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1、1种加速器用高压电源系统设计方案摘 要:本文提出了一种加速器用高压电源系统的设计方案,主要讨论高压开关电源的设计,对于工作在高电位的电源也进行了介绍。关键词:高压电源; 高电位; 加速器Design Program of a H.V. Power Supply System for AcceleratorAbstract:A design program of a H.V. power supply system for accelerator is proposed, with emphase on the design of H.V. power supply and high poten
2、tial power supply.Keywords: H.V. Power Supply; High Potential; Accelerator 该电源系统为加速器供电，包括 DC-200KV-350KV 60mA 主电源、30KV 100mA 电源和 10V 3A 灯丝电源，其中 30KV 电源和 10V电源浮在-350KV 电源的高电位上。为了减小电源系统对电网及加速器其它部分的干扰，三相交流市电先经过 50KVA 隔离变压器再给该电源系统供电。其系统构成电气框图如图 1 所示。2380V50Hz三相50KVA 三 相 隔 离 变压器50KVA 稳压器 （可调）功率变换高 频 高 压
3、整 流 5KVA 稳压器 （可调）350KV 隔 离 升 压 变压器整 流滤 波350KV 隔 离 变压器0.5KVA 稳压器 （可调）-350KV DC60mA30KV DC100mA (-350KV电位)10V AC3A （-350KV电位）图图 1 加速器加速器电电源系源系统统构成构成电电气框气框图图1 DC200350KV 主电源主电源该电源为加速器高压电源，输出电压高、功率大，由交流稳压、功率逆变、高压升压及控制、检测、保护等部分组成，如图 2 所示。三 相 交 流 稳 压整流功 率逆 变高 频 高 压 整 流 驱 动检测、调控、保护三相 50Hz 380V图图 2 电电气原理框气原
4、理框图图该电源的关键部分在：1、功率逆变；2、高压部分；3、高压引出部3分（即如何将电源的输出高压与加速器对接） 。1 1）功率逆变）功率逆变由于电源输出功率较大（约 20 多千瓦） ，功率逆变部分采用全桥逆变电路，如图 3 所示。图图 3 全全桥桥逆逆变电变电路路其功率管采用智能型大功率 IGBT。2 2）高压部分）高压部分由于电源输出电压高达 350KV，高压部分采用两个高压变压器，分别倍压整流，然后叠加，如图 4 所示。整个高压部分放在一油箱中。4倍 压 电 路-+-倍 压 电 路-+-倍 压 电 路倍 压 电 路图图 4 高高压压部分原理部分原理图图2 DC30KV、100mA（35K
5、V 电位）电源电位）电源该电源输出功率达 3KW，且要求 10KV30KV 可调，而其关键点在于该电源输出电压叠加在350KV 主电源上，即要求隔离电位达350KV。对此，采用方案为：由 50KVA 隔离变压器来的三相交流电，经 5KVA 稳压器（电压可调）输入给隔离电位为 350KV 的高压升压变压器，然后整流滤波，输出 30KVDC 100ma（-350KV 电位） 。如图 1 相关部分所示。3 10V 3A（350KV 电位）灯丝电源电位）灯丝电源5该电源尽管功率较小，但也要求输出电压可调，其关键点也在于输出电压也要叠加在350KV 主电源上，即要求隔离电位达350KV。对此采用方案为:
6、由 50KVA 隔离变压器来的交流电，经 0.5KVA 输出电压可调的稳压器后，输入给隔离电位为 350KV 的降压变压器，得到 AC10V 3A（350KV 电位）如图 1 相关部分所示。4 电源系统结构布局电源系统结构布局按图 1 所示的系统构成图，根据各个部分所需体积的大小和标准机柜的尺寸:50KVA 稳压器为一个机柜;功率变换部分为一个机柜；50KVA 三相隔离变压器和 5KVA 稳压器以及 0.5KVA 稳压器放在一个机柜。共三个机柜。而350KV 电源的高压变压器、高频高压整流及大功率高压电阻；30KV（350KV 电位）电源的 350KV 隔离升压变压器和整流滤波部分；10V（350KV 电位）灯丝电源的 350KV 隔离变压器等放在一个油箱里。5结论结论加速器用高压电源系统是其关键的组成部分,本文提出的设计方案对高压电源及高电位电源的设计与开发在实际指导意义。
