离子源抑制极电源开关速度优化设计

作者：潘军军; 刘智民^*; 蒋才超; 刘胜

来源：核技术, 2019, 42(09): 32-38.

• 抑制极电源
• 绝缘栅双极型晶体管
• Pspice
• 电容反馈
• 开关速度

抑制极电源是东方超环(Experimental Advanced Superconducting Tokomak,EAST)中性束注入(Neutral Beam Injection,NBI)束加速系统电源的重要组成部分,其输出端采用以多管串联的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)作为开关。IGBT开关的性能不仅关系到电源可靠性,也直接影响引出时离子束的光学特性。为满足高压引出电源与抑制极电源上升下降沿匹配的要求,提出了以电容反馈电路来控制IGBT开关速度的方案,采用Pspice软件对IGBT电容反馈进行建模,并进行了不同参数下的仿真,最后搭建了实验测试平台对方案进行了测试。测试结果表明:反馈电阻和反馈电容的大小对反馈电路效果的影响相反,当栅极电阻和反馈电阻取较大值,而反馈电容取较小值,通过调节反馈电阻的大小可以实现较大范围调节IGBT开通速度而又对关断速度影响较小。该优化方案可以达到抑制极电源IGBT开关性能的预期指标,且具有较高的可靠性。

• 单位
  中国科学技术大学; 中国科学院等离子体物理研究所