题目：高压电源主放大器的研究及倍压电路的参数优化

高压电源广泛用于工业、农业、国防、医疗、电力通讯、航空和科研等诸多领域，在雷达发射机、工业静电除尘设备、医疗CT机、电力设备耐压检测装置等应用上均采用高压电源供电。尤其对于粒子加速机、离子注入机、电子显微镜和X射线衍射仪等带电粒子束装置，要求高压电源提供场加速电压，一般10-3量级的高压电源稳定度，已经不满足性能需求，而要求稳定度至少优于10-4量级。这种高稳定度高压电源对电路结构、元器件性能、工艺制作及测试条件提出了要求的更高。目前国内高压电源输出电压稳定度最优可达到2ppm/min，但远低于国外先进水平的0.07ppm/min，研制高性能的高稳定度高压电源具有重要的科学意义和应用价值。本课题基于国内一款稳定度高达2ppm/min的高稳定度高压电源，遵循原理分析、理论建模、仿真研究和实验验证的研究思路，为高稳定度高压电源的研究设计提供理论基础和设计方法，具体研究工作如下：首先，通过模块化分析该高压电源原理，建立其系统稳压模型；利用控制理论，推导出关于高稳定度高压电源系统特性的参考结论。其次，通过分析主放大器在高稳定度高压电源中的原理与功能，研究改善其输出特性的方法；从温度漂移、元器件选择等角度出发，改进了主放大器的拓扑结构；设计外围配套电路模块，完成改进后主放大器的测试。然后，通过分析基本式、平衡式倍压整流电路工作原理，结合平衡式倍压整流电路的物理特征，建立了正周期、负周期倍压电路等效模型；分析了平衡式倍压整流电路达到稳态后工作频率f，倍压电容C和倍压阶数n三项参数之间的普适性关系，推导出描述其输出特性的输出纹波电压和带载电压表达式。最后，通过研究理论推导表达式特点，提出了不等量电容分布的参数优化方法；最后采用仿真和实验对理论研究结果进行了对比验证。本课题的研究成果对高稳定度高压电源设计的系统特性、拓扑结构和输出特性提供了分析方法和设计参考，以期促进高压电源高稳定度输出、小型化、高效化和高性能发展，推动国内高稳定度高压电源技术的进步。