本技術涉及磁鐵電源，尤其涉及一種快校正磁鐵電源控制器系統。

背景技術：

1、由于第四代同步輻射光源對束流發射度具有很高要求，因此需要使用高性能的束流軌道反饋系統(fofb)及時快速修正束流運行軌道。快速軌道反饋系統(fofb)可以將一定帶寬范圍內的束流軌道擾動抑制在一定范圍內，從而保證引出光源點附近束流軌道的穩定，其中在中國科學技術大學出版社發表的《基于pxie的合肥先進光源儲存環快速軌道反饋系統》，作者為李云龍，有對快速軌道反饋系統進行詳細的介紹。

2、快校正磁鐵電源作為快速軌道反饋系統中的執行結構，需要對快速軌道反饋系統給出的校正指令進行迅速響應，完成對束流軌道的校正工作，保證同步輻射光源儲存環內束流穩定性要求。其對于電源控制器的通信響應速度有很高的要求。

3、目前的快校正磁鐵電源控制器設計方案采用stm32g4x4系列mcu，采用單精度浮點單元(fpu)并實現了整套dsp(數字信號處理)指令，采用以太網芯片w5500和光纖收發器作為電源的遠程控制終端。stm32g4x4系列mcu相比于zynq系列fpga來說，片上邏輯資源有限，為了實現現有的功能已幾乎將邏輯資源耗盡，難以進行后續的功能升級，另外采用以太網芯片w5500和光纖收發器作為電源的遠程控制終端的方案數據傳輸速率有限，在20m左右。

技術實現思路

1、本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種快校正磁鐵電源控制器系統，大大提高了控制器的通信響應速度，可以很好的滿足快軌道反饋系統對于快校正磁鐵電源的數字控制器的通信響應速度的要求。

2、根據本實用新型提出的一種快校正磁鐵電源控制器系統，包括主功率器件、調制器、濾波器、高分辨率pwm模塊、控制器和與快軌道反饋系統連接的sfp光模塊，所述sfp光模塊的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端連接，所述控制器的信號輸出端與所述高分辨率pwm模塊的信號輸入端連接，所述高分辨率pwm模塊的信號輸出端與所述調制器的控制信號輸入端連接，所述調制器的信號輸出端與所述主功率器件的信號輸入端連接，所述主功率器件的信號輸出端與所述濾波器的輸入端連接，所述濾波器的輸出端連接有負載，所述主功率器件的電源輸入端還連接有主供電電源。

3、優選地，所述濾波器與所述負載連接的線路上設置有電流傳感器，所述電流傳感器的信號輸出端連接有數模轉換器，所述數模轉換器的信號輸出端連接有高精度adc模塊，所述高精度adc模塊的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端連接。

4、優選地，包括存儲模塊，所述存儲模塊與所述控制器連接。

5、優選地，包括千兆網口模塊，所述千兆網口模塊連接有上位機，所述千兆網口模塊與所述控制器連接。

6、優選地，包括為控制器各模塊提供工作電壓的電源模塊，所述電源模塊包括1.0v電壓輸出的u3降壓芯片電路、3.3v電壓輸出的u5降壓芯片電路、1.8v電壓輸出的u10降壓芯片電路和1.5v電壓輸出的u11降壓芯片電路。

7、優選地，所述sfp光模塊包括用于連接高速光纖的金手指連接器電路和用于抑制電磁干擾的連接器外殼電路，所述金手指連接器電路與所述控制器連接，所述連接器外殼電路接地。

8、優選地，所述千兆網口模塊包括phy芯片u12電路、rj45以太網連接器u17電路和兩組靜電和浪涌保護u16芯片電路、u18芯片電路，所述u16芯片電路、u18芯片電路和rj45以太網連接器u17電路分別與所述phy芯片u12電路連接，所述phy芯片u12電路與所述控制器連接。

