一种基于反馈控制的PSM高压电源系统的制作方法

本发明属于高压领域，更具体地，涉及一种基于反馈控制的psm高压电源系统。

背景技术：

电子回旋共振加热(electroncyclotronresonanceheating,ecrh)系统可用于等离子体的加热。波源系统是ecrh系统的核心，由回旋管和电源系统(阴极高压电源、阳极高压电源)构成，其中，回旋管用于产生高功率微波，电源系统则用于输出直流高压以协助回旋管高功率微波的产生。截至2014年，一套基于脉冲阶梯调制psm(pulsestepmodulation，脉冲阶跃调制)技术的33kv/1a高压电源已基本安装调试完毕，可正常运行。但是由于psm电源模块在内部igbt开通后受到变压器二次侧漏感带来的换相压降和负载电阻导致压降的影响，导致当设定的波形上升时间较短时，电源输出电压在平顶运行阶段存在5％～10％左右的电压超调，无法满足ecrh系统对阴极负高压电源提出的超调在2％以下的这一参数要求。过高的电压超调会对ecrh系统电子回旋管的起振造成影响，无法保证稳定的微波功率输出。

根据控制方法的不同，可将现有的psm高压电源系统分为基于开环控制的psm高压电源系统、基于闭环控制的psm高压电源系统以及基于前馈控制的psm高压电源系统。基于开环控制的psm高压电源系统对高压电源采用开环控制，电源的最终输出取决于电源模块最初的投入数，电源模块的投入数以及运行在pwm模式下的占空比由给定的设定值进行计算，在运行过程中不作改变；这种高压电源系统的不足是：存在5％～10％超调量；在脉冲平顶阶段，当负载波动或者电源模块故障时，电源电压无法实时进行调整；开环控制精度低。基于闭环控制的psm高压电源系统对每一个电源模块采用闭环调节，可降低电源模块的输出电压的超调，提高模块输出电压的精度与稳定性，从而提高整个电源的输出精度；这种高压电源系统的控制精度较高，但要对每个电源模块的控制电路进行改造，且需要在输出端增加低通滤波器以滤除等效调制频率，降低了电源输出的动态性能；同时，对高压电源每一个模块进行反馈控制会造成成本过高。基于前馈控制的psm高压电源系统对高压电源采取前馈控制，对高压电源总输出电压进行控制，同样可降低高压电源的超调量，但这高压电源系统需要对高压电源的动态特性与负载特性有非常详细的参数，故而这种高压电源系统不具有通用性。

总的来说，现有的psm高压电源系统都存在着某些方面的限制，不能很好的应用于ecrh系统中。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于反馈控制的psm高压电源系统，其目的在于，在保证psm高压电源系统的通用性和低成本的情况下，降低高压电源的输出电压的超调量。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于反馈控制的psm高压电源系统，包括：控制电路、psm高压电源、分压器、隔离传输电路以及电压调理电路；

psm高压电源由n个开关电源模块串联而成，psm高压电源用于输出直流电压；

分压器与psm高压电源并联，分压器用于对psm高压电源输出的直流电压进行分压，以输出满足隔离传输电路的电压要求的传输电压；

隔离传输电路的输入端与分压器的输出端相连，隔离传输电路用于通过频压转换实现对传输电压的快速隔离传输；

电压调理电路的输入端与隔离传输电路的输出端相连，电压调理电路用于对经隔离传输电路输出的传输电压进行降压处理，以输出满足控制电路的电压要求的低压信号；

控制电路的输入端与电压调理电路的输出端相连，控制电路用于对低压信号进行采样，并根据采样结果和输出电压设定值生成n路光驱动信号后，通过第一光纤输入至psm高压电源；n路光驱动信号分别用于控制n个开关电源模块的通断，从而控制psm高压电源的输出电压；

其中，n为正整数。

进一步地，隔离传输电路包括：v/f压转频电路和f/v频转压电路；

v/f压转频电路的输入端作为隔离传输电路的输入端，v/f压转频电路用于将传输电压转换为频率信号；

f/v频转压电路的输入端通过第二光纤与v/f压转频电路的输出端相连，f/v频转压电路的输出端作为隔离传输电路的输出端，f/v频转压电路用于从第二光纤接收由v/f压转频电路输出的频率信号并将其还原为电压信号。

