大功率声光q开关驱动器设计

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1、．＇？朵各种乂Ａ著ＵＮＩＴＹＯＦＩＶＥＲＳＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥｃ＝ｔ论支题目大功率声光Ｑ开关驱动器设计专业学位类别工程硕丄－１学号２０１１５１０３０２１５＿＾＾作者姓名高维松指导教师叶星宁副教授？＿＇＊ＪＪ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作

2、及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写娃的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名；曰期；２０１６年３月１曰论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。本人授权电子科技大学可Ｕｉ将学位论文，允许论文被查阅和借阅的全部或部分内

3、容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）來晏啤＼义：：作者签名ｔ导师签名文２０６年３日期：１月１日分类号TN29密级非密注1UDC学位论文大功率声光Q开关驱动器设计（题名和副题名）高维松（作者姓名）指导教师叶星宁副教授电子科技大学成都王晓新高级工程师中国电科26所重庆（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.03论文答辩日期2016.05学位授予单位和日期电子科技大学

4、2016年6月27日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DESIGNOFHIGH-POWERDRIVERFORACOUSTO-OPTICQSWITCHAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectronicsandinformationEngineeringAuthor:GaoWeisongAdvisor:YeXingningSchool:SchoolofMicroelectroni

5、csandSolid-stateElectronics摘要摘要声光Q开关驱动器是一种工作在脉冲开关状态的射频功率信号源，用于驱动放置于激光器腔内的声光Q开关，以实现对激光器谐振腔Q值的调节，获得高峰值、高重复频率、窄脉宽的脉冲激光。声光Q开关驱动器是高功率固体激光器系统的重要组成部分。在激光标记、激光切割、激光雕刻等民用激光加工领域和激光雷达、激光测距、光电对抗等国防装备上都有广泛应用。本论文从激光器的系统应用角度分析了声光Q开关驱动器的功率、效率、脉冲下降时间、电磁兼容性等技术指标的重要意义，详细讨论了驱动器中功率放大电路的基

6、本理论。驱动器的主要设计内容包括频率源、调制电路、放大电路、保护电路等功能电路设计以及驱动器的电磁兼容设计和热设计。选择有源晶振作为频率源，简化了振荡电路设计。首次提出采用可变增益放大器作为Q开关驱动器的调制器件，该器件调制速度快、通断比高、线性好，综合性能指标优于栅极调制、漏极调制、射频开关调制等传统调制电路。采用LDMOS器件作为功率放大器件，基于ADS软件仿真设计了功率放大电路的偏置和匹配电路，提高了设计效率，分析了LDMOS器件的温度特性，设计了栅极偏置电压的温度补偿电路。通过分析引起驱动器失效的可能因素，提出了以过压保

7、护、过流保护、温度保护、驻波比保护为核心的闭环保护结构，设计了基于高边电流检测技术的电流保护电路和采用定向耦合器与检波器为核心的驻波保护电路。从接地、PCB设计、滤波、屏蔽等几方面介绍了驱动器电磁兼容设计准则和设计方法。针对驱动器的主要发热器件LDMOS器件进行了热分析，根据其在全温范围的最大耗散功率确定了散热面积和散热方式。完成电路设计后，制作了声光Q开关驱动器样品，并对驱动器进行了性能指标测试，功率105W、效率65%、脉冲下降时间92ns、谐波抑制-35dB、通断比68dB、全温工作范围功率波动小于1dB。测试结果均达到本

8、文的设计目标。关键词：功率放大器，ADS，调制，电磁兼容IABSTRACTABSTRACTAcousticOpticQ-SwitchDriver(AOQSD)isakindofRFpulse-powersignalsource.BydrivingAcoustic