南京粒子加速器電壓傳感器設計標準

在產(chǎn)生移相脈波時，計時器的計時都有一個固定的時基，計時器以時基為參考點開始計數(shù)，當比較寄存器中的值和設定值相等就會產(chǎn)生一個比較中斷。由此機理，移相角的改變有兩種方法：1）不斷改變時基；2）不斷更新比較值。DSP比較寄存器處于增減計數(shù)模式，一般時基是固定的。由于增減計數(shù)模式中每一個周期都會產(chǎn)生一個周期中斷和下溢中斷，于是我們可以利用這兩個中斷將設定值重置來實現(xiàn)另外一對PWM波的移相。超前橋臂上一對互補PWM波由比較單元1產(chǎn)生，對應的比較寄存器為T1CMPR，即為比較寄存器1的設定值，計數(shù)寄存器為T1CNT。滯后橋臂上一對互補的PWM波由比較單元2產(chǎn)生，對應的比較寄存器為T2CMPR，即為比較寄存器2的設定值，為了保證參考坐標的一致性，比較單元2和比較單元1共用同一個計數(shù)寄存器。這是通過實現(xiàn)電阻橋的第二種方法實現(xiàn)的，如下所示。南京粒子加速器電壓傳感器設計標準

為移相全橋逆變部分的 Simulink 仿真電路。負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)，以滿足所有開關(guān)管的零開通和軟關(guān)斷。依次為開關(guān)管驅(qū)動波形、橋臂上電壓波形和橋臂上電流波形。其中驅(qū)動波形中從低到高分別為開關(guān)管1、2、3、4的驅(qū)動波形（四個驅(qū)動的幅值有差別只為了便于分辨，實際驅(qū)動效果是相同的）。同一橋臂上兩開關(guān)管驅(qū)動有4μS的死區(qū)時間，滯后橋臂相對于超前橋臂的滯后時間為12.5μS。橋臂上是串聯(lián)的3a電阻和100μH電感，如果不存在移相，則橋臂上的電壓應該是*有死區(qū)時間是0。由于移相角的存在，電壓占空比進一步減小，減小的程度對應是移相角的大小。蘇州高精度電壓傳感器設計標準本實驗目的是得到穩(wěn)恒高精度電流源，實驗預期的也 是有電壓和電流兩個閉環(huán)。

除了濾波電容的容量要選擇適當，我們還需要考慮濾波電容的耐壓值，電容耐壓值不夠會發(fā)生危險。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可以選擇實際值比理論計算值大的電容，并且可以是多個并聯(lián)使用。為了減小開關(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盡可能大一些。為了滿足輸出電壓值的要求，則需要根據(jù)實際輸入的電壓值和輸出電壓值要求來考慮。以輸入電壓最小值為基準來進行計算，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是整流二極管導通壓降，Dsec是副邊占空比，在此取值0.8。將各個參數(shù)代入計算可得變比K為7.44，在這里可以取值為7.5。

整個控制板由五個模塊構(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)動電路模塊。數(shù)字控制電路中任何一個芯片的工作都離不開電源，其中DSP芯片和A/D芯片對電源的要求很高，電源發(fā)生過電壓、欠電壓、功率不夠或電壓波動等都可能導致芯片不能正常工作甚至損壞。對于任何一個PCB板，電源模塊設計的好壞都直接影響著整個控制板工作的穩(wěn)定。在設計電源模塊的時候，不僅要為整個控制板提供其所需要的所有幅值的電壓，還要保證每一個幅值的電壓值穩(wěn)定、紋波小，必要時須電氣隔離，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。

在超前橋臂上開關(guān)管開關(guān)過程中，橋臂上兩個諧振電容充放電的能量由諧振電感和負載端濾波電感共同提供，在能量關(guān)系上很容易滿足。當諧振電感上電流Ip值變小或輸入電壓變大時，超前橋臂諧振電容充放電時間會變長，即當變換器輕載時，開關(guān)管可能會失去零開通條件。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)時間留一倍的裕量，在此取值為1.2Us，計算得到clead=15.48109。在此可以取值為15nF。在本文中，我們可以詳細討論一個電壓傳感器。南京粒子加速器電壓傳感器設計標準

經(jīng)過磁環(huán)將原邊電流產(chǎn)生的磁場被氣隙中的霍爾元件檢測到。南京粒子加速器電壓傳感器設計標準

1）額定電壓：根據(jù)前面的計算，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關(guān)管，在此處，前端儲能電容兼具濾波穩(wěn)壓作用，功率開關(guān)管的電壓可以降低，選用額定電壓為500v的開關(guān)管即可。2）額定電流：補償電源總功率約為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的開關(guān)管。考慮到補償電源的容量可能會在后期實驗中加以擴充，故而選用開關(guān)管時選用額定電壓為600v，額定電流為50A的IGBT，具體型號為英飛凌公司的IKW50N60T。南京粒子加速器電壓傳感器設計標準