离子源抑制极电源开关速度优化设计

抑制极电源是东方超环(Experimental Advanced Superconducting Tokomak,EAST)中性束注入(Neutral BeamⅠnjection,NBⅠ)束加速系统电源的重要组成部分,其输出端采用以多管串联的绝缘栅双极型晶体管(Ⅰnsulated Gate Bipolar Transistor,ⅠGBT)作为开关.ⅠGBT开关的性能不仅关系到电源可靠性,也直接影响引出时离子束的光学特性.为满足高压引出电源与抑制极电源上升下降沿匹配的要求,提出了以电容反馈电路来控制ⅠGBT开关速度的方案,采用Pspice软件对ⅠGBT电容反馈进行建模,并进行了不同参数下的仿真,最后搭建了实验测试平台对方案进行了测试.测试结果表明:反馈电阻和反馈电容的大小对反馈电路效果的影响相反,当栅极电阻和反馈电阻取较大值,而反馈电容取较小值,通过调节反馈电阻的大小可以实现较大范围调节ⅠGBT开通速度而又对关断速度影响较小.该优化方案可以达到抑制极电源ⅠGBT开关性能的预期指标,且具有较高的可靠性.