当前位置：
主电路拓扑
采用半桥/全桥逆变+高频升压变压器结构，支持宽范围电压调节（0-50kV）
功率器件选用MOSFET串联组（如IXFN32N120），通过均压网络实现动态电压均衡
控制回路
基于PID控制算法实现输出电压/电流闭环调节，响应时间≤10μs
配置DSP+FPGA协同控制：DSP负责算法运算，FPGA实现纳秒级脉冲时序控制
二、关键电路设计
功率模块
整流滤波：三相全控整流桥（晶闸管耐压≥3kV）+ LCL滤波网络
逆变单元：
开关频率：20-100kHz（通过PWM移相角调节功率）
驱动电路：光纤隔离+负压关断设计（驱动电压+15V/-5V）
束流保护系统
过流保护：
Rogowski线圈实时采样（量程0-200A）
两级触发机制：软件阈值报警（ms级） + 硬件撬棒电路（μs级）
过压保护：
高压电容分压器（分压比1000:1） + 压敏电阻钳位（阈值50kV）
电弧检测：
紫外光电管+射频噪声传感器双通道监测
三、电磁兼容设计
线束布局
高低压线束分层布置，间距＞30cm，避免交叉干扰
高压线缆采用双层屏蔽结构（铜编织网+铝箔）
接地设计
独立设置信号地/功率地/机壳地，单点汇接于铜排（截面积≥50mm²）
控制柜内配置低阻抗接地网络（阻抗＜0.1Ω）
四、结构实现
散热系统
液冷板+强迫风冷复合散热：
IGBT/MOSFET模块安装于液冷板（水温25±2℃）
机箱配置4×200CFM离心风机（进风温度≤40℃）
绝缘设计
高压部件采用分段绝缘：
环氧树脂真空浇注（耐压≥60kV/mm）
聚四氟乙烯支撑件（沿面爬距＞50mm/kV）
五、测试验证
本方案通过PID闭环控制+多级保护机制实现高精度束流控制，满足粒子加速器、工业辐照等场景对电源快速响应与高可靠性的要求。设计中需特别注意高低压隔离与电磁干扰抑制，建议采用Saber软件进行多物理场联合仿真优化。
