強(qiáng)磁場是指磁場強(qiáng)度高于商用超導(dǎo)磁體所能達(dá)到比較高的磁場，將磁場強(qiáng)度超過20T的磁場定義為強(qiáng)磁場。按照現(xiàn)階段世界上強(qiáng)磁場系統(tǒng)的建設(shè)，強(qiáng)磁場系統(tǒng)一般由磁體、電源系統(tǒng)、低溫冷卻系統(tǒng)、測量測試系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)平臺構(gòu)成。其中磁體是直接產(chǎn)生強(qiáng)磁場的裝置，電源為整個系統(tǒng)的工作提供相應(yīng)的能量，低溫冷卻系統(tǒng)為磁體的工作創(chuàng)造必要的工作環(huán)境，測量測試系統(tǒng)是測量、監(jiān)測和采集必要的實(shí)驗(yàn)參數(shù)和信息，實(shí)驗(yàn)平臺即是為科學(xué)研究工作提供相關(guān)的接口和實(shí)驗(yàn)環(huán)境。板之間的磁場將創(chuàng)建一個完整的交流電路沒有任何硬件連接。常州磁調(diào)制電壓傳感器定制

控制板硬件電路是程序運(yùn)行和數(shù)字計(jì)算的平臺、是控制方案具體實(shí)施的基礎(chǔ)。本控制電路**芯片采用TI公司的TMS320F2812DSP控制芯片，圍繞F2812搭建控制電路。控制板硬件設(shè)計(jì)包括：硬件方案設(shè)計(jì)、DSP以及外圍器件選型、原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、硬件的焊接和調(diào)試等。在本控制電路中需要采集兩路電流和電壓信號，然后將采集到的信號進(jìn)行計(jì)算處理控制開關(guān)管的通斷，整個電路數(shù)據(jù)量不大，DSP內(nèi)部寄存器即可滿足數(shù)據(jù)處理的要求，故而不需要設(shè)計(jì)**RAM、FLASH電路。F2812內(nèi)部自帶有A/D模塊，但由于考慮到其內(nèi)部A/D模塊精度不夠，本電路自行設(shè)計(jì)**A/D模塊。常州磁調(diào)制電壓傳感器定制本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖堑玫椒€(wěn)恒高精度電流源，實(shí)驗(yàn)預(yù)期的也 是有電壓和電流兩個閉環(huán)。

現(xiàn)假設(shè)PWM1和PWM2均設(shè)置為高電平有效，下溢中斷發(fā)生時，賦值CMPR1=0，CMPR1=a。下溢中斷子程序結(jié)束后返回主程序，計(jì)數(shù)寄存器T1CNT從0開始計(jì)數(shù)，由于CMPR1=0，發(fā)生比較中斷，PWM1從低電平變?yōu)楦唠娖健Ｓ?jì)數(shù)寄存器T1CNT繼續(xù)增加至a時，PWM2從低電平變?yōu)楦唠娖健Ｓ纱耍琍WM2和PWM1之間的移相角δ為，所以改變移相角度實(shí)際上改變CMPR2的賦值a。20MHz對應(yīng)50ns。選擇開關(guān)頻率為20KHz,對應(yīng)的定時器T1設(shè)為連續(xù)增減計(jì)數(shù)模式，則T1的周期寄存器的值500.比較大移相角為180度，對應(yīng)的數(shù)字延遲量Td為500，可得移相精度180/500=0.36。

基于以上對移相全橋原理上的分析，本章就主電路的前端整流濾波電路、移相全橋逆變環(huán)節(jié)、輸出端整流電路和濾波電路進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行所有參數(shù)計(jì)算前，我們對從電網(wǎng)所取的電以及初步整流后的電能參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，為后續(xù)計(jì)算做準(zhǔn)備。一般可以采用下述經(jīng)驗(yàn)算法：輸入電網(wǎng)交流電時，若采用單相整流，整流濾波后的直流電壓的脈動值VPP是比較低輸入交流電峰值的20%~25%，這里取值VPP=20%Vin。我們提供給后續(xù)變換電路的電源是從電網(wǎng)中取電，如此就涉及到輸入整流環(huán)節(jié)。整流電路是直接購置整流橋，進(jìn)行兩相整流。參數(shù)計(jì)算即是前端儲能濾波電容的參數(shù)設(shè)計(jì)。通過參考電阻或傳感器產(chǎn)生的電壓被緩沖，然后給予放大器。

在電路的控制環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)了硬件控制電路并編寫了相應(yīng)的控制程序。硬件電路基于DSP控制芯片，主要由電源模塊、采樣及A/D轉(zhuǎn)換模塊、DSP控制模塊、PWM輸出模塊、驅(qū)動電路模塊構(gòu)成。在程序方面，本文著重對移相脈波產(chǎn)生的方式、PID反饋控制的策略進(jìn)行了研究，同時也完成了信號采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、保護(hù)控制等模塊的程序編寫和調(diào)試。然后按照補(bǔ)償電源的參數(shù)要 求，選擇了基于 TMS320F2812（DSP）的移相全橋變換電路作為補(bǔ)償電源的拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)。討 論了長脈沖高穩(wěn)定磁場的研究意義、發(fā)展現(xiàn)狀和現(xiàn)今的難點(diǎn)，基于存在的問題提出 了對強(qiáng)磁場電源系統(tǒng)的優(yōu)化， 提出了補(bǔ)償電源的方案。但其體積大，頻帶較窄，一般只能用于工頻或其它額定頻率測量，并且具有諧振和輸出不能短路等問題。武漢功率分析儀電壓傳感器單價

霍爾電壓傳感器體積小、線性度好、響應(yīng)時間短，但測試帶寬窄，測量精度不高。常州磁調(diào)制電壓傳感器定制

驅(qū)動電路是連接逆變橋開關(guān)管和控制電路的橋梁，控制板輸出的驅(qū)動信號是功率很小的PWM波，不足以驅(qū)動開關(guān)管使之正常的開通關(guān)斷。并且在工程中，為了保證開關(guān)管（IGBT）迅速關(guān)斷，需要在關(guān)斷器件給開關(guān)管提供負(fù)的驅(qū)動電壓，而這些都需要驅(qū)動電路來滿足。除此外，驅(qū)動電路還負(fù)責(zé)控制電路和主電路的隔離，即弱電模塊和強(qiáng)電部分的電氣隔離[26]。驅(qū)動電路也是整個補(bǔ)償電源設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，驅(qū)動電路設(shè)計(jì)的好壞會影響到整個電路工作的安全以及開關(guān)管的開關(guān)速度。具體對驅(qū)動的電路有如下要求：1）提供適當(dāng)?shù)恼聪螂妷海荌GBT能夠可靠的開通關(guān)斷；2）驅(qū)動電路工作頻率要能夠滿足工程需要。3）驅(qū)動電路的功率足夠，保證IGBT工作在過載工況下不會出現(xiàn)飽和而損壞。4）有較強(qiáng)的電氣隔離和抗干擾能力。常州磁調(diào)制電壓傳感器定制