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脉冲电源放电控制研究

根据DPSSL的工作特征,脉冲电源要求是一个近似矩形的脉冲电流源,顶部要平滑稳定,且在电流快速启动过程中需要严格避免上升沿过冲[10-11]。本文提出利用IGBT工作在线性区与电流闭环控制相结合的控制方案,即负载的脉冲电流波形由IGBT的驱动电压闭环控制。因为脉冲电源是三模块串联结构,而且在线性区工作的功率开关管耗散功率比较大,容易造成热损毁,为了便于后续电路设计,只选择接地模块的功率开关管工作在线性区即可控制负载电路的脉冲电流波形。根据对IGBT驱动特性及脉冲电路的分析[12],模块c的功率开关管工作在线性区的闭环调节电路如图5所示。
 脉冲电源电流闭环调节电路

脉冲电源电流闭环调节电路
其工作原理为:脉冲放电电路导通信号发出后,模块a,b的IGBT工作在开关区,模块c的IGBT工作在线性区,其驱动电压控制负载电路的脉冲电流I0的大小。首先,负载电路在DSP发出脉冲给定信号Iref下开始有电流,此时通过采样电阻Rc对脉冲电流I0进行差分采样后滤波、放大送入由C2,C3,R5,R6,R7,U4组成的PID调节器的反相端。将反馈电流If和DSP的给定电流Iref进行PID调节后,通过图腾柱将输出信号放大来驱动IGBT工作从而控制负载电路的脉冲电流波形,通过电流闭环系统的作用,使脉冲电流I0跟随DSP给定信号Iref平稳上升,当反馈电流If与给定电流Iref相等时,此时PID调节器输出为零,IGBT驱动电压与脉冲电流I0稳定在额定值,激光器发射激光。
 
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