BESⅢ Muon前端讀出電子學(xué)過流保護(hù)系統(tǒng)研究.pdf

1、本文作為BESⅢ慢控制系統(tǒng)研究工作的一部分，主介紹了針對(duì)Muon前端讀出電子學(xué)的過流保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與測(cè)試。
　　BESⅢ Muon讀出電子學(xué)系統(tǒng)由前端FEC子系統(tǒng)以及VME子系統(tǒng)組成。過流保護(hù)系統(tǒng)是針對(duì)前端FEC子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，其主要功能是監(jiān)控FEC數(shù)據(jù)鏈的供電電源。在BEPCⅡ束流丟失并擊中RPC探測(cè)器導(dǎo)致電源輸出過流時(shí)切斷其供電，并將各個(gè)電源模塊的狀態(tài)通過以太網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳至上位機(jī)。
　　本文首先介紹了過流保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景，

2、包括了BESⅢ以及Muon讀出電子學(xué)系統(tǒng)的概況與現(xiàn)狀，說明了設(shè)計(jì)過流保護(hù)系統(tǒng)的必要性。重點(diǎn)介紹系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)這兩方面，最后給出了過流保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果。
　　硬件設(shè)計(jì)部分根據(jù)系統(tǒng)整體的方案與指標(biāo)給出了詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)方案。首先根據(jù)性能參數(shù)選定了TI公司的智能電源開關(guān)芯片——TPS2590，以其為核心進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源供電電流的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制，并提供狀態(tài)指示的功能。其次，使用了基于ARM內(nèi)核

3、的微控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)TPS2590的監(jiān)控以及與上位機(jī)通信的功能。此外，考慮到強(qiáng)化抗干擾能力的需要（干擾主要包括現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境干擾以及束流打偏時(shí)的地線干擾），硬件設(shè)計(jì)上加入光電耦合模塊。
　　軟件設(shè)計(jì)主要包括下位機(jī)以及上位機(jī)程序的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹下位機(jī)程序的設(shè)計(jì)。下位機(jī)程序主要實(shí)現(xiàn)對(duì)TPS2590的監(jiān)控以及與上位機(jī)進(jìn)行通信兩方面的功能，此外，考慮到在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行固件升級(jí)時(shí)按照一般的方法比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，加入了IAP方式對(duì)固件進(jìn)行遠(yuǎn)程更新的設(shè)計(jì)，方便了

4、下位機(jī)的固件升級(jí)。上位機(jī)軟件的功能則是與多個(gè)下位機(jī)通信。
　　樣機(jī)測(cè)試是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，主要包括了測(cè)試的方案與測(cè)試結(jié)果。測(cè)試的方案主要包括功能測(cè)試，性能測(cè)試，抗干擾能力測(cè)試以及長(zhǎng)時(shí)間工作測(cè)試等四個(gè)方面，通過這幾項(xiàng)測(cè)試的結(jié)果證明了過流保護(hù)系統(tǒng)在功能、性能以及可靠性等各個(gè)方面均滿足設(shè)計(jì)需求。最后介紹了過流保護(hù)系統(tǒng)在譜儀大廳現(xiàn)場(chǎng)安裝并測(cè)試的具體情況。
　　本論文取得的主要研究成果如下:
　　1.采用電源開關(guān)芯片在硬件