一种高压脉冲氙灯电源的设计与实验

发布时间：2017-08-15 12:35

  本文关键词：一种高压脉冲氙灯电源的设计与实验

  更多相关文章： 光源 脉冲氙灯 驱动电源 反激式拓扑 分析仪器

【摘要】：随着分析仪器等相关领域的高速发展,对于仪用光源的要求也越来越高,短弧球形脉冲氙灯由于其脉冲发光特点,单次闪光功率高而平均功率低、紫外占比高及便于操作等优点,在现代仪器分析领域越来越受到重视。高性能驱动电源设计对于保证氙灯工作稳定、提高输出能量等至关重要。对此,本文基于对脉冲氙灯充放电工作原理分析的基础上,设计了一种新型的数字调压、调频的脉冲氙灯电源,开展了相关实验研究,并从实验测定脉冲氙灯电源对脉冲氙灯输出光谱的影响。首先,基于气体放电理论对脉冲氙灯工作状态与放电过程进行分析,在此基础上提出脉冲氙灯正常闪光所需条件。以开关电源工作为基础,比较了多种基本拓扑结构,从中选取最适合本电源设计的反激式拓扑结构进行深入分析,并对该拓扑结构所使用的包括高频变压器等关键器件进行设计与选型工作。其次,本文将脉冲氙灯正常工作所需的条件与反激式拓扑结构相结合,设计完成的驱动电源,能够稳定地用于日本滨松公司生产的脉冲氙灯,通过本文设计的上位机软件对脉冲氙灯工作的主电压与频率进行精确控制。最后,实验测定了电流检测电阻对脉冲氙灯电源各部分的影响,基于本电源设计了脉冲氙灯光谱检测系统,还测定了主电压和触发电压改变时,脉冲氙灯输出光谱产生的相应变化,进一步优化了本文的设计。综上所述,本文完成了一种可驱动短弧球形脉冲氙灯的电源设计,经对日本生产的氙灯样品的实验测定说明,本文设计具有输出稳定、高压可调、频率可调的特点,在此基础上,实验测定并研究了脉冲氙灯输出光谱与主电压、触发电压之间的关系。本文工作不仅解决了氙灯驱动的技术之需,也对未来在分析仪器新型结构的创新探索具有重要的意义。
【关键词】：光源 脉冲氙灯 驱动电源 反激式拓扑 分析仪器
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM923.323
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题背景9-12
• 1.2 当前国内外研究进展12-13
• 1.2.1 脉冲氙灯研究进展12
• 1.2.2 高压驱动系统研究现状分析12-13
• 1.3 本文主要研究内容13-15
• 第二章 高压脉冲氙灯电源驱动原理15-25
• 2.1 脉冲氙灯放电特性分析15-18
• 2.1.1 脉冲氙灯放电过程分析15-17
• 2.1.2 脉冲氙灯闪光所需条件分析17-18
• 2.2 脉冲氙灯电源基本拓扑结构选择18-22
• 2.3 脉冲氙灯电源驱动理论计算22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 脉冲氙灯电源设计25-37
• 3.1 概述25-27
• 3.2 驱动电路设计27-33
• 3.2.1 主电路模块27-29
• 3.2.2 驱动电路模块29-30
• 3.2.3 控制电路模块30-33
• 3.3 软件控制33-36
• 3.3.1 主控制流程33-35
• 3.3.2 工作流程35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 实验与分析37-63
• 4.1 脉冲氙灯电源性能分析37-50
• 4.1.1 驱动信号波形及分析37-42
• 4.1.2 变压器波形及分析42-44
• 4.1.3 MOS管波形分析44-46
• 4.1.4 主电容波形分析46-50
• 4.2 脉冲氙灯光谱输出分析50-61
• 4.2.1 脉冲氙灯光谱检测仪器介绍51-52
• 4.2.2 光谱检测实验步骤介绍52-53
• 4.2.3 相同触发电压不同主电压的影响53-57
• 4.2.4 相同主电压不同触发电压的影响57-61
• 4.3 本章小结61-63
• 第五章 结论63-65
• 参考文献65-69
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果69-71
• 致谢71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马永波;彭述明;龙兴贵;符雪梅;曹清薇;杨本福;颜登云;;影响高功率脉冲氙灯寿命的因素[J];强激光与粒子束;2010年10期

2 新源;;我国航标新光源——脉冲氙灯[J];航海;1986年01期

3 石季英，倪文俊，沈宇震，，邢歧荣，王清月;一种新型脉冲氙灯预燃电路[J];中国激光;1996年02期

4 赵南京,余吟山,朱桂霞;一种新型脉冲氙灯预燃电源[J];量子电子学报;2002年03期

5 孙涛;不同激励方式的脉冲氙灯对不同牙体照射的温升研究[J];应用激光;2004年04期

6 蒋宝财;;特大口径高功率脉冲氙灯的研制取得重大进展[J];中国激光;2005年12期

7 孙晓光;吴勇强;;小功率脉冲氙灯工艺和材料的研究[J];真空电子技术;2007年02期

8 陈佳;李海兵;蒋宝财;吴睿骅;;脉冲氙灯放电时等离子体电阻的研究[J];激光与红外;2009年02期

9 赵娟;曹科峰;曹宁翔;朱利君;陈敏;;脉冲氙灯放电闪光仪[J];国外电子测量技术;2009年06期

10 陈清清;刘君华;胡海珠;马培羚;安胜波;;脉冲氙灯电源的设计及在水质分析仪中的应用[J];电子测量技术;2011年02期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 赵友全;李荣生;;一种新型高亮可控脉冲氙灯光源[A];海峡两岸第十八届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2011年

2 赵娟;曹科峰;曹宁翔;朱利君;陈敏;;脉冲氙灯放电闪光仪[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集（3）[C];2008年

3 覃尉;王茜劏;彭中;崔小虹;;脉冲氙灯辐射能量的一种新式测量方法[A];光电技术与系统文选——中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];2005年

4 陈远斌;贺少勃;於海武;刘勇;杨东;刘建国;王琳;郭良福;力一峥;陈德怀;;高负载脉冲氙灯管壁特性实验[A];中国工程物理研究院科技年报（2005）[C];2005年

5 陈远斌;贺少勃;於海武;杨东;刘建国;刘勇;郭良福;力一峥;陈德怀;王琳;;高负载脉冲氙灯管壁特性实验研究[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年

6 孙涛;;不同激励方式的脉冲氙灯对不同牙体照射的温升研究[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年

7 邵若燕;蒋宝财;林文正;;Pspice对脉冲氙灯放电模型的研究[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年

8 张克农;王红雨;赵云鹏;;基于恒定光强脉冲氙灯的太阳电池测试仪[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年

9 贺少勃;於海武;陈远斌;杨东;郭良福;刘勇;刘建国;王琳;;预电离效应对高功率脉冲氙灯光效的影响[A];中国工程物理研究院科技年报（2005）[C];2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 杜文韬;一种高功率脉冲氙灯检测系统的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

2 苗佩亮;短弧脉冲氙灯光谱特性检测与分析[D];天津大学;2014年

3 姜楠;一种高压脉冲氙灯电源的设计与实验[D];河北工业大学;2015年

4 顿磊;紫外线脉冲氙灯驱动电源的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

本文编号：678213