加速器磁铁电源是为加速器各种类型的电磁铁供电的系统。调节磁铁电源的电流,可以改变磁铁的电磁场,从而控制粒子运动的轨道。在加速器技术领域中,电源技术是相对比较独立的一门学科,但为了适应加速器的要求,加速器磁铁电源又有它自已的特点。一般要求电压纹波在10-2量级以上,电流纹波在106量级以上,长期稳定度(24h)好于10-4或者更高。电源技术是一种应用功率半导体器件,综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边缘交叉技术。随着技术的发展,数字化脉冲宽度调制技术逐渐得到普及,它兼有数字控制技术的优点即抗外界干扰强、集成化程度高、很好的移植性和脉宽调制技术的长处即可以提高电源效率、实现电源小型化和轻量化,并成功于加速器磁场电源中。论文中对三大直流—直流变流技术即隔离式、非隔离式、谐振式作简单说明,并分别举例介绍Buck降压变换器、反激变换器、串联谐振变换器的电路工作原理、电压电流特性等。介绍了开关电源控制环路基本概念及举例介绍Buck降压变换器模拟控制环路设计流程。基于加速器对小功率校正磁铁电源的设计要求,本文设计了一台输出2kW以下的小功率直流电源。本设计采用了脉宽调制技术(PWM)结合数字闭环反馈技术控制方案,全桥Buck降压斩波拓扑结构;电流传感器采样负载输出电流,并转化为电压信号,微控制器通过外置ADC经模数变化得到电压信号数字量,并折算出负载输出电流值,作为反馈量:计算当前输出电流与设置电流之间误差值并保存历史差值,采用数字PI调节器计算得到控制量即当前应当设置脉宽占空比;由微控制器产生的PWM方波经驱动电路放大隔离后驱动Buck电路开关管,使输出电流值实时跟踪参考电流值,保证输出电流高稳定度。搭建样机并测试,测试ADC驱动输出波形验证ADC线性度,测试四路PWM驱动波形验证驱动输出正常、测试输出电压纹波并折算计算出电流纹波计算输以及短期电流稳定度,结果表明本设计为直流小功率磁铁电源提供了一条可行的技术路线。