电容型高功率脉冲电源控制电路基本功能分析

SSR,SB1-4为自锁按钮。系统上电后，通过按钮SB1启动KM1和KM2,这样Kd将首先得电动作，随后Kc、Kg、Kp也相继动作，为下一步进行的充电工作做好了准备。图3（b）中，Kc和Kg启动采用了位置接点Kdl,同样Kp启动也采用了位置接点Kcl和Kgl,这样设计目的是使控制电路具有了逻辑动作与防误闭锁功能。此时只要充电设备自检正常（图3（a）中充电机正常接点闭合），则灯HI 1指示可以进行充电，通过按钮SB2启动KM3便可对脉冲电容器组进行充电。脉冲电容器电压达到预设值后，KV动作，常闭接点KV1断开致使KM2失电，则Kc、Kg、Kp相继返回，同时Kp返回又使KM3失电，这样Kc、Kg断开，充电机停止工作，满足了系统放电前提。此时灯HL1熄灭、KV2接通，灯HL2指示充电完毕，通过按钮SB3启动KM4则可进行ETCG发射。

图3 基本控制电路

若遇到异常需要工作急停，仅需通过按钮SB4使KM1失电即可。KM1失电将使得Kd复位闭合，脉冲电容器中存储的能量便通过电阻Rd安全释放；同时，由于位置接点Kdl断开，Kc、Kg、Kp相继复位，系统从而完全停止运行。在ETCG发射完毕后SB4还被用作状态复位按钮。

5 电路试用及改进

将图3电路组装于钢箱内，安装在电容8 000uF、脉冲成形电感10uH、工作电压15 kV的PPS上，通过模拟ETCG工况对电路进行了试用。

试用期间电路出现了SSR误动作问题。统计发现，出现SSR误动的工作次数约占总工作次数的7%.分析表明，SSR误动作的原因来自PPS充放电所产生的强电磁干扰，与机械震动无关。SSR通常因DC输入侧或AC输出负载侧出现了较大电磁噪音（或浪涌）而误动作。PPS中，被控高压继电开关（Kc、Kg、Kd、Kp）采用的是大功率电磁铁开关，线圈通断电和强电磁干扰必然会生成电磁噪音或浪涌。此外，控制电源、控制线路也会因强电磁干扰而出现谐波与噪音。

如图4所示，针对PPS充放电所产生的强电磁干扰，在控制电路中为SSR增装了浪涌吸收等辅助保护电路。电阻Ru和吸收电路Rs-Cs用来防止负载所造成的SSR误动；Ru用于吸收SSR断开时继电开关线圈的残存能量以及因电磁干扰产生的感应能量，能有效抑制因此所产生的电磁噪音与浪涌；Rs~Cs是SSR负载侧浪涌吸收电路。电阻Rv作用是使SSR输入端在SB断开时具有相同电位，能防止输入侧噪音所引起的SSR误动。

控制电路改进后试用没有再次出现SSR误动作，这说明其可以满足ETCG与PPS一体化集成要求。

图4 控制辅助电路

6 结束语

根据PPS控制电路功能要求和ETCG实用化方向发展要求，本文选用SSR进行了PPS控制电路设计，并通过模拟实验对基于SSR设计的控制电路进行了试用和改进。与其他控制器件相比，SSR具有优良的抗震动性能和较强的电磁兼容能力，应用于强震动环境下的电控领域前景广阔。