进一步地，v/f压转频电路包括：信号调理电路、电压转换电路以及光信号转换电路；

信号调理电路的输入端作为v/f压转频电路的输入端，信号调理电路用于对分压器输出的传输电压进行调理，使得电压传输范围扩大为目标范围；

电压转换电路的输入端与信号调理电路的输出端相连，电压转换电路用于将经过信号调理电路调理之后的传输电压转换为交流信号；

光信号转换电路的输入端与电压转换电路的输出端相连，光信号转换电路的输出端作为v/f压转频电路的输出端，光信号转换电路用于将由电压转换电路转换得到的交流信号转换为对应频率的光信号，从而得到频率信号。

作为进一步优选地，电压转换电路包括：第一电压频率转换器、可调电阻rin1、电阻r10、电容c7、电容c8、电容c9、电容cint1以及电容cos1；

第一电压频率转换器为vfc110芯片，第一电压频率转换器的7号引脚接地，第一电压频率转换器的8号引脚作为电压转换电路的输出端；目标范围为-10v～+10v；

可调电阻rin1的一端作为电压转换电路的输入端，可调电阻rin1的另一端与电容cint1的一端相连后与第一电压频率转换器的1号引脚相连；第一电压频率转换器的11号引脚和12号引脚相连后与电容cint1的另一端相连；

电容c8的一端接地，电容c8的另一端与第一电压频率转换器的4号引脚相连后接-15v电压；

电容cos1的一端接地，电容cos1的另一端与第一电压频率转换器的6号引脚相连；

电容c9的一端接地，电容c9的另一端与电阻r10的一端相连后接+5v电压；电阻r10的另一端与第一电压频率转换器的8号引脚相连；

电容c7的一端与第一电压频率转换器的10号引脚相连后接+15v电压；第一电压频率转换器的13号引脚与14号引脚相连后与电容c7的另一端相连，形成连接端e4，连接端e4接地。

在上述电压转换电路中，第一电压频率转换器将0～10v的电压信号转化为0～20mhz频率的锯齿波信号后通过8号引脚输出。

作为进一步优选地，信号调理电路包括：第一运算放大器、电阻r2、电阻r4、电阻r5、电阻r7、电阻r8以及电阻r9；

第一运算放大器为ad827芯片，第一运算放大器的4号引脚接-15v电压，第一运算放大器的8号引脚接+15v电压，第一运算放大器的7号引脚作为信号调理电路的输出端；

电阻r7的一端作为信号调理电路的输入端，电阻r7的另一端与电阻r5的一端相连后与第一运算放大器的3号引脚相连，电阻r5的另一端接地；

电阻r2的一端与电阻r4的一端相连后与第一运算放大器的5号引脚相连，电阻r2的另一端接+5v电压，第一运算放大器的1号引脚和2号引脚相连后与电阻r4的另一端相连；

电阻r8的一端和电阻r9的一端相连后与第一运算放大器的6号引脚相连，电阻r8的另一端与第一运算放大器的7号引脚相连，电阻r9的另一端接地。

在上述信号调理电路中，第一运算放大器的1～3号引脚、电阻r5以及电阻r7构成二分之一衰减电路，用于将-10v～+10v范围内的电压信号衰减至-5v～+5v的范围内；第一运算放大器的5～7号引脚、电阻r2、电阻r4、电阻r8、电阻r9以及+5v参考电压构成加法电路，用于将电压信号提高5v。

作为进一步优选地，光信号转换电路包括：与门、光纤收发器、电阻r3、电阻r11、电容c5以及电容c6；

与门为75451芯片，光纤收发器为t-1528z芯片；与门的7号引脚作为光信号转换电路的输入端，光纤收发器的光纤收发头作为光信号转换电路的输出端；

与门的6号引脚和8号引脚相连，形成连接端e6，连接端e6接+5v电压；电阻r3的一端与连接端e6相连，电阻r3的另一端与与门的5号引脚相连；

电阻r11的一端接+5v电压，电阻r11的另一端与光纤收发器的1号引脚相连；

电阻r3的另一端与与门的5号引脚的连接端与光纤收发器的2号引脚相连；

光纤收发器的3号引脚和4号引脚相连后形成连接端e7，连接端e7接地，第一与门的4号引脚与连接端e7相连；

电容c5的一端与电容c6的一端相连后接+5v电压；电容c5的另一端与电容c6的另一端相连后形成连接端e8，连接端e8与光纤收发器的5号引脚相连，并且连接端e8与连接端e7相连。