9、優選地，所述控制器采用的芯片為xc7z015芯片。

10、本實用新型中的有益效果是：采用xc7z015作為主控核心，芯片上擁有豐富的邏輯資源，利用其gtp高速收發器資源，通過6.25gsfp光模塊和高速光纖與快軌道反饋系統進行通信，極大提高了控制器的通信響應速度；同時該控制器還具有2片共256mb?ddr3?sdram芯片，可保存大量實時運行數據，并通過千兆網口模塊實現數據的導入導出，方便快速判斷故障。解決了目前采用的以stm32芯片作為控制核心的控制器由于資源有限，發生死機等故障時缺少途徑獲取控制器內部運行數據的手段，導致無法方便快速的找出故障原因的問題，同時將原有的百兆網口替換為了高速光纖，數據傳輸速率可以達到6.25g，大大提高了控制器的通信響應速度，可以很好的滿足快軌道反饋系統對于快校正磁鐵電源的數字控制器的通信響應速度的要求。

技術特征：

1.一種快校正磁鐵電源控制器系統，其特征在于：包括主功率器件、調制器、濾波器、高分辨率pwm模塊、控制器和與快軌道反饋系統連接的sfp光模塊，所述sfp光模塊的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端連接，所述控制器的信號輸出端與所述高分辨率pwm模塊的信號輸入端連接，所述高分辨率pwm模塊的信號輸出端與所述調制器的控制信號輸入端連接，所述調制器的信號輸出端與所述主功率器件的信號輸入端連接，所述主功率器件的信號輸出端與所述濾波器的輸入端連接，所述濾波器的輸出端連接有負載，所述主功率器件的電源輸入端還連接有主供電電源。

2.根據權利要求1所述的一種快校正磁鐵電源控制器系統，其特征在于：所述濾波器與所述負載連接的線路上設置有電流傳感器，所述電流傳感器的信號輸出端連接有數模轉換器，所述數模轉換器的信號輸出端連接有高精度adc模塊，所述高精度adc模塊的信號輸出端與所述控制器的信號輸入端連接。

3.根據權利要求1所述的一種快校正磁鐵電源控制器系統，其特征在于：包括存儲模塊，所述存儲模塊與所述控制器連接。

4.根據權利要求3所述的一種快校正磁鐵電源控制器系統，其特征在于：包括千兆網口模塊，所述千兆網口模塊連接有上位機，所述千兆網口模塊與所述控制器連接。

5.根據權利要求1所述的一種快校正磁鐵電源控制器系統，其特征在于：包括為控制器各模塊提供工作電壓的電源模塊，所述電源模塊包括1.0v電壓輸出的u3降壓芯片電路、3.3v電壓輸出的u5降壓芯片電路、1.8v電壓輸出的u10降壓芯片電路和1.5v電壓輸出的u11降壓芯片電路。

6.根據權利要求1所述的一種快校正磁鐵電源控制器系統，其特征在于：所述sfp光模塊包括用于連接高速光纖的金手指連接器電路和用于抑制電磁干擾的連接器外殼電路，所述金手指連接器電路與所述控制器連接，所述連接器外殼電路接地。

7.根據權利要求4所述的一種快校正磁鐵電源控制器系統，其特征在于：所述千兆網口模塊包括phy芯片u12電路、rj45以太網連接器u17電路和兩組靜電和浪涌保護u16芯片電路、u18芯片電路，所述u16芯片電路、u18芯片電路和rj45以太網連接器u17電路分別與所述phy芯片u12電路連接，所述phy芯片u12電路與所述控制器連接。

8.根據權利要求1所述的一種快校正磁鐵電源控制器系統，其特征在于：所述控制器采用的芯片為xc7z015芯片。

技術總結
本技術公開了一種快校正磁鐵電源控制器系統，包括主功率器件、調制器、濾波器、高分辨率PWM模塊、控制器和與快軌道反饋系統連接的SFP光模塊，SFP光模塊的信號輸出端與控制器的信號輸入端連接，控制器的信號輸出端與高分辨率PWM模塊的信號輸入端連接，高分辨率PWM模塊的信號輸出端與調制器的控制信號輸入端連接，調制器的信號輸出端與主功率器件的信號輸入端連接，主功率器件的信號輸出端與濾波器的輸入端連接，濾波器的輸出端連接有負載，主功率器件的電源輸入端還連接有主供電電源。本技術大大提高了控制器的通信響應速度，可以很好的滿足快軌道反饋系統對于快校正磁鐵電源的數字控制器的通信響應速度的要求。

技術研發人員：陳一飛,胡保進,張海燕,高輝,周梁緣,鄧超
受保護的技術使用者：中國科學技術大學
技術研發日：20240802
技術公布日：2025/4/28