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高效率高功率半导体激光器电源的研究与开发

发布时间:2018-05-31 17:49

  本文选题:激光二极管 + 同步整流 ; 参考:《华中科技大学》2014年硕士论文


【摘要】:本论文的主要内容为高效率高功率半导体激光器电源的研究与开发。高功率半导体激光器在工业加工和激光泵浦领域有广泛的应用,而半导体激光器驱动电源的特性对激光器的性能和应用有较大的影响,研究高效率高功率半导体激光器的驱动电源具有重要的实用意义。 本论文针对目前国内市场上的传统LD(激光二极管)模块驱动电源功耗大、效率低的特点,提出了高效率高功率LD模块驱动电源的研究与开发。电源采用移相全桥ZVS软开关技术和同步倍流整流技术,能够有效的降低损耗,提高电源效率。 对研究开发的LD模块驱动电源进行了方案论证和可行性研究。对电源系统的结构、工作原理、控制方式、保护电路等作了详细分析。通过对电路的理论分析,建立了LD模块驱动电源的数学模型,分析了控制环路的特点,利用Matlab建立了Bode图,分析了电源系统的稳定性,并通过PSPICE对电路进行了仿真分析。验证了研究开发的LD模块驱动电源方案的正确性和可行性。 搭建了电源系统的硬件电路并进行了实验研究。通过实验证明了研究开发的LD模块驱动电源具有较高的效率,以及良好的输出特性。研究开发的LD模块驱动电源最大输出功率1200W,电流输出可调0-50A,输出限压0-24V可调,满载输出时电源效率超过90%。同时对比了同步整流与二极管整流的效率,证明了采用同步整流时电源效率明显要高于二极管整流时的电源效率。最后,总结了电源系统完成过程中的经验,并提出设计的电源系统改良的方向。
[Abstract]:The main content of this thesis is the research and development of high efficiency and high power semiconductor laser power supply. High-power semiconductor lasers have been widely used in industrial processing and laser pumping fields, and the characteristics of semiconductor laser drive power have a great impact on the performance and application of lasers. It is of great practical significance to study the driving power supply of high efficiency and high power semiconductor laser. In view of the high power consumption and low efficiency of the traditional LDD (laser diode) module driver power supply in the domestic market at present, the research and development of the high efficiency and high power LD module driver power supply are presented in this paper. The phase-shifting full-bridge ZVS soft switch technology and synchronous current-doubling rectifier technology can effectively reduce the loss and improve the efficiency of power supply. The scheme demonstration and feasibility study of LD module drive power supply are carried out. The structure, working principle, control mode and protection circuit of power supply system are analyzed in detail. Through the theoretical analysis of the circuit, the mathematical model of the LD module driving power supply is established, the characteristics of the control loop are analyzed, the Bode diagram is established by using Matlab, the stability of the power supply system is analyzed, and the circuit is simulated and analyzed by PSPICE. The correctness and feasibility of the LD module drive scheme are verified. The hardware circuit of the power supply system is built and the experimental research is carried out. The experimental results show that the developed LD module has high efficiency and good output characteristics. The LD module has the maximum output power of 1200W, the current output can be adjusted 0-50A, the output voltage limit is adjustable 0-24V, and the power efficiency exceeds 90 when the output is full load. At the same time, the efficiency of synchronous rectifier and diode rectifier is compared. It is proved that the efficiency of synchronous rectifier is obviously higher than that of diode rectifier. Finally, the experience of power supply system is summarized, and the direction of power system improvement is put forward.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM46;TN248.4

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本文编号:1960751

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