在上述光信号转换电路中，vfc110芯片的8号引脚输出的锯齿波信号，通过与门芯片75451与+5v参考信号进行与运算，输出为高电平1或低电平0，其频率与前级锯齿波信号频率一致，通过75451芯片的引脚4输出；与门芯片75451输出的电平信号和电光转换接头将vfc110输出的锯齿波信号转换为对应频率的光信号，接入外部的光纤进行光信号传输。

进一步地，f/v频转压电路包括：光信号接收电路、阻容充放电电路、频率转换电路以及信号复原电路；

光信号接收电路的输入端作为f/v频转压电路的输入端，光信号接收电路用于通过第二光纤接收由v/f压转频电路输出的频率信号并将其转换为对应频率的交流电压；

阻容充放电电路的输入端与光信号接收电路的输出端相连，用于使得转换得到的交流电压经过零点；

频率转换电路的输入端与阻容充放电电路的输出端相连，用于将经过阻容充放电电路处理的交流电压转换为直流电压；

信号复原电路的输入端与频率转换电路的输入端相连，信号复原电路的输出端作为f/v频转压电路的输出端，信号复原电路用于对转换得到的直流电压进行调理，使得直流电压的大小复原为传输电压的大小。

作为进一步优选地，频率转换电路包括：第二电压频率转换器、电容c7′、电容cos′、电容cint′、电容c9′以及可调电阻rin′；

第二电压频率转换器为vfc110芯片，第二电压频率转换器的7号引脚、13号引脚以及14号引脚均接地，第二电压频率转换器的11号引脚作为频率转换电路的输入端，第二电压频率转换器的12号引脚作为频率转换电路的输出端；

电容cint′的一端与可调电阻rin′的一端相连后与第二电压频率转换器的1号引脚相连，电容cint′的另一端与可调电阻rin′的另一端相连后与第二电压频率转换器的12号引脚相连；

电容c7′的一端接地，电容c7′的另一端与第二电压频率转换器的4号引脚相连后接-15v电压；

电容cos′的一端接地，电容cos′的另一端与第二电压频率转换器的6号引脚相连；

电容c9′的一端接地，电容c9′的另一端与第二电压频率转换器的10号引脚相连后接+15v电压。

在上述频率转换电路中，vfc110芯片将经过了阻容充放电电路的0-2mhz频率电压信号转化为0-10v直流信号，通过vfc110芯片的12引脚输出。

作为进一步优选地，光信号接收电路包括：光信号接收器、电容r8′以及电阻c8′；

光信号接收器为r-2528z芯片，光信号接收器的2号引脚、4号引脚以及5号引脚相连后形成连接端e10，连接端e10接地；光信号接收器的光纤收发头作为光信号接收电路的输入端，光信号接收器的1号引脚作为光信号接收电路的输出端；

电阻r8′的一端接+5v电压，电阻r8′的另一端与电容c8′的一端相连后与光信号接收器的3号引脚相连，电容c8′的另一端与连接端e10相连。

作为进一步优选地，阻容充放电电路包括：电阻r9′和电容c10′；

电容c10′的一端作为阻容充放电电路的输入端，电容c10′的另一端与电阻r9′的一端相连后形成的连接端作为阻容充放电电路的输出端，电阻r9′的另一端接地。

作为进一步优先地，信号复原电路包括：第二运算放大器、电阻r1′、电阻r2′、电阻r4′、电阻r5′、电阻r6′、电阻r7′、电容c5′以及电容c6′；

第二运算放大器为ad823芯片，第二运算放大器的1号引脚和2号引脚相连后形成连接端e11，第二运算放大器的8号引脚接+15v电压，第二运算放大器的7号引脚作为信号复原电路的输出端；

电阻r4′的一端作为信号复原电路的输入端，电阻r4′的另一端与电阻r5′的一端相连后与电容c5′的一端相连，电容c5′的另一端与连接端e11相连；电阻r5′的另一端与电容c6′的一端相连后与运算放大器的3号引脚相连，电容c6′的另一端接地；

