用于光纤融锥的高频高压电弧电源研究

发布时间：2020-11-02 18:55

　　 光纤通信技术发展迅速。光纤耦合器是光纤通信和光纤传感中最基本的重要无源器件。但是,光纤耦合器微小精密,制作工艺和各项性能技术指标要求严格。当前阶段,95%以上的光纤耦合器的生产方式为熔融拉锥法,加热方式主要为氢氧焰或者CO_2激光加热或者电加热。但这些加热方式都有缺点,远不能满足生产光纤耦合器的实际要求。本文根据光纤熔融拉锥时的条件要求,分析电弧加热方案可行性,并研发高频高压电弧电源作为熔融拉锥的热源,以提高光纤耦合器的质量与性能。论文首先研究电源输出参数对电弧形态稳定性的影响规律,使用电弧作为热源时需要关注的因素,并据此分析了能够产生电弧的高频高压电源以及稳定电弧的电源条件。然后,根据初步得到的稳定性电弧参数,分析不同组合变换拓扑结构的优缺点,研究级联式电弧电源原理,选择并确定高频高压电弧电源的主电路拓扑结构,通过Pspice软件对电路仿真分析。接着,考虑整个电路的控制性能,确定了稳弧条件下控制电路的系统控制方案,并设计控制电路、Buck电路、半桥逆变驱动及信号给定电路。为提高电源的安全性与可操作性,增加了起弧控制模块、过流保护功能。在上述基础上构建了电源功能实验平台,进行了起弧控制、电流控制的功能实验,根据功能实验结果研制了电源样机,完成了电源及电弧系统调试,通过电弧温度场测试与分析,满足了光纤融锥的技术要求。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM46
【部分图文】：

热快、聚焦精度高，是传统热源无法相比纤耦合器制作中使用较多[18-25]是采用电阻式加热器，当电流流过电阻式生热效应从而使局部迅速到达高温，由于发热，热效率高，温度约为 850℃~1200℃，1 所示。可以在此温度区域进行光纤的熔融环控制，温度漂移很小，相比于使用气体体在燃烧过程中存在的不利于拉锥温度的控制。国内目前对电热式加热研究较多，用电阻式加热方法，比氢氧焰和 CO2的燃烧定性上，高出相当多的水平。但是此种加热应力较大，容易断裂，同时要使用传感

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文些年出现的一种新型加热方式，一般热光纤进行熔接[27-28]，如图 1-2 所示立即被冷却。跟激光发热和电发热比光纤探针、光纤球、光栅的制造和光电弧优点突出，加热温度高、容易控加热区域小，区域内温度不一致，难外对此类电弧式加热的研究不多。

图 3-10 主电路仿真ck 电路驱动信号占空比 25%时输出电压波形如图 3-11 所示，稳近似为：= × =0 .25 × 300 =75Vout DCV D V V+V-0s3g1 g2 g3s1s2M3s3C34.7uR2g3R3100s2V2TD = 0usTF = 0.01usPW = 5usPER = 20usV1 = 0TR = 0.01usV2 = 15V3TD = 15usTF = 0.01usPW = 14usPER = 30usV1 = 0TR = 0.01usV2 = 15V4TD = 0usTF = 0.01usPW = 14usPER = 30usV1 = 0TR = 0.01usV2 = 15D1C1V1dc
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本文编号：2867434