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LD驱动电源的ZCS软开关技术研究

郑明亮  
【摘要】:本论文研究内容为激光二极管(LD)驱动电源的零电流关断(ZCS)软开关技术,由于激光二极管具有效率高,寿命长,工作性能稳定,器件结构紧凑,体积小,重量轻等优点,使得激光二极管成为固体激光器的一个重要发展方向,目前在激光印刷,激光束扫描,集成光学,光纤通讯,激光加工等技术领域有着广泛应用。而激光二极管驱动电源的性能直接影响着半导体激光器的转换效率,稳定性及寿命。同时,研究电流波形可控的激光二极管驱动电源,使其满足不同材料在加工过程中所需的电流波形,对于优化激光加工质量具有重要意义。 本论文所研究的激光二极管驱动电源使用了零电流关断的软开关技术,根据激光二极管的伏安特性,选择了电流源驱动模式。选取主电路为Buck型零电流关断变换器。文中分别分析了buck型零电流关断脉冲频率调制(ZCS PFM)变换器工作原理和buck型零电流关断脉冲宽度调制(ZCS PWM)变换器工作原理。并对buck型零电流关断脉冲频率调制(ZCS PFM)变换器进行了比较深入细致地研究,实现了输出电流0~20A范围的零电流关断,具有输出电压可调限压功能。以无感电阻作为负载,对于给定的方波信号(频率为100Hz,占空比为0.5)实现了对输出电流的方波调制。且输出电流波形上升沿可满足1ms,下降沿为1.5ms。 由于时间所限,本论文仅对buck型零电流关断脉冲宽度调制(ZCS PWM)变换器做了原理性分析与设计,为后续高性能的LD驱动电源研究开发奠定了理论基础。


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