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周宁, 詹荣霖, 燕宏斌, 等. 开关线性混电源设计[J]. 强激光与粒子束. doi: 10.11884/HPLPB202537.240435
引用本文: 周宁, 詹荣霖, 燕宏斌, 等. 开关线性混电源设计[J]. 强激光与粒子束. doi: 10.11884/HPLPB202537.240435
Zhou Ning, Zhan Ronglin, Yan Hongbin, et al. Design of switched-linear power supply[J]. High Power Laser and Particle Beams. doi: 10.11884/HPLPB202537.240435
Citation: Zhou Ning, Zhan Ronglin, Yan Hongbin, et al. Design of switched-linear power supply[J]. High Power Laser and Particle Beams. doi: 10.11884/HPLPB202537.240435

开关线性混电源设计

doi: 10.11884/HPLPB202537.240435
基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金项目(E411571GJ0)
详细信息
    作者简介:

    周 宁,zhouning@impcas.ac.cn

    通讯作者:

    高大庆,gaodq@impcas.ac.cn

  • 中图分类号: TL503.5

Design of switched-linear power supply

  • 摘要: 随着粒子加速器物理实验的深入研究,对束流质量的要求逐渐提高。为获得极高稳定度和极低噪声的磁场环境,分析设计了开关模式和线性模式结合的高精度直流励磁电源。前级开关电源提供稳定的功率来源,串联后级线性电源控制电流线性放大后进行输出。在电源电流和管压降控制环路基础上,通过对关键部件的温度补偿措施,进一步提高了输出电流的稳定度;通过对后级线性电源的模块化设计,减小了电源体积并提高了运维便利性。实测结果表明:8 h长期电流稳定度达到1.3×10−6,且噪声极低。
  • 图  1  开关线性混合电源原理图

    Figure  1.  Schematic diagram of switched-linear power supply

    图  2  开关线性混合电源控制原理

    Figure  2.  Control strategy of switched-linear power supply

    图  3  环境温度变化对输出电流的影响

    Figure  3.  Influence of ambient temperature variations on output current

    图  4  温度控制电路原理

    Figure  4.  Scheme of temperature control circuit

    图  5  恒温装置和加入温度补偿后的DAC输出曲线

    Figure  5.  Constant temperature device and the DAC output curve after adding temperature compensation

    图  6  新旧线性电源模块对比和新结构模块的安装效果

    Figure  6.  Comparison of old and modified structure of water-cooled radiator and power module installed in a 3U chassis

    图  7  水冷散热器的散热效果曲线(8 h)

    Figure  7.  Heat dissipation effect curve of new structure (8 h)

    图  8  不同输出电流下的8 h电流稳定度

    Figure  8.  The 8 h stability of the current under various output currents

    图  9  真实负载和螺线管负载500 A输出电流下电流纹波

    Figure  9.  Current ripple of 500 A output current under different load conditions

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-12-20
  • 修回日期:  2025-05-08
  • 录用日期:  2025-05-08
  • 网络出版日期:  2025-05-23

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