机载130 mJ激光照射器的脉冲驱动电源设计

针对机载130 mJ激光照射器对脉冲驱动电源的实际使用需求,设计了一款高可靠性、宽温度范围、小型化的脉冲驱动电源。采用了基于超低ESR储能单元的前级低功率充电、后级高功率脉冲放电的技术方案。详细设计中,防反及缓启电路采用双PMOS管的方式;BOOST升压式充电电路选用具有开关频率可调、逐周期电流限制的控制芯片CYT5022JVS;储能单元由多只超低ESR的高分子固态铝电解电容器并联构成;放电电路开关管选用两只2.3 mΩ导通内阻的IRF150P220并联来降低发热功率。为保证宽温工作范围,采用电压补偿的方式来解决高、低温下储能单元容值变化的问题。测试表明,驱动电源能够输出峰值160 A、脉宽230μs、频率25 Hz的脉冲电流,激光照射器在照射模式下单脉冲平均能量大于130 mJ,满足系统要求。

一种高密度压电变形镜驱动电源的设计

压电变形镜是自适应光学系统的执行机构。针对压电变形镜高精度、高动态应用的问题,设计了一款新型的压电陶瓷驱动电源,同时采取线性校正网络确保了放大电路的稳定性,并对影响输出精确度及非线性失真的原因进行了分析。实验结果表明,当驱动容性负载为0.33μF时,该驱动电源的大信号带宽可达3 kHz,阶跃响应的上升时间优于80μs,下降时间优于130μs,输出线性度为99.6%。

基于无源均流的谐振式无桥型Boost LED驱动电源

传统Boost功率因数校正变换器的输出电压必须大于输入电压,在一定程度上限制了其在LED驱动电源中的应用。同时,传统LED驱动电源因输入端整流桥的存在而限制了自身效率的进一步提升。基于谐振式Boost功率因数校正变换器拓扑提出了一种无源均流型无桥Boost LED驱动电源,通过引入谐振式电容均流网络,实现了多路均流输出;通过整流桥的去除,进一步提升了系统的效率。最后,搭建了一台效率可达93.64%的140 W实验样机,验证了理论分析的正确性与可行性。

高精度多通道激光器恒定驱动电源研究与设计

为了对多个激光器进行可靠性测试,实现分时工作,同时降低驱动电路体积,选用多路选择开关和多路模拟开关以实现多通道下光电二极管PD和雪崩光电二极管APD的切换,通过设置DAC数模转换芯片不同工作点电压,实现一种可以驱动多通道不同型号激光器的恒定驱动电源电路;电路设计中利用深度负反馈原理来提高系统的稳定度,设计了双OPA和MOS管进一步减小漏电流引起的偏差,优化了电压-电流线性度;软件设计中引入强化学习Actor-Critic框架对RBF-PID算法参数自适应调整,缩短系统动态平衡时间的同时具有智能性;实验表明该驱动电源具有输出精度高(<0.1%),稳定性强(0.05%),纹波系数低(<1μA),动态响应时间快,抗干扰能力强等优点。

大功率光纤激光器恒流驱动电源设计分析

光纤激光器作为第三代激光技术的代表,与传统固体激光器相比,具有结构简单、转换效率高等优点。其中,恒流驱动电源作为光纤激光器中的重要组成部分,对光纤激光器提供充足电源起到关键性作用,能有效改善传统线性电源能量消耗大的问题,还能有效提升对能源的使用效率。基于此,主要对大功率光纤激光器恒流驱动电源设计进行分析研究,以期为相关人员提供参考。

关于地铁照明驱动电源故障分析与解决

本文介绍了长沙地铁车辆客室照明采用LED光源的优势及故障情况,通过测试客室LED驱动电源故障情况并进行分类研究,查阅客室照明LED驱动电源的电气原理图,分析了LED驱动电源的设计缺陷,通过对故障维修分析及故障电路元器件的升级,有效解决了LED驱动电源故障,节约了部件采购成本,并为其他地铁公司的驱动电源故障维修提供思路。

LED城市道路照明灯具驱动电源维护方案探索

随着双碳政策的推行、绿色城市的发展,LED光源凭借其功耗低、光效高等优点在城市照明中广泛应用。本文介绍了LED城市道路照明灯具的应用情况以及维护中存在的问题,简述LED灯具驱动电源技术原理,推荐了LED灯具驱动电源统一的技术要求,探索出一种高效的LED驱动电源维护方案,为LED灯具维护标准化发展提供参考。

