【摘 要】
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粒子加速器是一种可以把带电粒子加速到接近光速的特殊装置,磁铁电源是加速器装置的重要组成部分,电源的性能直接影响着加速器的束流品质。经过几十年的发展,加速器磁铁电源工作频率从起初的工频,发展到了近百k Hz,电源的工艺技术也从最初的离散器件向模块化发展。电源的高频化、模块化发展虽然使电源纹波更小,体积更小,功率密度更高,但是带来了更严重的电磁干扰问题。电源产生的电磁干扰不仅会影响电源自身的性能,还可
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)
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粒子加速器是一种可以把带电粒子加速到接近光速的特殊装置,磁铁电源是加速器装置的重要组成部分,电源的性能直接影响着加速器的束流品质。经过几十年的发展,加速器磁铁电源工作频率从起初的工频,发展到了近百k Hz,电源的工艺技术也从最初的离散器件向模块化发展。电源的高频化、模块化发展虽然使电源纹波更小,体积更小,功率密度更高,但是带来了更严重的电磁干扰问题。电源产生的电磁干扰不仅会影响电源自身的性能,还可以通过辐射和传导的方式影响其他设备。因此,本文针对加速器磁铁电源,对其传导电磁干扰特性进行了研究。首先结合电磁干扰三要素,对磁铁电源电磁干扰特性进行了理论分析。分析了加速器磁铁电源的电磁干扰源,确定了干扰源的解析公式,得到了影响干扰源大小的关键因素。并且分析了加速器磁铁电源电磁干扰传导路径,简化了路径模型,得出了干扰源、传导EMI和路径阻抗之间的关系。其次通过计算和实验对电源电磁干扰特性进行了验证。首先利用计算机编程语言对干扰源进行了计算,计算结果与理论分析结果相一致。然后搭建了基于SiC MOSFET磁铁电源的EMI实验平台,对加速器磁铁电源电磁干扰特性就行了实验验证,实验结果与加速器磁铁电源传导电磁干扰特性的理论分析相符合,证明了理论分析的正确性。最后,根据加速器磁铁电源电磁干扰特性,提出了两种传导EMI抑制的通用方法:开关振荡抑制和浮地散热器的应用。分别介绍了这两种方法的原理及实现方式,并通过实验证明了方法的可行性。
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