电阻r6′的一端和电阻r7′的一端相连后与第二运算放大器的5号引脚相连，电阻r6′的另一端与连接端e11相连，电阻r7′的另一端接地；

电阻r1′的一端与电阻r2′的一端相连后与运算放大器的6号引脚相连，电阻r1′的另一端接+5v电压，电阻r2′的另一端与运算放大器的7号引脚相连。

在上述信号复原电路中，ad823芯片的1、2、3号引脚与r4′、r5′、c5′、c6′组成二阶有源滤波，滤除vfc110芯片输出的杂波，通过ad823芯片的1号引脚输出；ad823芯片的5、6、7号引脚与r6′、r7′、r1′、r2′及+5v参考信号组成减法放大电路，使信号恢复为原始-10v到+10v的信号，通过ad823芯片的7号引脚输出。

进一步地，控制电路包括：dsp控制单元和电光转换电路；

dsp控制单元的输入端作为控制电路的输入端，dsp控制单元用于对低压信号进行采样，以反向计算出psm高压电源的输出电压实际值，并根据输出电压实际值和输出电压设定值的偏差计算得到n路控制信号；

电光转换电路的输入端与dsp控制单元的输出端相连，电光转换电路的输出端作为控制电路的输出端；电光转换电路用于在n路控制信号的控制下相应地生成n路光驱动信号后，通过第一光纤输入至psm高压电源；

其中，每一路控制信号为高电平或低电平，每一路光驱动信号为有光或者无光的信号。

进一步地，psm高压电源由40个输出电压为800v的开关电源模块和10个输出电压为100v的开关电源模块组成，以满足ecrh系统对psm高压电源的输出电压的需求，同时满足对输出电压的调节精度需求。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够实时检测运行中的psm高压电源的输出电压实际值，并根据输出电压实际值与输出电压设定值之间的偏差计算开关电源模块的开通数量，从而生成相应的控制信号对psm高压电源进行控制，由此形成了一个闭环反馈控制回路，能够有效减小高压电源超调量，稳定输出电压；由于本发明针对所有的开关电源模块进行统一的反馈控制，能够在减小高压电源超调量的同时有效降低控制难度与控制成本；同时，由于本发明在对psm高压电源进行控制时，仅利用psm高压电源的基本组成参数，因此具有通用性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于反馈控制的psm高压电源系统示意图；

图2为本发明实施例提供的v/f压转频电路的电路图；

图3为本发明实施例提供的f/v频转压电路的电路图；

图4为本发明实施例提供的不同psm高压电源系统中psm高压电源的输出电压对比示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明所提供的基于反馈控制的psm高压电源系统，如图1所示，包括：控制电路、psm高压电源、分压器、隔离传输电路以及电压调理电路；其中，psm高压电源由n个开关电源模块串联而成，psm高压电源用于输出直流电压；分压器与psm高压电源并联，分压器用于对psm高压电源输出的直流电压进行分压，以输出满足隔离传输电路的电压要求的传输电压；隔离传输电路的输入端与分压器的输出端相连，隔离传输电路用于通过频压转换实现对传输电压的快速隔离传输；电压调理电路的输入端与隔离传输电路的输出端相连，电压调理电路用于对经隔离传输电路输出的传输电压进行降压处理，以输出满足控制电路的电压要求的低压信号；控制电路的输入端与电压调理电路的输出端相连，控制电路用于对低压信号进行采样，并根据采样结果和输出电压设定值生成n路光驱动信号后，通过第一光纤输入至psm高压电源；n路光驱动信号分别用于控制n个开关电源模块的通断，从而控制psm高压电源的输出电压；n为正整数。

图1所示的基于反馈控制的psm高压电源系统，能够实时检测运行中的psm高压电源的输出电压实际值，并根据输出电压实际值与输出电压设定值之间的偏差计算开关电源模块的开通数量，从而生成相应的控制信号对psm高压电源进行控制，由此形成了一个闭环反馈控制回路，能够有效减小高压电源超调量，稳定输出电压；由于本发明针对所有的开关电源模块进行统一的反馈控制，能够在减小高压电源超调量的同时有效降低控制难度与控制成本；同时，由于本发明在对psm高压电源进行控制时，仅利用psm高压电源的基本组成参数，因此具有通用性。

