽、过电流阈值等参数以及故障检测及指示直接显示在液晶屏上，实现可视化设置和调节，在固态Marx发生器的输出端并联分压电路和高速数模转换电路，对输出的高压脉冲采样，一方面用于闭环PID控制实现分段式快速充电和输出电压精准化调节，另一方面用于在虚拟示波器中实时显示输出脉冲电压的基本波形。此外，在电路中加入了故障检测和保护机制，迅速检测电路中出现的过温、过电流等故障并对其及时停机响应以保护脉冲电源和操作人员安全。在20级的固态方波Marx发生器样机中产生的重复频率方波脉冲电压波形表明，该样机已经初步实现自动化控制，并能可靠运行。

来源：2021年第4期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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