BriPower偏压大功率源控制系统正式交付：助力HL-3核聚变装置边缘局域模控制研究

1. 核心交付里程碑：向核聚变“终极能源”迈出关键一步

近日，由BriPower（博瑞电力）自主研发的偏压大功率源控制系统顺利完成各项严苛指标测试，正式交付至中国环流三号（HL-3）核聚变实验装置现场。作为支撑“偏滤器靶板偏压驱动实验”的核心控制中枢，该系统的成功交付标志着我国在托卡马克关键实验设备国产化进程中取得了实质性突破，为受控核聚变研究提供了自主可控的高精度动力平台。

此次交付不仅是硬件设备的物理移交，更是针对“中国环流三号”装置等离子体物理实验控制精度的一次跨越式升级。BriPower通过深度参与国家大科学工程（Big Science），将尖端特种电源控制技术与核聚变前沿需求精准对接，确保装置在极高参数下具备稳定且高效的控制心脏。

2. 项目背景：攻克等离子体物理研究难题

在受控核聚变实验中，稳定控制等离子体边缘的不稳定性——即边缘局域模（ELM），是实现长脉冲高约束模式运行的核心瓶颈。HL-3装置上一轮实验通过在内外靶板部署2×4阵列偏压靶板（环向间隔90度），验证了偏压驱动的基本可行性。然而，随着物理实验向深水区迈进，原有系统暴露出的技术痛点亟待解决：

• 物理机制实现受限：实现“偏滤器靶板偏压驱动刮削层（SOL）螺旋电流控制边缘局域模”这一科学目标，需要通过偏压驱动足够强的SOL电流产生磁扰动。原系统在准双零位配置下，总偏置电流仅约500A，难以达到预期的局域模抑制效果。

• 回路阻抗瓶颈：随着实验参数提升，等离子体与回路阻抗对电压需求增加。原500V电压上限已无法克服阻抗障碍，亟需将输出上限提升至700V，以驱动更大的扰动电流。

• 未来环境适配：装置即将步入**氘氚（DT）**放电阶段，高能中子辐射与极端电磁环境要求控制系统具备极高的可靠性与完全的远程运维能力。

BriPower此次交付的控制系统，正是针对上述“卡脖子”难题进行的深度定制。通过将电压提升至700V并结合高性能实时反馈机制，该系统能够精准调控SOL区螺旋电流，为HL-3装置破解边缘局域模控制难题提供了核心工具。

3. 技术解析：卓越参数驱动高保真控制实验

在极端核聚变环境下，控制系统必须具备确定性延迟与高保真响应。BriPower通过硬件底层的确定性逻辑与控制算法优化，实现了从常规工业级向大科学装置级的技术跨越。

以下为该系统核心技术指标（规格参数）：

实时反馈与通讯逻辑的深度整合：为了“跑赢”微秒级的等离子体不稳定性，系统主控采样计算速度被压缩至3μs以内。在通讯架构上，BriPower实现了精细化分层：底层FPGA/单片机采用Modbus协议保障硬实时性；上位工控机通过CDA协议接收指令；故障状态则通过EPICS环境实时反馈。这种多元协议的深度集成，确保了电源能完美适配CODIS系统的全局时序调度。

4. 稳健设计：针对DT环境的“零接触”运维逻辑

随着实验向氘氚（DT）阶段演进，核反应产生的高能粒子将导致实验区发生中子活化，这意味着人员无法进入现场进行维护。BriPower在设计之初便确立了“零接触远程运维”的生存准则。

• 辐射屏蔽与远程唤醒：系统实现了全流程自动化操作，包括远程开机、复位、唤醒及参数重构。物理人员在集控大厅即可完成所有操作，彻底规避了DT环境下的人员辐射风险。

• 确定性保护逻辑：针对安全联锁，系统弃用传统铜缆，改用具备抗电磁干扰特性的光纤硬连接，遵循“有光正常、无光故障”的失效保护原则。这种确定性逻辑确保了在复杂辐射环境下，信号传输的物理级可靠。

• 高冗余安全支撑：针对电网波动风险，系统内置了具备10分钟以上支撑能力的工业级UPS。在外部供电中断时，该冗余能量足以支撑控制系统引导大功率源完成安全关机程序，保护昂贵的托卡马克组件不受损。

5. 质量承诺与大科学工程保障

在重大科研基础设施建设中，质量等级决定了实验的连续性。BriPower此项交付遵循严苛的FQA3级质量保证要求，确保设备在全生命周期内的高可用性。

• 标准与合规：研发与制造过程严格执行ISO 9001质量管理体系，电气安全与电磁兼容性（EMC）全面符合IEC 61010-1及GB/T相关国家标准。

• 全流程验收验收（FAT/SAT）：交付前通过了严密的出厂验收测试（FAT），并于HL-3现场完成了模拟放电工况的联调测试，各项关键指标均达到或优于设计预期。

• 专业服务体系： BriPower承诺提供24小时快速响应机制，并为科研团队提供针对物理实验需求的定制化技术培训，确保系统在HL-3每一轮物理放电周期中都能提供稳定输出。

BriPower偏压大功率源控制系统的正式交付，不仅填补了国内核聚变偏压控制领域的多项技术空白，更巩固了公司在精密特种电源与工业控制领域的领军地位。作为国家重大科技基础设施的可靠伙伴，BriPower将持续深耕精密动力控制技术，以技术创新为核聚变这一“终极能源”的探索进程提供澎湃动力。