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CSNS/RCS环射频系统的任务是在规定的时间内给质子束提供一定的能量,同时保证束流纵向运动的稳定性。在加速过程中,由于质子束的回旋频率随能量的增加而增加,因此要求射频加速结构工作在一定频宽的扫频状态。射频偏流源负责为铁氧体加载腔提供扫频所需变化的偏置磁场。对于射频偏流源电源,高带宽、高电流跟踪精度、大功率、大摆率以及负载的非线性等都对其设计提出了挑战。 射频偏流源电源有两种技术方案可以选择:一是线性电源方案,二是组合型电源方案。线性电源稳定性好,响应速度快,噪声小,电路也比较简单,但是体积大、效率较低;而组合型电源是工作在高频状态,效率高,体积小,但是输出纹波较线性电源要大。在实际工程中,我们同时设计了这两种方案的电源,两种方案在结构、性能等方面都有各自的优缺点,需要综合评价选择更优的方案。 本课题的主要工作是:在非线性负载下,分别研究线性电源方案和组合型电源方案的控制策略和主回路拓扑结构对输出电流性能的影响。通过对线性电源方案和组合型电源方案的计算、设计、仿真和测试,研究两种对比两种方案的优缺点,选择一种工程上更加合理的设计方案。 在完成对两种方案电源的核算、仿真和测试后,发现线性电源方案并不能完全满足实际工程的要求,而组合型电源方案的几个技术指标均已达到设计要求。综合考虑,CSNS/RCS射频偏流源系统最终选择了组合型电源方案。在两种电源方案的设计、核算和测试过程中,积累了一定的理论和工程经验,为以后类似电源的研制提供了重要的参考价值,同时对于发现的问题也需要在今后的科研过程中去解决、完善。