隨著全球能源需求增長和對清潔能源的追求，核聚變技術正加速發展并逐步走向商業化。近年來，核聚變領域的研究熱度持續升溫，電源控制系統作為 "磁約束與等離子體控制"的核心裝備，其性能直接影響裝置運行效率與穩定性。

然而，當前應用在核聚變研究領域的電源控制系統主要還是依賴國外進口的 RIO 架構硬件+光纖轉接模塊來實現，雖能滿足高控制速率與模塊化擴展需求，但弊端明顯。

成本高昂：進口設備價格居高不下，大規模系統搭建成本高。

進口依賴：硬件完全依賴進口，供應鏈安全存風險。

響應滯后：國外售后周期長，關鍵技術支持不足。

場景適配弱：通用型產品難以滿足核聚變電源的特殊需求。

森木磊石作為國內數字電源行業全生命周期解決方案服務商，針對核聚變電源控制系統的痛點，特推出國產化電源控制系統解決方案，打破國外壟斷，為核聚變裝置提供高效、穩定的國產化解決方案。

一、國產化核聚變電源控制系統解決方案

森木磊石核聚變電源控制系統解決方案基于國產 PXI RIO 硬件，支持模塊化擴展，滿足高功率密度、脈沖工作模式等需求。

1、國產化硬件，自主可控

森木磊石電源控制系統采用CPU+FPGA硬件架構，結合PXIe機箱的模塊化設計，實現了系統的高性能、高擴展性和高可靠性。

一個完整的控制系統由 IO 模塊、FPGA/ASIC、背板/基座、CPU構成。系統架構如下：

單臺 PXI 控制器通過數字信號和光電轉換系統與電源進行交互，根據電源模組數量的不同，可以靈活配置IO模塊以滿足擴展需求。PXI控制系統交互框架如下：

2、專業電源控制優化方案

森木磊石依托多年電源開發經驗，可為客戶提供行業內專業的電源應用的控制解決方案。如，使用PSM+PWM 混合控制、載波移相控制等多種控制方式，顯著提高電源的穩定性和動態響應速度。

上圖為我司電源控制器 PSM 電源常規解決方案，通過控制每個PSM電源的輸出時序邏輯，實現高壓輸出。

3、圖形化開發環境，控制系統快速搭建

PXI 控制系統硬件支持基于圖形化開發環境（如LabVIEW等），提供模塊化功能代碼。用戶可通過拖拽、調整等便捷操作完成系統搭建與調試，大幅縮短開發周期，提升系統可維護性。

功能模塊示例：

▍模塊級脈沖通道控制模塊

▍多模塊時序編排模塊

*更多功能模塊詳詢客服

二、應用案例

▍PPECinside高頻逆變式高壓電源系統

PPEC inside 模塊化高頻逆變式高壓電源系統是國內首套自主研制的逆變式高壓電源解決方案，由126個逆變功率模塊、3套超級電容供電系統、測量控制系統、交流供電系統及輔助供電系統組成。

該系統基于 PPEC 電源控制芯片開發，采用PSM+PWM混合控制方式，支持0~120kV寬范圍電壓調節，可提供120kV、6MW穩定可靠的高壓電能。

系統采用先進的高頻逆變技術、高頻高壓隔離變壓器研制技術以及超高壓絕緣工藝。相較于傳統的 PSM 電源，具備更高的可靠性、穩定度、功率密度等優點。特別適用于中性束注入加熱系統、可控核聚變裝置及高能物理實驗等領域，能夠為復雜科研環境提供穩定可靠的高壓電源支持。

▍PPEC inside PSM高壓電源系統

PPEC inside PSM 高壓電源系統主要由64個PSM模塊電源通過輸出串聯組成。系統基于PPEC電源控制芯片開發，支持穩態和脈沖兩種工作模式，脈沖頻率0-10KHz可調。且系統具備自動閉環控制功能，能自動調節PSM模塊開通數量，實現精確輸出電壓調節，當前已實現8MW的大功率輸出。

系統具有效率高、功率器件溫升低、輸出特性好、可靠性高等優點，適用于可控核聚變研究、高能物理實驗、工業自動化控制等領域。

▍PPEC inside陽極高壓電源

PPEC inside 陽極高壓電源主要由60個600V的電源模塊組成。設備基于PPEC電源控制芯片開發，采用PSM高壓電源技術，實現了0~35kV可調輸出。

設備支持長脈沖運行和5kHz高頻率調制，且具有us級快速響應能力，適用于X射線設備、核能工業，醫療設備，高能物理實驗等領域。

核聚變商用化進程加速，電源控制系統的國產化是關鍵一步。森木磊石國產化核聚變電源控制系統解決方案可為核聚變裝置提供可靠支持，助力我國在這一領域實現自主可控，為核聚變早日實現商用發電提供堅實保障。