传 统 的 高 压 直 流 发 生 器 通 常 用 工 频 交 流 电 源 经 升 压 整
流、 滤波而获得直流电压的, 直流高压发生器的工作方式很
多, 有半波整流、 工频倍压和中频倍压整流电路等。 早期的半
波整流方式因设备体积大、 稳定度、 差纹波系数高而早已不被
采用。 在工频整流技术的基础上, 发展了工频倍压整流高压发
生器。 其特点是电路简单, 过载能力强, 故障率低, 但是这种方
式一般无闭环反馈, 因而高压稳定度差, 且继电器控制回路的
保护动作较慢。
直流高压发生器作为高电压试验仪器, 一个重要功能是
泄漏电流测量。 目前的直流高压发生器在泄漏电流检测方法
上, 采用外接电流表的方法, 这样很不安全, 需要改进。 直流高
压发生器另一个重要的方面就是快速可靠保护, 可靠的保护
工作为试验设备仪器的安全性及实验人员人身安全起着重要
的作用。 本文研制的新型直流高压发生器, 尝试采用 DSP 芯片
作为控制手段, 运用移相全桥逆变技术、 半桥斩波和全桥逆变
的设计思路来设计。
1 系统组成及工作原理
根据快速响应、 安全可靠的要求提出了如下系统整体框
图如图 1 所示。 系统的工作原理是: 首先将市 220V 交流电通
过全桥整流滤波后, 变成 300V 左右的直流电, 直流通过脉宽
调制 DC/DC 环节变换得到可调直流电压 0~ 150V 电压。 然后
直流电压通过 DC/AC 逆变成方波电压, 输入中频高压变压器
后, 接多级倍压整流得到所需要的输出电压。 DSP 系统为 DC/
DC 提供电压输出的给定信号, 同时接收 DC/DC 环节来的保护
动作信号, 并实时地做出反应。 对于 DC/AC 环节, DSP 系统接
收保护动作信号, 同时输出保护控制信号, 控制 DC/AC 环节的
工作状态。 DSP 系统还要实现泄漏电流的测量和输出电压的
测量, 并且提供一个良好的人机接口, 实时地显示各个参数
值, 并提供操作控制。
图 1 系统整体结构图
2 系统控制电路
电源系统中电源的控制电路采用 TMS320LF2407 DSP 为
核心。 控制电路主要完成如下功能: 半桥电路中 MOSFET 驱动
信号的产生、 全桥逆变电路驱动信号的产生、 过流过压检测与
保护、 输出电流电压的显示。 因此除了驱动电路外, 控制电路
主要包括 DSP 系统时钟电路、 存储器接口电路、 电压电流采样
电路、 电压电流检测保护电路、 光藕隔离电路等。
