强激光与粒子束

作者：张锦涛, 王英翘, 夏于洋, 李青, 李春林, 范臻圆, 蔡一鸣,

关键词：中性束注入, 脉冲阶梯调制, 模块化, 仿真实验验证, 短路保护,

高压电源是中性束注入加热系统的重要组成部分，决定着束能量和引出束流的品质。为满足HL-3装置中性束注入系统功率需求，设计了基于PSM技术的模块化高压电源系统，通过串联叠加若干电源模块，实现额定电压输出。电源模块采用单相桥式整流和半桥输出控制，设计了软启动电路和泄能回路，实现电源模块在市电供电条件下进行功能测试；设计调节模块电路，通过控制调节模块的输出电压等级，实现对电源输出电压的精确控制。利用MATLAB中Simulink工具箱对电源模块及系统进行仿真测试，测试了电源的软启动功能、额定输出及短路保护性能。搭建1 600 V/50 A/5 s试验样机和80 kV/50 A/5 s测试平台，实验验证电源系统模块电气性能。经仿真和实验验证，电源模块试验样机满足额定输出要求，通过串联叠加，实现80 kV电压稳定输出。电源短路保护时间小于6 μs，实现了快速保护关断，满足HL-3装置5 MW中性束注入系统对高压电源的性能要求。

来源：2025年第3期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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