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回旋管是电子回旋加热(ECRH)系统的核心器件,用于产生电子回旋波;而阳极又是回旋管的主要部件之一,改变阴极和阳极电场的组合可以实现对射频波输出功率控制,同时通过调节阳极电场能够提高管子的电-波转换效率。根据回旋管和ECRH系统的需求,需要研制一套回旋管阳极控制系统,在回旋管正常运行时,实时改变回旋管阳极电压,调节回旋管运行区间,进而改变回旋管输出功率。在系统故障时,配合保护系统,快速切断阳极电压输出,保护回旋管的安全。 本文首先分析回旋管阳极的作用,然后根据回旋管阳极需求,结合ECRH整个系统实际情况,给出了回旋管阳极高压电源的参数需求。介绍了阳极30KVDC,100mA输出的高压电源原理,分析了高压电源快速保护的方法和策略;结合系统需求,设计了阳极高压电源控制接口。本文提出了阳极控制系统的软硬件设计,通过控制模块和FPGA芯片等硬件设计和基于Qt Creator的软件设计,实现阳极高压大小的远程控制和启停保护控制。 最后,对控制系统的功能,可靠性,抗干扰能力进行了台面测试和回旋管联调测试,实验结果表明,该系统满足回旋管阳极控制的需求,在回旋管调试试验中实现了安全可靠运行。