宽输出范围的半导体激光泵浦固体激光器驱动电源的研究

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1、硕士学位论文MASTER'SDISSERTATION论文题目宽输出范围的半导体激光泵浦固体激光器驱动电源的研究作者姓名尹田田学科专业电力电子与电力传动指导教师赵清林教授2015年5月中图分类号：TM461学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文宽输出范围的半导体激光泵浦固体激光器驱动电源的研究硕士研究生：尹田田导师：赵清林教授副导师：王德玉副教授申请学位：工学硕士学科专业：电力电子与电力传动所在单位：电气工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinPulsedLaserPowerSupplyRESEARCHONTHEWIDERA

2、NGEOUTPUTOFLASERDIODESPUMPEDSOLIDSTATELASERDRIVERPOWERbyYinTiantianSupervisor:ProfessorZhaoQinglinYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《宽输出范围的半导体激光泵浦固体激光器驱动电源的研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人

3、承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《宽输出范围的半导体激光泵浦固体激光器驱动电源的研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要

4、摘要随着激光产业的发展，半导体激光泵浦固体激光器(DiodesPumpedSolid-StateLaser，简称DPSSL)在各行各业中的应用愈来愈广泛，同时对作为激光器重要组成部分的激光电源也提出了更高的要求。由于半导体激光器是一种电流敏感器件，因此激光电源的核心技术是高质量大功率脉冲电流源的实现。本文针对DPSSL驱动源技术展开研究，要求驱动电流波形是近似矩形波的脉冲串，每个脉冲顶部都要求具有一定的平稳度，脉冲的上升沿和下降沿尽量在短时间内完成。首先，通过介绍半导体激光器的工作原理，提出了对驱动电源的设计要求。针对本文脉冲激光电源输出电压高、脉冲电流大的特殊驱动要求，最终选择多模块级联叠

5、加形式的放电拓扑，并在此拓扑的基础上研究了一种新颖的控制方案，即对功率开关管实行线性区调节，在实现输出驱动电流顶部平滑的同时，突破了当前驱动电源所受到的输出电压等级限制。其次，对方案中的脉冲电流源电路进行了工作原理的分析，并对该方案中级联模块的协调控制、电流闭环反馈调节器的设计及功率开关管类型选取等关键问题进行详细讨论。基于脉冲电流的动态、静态调节要求，采用模拟电路搭建PID电流调节器。采用DSP数字控制产生具有线性上升沿的脉冲电流给定信号，与其输出的PWM驱动信号协调控制多模块的工作。此外，在DPSSL驱动电源的多模块隔离供电方面，专门设计了一台基于LCC谐振的高频软开关DC/DC变换器，

6、作为多储能电容的充电单元。该变换器具有抗负载开路和短路的特性，满足脉冲放电负载对能量供给的要求。变换器的闭环环路由同一片DSP芯片实现数字控制，更易于实现输出电压的调节功能。最后，通过一个260V/40A的小功率实验对所提出的级联型驱动电流控制方案进行验证，实验结果证明了此方案的可行性。关键词：半导体激光泵浦固体激光器；脉冲电流源；级联叠加；线性调节-I-燕山大学工学硕士学位论文AbstractAsthedevelopmentoflaserindustry,thehigh-powerDPSSLisplayingamoreandmoreimportantroleinmanyaspectofli

7、fe,whichmakerequestofitspowersupplyisalsogettinghigherandhigher.Semiconductorlaserdiodesisacurrentsensingdevice,theinjectedcurrentdeterminesitsoutputpowerandwavelengthdirectly.Therefore,Pulsedcurrentsourcet