本文關鍵詞：一種高壓脈沖氙燈電源的設計與實驗

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【摘要】：隨著分析儀器等相關領域的高速發(fā)展,對于儀用光源的要求也越來越高,短弧球形脈沖氙燈由于其脈沖發(fā)光特點,單次閃光功率高而平均功率低、紫外占比高及便于操作等優(yōu)點,在現(xiàn)代儀器分析領域越來越受到重視。高性能驅動電源設計對于保證氙燈工作穩(wěn)定、提高輸出能量等至關重要。對此,本文基于對脈沖氙燈充放電工作原理分析的基礎上,設計了一種新型的數(shù)字調壓、調頻的脈沖氙燈電源,開展了相關實驗研究,并從實驗測定脈沖氙燈電源對脈沖氙燈輸出光譜的影響。首先,基于氣體放電理論對脈沖氙燈工作狀態(tài)與放電過程進行分析,在此基礎上提出脈沖氙燈正常閃光所需條件。以開關電源工作為基礎,比較了多種基本拓撲結構,從中選取最適合本電源設計的反激式拓撲結構進行深入分析,并對該拓撲結構所使用的包括高頻變壓器等關鍵器件進行設計與選型工作。其次,本文將脈沖氙燈正常工作所需的條件與反激式拓撲結構相結合,設計完成的驅動電源,能夠穩(wěn)定地用于日本濱松公司生產(chǎn)的脈沖氙燈,通過本文設計的上位機軟件對脈沖氙燈工作的主電壓與頻率進行精確控制。最后,實驗測定了電流檢測電阻對脈沖氙燈電源各部分的影響,基于本電源設計了脈沖氙燈光譜檢測系統(tǒng),還測定了主電壓和觸發(fā)電壓改變時,脈沖氙燈輸出光譜產(chǎn)生的相應變化,進一步優(yōu)化了本文的設計。綜上所述,本文完成了一種可驅動短弧球形脈沖氙燈的電源設計,經(jīng)對日本生產(chǎn)的氙燈樣品的實驗測定說明,本文設計具有輸出穩(wěn)定、高壓可調、頻率可調的特點,在此基礎上,實驗測定并研究了脈沖氙燈輸出光譜與主電壓、觸發(fā)電壓之間的關系。本文工作不僅解決了氙燈驅動的技術之需,也對未來在分析儀器新型結構的創(chuàng)新探索具有重要的意義。
【關鍵詞】：光源 脈沖氙燈 驅動電源 反激式拓撲 分析儀器
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM923.323
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題背景9-12
• 1.2 當前國內外研究進展12-13
• 1.2.1 脈沖氙燈研究進展12
• 1.2.2 高壓驅動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀分析12-13
• 1.3 本文主要研究內容13-15
• 第二章 高壓脈沖氙燈電源驅動原理15-25
• 2.1 脈沖氙燈放電特性分析15-18
• 2.1.1 脈沖氙燈放電過程分析15-17
• 2.1.2 脈沖氙燈閃光所需條件分析17-18
• 2.2 脈沖氙燈電源基本拓撲結構選擇18-22
• 2.3 脈沖氙燈電源驅動理論計算22-24
• 2.4 本章小結24-25
• 第三章 脈沖氙燈電源設計25-37
• 3.1 概述25-27
• 3.2 驅動電路設計27-33
• 3.2.1 主電路模塊27-29
• 3.2.2 驅動電路模塊29-30
• 3.2.3 控制電路模塊30-33
• 3.3 軟件控制33-36
• 3.3.1 主控制流程33-35
• 3.3.2 工作流程35-36
• 3.4 本章小結36-37
• 第四章 實驗與分析37-63
• 4.1 脈沖氙燈電源性能分析37-50
• 4.1.1 驅動信號波形及分析37-42
• 4.1.2 變壓器波形及分析42-44
• 4.1.3 MOS管波形分析44-46
• 4.1.4 主電容波形分析46-50
• 4.2 脈沖氙燈光譜輸出分析50-61
• 4.2.1 脈沖氙燈光譜檢測儀器介紹51-52
• 4.2.2 光譜檢測實驗步驟介紹52-53
• 4.2.3 相同觸發(fā)電壓不同主電壓的影響53-57
• 4.2.4 相同主電壓不同觸發(fā)電壓的影響57-61
• 4.3 本章小結61-63
• 第五章 結論63-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀學位期間所取得的相關科研成果69-71
• 致謝71

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本文編號：678213