Virtual instrument for controlling and monitoring digitalized power supply in SSRF

The Shanghai Synchrotron Radiation Facility （SSRF） needs extremely precise power supplies for their various magnets. A digital controller is being developed for the power converters of the SSRF power supply （PS）. In the digital controller, a fully digital pulse-width modulator （PWM） directly controls the power unit insulated gate bipolar transistor （IGBT） of the PS. A program in LabVIEW language has been developed to control and monitor the digital PS via serial communication （RS232） from a PC and to modify its parameters as well. In this article, the software design of the virtual instrument for controlling and monitoring digitalized PS and its associated functions are described, and the essential dements of the program graphical main-Ⅵ and sub-Ⅵ source code are presented and explained. The communication protocol and the structure of the developed system are also included in this article.     

上海同步辐射装置电源控制系统

上海同步辐射装置电源控制系统是基于EPICS系统开发运行的分布式控制系统。系统中~65 K实时数据库记录分布运行于27个VME总线的IOC控制器中,实现了对600多台各类磁铁电源的访问控制。本文介绍了电源控制系统基于Ethernet的层次式结构与工作原理,分别描述了针对PSI与SINAP电源控制器的控制解决方案,同时介绍了系统的硬件设备、IOC和控制台软件及系统中采用的通讯技术。     

LabVIEW在SSRF数字电源研制中的应用

上海同步辐射装置数字化电源的开发主要是采用完全数字化PWM直接控制功率管IGBT的数字控制器,利用LabVIEW平台开发了数字电源的监控程序,通过串口通讯（R232）进行监控,友好、清晰的人机界面能够方便监测数字电源和修改它的控制参数。并基于LabVIEW编写的另一个虚拟仪器程序通过高精度的Keithley仪器和计算机实现该数字电源的电流长期稳定性测试和记录,Excel格式数据存储通过该程序完成,可以为以后进一步分析做准备。     

SSRF数字化电源巡检系统的设计

开发了SSRF数字电源巡检系统,实现远程巡检与本地巡检两种模式,采用LabVIEW软件开发平台设计了简单美观的用户界面,两种硬件结构在数字化电源巡检用户软件界面上不需修改.远程巡检用于模拟数字化电源与中央控制室间远程监控通讯的调试,及时排查远程通讯或电源的故障;本地巡检可同时检测18台数字化电源,长期(24 h)进行故障状态监视,并通过Excel或text记录与保存,进行电源性能指标验收.两种巡检模式已用于SSRF的数字化电源巡检.     

基于FPGA状态空间方程解算器的HIRFL-CSR电源控制器设计

兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)磁铁电源控制系统迫切需要提高性能,为实现基于现代控制理论的复杂控制算法,设计了ARM+FPGA结构的数字电源控制器。在FPGA中,设计了全新的硬件状态空间方程解算器,对电源进行实时、高速的状态反馈控制。结果证明,控制器可很好地实现最优观测状态反馈闭环控制,且其动态响应速度、稳态精度、抗干扰性及鲁棒性均有很大的提高。     

Design concept of self-contained low power reactor master for heat supply

This paper demonstrates technical features and conceptual scheme of innovative self-contained low power reactor MASTER for heat supply. Neutron-physical and thermo-hydraulic characteristics of this reactor are analyzed. The possibility of power self-control and minimization of reactivity swing during fuel burnup are considered.     

高精度磁铁电源的本地智能化控制

针对北京正负电子对撞机二期工程（BEPCII）对电源系统的要求,设计、研制了高精度磁铁稳流电源的本地智能控制器。电源电流给定值通过18位的D／A转换器AD760,电流值的回采通过24位的A／D转换器ADS1210实现。简要介绍了控制器软硬件的设计,并给出了控制器在电源工程样机上测试的数据,验证了设计的合理性和使用的可靠性。     

基于DSP的电源测试系统的设计与实现

讨论了兰州CSR脉冲电源的测试系统,它基于TI公司的C6000系列的DSP.通过通用串口,把原始数据由PC传输到DSP,由DSP对接收到的数据进行差值,形成波形输出数据,通过FPGA来控制DAC的输出.     

新型地那米加速器磁场扫描电源的研制

研制开发了开关型三角波磁场扫描电源。改进后的扫描电源比原有电源的体积缩小近２０倍,重量冯轻约１０倍,同时,扫描均匀度显著提高,且操作方便,能较好地抑制高频干扰,在防止高压打火引起仪器损坏方面效果明显,并增加了电源输出波形的显示功能。同时还探讨了扫描均匀度及保护电路的切换时间问题。     

多通道AC电源控制器的研制

简要介绍多通道AC电源控制器。该控制器是一个多路程控开关设备，它由计算机进行控制。该仪器是为一个220V交流电源供电系统自动控制与监视系统设计研制的，是该系统的关键前端设备。     

