大功率高稳定加速器励磁用开关电源

离子加速器中的电磁铁是其核心部件之一。其电源的输出功率从几千瓦到几百千瓦。除小功率的电源为开关电源外，目前通常为晶闸管可控整流器。采用无源滤波器或工作于线性调整状态的有源滤波装置降低其输出电流纹波，存在体积大、功率因数及效率低等诸多不足。

近年来，随着全控型电力电子器件的发展，开关电源由于其体积小、重量轻、效率高等优点应用日益扩大，其输出功率不断提高。因而，将开关电源技术应用于加速器电源是技术发展的必然趋势。

本项目可应用于高能物理研究中的质子同步加速器、重离子加速器等装置的磁铁励磁用稳流电源。同时，也可广泛应用于对电源输出精度、稳定度要求严格的精密仪器、标准电源等其它领域。因此，该项目具有十分广阔的应用前景。

离子加速器中的加速器装置要求其产生的磁场恒定或按要求的规律进行变化。按不同要求，其电源可分为稳定电源（用于产生稳定磁场）和脉冲电源（磁场按所要求规律变化）。这两类电源分别对输出电流稳定度、电流纹波和跟踪精度等指标提出很高的要求，例如稳定电源的输出电流稳定度一般要求在10^-4数量级。

这类电源的输出功率从几千瓦到几百千瓦，除小功率的电源外，目前通常为晶闸管可控整流器，采用无源滤波器或工作于线性调整状态的有源滤波装置降低其输出电流纹波。采用上述方式使得目前加速器电源存在体积大、功率因数及效率低等诸多不足。

近年来，随着全控型电力电子器件的发展，开关电源由于其体积小、重量轻、效率高等优点应用日益扩大，其输出功率不断提高。因而，将开关电源技术应用于加速器电源是技术发展的必然趋势。

本项目所研制高稳定电源达以下指标：

• 额定输出：120V，300A
• 长期电流稳定度：额定输出时3×10^-5/8小时
• 功率因数：≥0.91
• 效率：≥91%
• 输出电流纹波Ir/Io：≤3×10^-5

本项目所研制的大功率高稳定加速器励磁用开关电源属稳流型电源。同国内外同类系统相比较，本项目解决了一系列如大功率变换电路、高频变压器结构、高稳定性控制方式等关键技术，使系统的技术性能得到了显著提高。查新证实，该装置的整体技术水平已经达到国际先进水平。

项目先进性表现为：

1. 采用零电压-零电流全桥软开关的技术，降低开关元件损耗，大大降低开关噪音；
2. 提出电流、电压双闭环控制及前馈控制方案，提高了系统的输出稳定性和抗干扰性；
3. 提出大功率变换电路、高频变压结构，保证系统可靠性。

项目总投资300万，厂房200平方米以上，具有一定数量的高级电气工程技术人员。预计年产量100台，年销售额500万，利润150万，投资回收期2年。

离子加速器中的电磁铁是其核心部件之一，其电源的输出功率从几千瓦到几百千瓦，除小功率的电源为开关电源外，目前通常为晶闸管可控整流器，采用无源滤波器或工作于线性调整状态的有源滤波装置降低其输出电流纹波，存在体积大、功率因数及效率低等诸多不足。近年来随着全控型电力电子器件的发展，开关电源由于其体积小、重量轻、效率高等优点应用日益扩大，其输出功率不断提高。因而将开关电源技术应用于加速器电源是技术发展的必然趋势。本项目可应用于高能物理研究中的质子同步加速器、重离子加速器等装置的磁铁励磁用稳流电源，同时也可广泛应用于对电源输出精度、稳定度要求严格的精密仪器、标准电源等其它领域。因此该项目具有十分广阔的应用前景。

离子加速器中的加速器装置要求其产生的磁场恒定或按要求的规律进行变化。按不同要求其电源可分为稳定电源（用于产生稳定磁场）和脉冲电源（磁场按所要求规律变化），这两类电源分别对输出电流稳定度、电流纹波和跟踪精度等指标提出很高的要求，例如稳定电源的输出电流稳定度一般要求在10-4数量级。这类电源的输出功率从几千瓦到几百千瓦，除小功率的电源外，目前为通常为晶闸管可控整流器，采用无源滤波器或工作于线性调整状态的有源滤波装置降低其输出电流纹波。采用上述方式使得目前加速器电源存在体积大、功率因数及效率低等诸多不足。近年来随着全控型电力电子器件的发展，开关电源由于其体积小、重量轻、效率高等优点应用日益扩大，其输出功率不断提高。因而将开关电源技术应用于加速器电源是技术发展的必然趋势。本项目所研制高稳定电源达以下指标：

额定输出：120V，300A

长期电流稳定度：额定输出时3×10-5/8小时

功率因数：≥0.91

效 率：≥91%

输出电流纹波Ir/Io：≤3×10-5

本项目所研制的大功率高稳定加速器励磁用开关电源属稳流型电源，同国内外同类系统相比较，本项目解决了一系列如大功率变换电路、高频变压器结构、高稳定性控制方式等关键技术，使系统的技术性能得到了显著提高。查新证实，该装置的整体技术水平已经达到国际先进水平。

　项目先进性表现为：

1、采用零电压-零电流全桥软开关的技术，降低开关元件损耗，大大降低开关噪音；

2、提出电流、电压双闭环控制及前馈控制方案，提高了系统的输出稳定性和抗干扰性；

3、提出大功率变换电路、高频变压结构，保证系统可靠性。

项目总投资300万，厂房200M2以上，具有一定数量的高级电气工程技术人员，预计年产量100台，年销售额500 万，利润150万，投资回收期2年。