在本实施例中，如图1所示，控制电路具体由dsp控制单元和电光转换电路组成；dsp控制单元的输入端作为控制电路的输入端，dsp控制单元用于对低压信号进行采样，以反向计算出psm高压电源的输出电压实际值，并根据输出电压实际值和输出电压设定值的偏差计算得到n路控制信号；电光转换电路的输入端与dsp控制单元的输出端相连，电光转换电路的输出端作为控制电路的输出端；电光转换电路用于在n路控制信号的控制下相应地生成n路光驱动信号后，通过第一光纤输入至psm高压电源，通过光纤传输光驱动信号，可实现电气隔离要求；其中，每一路控制信号为高电平或低电平，每一路光驱动信号为有光或者无光的信号；在本实施例中，dsp控制单元的核心芯片选用具有高运算速度的tms320x2812芯片，tms320x2812芯片还具有足够数量的gpio口，并且具有12位a/d高速采样器，芯片内含的时间管理器模块可以设置pwm波参数；电光转换电路的核心芯片选用hfbr-1414tz芯片，hfbr-1414tz芯片的数据率可达到115kbps，可以满足微秒量级的信号传输；dsp控制单元发出的控制信号为高电平时，电光转换电路中对应的hfbr-1414tz芯片发光，产生一路有光的光驱动信号；dsp控制单元发出的控制信号为低电平时，电光转换电路中对应的hfbr-1414tz芯片不发光，产生一路无光的光驱动信号。

在本实施例中，由于dsp控制单元所采用的核心芯片中的a/d采样器不能对超过3.3v的电压进行a/d采样，因此，分压调理电路具体需要将经过隔离传输电路输出的传输电压降至3.3v以下，以满足核心芯片中的a/d采样器的电压要求；在实际应用中，调理电压的压降比会有所不同，电压调理电路可根据实际应用需求相应设计。

在本实施例中，psm高压电源由40个输出电压为800v的开关电源模块和10个输出电压为100v的开关电源模块组成，以满足ecrh系统对psm高压电源的输出电压的需求，同时满足对输出电压的调节精度需求；其中，每个开关电源模块均工作在sm(stepmodulation，阶跃调制)模式，电光转换电路发出的光驱动信号传输到开关电源模块的igbt驱动后，开关电源模块会相应地导通或关断。

在本实施例中，隔离传输电路具体包括：v/f压转频电路和f/v频转压电路；其中，v/f压转频电路的输入端作为隔离传输电路的输入端，v/f压转频电路用于将传输电压转换为频率信号；f/v频转压电路的输入端通过第二光纤与v/f压转频电路的输出端相连，f/v频转压电路的输出端作为隔离传输电路的输出端，f/v频转压电路用于从第二光纤接收由v/f压转频电路输出的频率信号并将其还原为电压信号。

在本实施例中，如图2所示，v/f压转频电路具体包括：信号调理电路、电压转换电路以及光信号转换电路；其中，信号调理电路的输入端作为v/f压转频电路的输入端，信号调理电路用于对分压器输出的传输电压进行调理，使得电压传输范围扩大为目标范围；电压转换电路的输入端与信号调理电路的输出端相连，电压转换电路用于将经过信号调理电路调理之后的传输电压转换为交流信号；光信号转换电路的输入端与电压转换电路的输出端相连，光信号转换电路的输出端作为v/f压转频电路的输出端，光信号转换电路用于将由电压转换电路转换得到的交流信号转换为对应频率的光信号，从而得到频率信号；

如图2所示，电压转换电路具体由第一电压频率转换器、可调电阻rin1、电阻r10、电容c7、电容c8、电容c9、电容cint1以及电容cos1组成；第一电压频率转换器为vfc110芯片，vfc110芯片的传输延时小于10μs，满足反馈控制的实时性要求；第一电压频率转换器的7号引脚接地，第一电压频率转换器的8号引脚作为电压转换电路的输出端；目标范围为-10v～+10v；可调电阻rin1的一端作为电压转换电路的输入端，可调电阻rin1的另一端与电容cint1的一端相连后与第一电压频率转换器的1号引脚相连；第一电压频率转换器的11号引脚和12号引脚相连后与电容cint1的另一端相连；电容c8的一端接地，电容c8的另一端与第一电压频率转换器的4号引脚相连后接-15v电压；电容cos1的一端接地，电容cos1的另一端与第一电压频率转换器的6号引脚相连；电容c9的一端接地，电容c9的另一端与电阻r10的一端相连后接+5v电压；电阻r10的另一端与第一电压频率转换器的8号引脚相连；电容c7的一端与第一电压频率转换器的10号引脚相连后接+15v电压；第一电压频率转换器的13号引脚与14号引脚相连后与电容c7的另一端相连，形成连接端e4，连接端e4接地；在上述电压转换电路中，第一电压频率转换器将0～10v的电压信号转化为0～20mhz频率的锯齿波信号后通过8号引脚输出；

