周蒙恩 王红艳 孙 芮

(南京工程学院电力工程学院 南京 211167)

1 引言①

能源是现代社会发展的基础[1]。随着化石能源储量越来越少，核能正逐渐成为人类依赖的主要能源。核能产生方式分为聚变和裂变。其中核裂变已经用于商业生产。核聚变是原子核的聚变反应，因其具有清洁、产生能量大、原材料储量丰富等优点，目前正处于研究当中[1-2]。聚变主要分为磁约束和惯性约束两种聚变方式，其中，托卡马克等离子体试验装置是磁约束聚变最有发展前景的试验装置之一。为实现托卡马克等离子体的自持燃烧，必须对等离子体进行持续加热，目前加热系统主要有欧姆加热系统和辅助加热系统[2]。

国内外聚变堆工程对于辅助加热系统均开展了广泛研究，并积累了一定的工程经验，但尚有一些关键技术待进一步优化。托卡马克辅助加热系统的高压电源主要采用PSM 技术，PSM 模块主要由IGBT 斩波电路和二极管整流电路组成[2-4]。传统的PSM 模块中IGBT 驱动电路存在高低压间隔离、驱动损耗大等不足之处[5]。为满足辅助加热系统特殊工况要求，本文对大功率IGBT 供电电源进行设计。

本文设计的供电电源主电路采用有源钳位反激变换器[6-8]，具有电路拓扑结构简单、可靠性高、输入输出之间高低压隔离、低压大电流等特点[9-14]。控制电路采用了基于LM5025 的前馈控制[15]，实现了电压的宽范围输入，能够有效抑制输入电压的扰动。最后利用TINA-TI 平台对所设计的驱动电路进行仿真，验证了该驱动电路的有效性。……