本课题来源于中科院电工所委托的“高压电子束焊接设备的电源控制系统研发”项目。本系统将开关电源技术应用于高压电源中,做成高频高压电源,代替了传统的电源控制模式,从而使得电源的体积和重量大大减少,电源输出纹波系数大大降低,并有效地提高了电源的稳定性和效率。电源系统主电路均采用了直流斩波调压和全桥逆变技术,以高速IGBT为直流斩波元件,IPM模块为全桥逆变元件实现了高压电源的高效小型化。驱动电路采用EXB841系列IGBT专用驱动器,用于对BUCK变换器中开关管的驱动。辅助电路使用电源模块,产生稳定的+3.3V、±5V、±12V、±15V直流电压用于控制电路和驱动器的辅助电源,通过一系列的抗干扰措施,保证了整个电源系统运行可靠。控制系统由AVR单片机、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、A/D模块等芯片组成,实现了偏压、阴极灯丝、高压电源的自动调节、断电保护及软启动功能。整个控制系统以ATMEGA64单片机和CPLD为控制核心,集中二者的硬件及软件优势实现高速全桥逆变技术、电源输出电压的高精度调节和控制以及过压过流故障信号综合、可靠保护等功能。控制算法主要通过单片机的C语言编程实现,而CPLD则通过VHDL语言实现以上三套电源的逆变驱动信号形成、故障处理等功能,便于用户以后根据不同的工艺需要灵活地选择不同的控制功能。实验证明,电源的各项性能指标都达到了预期的设计目标,技术性能满足焊接工艺的需要。