南京粒子加速器電壓傳感器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

在產(chǎn)生移相脈波時(shí)，計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)都有一個(gè)固定的時(shí)基，計(jì)時(shí)器以時(shí)基為參考點(diǎn)開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)比較寄存器中的值和設(shè)定值相等就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比較中斷。由此機(jī)理，移相角的改變有兩種方法：1）不斷改變時(shí)基；2）不斷更新比較值。DSP比較寄存器處于增減計(jì)數(shù)模式，一般時(shí)基是固定的。由于增減計(jì)數(shù)模式中每一個(gè)周期都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)周期中斷和下溢中斷，于是我們可以利用這兩個(gè)中斷將設(shè)定值重置來(lái)實(shí)現(xiàn)另外一對(duì)PWM波的移相。超前橋臂上一對(duì)互補(bǔ)PWM波由比較單元1產(chǎn)生，對(duì)應(yīng)的比較寄存器為T(mén)1CMPR，即為比較寄存器1的設(shè)定值，計(jì)數(shù)寄存器為T(mén)1CNT。滯后橋臂上一對(duì)互補(bǔ)的PWM波由比較單元2產(chǎn)生，對(duì)應(yīng)的比較寄存器為T(mén)2CMPR，即為比較寄存器2的設(shè)定值，為了保證參考坐標(biāo)的一致性，比較單元2和比較單元1共用同一個(gè)計(jì)數(shù)寄存器。這是通過(guò)實(shí)現(xiàn)電阻橋的第二種方法實(shí)現(xiàn)的，如下所示。南京粒子加速器電壓傳感器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

為移相全橋逆變部分的 Simulink 仿真電路。負(fù)載等效至原邊用等值電阻代替，仿真主要調(diào)節(jié)諧振電容和諧振電感的參數(shù)，以滿(mǎn)足所有開(kāi)關(guān)管的零開(kāi)通和軟關(guān)斷。依次為開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)波形、橋臂上電壓波形和橋臂上電流波形。其中驅(qū)動(dòng)波形中從低到高分別為開(kāi)關(guān)管1、2、3、4的驅(qū)動(dòng)波形（四個(gè)驅(qū)動(dòng)的幅值有差別只為了便于分辨，實(shí)際驅(qū)動(dòng)效果是相同的）。同一橋臂上兩開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)有4μS的死區(qū)時(shí)間，滯后橋臂相對(duì)于超前橋臂的滯后時(shí)間為12.5μS。橋臂上是串聯(lián)的3a電阻和100μH電感，如果不存在移相，則橋臂上的電壓應(yīng)該是*有死區(qū)時(shí)間是0。由于移相角的存在，電壓占空比進(jìn)一步減小，減小的程度對(duì)應(yīng)是移相角的大小。蘇州高精度電壓傳感器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖堑玫椒€(wěn)恒高精度電流源，實(shí)驗(yàn)預(yù)期的也 是有電壓和電流兩個(gè)閉環(huán)。

除了濾波電容的容量要選擇適當(dāng)，我們還需要考慮濾波電容的耐壓值，電容耐壓值不夠會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。為了降低成本，一般電容耐壓值比輸出電壓高一些即可，比如可以選擇1.2倍的裕度。并且考慮到一般的電解電容有等效電阻，因此選用電解電容時(shí)可以選擇實(shí)際值比理論計(jì)算值大的電容，并且可以是多個(gè)并聯(lián)使用。為了減小開(kāi)關(guān)管的電流，減小輸出端整流橋上的電壓，從而降低損耗，高頻變壓的原副邊變比應(yīng)盡可能大一些。為了滿(mǎn)足輸出電壓值的要求，則需要根據(jù)實(shí)際輸入的電壓值和輸出電壓值要求來(lái)考慮。以輸入電壓最小值為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，變壓器變比：K=。其中vin(min)是輸入電壓最小值，vo是輸出電壓，vd是整流二極管導(dǎo)通壓降，Dsec是副邊占空比，在此取值0.8。將各個(gè)參數(shù)代入計(jì)算可得變比K為7.44，在這里可以取值為7.5。

整個(gè)控制板由五個(gè)模塊構(gòu)成：電源模塊、采樣及A/D轉(zhuǎn)換模塊、DSP控制模塊、PWM輸出模塊、驅(qū)動(dòng)電路模塊。數(shù)字控制電路中任何一個(gè)芯片的工作都離不開(kāi)電源，其中DSP芯片和A/D芯片對(duì)電源的要求很高，電源發(fā)生過(guò)電壓、欠電壓、功率不夠或電壓波動(dòng)等都可能導(dǎo)致芯片不能正常工作甚至損壞。對(duì)于任何一個(gè)PCB板，電源模塊設(shè)計(jì)的好壞都直接影響著整個(gè)控制板工作的穩(wěn)定。在設(shè)計(jì)電源模塊的時(shí)候，不僅要為整個(gè)控制板提供其所需要的所有幅值的電壓，還要保證每一個(gè)幅值的電壓值穩(wěn)定、紋波小，必要時(shí)須電氣隔離，并且電源模塊須功率足夠。方向相反，從而在磁芯中保持磁通為零。

在超前橋臂上開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)過(guò)程中，橋臂上兩個(gè)諧振電容充放電的能量由諧振電感和負(fù)載端濾波電感共同提供，在能量關(guān)系上很容易滿(mǎn)足。當(dāng)諧振電感上電流Ip值變小或輸入電壓變大時(shí)，超前橋臂諧振電容充放電時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)，即當(dāng)變換器輕載時(shí)，開(kāi)關(guān)管可能會(huì)失去零開(kāi)通條件。在上式中，輸入端直流側(cè)母線電壓取值為310V，諧振電感電流Ip=Io/K=60/8=7.5A。取值Vin=310V，Ip=7.5A，死區(qū)時(shí)間留一倍的裕量，在此取值為1.2Us，計(jì)算得到clead=15.48109。在此可以取值為15nF。在本文中，我們可以詳細(xì)討論一個(gè)電壓傳感器。南京粒子加速器電壓傳感器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)過(guò)磁環(huán)將原邊電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)被氣隙中的霍爾元件檢測(cè)到。南京粒子加速器電壓傳感器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1）額定電壓：根據(jù)前面的計(jì)算，電網(wǎng)取電輸入整流后直流母線峰值電壓為373v。一般情況下選用額定電壓為直流母線最高電壓的兩倍的開(kāi)關(guān)管，在此處，前端儲(chǔ)能電容兼具濾波穩(wěn)壓作用，功率開(kāi)關(guān)管的電壓可以降低，選用額定電壓為500v的開(kāi)關(guān)管即可。2）額定電流：補(bǔ)償電源總功率約為1200w，直流側(cè)母線比較低電壓為199v，由此估算通過(guò)橋臂上最大電流為6A，考慮到2倍裕量，可以選用額定電流12A的開(kāi)關(guān)管?？紤]到補(bǔ)償電源的容量可能會(huì)在后期實(shí)驗(yàn)中加以擴(kuò)充，故而選用開(kāi)關(guān)管時(shí)選用額定電壓為600v，額定電流為50A的IGBT，具體型號(hào)為英飛凌公司的IKW50N60T。南京粒子加速器電壓傳感器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)