DC/DC電源技術(shù)研究

為更好提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的精度，實(shí)現(xiàn)電流跟隨性，采用兩級(jí)電流控制(圖2)，即總電流環(huán)和模塊電流環(huán)相互配合，不僅可提高性能指標(biāo)，且可實(shí)現(xiàn)各模塊電流的均衡。

外環(huán)的主要功能是實(shí)現(xiàn)電流的實(shí)時(shí)跟蹤，采用反饋加前饋的復(fù)合控制方式。復(fù)合控制中的前饋控制不影響原系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但卻可在不增大開環(huán)增益的情況下大幅提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)性能。為達(dá)到控制效果。又不使前饋通道的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。前饋控制采用的是輸入信號(hào)的一階導(dǎo)數(shù)，且加到信號(hào)的輸入端。

內(nèi)環(huán)模塊電流環(huán)的主要功能如下。

1)改造控制對(duì)象的傳遞函數(shù)。

2)限制電流最大輸出，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)各電源模塊的均流。

3 數(shù)據(jù)傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

EAST等離子體垂直位移快控電源的均流是裝置并聯(lián)的一重要問題。監(jiān)控計(jì)算機(jī)和電源模塊的CPU數(shù)據(jù)傳輸采用主從方式(圖3)，即由每一電源模塊的CPU 負(fù)載實(shí)現(xiàn)各自的電流控制，并向監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)送該電源模塊狀態(tài)信息，監(jiān)控計(jì)算機(jī)的作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)各電源模塊的統(tǒng)一管理，包括向每個(gè)電源模塊發(fā)送啟動(dòng)和停止指令。發(fā)送電流給定信號(hào)，采集直流輸出總電流，總電壓，交流輸入電壓及各電源模塊的交流電壓電流，直流輸出電流，溫度，熔絲斷，門禁等物理量等。同時(shí)與上一級(jí)EAST總控計(jì)算機(jī)及系統(tǒng)各電源模塊進(jìn)行通訊，完成各種數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)上報(bào)，下報(bào)。模塊的自動(dòng)切除與投入等任務(wù)。監(jiān)控計(jì)算機(jī)給每個(gè)電源模塊傳輸相同的給定電流！在電源模塊電流環(huán)的調(diào)節(jié)控制作用下，通過單片機(jī)的軟件編程，實(shí)現(xiàn)輸出相同的負(fù)載電流！獲得較好的均流效果。

4 結(jié)語

對(duì)于類似托卡馬克快控電源這樣的大容量且對(duì)其，象限運(yùn)行和電流跟蹤有較高要求的電源系統(tǒng)，可采用多個(gè)獨(dú)立的中小容量的電源模塊通過并聯(lián)來滿足電源總?cè)萘康男枨蟆６嚯娫吹牟⒙?lián)面臨的一個(gè)關(guān)鍵問題是各組成模塊之間的均流。利用電源模塊的智能化和自動(dòng)控制系統(tǒng)理論，使電源的各個(gè)組成模塊成為具有電流跟蹤能力的閉環(huán)系統(tǒng)！由控制規(guī)律而非硬件來實(shí)現(xiàn)各模塊之間的均流。如此形成的系統(tǒng)也將能夠滿足快控電源的快速電流跟蹤要求。這種設(shè)計(jì)方案所以能夠得到實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵在于具備了以下條件：

1)單片機(jī)在電源模塊和并聯(lián)系統(tǒng)中的嵌入式應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了裝置的智能化，大大提高了模塊調(diào)制頻率的一致性。有利于減小輸出電壓，電流的低頻紋波！克服了傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)各模塊調(diào)制頻率一致性的缺點(diǎn)。

2)采用PWM技術(shù)DC/DC環(huán)節(jié)具有快速響應(yīng)能力；

3)基于控制理論的電流跟蹤技術(shù)能以硬件均流不同的思路實(shí)現(xiàn)模塊之間的均流，通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)的控制，向各模塊CPU 傳送相同的電流給定。實(shí)現(xiàn)電源模塊的靜態(tài)均流。