电源系统是EAST-NBI的关键子系统之一，它向NBI装置提供不同功率等级、不同脉宽的电力供应。EAST-NBI电源系统包括弧电源、灯丝电源、缓冲器电源、等离子体电极高压电源、抑制极负高压电源和偏转磁体电源。高压电源、梯度极分压和抑制极电源为离子源的束引出系统供电，灯丝电源和弧电源为离子源源头供电，为产生稳定等离子体服务。图1为各电源系统连接示意图。

离子源的弧电源正极连接在离子源外壳上，负极与灯丝电源负极相连；加速器高压电源的正极与等离子体电极直接相连，同时与弧电源，灯丝电源的负极相连，形成高压悬浮点，需通过隔离变压器与系统中其他供电单元隔离。离子源高压平台上的各套电源传输线穿过缓冲器线圈到达离子源负载，缓冲器线圈利用磁性材料的磁滞回线和反向偏置饱和原理，使各种浪涌电流和分布参数的储能通过缓冲器的抑制作用得到释放和减少。

根据EAST-NBI束线工程技术方案要求，每条中性束注入系统辅助电源系统主要设计指标如表1所示，所有电源输入电压为380 VAC/50 Hz，电压波动范围±10%。

图1. NBI各电源系统连接示意图

表1. NBI各电源系统设计指标

偏转磁体以稳态方式运行，设计当线圈电流达到约510 A时，偏转磁体可以在磁极间范围内产生强度约0.19 T的均匀磁场，磁场中心区域的均匀度优于1%，以满足剩余离子偏转180˚的需要。因此，NBI偏转磁场电源的设计性能要求电流稳定度应小于±1%，稳态运行，为满足不同运行模式的需要，偏转磁体的磁场强度需要具备可调节的能力，以达到将不同能量的离子剥离束流通道的要求 [ 3 ] 。

根据NBI束线对偏转磁场的物理要求，考虑到偏转磁场线圈的负载特性，设计偏转磁体电源采用相控整流电源方式。磁体电源主回路设计方案如图2所示。

该技术方案主电路技术路线为：市电经过配电柜进入整流变压器，变压器副边为双绕组，每个绕组配有一个6脉波可控硅整流电路，通过时序控制组合为12脉波可控硅整流输出，最后经过输出端LC滤波电路输出直流电流。

为满足EAST-NBI恒定磁场需求，要求偏转磁体电源恒流稳态运行，为避免磁体电源误动作，只有

在其接收到同步的时序信号和幅值信号时才能够正常输出。同时，由于磁体电源的供电对象线圈是感性负载，上电瞬间电流过冲极易损坏磁体线圈，磁体电源接收到的幅值控制信号需是爬坡型缓慢上升。本文设计的磁体电源控制系统采用PXI-7842R多功能可重配置RIO板卡向磁体电源输出时序信号，通过PXI-6733高速模拟量输出板卡向磁体电源输出爬坡型幅值信号，两板卡通过硬件触发信号实现同步输出控制。磁体电源正常运行需满足图3所示时序和幅值信号对应关系 [ 4 ] [ 5 ] 。

MAG_SI为磁体电源运行幅值设置，MAG_START为磁体电源运行时序设置，MAG_CMD为过脉宽保护信号，时序和幅值输出需同步控制，过脉宽保护信号需提前START信号开启并滞后START信号关闭，提前和滞后时间可根据实际需求进行设置。图4是在偏转磁体电源控制系统作用下EAST-NBI注入实验正常运行波形。

为保证磁体线圈、偏转磁体电源、以及EAST-NBI实验装置的安全运行，当灯丝电源、弧电源、抑制极电源、高压电源、缓冲器电源和偏转磁体电源中的一个或多个电源出现故障时，需进行快速故障报警与连锁保护，停止本炮实验，保证实验设备和实验人员人身安全。

EAST-NBI偏转磁体电源保护系统通过FPGA板卡实时读取磁体电源系统状态和模拟量反馈值信息，当读取到的电源状态为故障态或模拟量反馈值与输出值相差较大时停止向NBI各电源系统输出时序信号和幅值信号，并将相应故障状态发送到远程监控终端进行故障报警显示。图5为磁体电源保护系统在磁体电源故障情况下进行连锁保护的实验波形。