半桥零电流准谐振colt2gt激光电源的设计与仿真

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要’为了使c02气体激光器工作，必须有激励其发出激光的“动力源”——产生高压的激励电源。传统的激光电源采用的是工频变压器升压，不仅体积大、效率低，而且适应性差。随着电力电子技术的发展，现在煮流激励的C02气体激光器主电路拓扑大多应用的是开关变换器，也即采用开关电源作为激光电源，而开关变换器的核心是DC／DC变换。对于直流变换器而言，半桥拓扑电路由于结构简单，控制容易，具有很好的抗电路不平衡能力，得到了最为广泛的应用。一般来说，对中小功率C02激光电源，采用高频谐振软开关技术控制的离线式半桥电路拓扑结构是较为理想的，不仅易

2、于实现高频化、小型化，而且效率高、适应性强，能够具有连续和／或脉冲调制输出。同时，激光输出易于控制，并可与计算机相连接，提高C02激光设备的性能和光电转换效率。j本文在分析了直流谐振软开关技术的基础上，针对半桥拓扑DC／DC变换器，研究了一种以半桥零电流准谐振变换器(Half-BridgeZero．CurrentSwitchingQuasi-ResonantConverter，即liB-ZCS．QRC)为主电路结构的中小功率C02激光器电源。全文共分六章，各章主要内容分别为：第一章综述了电力电子技术以及C02激光器电源的发展情况；第二章在分析传统

3、半桥硬开关变换器的基础上，提出了几种常见的半桥拓扑结构DC／DC变换器中的谐振软开关技术，重点分析了两种谐振变换器；第三章根据直流激励的C02激光器对电源的要求，提出了一种新型的半桥零电流准谐振软开关变换器，并对主电路各部分进行了设计：第四章对研究的变换器主电路进行了PSpice仿真分析，论证了半桥结构上下桥臂零电流开关的可行性。同时还对元件参数误差范围进行了蒙托卡诺分析，给出了元件误差范围对开关管功率损耗以及整个电路性能的影响的直方图；第五章在介绍零电流准谐振控制芯片UC3865和MOSFET两路专用集成驱动器IR2110基础上，设计了一套可行

4、的控制驱动电路以及具有保护功能的电路；第六章全面系统地总结了本文的工作和研究成果，并提出有待改进的地方和霈进一步开展的工作。关键词：零电流准谐振变换器，COz激光电源，半桥拓扑，仿真分析、。～。———————————————————————————————————一I华中科技大学硕士学位论文AbstractTherehastoexistthehighvoltagepowersupplytOencouragingC02airlasertOsendoutlaser．Line．frequencytransformerrisingvoltageisuse

5、dinconventionallaserpowersupply．Ithasnotonlybigvolumeandinefficiency，butalsobadlyadaptability．Withthedevelopmentofpowerelectronicstechnology，nowadays，switchingconverterhasbeenextensivelyappliedtomaincircuittopologyofC02airlaserencouragedwithDC(directcurrent)．Thatistosay,switc

6、hpowersupplyisnamelyusedaslaserpowersupply．DC／DCconverteristhecoreofswitchingconverter．AstoDC／DCconverter,half-bridgetopologycircuithasbeenwidelyusedforitssimplecircuitdiagram，easycontrollingandgoodanti—unbalanceabilityofcircuit．GenerallyintheapplicationofmiddleandlowC02laser

7、powersupply,itisidealtoadoptoff-linehalf-bridgetopologyunderthecontrolofhighfrequencysoftswitchingresonanttechnique．Inthisway，itisnotonlyeasytoimplementhighfrequencyandminiaturizedcircuit，butalsotoimprovetheefficiencyandadaptabilityofpowersupply．Inaddition，itisprovidedwithcon

8、tinuousand／orpulseoutputofmodulation．Atthesametime，itiseasytocontrol