傳 統 的 高 壓 直 流 發 生 器 通 常 用 工 頻 交 流 電 源 經 升 壓 整
流、 濾波而獲得直流電壓的, 直流高壓發生器的工作方式很
多, 有半波整流、 工頻倍壓和中頻倍壓整流電路等。 早期的半
波整流方式因設備體積大、 穩定度、 差紋波系數高而早已不被
采用。 在工頻整流技術的基礎上, 發展了工頻倍壓整流高壓發
生器。 其特點是電路簡單, 過載能力強, 故障率低, 但是這種方
式一般無閉環反饋, 因而高壓穩定度差, 且繼電器控制回路的
保護動作較慢。
直流高壓發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、 半橋斬波和全橋逆變
的設計思路來設計。
1 系統組成及工作原理
根據快速響應、 安全可靠的要求提出了如下系統整體框
圖如圖 1 所示。 系統的工作原理是: 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
調制 DC/DC 環節變換得到可調直流電壓 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 系統為 DC/
DC 提供電壓輸出的給定信號, 同時接收 DC/DC 環節來的保護
動作信號, 并實時地做出反應。 對于 DC/AC 環節, DSP 系統接
收保護動作信號, 同時輸出保護控制信號, 控制 DC/AC 環節的
工作狀態。 DSP 系統還要實現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
值, 并提供操作控制。
圖 1 系統整體結構圖
2 系統控制電路
電源系統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 驅動
信號的產生、 全橋逆變電路驅動信號的產生、 過流過壓檢測與
保護、 輸出電流電壓的顯示。 因此除了驅動電路外, 控制電路
主要包括 DSP 系統時鐘電路、 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。
