可控高速高壓脈沖電源研究.pdf

1、高壓脈沖電源在激光技術、電火花加工、脈沖電鍍、電弧焊接等領域獲得了廣泛的應用。在激光技術領域，為了得到峰值功率高，脈沖寬度窄的激光脈沖，通常采用調Q激光模式工作，這樣就需要在調Q晶體上加數千伏的高壓脈沖。由于調Q電源對脈沖的寬度及上升沿和下降沿有著特殊的要求，并且應用領域相對較窄，使得國內外研究相對較少，價格昂貴，成本較高。本文根據調Q CO2激光器的要求，設計了一種以功率MOSFET為開關器件的高速高壓脈沖電源。
　　本文首先介

2、紹了功率 MOSFET的工作原理，分析了它的模型參數，設計了基于H橋的驅動及開關電路和基于推挽電路的驅動及開關電路。并且制作完成了基于FPGA并采用計數器計數方式的信號發(fā)生電路，觸發(fā)信號頻率數1k~10k可調和以及脈寬為500ns-2000ns可調。還設計了多個MOSFET級聯的高壓開關電路和脈沖變壓器。其中高壓開關電路提高了脈沖的電壓幅值，而脈沖變壓器實現電氣隔離和同步多路觸發(fā)信號，每路觸發(fā)信號控制一個單元電路的開與關。
　　然

3、后根據開關電路驅動的具體要求，設計了多路隔離的低壓直流電源，其輸出電壓可調，從而為整個系統(tǒng)穩(wěn)定工作提供了保障。采用現有的模塊搭建了輸出電壓1000V的高壓直流電源，同時大大縮小了實驗系統(tǒng)的體積。
　　實驗測得了該電路系統(tǒng)在不同電壓及負載上的脈沖波形。在負載為1k?，高壓直流電壓為1000V時，測試結果為脈沖寬度在500-2000ns可調，脈沖的上升沿和下降沿在150ns左右，能夠滿足調Q CO2激光器的設計要求。
　　本文設