合肥光源新型数字校正铁电源系统

储存环校正铁电源系统的稳定性是进行同步辐射光源束流轨道校正的重要前提。本文描述了新的校正铁数字控制电源系统硬件结构、软件设计及调试结果,其中,重点介绍了数字化控制器的硬件结构和软件工作流程。数字化控制器包括DSP卡和ADC卡,采用了DSP和FPGA作为控制核心,通过光纤与远程IOC进行实时通讯,通过本地PC机串行口可设置电源回路参数。运行结果表明,新的数字控制开关电源系统很好地满足了轨道稳定性对其的要求。     

一种新型的大功率稳流源

叙述了一种新型大功率稳流源的工作原理、结构特点、主要技术性能和实用结果。并对其应用前景和推广范围作了简要说明。     

悬浮式测井中子发生器

井下中子发生器高压倍加电路采用中子管悬浮式供电，使高电场强度的空间范围缩小，高电场强度区间内单位距离的电压降减少了1／3左右。在悬浮式系统中采用脉宽调制式气压自动控制，保证了中子发生器能在高温条件下稳定工作。     

储存环高精度稳流电源漂移问题的研究

分析了储存环高精度稳流电源产生漂移的原因，介绍了对电源系统给定电压，取样元件，误差放大器，调整管等相应的改进措施，经过一系列改进后，电源稳定度得到提高，进一步保证了光源的可靠供光。     

加速器中高稳定度电源拓扑研究

分析了加速器对稳流电源的要求,介绍了几种大功率高稳定度电源拓扑结构,调压器调压、二极管整流、调整管调流;晶闸管整流调压、调整管调流;二极管整流、直流斩波;晶闸管整流调压、二象限斩波。给出了几种电源拓扑的优缺点,讨论了在加速器电源设计中应关注的问题。     

大功率电子束轰击炉高压PWM电源的研制

介绍高压PWM-BUCK DC/DC变换器的工作原理,分析其工作特点,给出了应用于大功率轰击炉加速电源工程实践的技术路线.运行结果证明,高压PWM电源较之晶闸管移相调压控制的高压电源,具有输入电流谐波小、功率因素高及运行效率高等优点.     

高精度磁铁稳流电源智能化接口的研制

介绍一台专用于高精度稳流电源的智能化接口的设计方案及样机的研制结果。该接口用单片机作为核心实现对大功率、高精度的磁铁电源进行智能化的本地控制与作为远程遥控接口的功能。具有运行参数的设定、运行状态的检测、故障报警及记录、运行数据的保存及与计算机的通讯等功能。采用了主控机箱与操作面板分离的两体方案,主机与面板之间用串行数字信号进行连接。     

中国散裂中子源快周期同步加速器磁铁电源系统的研究

目前正在进行可行性研究的中国散裂中子源的主体结构是1台强流质子同步加速器。该加速器的一期目标为注入能量70MeV、引出能量1.6GeV、束流功率100kW、循环工作频率25Hz。文章阐述系统总体结构的设计原则以及二极磁铁（B）和四极磁铁（Q）磁场的跟踪误差要求。     

Development of high voltage power supply for the KSTAR 170 GHz ECH and CD system

A 3.6 MW (66 kV/55 A) DC power supply system was developed for the 170 GHz EC H&CD system in KSTAR. The power supply system consists of a cathode power supply (CPS), an anode power supply (APS) and a body power supply (BPS). The cathode power supply is capable of supplying a maximum voltage of ?66 kV and a current of 55 A to the cathode with respect to the collector using pulse step modulation (PSM). The high voltage switching system for the cathode is made by a fast MOS-FET solid-state switch which can turn off the high voltage to the cathode within 3 μs in the occurrence of gyrotron faults. The APS is a voltage divider system consisting of a fixed resistor and zener diode units with the capability of 60 kV stand-off voltage. The anode voltage with respect to the cathode is controlled in a range of 0–60 kV by turning the MOS-FET switches connected in parallel to each zener diode on and off. For high frequency current modulation of the gyrotron, the parallel discharge switch is introduced between the cathode and anode in order to clamp the charged voltage in the stray capacitance. The BPS is a DC power supply with the capability of 50 kV/160 mA. The nominal operation parameter of BPS was 23 kV and 10 mA, respectively, and the voltage output is regulated with a stability of 0.025% of the rated voltage. The series MOS-FET solid-state switch is used for on/off modulation in the body voltage sychronizing with anode voltage. The parallel discharge switch is also introduced between the body and collector for high frequency RF modulation. This paper describes the key features of the high voltage power supply system of the KSTAR 170 GHz gyrotron as well as the test results of the power supply.     

合肥光源直线加速器数控直流负高压电源的软硬件实现

介绍了合肥国家同步辐射实验室200MeV直线加速器电子枪10～80kV直流负高压电源的工作原理。重点分析了开关电源、电压电流采集、反馈控制和微控制器等模块的电子学硬件实现,同时部分给出了基于ADuC8xx片上系统微控制器和后端上位机控制等软件设计。