第23卷第1期2011年1月强激光与粒子束HlGHPOWERLASERANDPARTICI。EBEAMSV01．23。No．1Jan．，201l文章编号：1001—4322(2011)O卜0185—05●用于重离子加速器磁铁电源的数字调节器设计+焦喜香1’2，敬岚1，龙银东1’2，乔卫民1，刘伍丰1，马云海1(1．中国科学院近代物理研究所，兰州730000#2．中国科学院研究生院，北京100049)摘要：介绍了兰州重离子加速器冷却储存环上采用高级RISC微处理器(ARM)+现场可编程门阵列(FPGA)+DA／AD技术、状态空间方程方法实现对磁铁电源系统数字调节器的设计，它可以实现5阶及以下各阶的调节控制。运用ARM作为调节控制系统的核心处理器，完成系统的多线程任务处理。电源的精度调节通过FPGA和DA／AD相结合的技术来实现。通过千兆光纤接口实现外接数字信号处理器输入信号的直接传输。同时通过光电隔离器对叠加在输入／输出32bit数字状态量的干扰脉冲进行抑制。经现场测试该调节器达到了加速器电源系统1×lO-4量级的精度要求，并减少了电源系统的故障恢复时间。关键词：磁铁电源；数字调节器；束流控制；冷却储存环中图分类号：TP273．5文献标志码：Adoi：10．3788／HPI，PB20112301．0185兰州重离子加速器(CSR)是由主环(CSRm)和实验环(CSRe)构成的双储存环系统，是一个集加速、累积、冷却、储存、内外靶实验及高分辨粒子探测于一体的大型实验装置。磁铁电源是它的一个重要的组成部分，承担着给CSR磁铁提供高精度电源供给的任务，在整个束流输运线上有300多台，总功率达到8234kV·A。有二极磁铁电源、四极磁铁电源、六极磁铁电源、校正电源等多种规格，大体可以分为可控硅型电源和开关型电源。可控硅型电源为12相整流的晶闸管高精度直流稳流电源，电源的调节是通过改变晶闸管的导通角实现的。为方便检修和控制，设立“远控”、“本控”转换功能；开关型电源主要采用绝缘栅极型功率管(IGBT)先对输入的交流进行整流，然后变为2000～4000Hz的中频交流，再经过高效的变压器升压后整流、滤波得到所需要的稳定直流。电源的调节是通过改变中频的相宽来实现的[1]。总之，CSR磁铁电源属静态给定的直流稳流电源或脉冲电源。就重离子束流传输效率来说，磁场性能的好坏直接影响到柬流的品质，而电源是给磁铁提供励磁电流以产生磁场的，所以磁铁电源的精度和稳定度是至关重要的。电源调节控制的主要目的就是减少现场各种的干扰因素，提高电源系统的稳定性，增强柬流的品质，保证加速器安全运行和各种束流实验的要求。该调节控制系统采...
