

多路H桥控制器是面向核聚变装置磁体电源系统的高可靠性数字控制核心。最初为 SUNIST-2 装置极向场(PF)线圈电源设计,用于控制 PF 电源 H 桥状态以精确调节放电波形,并可移植兼容 CS 电源、MC 电源、等离子体加速等多种大功率脉冲电源控制场景。 产品采用模块化机箱式设计,以 ZYNQ 为控制核心,包含 ZYNQ 主控、通信、电源、链接、光口信号输出、信号采集六大功能模块;各模块通过背板连接,支持热插拔,兼顾供电与信号传输的可靠性及维护升级的便利性。在控制电流输出波形的同时,对电源各处电压、电流信号进行多点采集与实时监控,并与预设阈值比较以判断各监测点故障状态,实现故障定位与实时保护,保障用电与设备安全。
产品组成
整套控制器采用机箱式结构,通过背板将各板卡热插拔互联,主要板卡组成如下:
| 板卡 | 功能说明 |
| 控制板 | ZYNQ 7020 核心板 |
| ADC 采集板 | 完成电压/电流信号的模数采集 |
| 光口板 ×7 | 每块含驱动电路与 6 路光口 |
| 电源板 | 为各板卡供电 |
| 参数项 | 指标 |
| 控制核心 | ZYNQ 7020 |
| 系统架构 | 模块化机箱式 |
| 光信号传输 | 电信号经光口转光信号输出,具备高隔离电压、抗干扰、不受传输距离/速度影响 |
| ADC 采集 | 共两组:4通道(24bit)与16通道(12bit) |
| 保护动作 | 超阈值 PWM 执行闭锁;任一电源过压/过流时两套电源 PWM 均闭锁 |
| 触发输入 | 光口触发信号 |
| 上位机通讯 | Modbus RTU / RS485 / EtherCAT |
| 故障显示 | 16 通道 LED |
| 电源控制模式 | 电流控制或电压控制 |
| 电源协同响应 | 毫秒级完成不同电源间放电状态切换 |
| 供电电压 | 220 VAC |
| 外形尺寸 | 3U机箱(长宽高:44*20*13.5cm(带耳:48*20*13.5cm)) |
| 交付形态 | 机箱化 |
该产品适用于核聚变装置及大功率脉冲电源的数字控制与保护,典型应用场景包括:
1. 极向场(PF)线圈电源控制
2. 中心螺管(CS)电源控制
3. MC 电源控制
4. 等离子体加速电源控制
5. 多电源实时协同控制
6. 大电流 IGBT 变流器的触发、故障检测与保护
7. 核聚变等离子体实验与放电系统