辅助加热系统要正常工作，离不开高压电源的“能量供给”。离子回旋、电子回旋、低杂波加热系统需要26-100kV的高压电源，中性束注入系统更需要1MV级的超高电压。在这些严苛要求面前，脉冲阶梯调制电源（PSM）和逆变型高压电源（HVPS）成为理想选择。国金证券报告指出，目前ITER三种射频波加热电源均为PSM技术路线。国内四创电子控股子公司华耀电子从2010年前就参与EAST首套PSM高压电源系统的研制，2024年成功研制出140kV PSM高压电源模块。本文基于报告数据，深入解析PSM高压电源的技术路径、市场空间与竞争格局。

辅助加热系统对电源的要求极为严苛，主要体现在四个方面：

大容量、高电压：ICRH、ECRH、LHCD所需电压26-100kV，NBI系统需要电压为1MV级，脉冲功率达几十MW到上百MW。

快速响应：微波源、离子源对电压敏感，要求电压快速可调。

保护时间短：辅助加热系统易受故障导致的能量冲击损坏，加热电源需要满足保护时间短（<10μs）。

释放能量小：电路发生故障保护时，电源需对关键部件释放的能量非常小（约几个焦耳）。

以ITER辅助加热电源为例，射频波加热电源的切断响应时间为微秒级，负载短路时最大输送能量仅10J。NBI系统的切断响应时间小于300μs，负载短路时最大输送能量50J。这些指标远高于工业电源的常规要求。

脉冲阶梯调制电源（PSM）和逆变型高压电源（HVPS）是满足上述要求的两种主流技术方案。

PSM技术路线：PSM通过多个低压模块串联实现高压输出，单个模块输出电压约1kV。PSM适用于100kV及以下场景，具有模块化程度高、冗余性好、响应速度快等优点。PSM主要用于ITER装置的ICRH、ECRH、LHCD射频加热系统供电，以及TCV、HL-2A、HL-3的电子回旋加热系统供电。

HVPS技术路线：HVPS通过提高变压器二次侧额定电压获得高电压输出，更适用于几百kV至MV级别需求。HVPS主要用于ITER、JET-60U、DEMO、CRAFT等装置的中性束注入加热系统供电。

两种技术路线形成明确分工：PSM主攻射频加热（100kV及以下），HVPS主攻中性束注入（MV级）。

四创电子控股子公司华耀电子是PSM电源领域的国内先行者。华耀电子从2010年之前就与中科院等离子体所一起参与首套PSM高压电源系统的生产制造、系统设计和研发，该系统至今仍在使用，作为所有关键器件的测试验证平台。

2024年，华耀电子中标EAST受控热核聚变装置电源模块项目，提供4套PSM电源高压系统，用于等离子体微波加热和中心束加热，约400万元/套，项目已按期交付并收回款项。该电源是基于雷达电源技术基础研发的，是首台套的预研项目。

2024年，华耀电子成功研制出140kV PSM高压电源模块，实现了单个高压电源组件1200V/100A大功率输出。140kV PSM电源具备高功率密度、高速动态响应、高电磁兼容性和高绝缘耐压技术。华耀电子解决了传统高压电源模块存在的效率低、体积大、动态响应慢及难以满足现代聚变装置高精度控制需求的问题。

在BEST项目方面，华耀电子正在关注并积极参与相关招标工作，重点布局产品为PSM加热电源系统。

PSM电源在核聚变辅助加热系统中的价值量不容忽视。从招标数据看，中科院等离子所2024年招标CRAFT低杂波电流驱动直流高压电源系统电源模块及系统集成1320万元、PSM电源模块246.5万元。随着BEST项目进入密集建设期，PSM电源的采购金额有望大幅增长。

从竞争格局看，PSM电源领域国内参与者较少，华耀电子凭借与中科院等离子体所近20年的合作积累，在技术理解和系统集成方面具备先发优势。随着核聚变实验堆从EAST一个装置扩展到BEST、星火一号等多个装置，PSM电源的市场空间将从单一项目向多项目并行转变。

从技术趋势看，随着聚变装置功率和脉冲长度的持续提升（BEST规划脉冲长度1000秒），对PSM电源的功率密度、响应速度和可靠性要求将持续提高。具备持续研发能力和项目经验的头部厂商有望在竞争中持续受益。

表4：PSM高压电源核心参数与应用

参数/指标	技术要求	华耀电子产品
输出电压	26-100kV（射频加热）	140kV
切断响应时间	微秒级	微秒级
负载短路最大能量	10-50J	符合ITER标准
应用装置	ITER、EAST、BEST	EAST（已交付4套）
单套价值量	约400万元	约400万元

PSM电源作为核聚变辅助加热系统的关键组成部分，将直接受益于国内实验堆的密集建设。华耀电子凭借在EAST项目中的深厚积累和140kV产品的技术突破，有望在BEST等新项目中持续获得订单。

风险方面需关注：核聚变电源招标进度可能受项目整体进度影响；PSM电源领域的竞争可能随着市场扩大而加剧；技术路线若发生切换（如从PSM转向其他拓扑结构）可能影响现有供应商的竞争地位。