如图2所示，信号调理电路具体由第一运算放大器、电阻r2、电阻r4、电阻r5、电阻r7、电阻r8以及电阻r9组成；第一运算放大器为ad827芯片，第一运算放大器的4号引脚接-15v电压，第一运算放大器的8号引脚接+15v电压，第一运算放大器的7号引脚作为信号调理电路的输出端；电阻r7的一端作为信号调理电路的输入端，电阻r7的另一端与电阻r5的一端相连后与第一运算放大器的3号引脚相连，电阻r5的另一端接地；电阻r2的一端与电阻r4的一端相连后与第一运算放大器的5号引脚相连，电阻r2的另一端接+5v电压，第一运算放大器的1号引脚和2号引脚相连后与电阻r4的另一端相连；电阻r8的一端和电阻r9的一端相连后与第一运算放大器的6号引脚相连，电阻r8的另一端与第一运算放大器的7号引脚相连，电阻r9的另一端接地；在上述信号调理电路中，第一运算放大器的1～3号引脚、电阻r5以及电阻r7构成二分之一衰减电路，用于将-10v～+10v范围内的电压信号衰减至-5v～+5v的范围内；第一运算放大器的5～7号引脚、电阻r2、电阻r4、电阻r8、电阻r9以及+5v参考电压构成加法电路，用于将电压信号提高5v；

如图2所示，光信号转换电路具体由与门、光纤收发器、电阻r3、电阻r11、电容c5以及电容c6组成；与门为75451芯片，光纤收发器为t-1528z芯片；与门的7号引脚作为光信号转换电路的输入端，光纤收发器的光纤收发头作为光信号转换电路的输出端；与门的6号引脚和8号引脚相连，形成连接端e6，连接端e6接+5v电压；电阻r3的一端与连接端e6相连，电阻r3的另一端与与门的5号引脚相连；电阻r11的一端接+5v电压，电阻r11的另一端与光纤收发器的1号引脚相连；电阻r3的另一端与与门的5号引脚的连接端与光纤收发器的2号引脚相连；光纤收发器的3号引脚和4号引脚相连后形成连接端e7，连接端e7接地，第一与门的4号引脚与连接端e7相连；电容c5的一端与电容c6的一端相连后接+5v电压；电容c5的另一端与电容c6的另一端相连后形成连接端e8，连接端e8与光纤收发器的5号引脚相连，并且连接端e8与连接端e7相连；在上述光信号转换电路中，vfc110芯片的8号引脚输出的锯齿波信号，通过与门芯片75451与+5v参考信号进行与运算，输出为高电平1或低电平0，其频率与前级锯齿波信号频率一致，通过75451芯片的引脚4输出；与门芯片75451输出的电平信号和电光转换接头将vfc110输出的锯齿波信号转换为对应频率的光信号，接入外部的光纤进行光信号传输。

在本实施例中，如图3所示，f/v频转压电路具体包括：光信号接收电路、阻容充放电电路、频率转换电路以及信号复原电路；其中，光信号接收电路的输入端作为f/v频转压电路的输入端，光信号接收电路用于通过第二光纤接收由v/f压转频电路输出的频率信号并将其转换为对应频率的交流电压；阻容充放电电路的输入端与光信号接收电路的输出端相连，用于使得转换得到的交流电压经过零点；频率转换电路的输入端与阻容充放电电路的输出端相连，用于将经过阻容充放电电路处理的交流电压转换为直流电压；信号复原电路的输入端与频率转换电路的输入端相连，信号复原电路的输出端作为f/v频转压电路的输出端，信号复原电路用于对转换得到的直流电压进行调理，使得直流电压的大小复原为传输电压的大小；

如图3所示，频率转换电路具体由第二电压频率转换器、电容c7′、电容cos′、电容cint′、电容c9′以及可调电阻rin′组成；第二电压频率转换器为vfc110芯片，vfc110芯片的传输延时小于10μs，满足反馈控制的实时性要求；第二电压频率转换器的7号引脚、13号引脚以及14号引脚均接地，第二电压频率转换器的11号引脚作为频率转换电路的输入端，第二电压频率转换器的12号引脚作为频率转换电路的输出端；电容cint′的一端与可调电阻rin′的一端相连后与第二电压频率转换器的1号引脚相连，电容cint′的另一端与可调电阻rin′的另一端相连后与第二电压频率转换器的12号引脚相连；电容c7′的一端接地，电容c7′的另一端与第二电压频率转换器的4号引脚相连后接-15v电压；电容cos′的一端接地，电容cos′的另一端与第二电压频率转换器的6号引脚相连；电容c9′的一端接地，电容c9′的另一端与第二电压频率转换器的10号引脚相连后接+15v电压；在上述频率转换电路中，vfc110芯片将经过了阻容充放电电路的0-2mhz频率电压信号转化为0-10v直流信号，通过vfc110芯片的12引脚输出；