控制半导体激光器的高稳定度数字化驱动电源的设计

以TMS320F28335为控制核心,设计了一种用于驱动半导体激光器的数控电流源。电源的外围电路包括指示灯模块、语音模块、LCD模块以及键盘控制模块。语音与指示灯模块负责系统工作状态提示,LCD负责显示实际电流以及目标电流,键盘模块负责电源的启动、关闭、电流设置、电流步进等操作。电路设计中利用深度负反馈原理来提高系统的稳定度,设计了双MOS管进一步减小漏电流引起的偏差(小于0.5%),优化了电压—电流线性度;软件设计中采用了PID算法缩短了系统的动态平衡时间;系统具有完备的保护措施,如防上电/断电冲击保护电路、延时软启动电路、过流保护电路以及纹波抑制电路,保证了激光器稳定可靠地工作。在激光器的驱动测试过程中,激光器工作状态稳定,中心波长未出现漂移,驱动电流无毛刺出现。

大功率半导体激光器驱动电源及温控系统设计

为了解决大功率半导体激光器的输出波长和功率的稳定性问题,设计了一套大功率激光器恒流驱动电源及温控系统。利用深度负反馈电路实现对激光器驱动电流的恒流控制,采用硬件比例-积分(Proportional-Integral,PI)温控电路结合恒流驱动,控制半导体制冷器(Thermoelectric Cooler,TEC)的工作电流,实现激光器工作温度的精确控制。所设计的驱动电源可实现输出电流0~12.5 A连续可调,同时具有电流检测、过流保护、晶体管-晶体管逻辑(Transistor-Transistor Logic,TTL)信号调制等功能。所设计的温控系统的控制精度可达到±0.05℃,同时设定温度连续可调,温度可实时监测。实验结果表明该设计能够保证稳定的电流输出和温度控制,满足大功率激光器的使用要求。

压电陶瓷微位移器驱动电源及减小其纹波的方法

介绍了压电陶瓷微位移器驱动控制电源的基本原理及特点，并对直流放大式电源进行了详细的分析和实验研究，在此基础上。

基于反激变换器的高功率因数LED驱动电源设计

针对传统的发光二极管(LED)驱动电源功率因数不高的问题,在需要隔离的场合选择反激电路作为主电路拓扑实现功率因数校正(PFC)和LED电流的控制。通过对反激电路的分析,证明了工作在临界连续模式下的反激电路可以实现PFC。该电源是采用反激电路为主电路的单级PFC电路,能同时实现PFC和LED电流控制,相对2级功率因数校正电路,所用器件少,损耗低,在输入、输出需要隔离的场合是很好的选择。通过调试和实验测试证明了理论分析的正确性。

压电陶瓷驱动电源的研究现状及进展

压电陶瓷驱动器在电场作用下存在压电效应,从理论上讲,压电陶瓷器件可以获得无限小的位移分辨率,但是由于电源的稳定性和压电陶瓷本身的特性而产生迟滞和蠕变现象,从而降低其定位精度。采用不同方式的驱动电源和控制模型将直接影响压电陶瓷致动器的输出性能。文中从驱动电源的发展和驱动器模型2个角度,总结了国内外不同的驱动方案,进而提出应该优先选用电流源驱动压电陶瓷,并得出根据应用场合不同选择相应驱动电源和控制模型的结论。

基于FPGA技术的半导体激光器驱动电源的研制

提出了一种新的连续半导体激光器(LD)驱动电源设计方案,该方案融入FPGA技术,采用日立SH系列单片机HD64F7045为控制核心,实现了高稳定度的激光器驱动和温度控制。LD驱动单元中,应用负反馈技术分别实现注入电流IF、驱动电压VF和光功率的高稳定控制,还采取了软启动控制、短路开关和限幅保护的措施,有效地保证了LD的安全。LD温度控制单元中,采用了比例积分(PI)控制技术并结合积分分离的思想,实现对LD温度的高稳定度的控制。实验表明,注入电流的稳定度达到10-4量级,温度稳定度优于±0.01℃,性能比以往的同类系统提高了一个数量级。

