80安培脉冲恒流源工程设计研究

发布时间：2017-05-25 12:16

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【摘要】：经过我国脉冲恒流源研究工作者的不懈努力和探索,我国在脉冲恒流源研究领域已取得了一定的成果。但是目前国内在大功率纳秒级窄脉宽脉冲恒流源研究方面与国外相比仍有较大差距,国内能够在工程实践中可靠应用的大功率纳秒级窄脉冲脉冲恒流源产品还不是很多。本文结合国内大功率纳秒级窄脉宽脉冲恒流源研究中存在的问题和本人在脉冲恒流源研发课题组中所做的具体工作,主要对80安培脉冲恒流源产品的工程设计研究和开发工作进行详细论述。通过对80安培脉冲恒流源工程设计研究所做工作的总结与梳理,本文主要从以下几个方面对脉冲恒流源工程设计研究工作进行阐述:(1)脉冲恒流源输出脉冲电流的幅值、脉宽、上升/下降沿时间和过冲振荡情况是衡量脉冲恒流源性能优劣的重要技术指标。本文通过对脉冲恒流源的电路模型进行数学推导,对输出脉冲沿压缩控制方法进行研究,对电路耦合电阻与输出波形情况进行研究。并根据上述三项研究结果对脉冲恒流源的电路结构进行改进和优化,使脉冲恒流源输出脉冲电流的幅值、脉宽、上升/下降沿时间和过冲振荡情况等技术指标得到显著提升。(2)本文所研究的脉冲恒流源输出为纳秒级窄脉冲电流,故在脉冲恒流源工程设计研究中,产品的电磁兼容性是需要重点考虑的问题。本文电磁兼容性设计部分主要对脉冲恒流源电路的PCB布线和PCB接地等问题进行了优化和改进,使脉冲恒流源产品电路的电磁兼容性大幅提高。脉冲恒流源所要驱动的脉冲式半导体激光器对驱动电流非常敏感,为了保障脉冲式半导体激光器和脉冲恒流源的工作安全,在电路中加入了由上电时序电路和防浪涌保护电路等构成的外围保护电路。(3)本文完成了脉冲恒流源电路的调试工作和脉冲恒流源产品样机的装配调试工作。针对本文所研究脉冲恒流源产品的特殊性,本文对产品内部电源模块的选型问题进行了专题讨论,并对输出脉冲电流的频率控制问题进行了论述。本文对所制作脉冲恒流源样机的工作稳定性进行了测试,并对样机稳定性数据进行了分析处理。所研制的脉冲恒流源产品具有较高的工作稳定性,可以在工程实践中应用。
【关键词】：脉冲恒流源 大功率窄脉冲 电磁兼容性 保护电路
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN248.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 脉冲恒流源工程设计研究的意义10-11
• 1.2 脉冲恒流源技术发展现状11-13
• 1.3 论文的主要研究内容13-15
• 第2章 脉冲恒流源关键技术指标优化研究15-29
• 2.1 脉冲恒流源的构成及工作原理分析15-17
• 2.2 增大输出脉冲电流峰值的关键技术研究17-21
• 2.2.1 脉冲恒流源电路模型分析18-19
• 2.2.2 增大脉冲恒流源输出电流幅值的实现19-21
• 2.3 脉冲沿压缩控制方法的研究与实现21-25
• 2.3.1 脉冲沿压缩控制方法的技术实现22-25
• 2.3.2 对减小高速开关MOSFET开关损失的分析25
• 2.4 耦合电阻对输出波形的影响25-27
• 2.5 本章小结27-29
• 第3章 脉冲恒流源电磁兼容性与保护电路设计研究29-44
• 3.1 脉冲恒流源电磁兼容性优化设计29-38
• 3.1.1 脉冲恒流源电路电磁兼容原理分析29-31
• 3.1.2 脉冲恒流源电路PCB布线处理31-33
• 3.1.3 脉冲恒流源电路PCB接地处理33-35
• 3.1.4 脉冲恒流源浮地问题的解决35-37
• 3.1.5 脉冲恒流源电路PCB的EMI测试37-38
• 3.2 脉冲恒流源保护电路设计38-43
• 3.2.1 电源电压上电时序优化处理39-42
• 3.2.2 防浪涌保护电路42-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第4章 脉冲恒流源样机制作与性能测试44-55
• 4.1 脉冲恒流源样机制作44-46
• 4.2 脉冲恒流源内部供电电源的选取46-47
• 4.3 脉冲恒流源输出脉冲频率的控制47-50
• 4.4 脉冲恒流源样机工作稳定性测试50-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第5章 结论与展望55-60
• 5.1 80安培脉冲恒流源样机性能指标分析55-57
• 5.2 论文工作总结与展望57-60
• 参考文献60-64
• 作者简介及科研成果64-65
• 致谢65

【参考文献】

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本文编号：393704