傳 統(tǒng) 的 高 壓 直 流 發(fā) 生 器 通 常 用 工 頻 交 流 電 源 經(jīng) 升 壓 整

流、 濾波而獲得直流電壓的, 直流高壓發(fā)生器的工作方式很

多, 有半波整流、 工頻倍壓和中頻倍壓整流電路等。 早期的半

波整流方式因設(shè)備體積大、 穩(wěn)定度、 差紋波系數(shù)高而早已不被

采用。 在工頻整流技術(shù)的基礎(chǔ)上, 發(fā)展了工頻倍壓整流高壓發(fā)

生器。 其特點是電路簡單, 過載能力強, 故障率低, 但是這種方

式一般無閉環(huán)反饋, 因而高壓穩(wěn)定度差, 且繼電器控制回路的

保護動作較慢。

直流高壓發(fā)生器作為高電壓試驗儀器, 一個重要功能是

泄漏電流測量。 目前的直流高壓發(fā)生器在泄漏電流檢測方法

上, 采用外接電流表的方法, 這樣很不安全, 需要改進。 直流高

壓發(fā)生器另一個重要的方面就是快速可靠保護, 可靠的保護

工作為試驗設(shè)備儀器的安全性及實驗人員人身安全起著重要

的作用。 本文研制的新型直流高壓發(fā)生器, 嘗試采用 DSP 芯片

作為控制手段, 運用移相全橋逆變技術(shù)、 半橋斬波和全橋逆變

的設(shè)計思路來設(shè)計。

1 系統(tǒng)組成及工作原理

根據(jù)快速響應(yīng)、 安全可靠的要求提出了如下系統(tǒng)整體框

圖如圖 1 所示。 系統(tǒng)的工作原理是: 首先將市 220V 交流電通

過全橋整流濾波后, 變成 300V 左右的直流電, 直流通過脈寬

調(diào)制 DC/DC 環(huán)節(jié)變換得到可調(diào)直流電壓 0~ 150V 電壓。 然后

直流電壓通過 DC/AC 逆變成方波電壓, 輸入中頻高壓變壓器

后, 接多級倍壓整流得到所需要的輸出電壓。 DSP 系統(tǒng)為 DC/

DC 提供電壓輸出的給定信號, 同時接收 DC/DC 環(huán)節(jié)來的保護

動作信號, 并實時地做出反應(yīng)。 對于 DC/AC 環(huán)節(jié), DSP 系統(tǒng)接

收保護動作信號, 同時輸出保護控制信號, 控制 DC/AC 環(huán)節(jié)的

工作狀態(tài)。 DSP 系統(tǒng)還要實現(xiàn)泄漏電流的測量和輸出電壓的

測量, 并且提供一個良好的人機接口, 實時地顯示各個參數(shù)

值, 并提供操作控制。

圖 1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

2 系統(tǒng)控制電路

電源系統(tǒng)中電源的控制電路采用 TMS320LF2407 DSP 為

核心。 控制電路主要完成如下功能: 半橋電路中 MOSFET 驅(qū)動

信號的產(chǎn)生、 全橋逆變電路驅(qū)動信號的產(chǎn)生、 過流過壓檢測與

保護、 輸出電流電壓的顯示。 因此除了驅(qū)動電路外, 控制電路

主要包括 DSP 系統(tǒng)時鐘電路、 存儲器接口電路、 電壓電流采樣

電路、 電壓電流檢測保護電路、 光藕隔離電路等。