如图3所示，光信号接收电路具体由光信号接收器、电容r8′以及电阻c8′组成；光信号接收器为r-2528z芯片，光信号接收器的2号引脚、4号引脚以及5号引脚相连后形成连接端e10，连接端e10接地；光信号接收器的光纤收发头作为光信号转换电路的输入端，光信号接收器的1号引脚作为光信号接收电路的输出端；电阻r8′的一端接+5v电压，电阻r8′的另一端与电容c8′的一端相连后与光信号接收器的3号引脚相连，电容c8′的另一端与连接端e10相连；

如图3所示，阻容充放电电路具体由电阻r9′和电容c10′组成；电容c10′的一端作为阻容充放电电路的输入端，电容c10′的另一端与电阻r9′的一端相连后形成的连接端作为阻容充放电电路的输出端，电阻r9′的另一端接地。

如图3所示，信号复原电路具体由第二运算放大器、电阻r1′、电阻r2′、电阻r4′、电阻r5′、电阻r6′、电阻r7′、电容c5′以及电容c6′组成；第二运算放大器为ad823芯片，第二运算放大器的1号引脚和2号引脚相连后形成连接端e11，第二运算放大器的8号引脚接+15v电压，第二运算放大器的7号引脚作为信号复原电路的输出端；电阻r4′的一端作为信号复原电路的输入端，电阻r4′的另一端与电阻r5′的一端相连后与电容c5′的一端相连，电容c5′的另一端与连接端e11相连；电阻r5′的另一端与电容c6′的一端相连后与运算放大器的3号引脚相连，电容c6′的另一端接地；电阻r6′的一端和电阻r7′的一端相连后与第二运算放大器的5号引脚相连，电阻r6′的另一端与连接端e11相连，电阻r7′的另一端接地；电阻r1′的一端与电阻r2′的一端相连后与运算放大器的6号引脚相连，电阻r1′的另一端接+5v电压，电阻r2′的另一端与运算放大器的7号引脚相连；在上述信号复原电路中，ad823芯片的1、2、3号引脚与r4′、r5′、c5′、c6′组成二阶有源滤波，滤除vfc110芯片输出的杂波，通过ad823芯片的1号引脚输出；ad823芯片的5、6、7号引脚与r6′、r7′、r1′、r2′及+5v参考信号组成减法放大电路，使信号恢复为原始-10v到+10v的信号，通过ad823芯片的7号引脚输出。

如图2和图3所示，隔离传输电路具体通过输入bnc接头和输出bnc接头实现电压的输入和输出，由此能够有效减少信号之间的干扰。

在本实施例中，分压器具体是型号为vd-30的2000:1阻容分压器，其测量精度高，动态响应快；在实际应用中，为了保证分压器输出的传输电压满足隔离传输电路中所选用的核心芯片及运算放大器对电压的要求，分压器的分压比可根据实际情况相应设定。

如图1所示，为实现本地操作，上述psm高压电源系统，还可包括触摸屏，触摸屏与dsp控制单元进行rs485通信，提供本地操作界面；为实现远程操作，触摸屏还可通过光纤网络与终端设备连接，终端设备通过组态王组件与所述触摸屏进行双向通信，提供远程控制方式。

本发明实施例提供的基于反馈控制的psm高压电源系统中，psm高压电源输出波形，以及现有的基于开环控制的psm高压电源的输出电压波形如图4所示。对比不同系统中psm高压电源的输出电压波形可以知，在本发明所提供的基于反馈控制的psm高压电源系统中psm高压电源的性能较好，且控制简洁高效。

总体而言，本发明所提供的基于反馈控制的psm高压电源系统在有效降低输出电压超调量的同时，增加了输出电压的稳定性，使之稳定于预设值的±1％以内。本发明的各个模块均为模块化设计、结构简单，便于工业化生产。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。