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[毕业论文]医用重离子加速器电源专用数字调节器的研究与设计

摘要

摘要

随着重离子治癌的发展,重离子加速器对电源系统的性能指标要求越来越

高,同时数字技术也逐渐成为加速器电源发展的趋势。本文针对医用重离子加 速器电源的特殊要求,设计了标准化软硬件数字电源调节器方案,使之不仅适 用医用重离子加速器电源系统,也适用于其他大型重离子加速器装置。

本文通过对加速器开关电源常用拓扑运行原理和运行方式的研究,得出医

用重离子加速器电源对调节器软硬件的需求。由此介绍了以EP2C70FPGA为核 心的数字电源调节器硬件的相关解决方案。在这个通用的数字电源硬件平台上, 进行了数字调节器的软件设计:采用硬件描述性语言描述的数字调节器元件结 合同步光纤组件定制基于NiosII双核的全新结构的SOPC系统,并通过静态的 大容量存储器设计以及乒乓流水操作,完美地解决了重离子加速器数字电源脉 冲运行的要求。提出了两种数字脉冲电源跟踪误差的测量方法,并在一台样机 电源上进行测试,测试结果表明电源性能满足重离子加速器要求。

本文提出的重离子加速器电源数字调节器方案,为下一步研发数字化三角波 扫描电源以及实现束流闭轨校正提供了重要的参考资料。

关键词:加速器,调节器,数字电源,脉冲,FPGA

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