在食物加工过程中选用电子辐照技能，能够改善食物的质量，进步食物的安全性。加快管作为离子束加快器材，在电子辐照工程设备中是要害设备。加快管的电子枪高压电源电压的凹凸可直接影响加快管的辐照计量。为了满意不一样辐照物体的辐照计量需求，需求电子枪高压电源能够接连可调。一起，由于加快管处于脉冲作业状况，且整个生物辐照工程设备需求依据被辐照物的传输需求，处于长时间的待机状况，需求高压电源具有较好的空载特性。
    1 首要技能参数
电子枪直流高压电源选用380V／50Hz三相四线输入，最高输出直流电压为负极性70kV，电源长时间运转作业为-60kV左右，在满意安稳度需求条件下，输出直流高压电压的接连可调规模不小于-40~-70kV。
加快管电子枪的束流负载脉冲电流约为1A，脉冲宽度不大于5μs，在加快管脉冲束流负载条件下，输出电压安稳度优于0．3％。别的，电源要满意两种作业状况，即加快管的正常运用作业办法和加快管电子枪的真空老炼的作业办法。
    2 规划方案和作业原理
由于70kV直流高压电源输出需求安稳度和动态呼应高，一起电源输出高压有些绝缘设备需求严厉，为了减小电源的体积、减轻分量、下降损耗、进步功率，选用了高频开关电源的规划方案。思考到此高压电源的负载是阻抗在MΩ～kΩ之间改动的电子枪的电子束流，因此在束流引出时，在电源内阻一定的情况下，为了确保电源的输出电压满意负载的空满载改动，确保输出电压安稳度的较高需求，在电源的规划上选用了两级功率处置电路。
整个电源的输入前级选用了开关式的预稳压办法，后级选用了具有软开关特性的桥式改换电路，
    2．1 BUCK预稳电路
电子枪高压直流电源需求具有宽规模电压输出，选用通常的单级改换器占空比调理改动输出的办法很难完结。为此，添加一级BUCK预稳电路能够有效地完结输出从零电压调至额外的输出。
三相沟通配电经整流滤波电路之后，构成500V左右的直流电压加在。BUCK预稳电路的输入端。其间K1为按捺合闸浪涌电压而设置的，其二档吸合信号由电源控显电路给出。S2为BUCK功率开关管，其作业脉冲由PWM操控电路给出，为了确保电源具有满足的动态特性，该功率开关管作业频率为100kHz左右。PWM操控器输出脉冲宽度，由电压设定信号给出。当电压设定信号由0～10V改换时，PWM操控器输出的脉冲占空比在0～0．85的规模内改动。L2为储能电感，由于BUCK电路的占空比在0～0．85大规模改动，为了确保电路起到预稳效果，需求防止输出电流断续，一起不至于规划余量过大，选用了额外负载条件下的核算值，实践作业情况杰出。
    2．2 串联谐振改换器
串联谐振电路具有较好的抗短路特性，对待如真空电子管等由于真空度急剧下降而导致的“打火”毛病的适应才能较强；其整流器输出无需加滤波电感，能够下降高压整流硅堆的耐压需求；谐振功率改换器的最大长处是功率高、噪声低。但在该电子枪高压电源中，由于需求70kV之高的电压，高频开关变压器的变比一定很大，变压器副边绕组的等效电容也显着增大。变压器的等效电容等散布参数将显着影响改换器作业。如选用传统的串联谐振改换器拓扑，将使改换器的无功功率显着添加。大的无功功率将给功率开关管和高频开关变压器带来大的电流应力，影响改换器的牢靠作业。为此，思考到70kV电子枪直流高压电源的负载特性和作业状况，选用了一种改善的串联谐振改换器拓扑布局电路，下降了散布参数对改换器的影响。
改善的串联谐振改换电路具有电流、电压约束的双斜率输出特性，电感L2、L3是谐振电感。C1为谐振电容。
电路的谐振槽路的电流波形和驱动信号波形如图4所示，经过调理α角操控改换器的输出功率。
作业在归一化的输出电流I*o=0.15％且ψ=1时，成果发作大概30％的过压。改善改换器的输出特性为双斜率输出特性，使电路进步了电压、电流约束的固有才能，改善了高压电源的空、满载的适应性，一起有利于高压电源宽规模的输出调理。
L1、L4为紧耦合的电感(L3=L4)，箝位二极管D5到D8，不一样于电感吸收电路，该电路侧重处理电路的尖峰导通，能够将尖峰电流约束在大概Ist=Vindc/2(L3+M)之内。由于选用了紧耦合电感(耦合因数k=0．95)，Ist近似等于Vindc/4*L3。尽管电感的引进添加了电路的元件数量和本钱，但在轻载时能够显着改动传统电路的功率因数，约束传统电路中固有的扰动尖峰电流。
整个改换器电路仍然选用PFM的作业形式，当时级预稳电源输出0～500V直流电压时，改换器以固定的脉冲宽度驱动桥臂的功率开关管。为了确保电源在电子枪束流发作时能安稳作业，规划了取样闭环操控功用，当输出违背电压设定值时，改换器经过脉冲频率调理得到安稳的输出，电子枪高压电源实践作业频率为3～25kHz。改善后的串联谐振改换器如图5所示，
2．3 高压变压器的规划
电源输出电压较高，高频高压变压器的次级选用了多级倍压电路的办法，以下降高频开关变压器的变比。但高压变压器仍然是高压电源中要害的部件。高压变压器的规划重点是怎么削减散布电容和确保高压绝缘，根据上述思考，初级绕组摆放散布如下。
为了削减高压绕组和低压绕组之间的散布电容，确保高压绕组和低压绕组之间的绝缘，需求将原边绕组绕制在矩形铁心的一边，副边绕组绕制在矩形铁心的另一边，并留足原、副边间的间隔，最后用环氧树脂灌注作为主绝缘。
为了削减高压绕组的散布电容，需求选用副边绕组分段绕制办法，由多个绕组串接而成。
为确保副边绕组和铁心间的高压绝缘和次级绕组层间绝缘，均选用杜邦公司出产的聚芳纤维纸和环氧树脂注料的复合介质绝缘。
副边绕组起端为低电位，离铁心端空间隔较小，而副边绕组结尾为高电位，需留足铁心端的绝缘间隔，最后用环氧树脂灌注作绝缘。
2．4 改换器操控电路和电源控显电路
改换器操控电路首要为电源的两路开关功率改换器供给操控信号和维护信号。其首要特色为，前级的BUCK预稳改换电路需求的PWM脉宽，与后级串联谐振改换的PFM的频率有关，在同一个电压设置信号基础上生成各自的所需信号。这样就确保了输出电压接连可调的需求，一起确保在额外负载作业条件下，两级改换器都处于最佳的工程规划值，削减了改换器不该有的电压、电流应力，有利于电源的安稳作业。
在改换器的维护功用方面添加了一次过压、二次过压、改换器过流等毛病检测。当一次过压发作时电源处于连续作业状况，过压毛病不见后，电源主动恢复作业。当二次过压发作时，电源直接停止作业，确定毛病状况，给出毛病指示，直到电源复位后从头开机方可正常作业。
电源控显电路首要是完结整个电源的作业时序的操控、输出电压检测指示以及高压电源必要的人身安全性的维护办法。电路选用了单片机作为中心操控器材。经过高精度的A／D改换器将输出电源取样信号变换成数字量，经过四位数码显
示器作为本地指示。面板按钮信号经过单片机操控的程序完本钱地的电源开、关机时序操控和本地的电源输出电压的设定。

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