纳秒级脉冲型群红外量子级联激光器驱动电源

由于红外混合气体的检测方法要求电源具有驱动群红外量子级联激光器(QCL)的能力,本文设计并研制了一种新型群QCL驱动电源。为了避免驱动电流多路输出的交叉影响,该电源采用了时分复用控制方案,并结合高速模拟比例-积分(PI)反馈,实现了每一条输出支路电流的独立调节。系统采用脉冲频率调制(PFM)与脉冲宽度调制(PWM)相结合的方法,改善了驱动脉冲的频率及脉宽特性,确保了各支路激光器均工作在最佳状态。利用该驱动电源对中国科学院半导体所研制的中心波长分别为4.8,7.49,7.71和10.7μm的4种QCL进行了驱动测试。结果表明:在长时间(220h)运行中,系统驱动电流长期稳定度为4.62×10-6,线性度为0.029 1%,满足驱动群量子级联激光器的要求,为红外混合气体的检测提供了可靠的保障。

基于FPGA与DDS技术的可调超声波驱动电源设计

为解决超声波驱动电源存在激励信号单一、频率范围窄、专机专用等问题,结合DDS技术的优点以及FPGA的可编程性的特点,提出了一种以FPGA为控制核心,基于DDS技术的可以通用的超声波驱动电源的设计方案。设计的超声波驱动电源可以产生正弦波、三角波、方波、锯齿波4种激励信号,并通过对DDS频率控制字的调整可以有效实现频率在20 k Hz^1 MHz范围内任意可调,利用可编程增益放大器AD8250结合分段放大算法实现了电源功率的方法与可调。经仿真实验验证设计的超声波驱动电源可以实现波形可选、频率可调、功率可调的功能,能有效驱动应用于超声波精密测量领域的超声波换能器。

大功率半导体激光器驱动电源

根据半导体激光二极管的工作特性,设计了一种以VICOR电源为功率模块,以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为大功率变换器件的大功率激光二极管驱动电源。该驱动电源电路简单,能有效地抑制电源的浪涌冲击,保证了激光二极管不受外界的电干扰。在线保护机制可实时对半导体激光器工作监控,半导体激光器的慢启动电路、温控电路保证了半导体激光器安全工作。该电源已应用于机载激光雷达样机系统中,通过一年多的使用,半导体激光二极管工作正常,性能稳定可靠。

基于功率MOSFET的超磁致伸缩执行器驱动电源

在分析超磁致伸缩材料的驱动特性及超磁致伸缩执行器驱动电源特点的基础上 ,采用连续调整型恒流源的原理 ,并选用功率 MOSFET作为功率放大元件 ,研制出 - 3～ +3A连续可调的高精度超磁致伸缩执行器驱动电源。实际测试的结果表明其性能良好 。

多功能半导体激光器驱动电源的研制

研制了一种单片机控制的连续半导体激光器(LD)驱动电源。LD可以工作于自动电流控制(ACC)模式、自动功率控制(APC)模式和自动电压控制(AVC)模式。LD的电流可实现0～2A连续可调,满量程精度在±0.1%以内;对LD的温度可以实现精确的控制,采用了比例积分(PI)控制技术,并结合积分分离的思想,使温度控制快速而有效,控制精度为±0.1℃;采取了软启动控制、短路开关和限幅保护的措施,有效地保证了LD的安全。实验表明:该电源具有智能化程度高、抗干扰能力强、稳定度高和使用方便的优点。

基于无源谐振恒流网络的多路输出LED驱动电源

在LCD背光源、隧道照明等大功率LED照明领域,为获得足够的亮度及基于可靠性等方面的考虑,需要采用多个LED串来实现,且要求各LED串的驱动电流相等。为此,提出一种基于无源谐振恒流网络的多路输出LED驱动电源,包括高频谐振DC/AC逆变模块及无源高频谐振AC/DC整流模块,逆变模块采用恒频移相控制,输出为高频正弦交流电压,整流模块内部没有任何有源器件,可方便地实现单位输入功率因数及恒流输出。推导出4种最简的无源谐振恒流网络,并对基于LCL-T谐振网络的整流模块进行性能分析,讨论其设计方法,最后搭建实验样机,进行相关实验验证。实验结果验证了理论分析的正确性。

基于二次型Buck PFC变换器的无频闪无变压器LED驱动电源

提出了一种基于二次型Buck功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器的无频闪无变压器LED驱动电源,分析了其工作原理和工作特性。它由共用一个开关管的两个Buck变换器级联构成,其中前级Buck变换器实现PFC功能,后级Buck变换器调节LED电流。该电源无需使用高降压比的变压器也可以驱动低正向导通电压的LED,它只使用一个控制器不仅实现了PFC功能,而且极大的降低了流过LED的二倍工频电流纹波,从而实现无频闪。最后通过7W的实验样机验证了理论分析的正确性。