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基于RSD开关的脉冲电源研究

陈明  
【摘要】: 高性能脉冲电源是TEA CO_2激光器的关键单元之一,它直接影响到激光器输出单脉冲的能量大小、重复频率、平均功率和峰值功率。在综合比较传统开关器件构成的脉冲电源的特点后,发现开关对提高电源的性能有很大的影响,接近极限状况下工作的开关器件常常限制了电源的性能。利用新型的半导体功率开关器件RSD(反向开关晶闸管)作为开关,并结合磁脉冲压缩技术构成脉冲激励电源,将能够极大程度地提高TEA CO_2激光器的性能。 本文首先从结构和开通原理上对新型半导体功率器件RSD进行了分析,通过比较,说明了它相对于其它开关器件所特有的优势。随后分析了磁开关的工作原理,并分析计算了磁脉冲压缩电路的脉冲压缩系数,而且对其电路进行了模拟仿真。结果表明了磁脉冲压缩后能够极大地提高脉冲峰值和压缩脉冲宽度。在综合比较分析的基础上,提出了一个高性能脉冲激励电源的电路设计方案。 根据RSD开关器件的开通特性要求,结合预充电源的特点,设计了脉冲产生电路,并进行了实验验证。实验结果显示了RSD开关器件具有良好的单次开通特性,同时给出了RSD开关器件的重复频率工作特性,初步验证了RSD开关器件应用在TEA CO_2激光器脉冲激励电源上的可能性。这为以后RSD器件真正应用于高性能脉冲TEA CO_2激光器奠定了一定的实验基础。


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