Исследование и разработка генераторов импульсов тока для накачки твердотельных лазеров

• Автор: Громовенко, Александр Валентинович
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 227 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
1. ГЕНЕРИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСОВ ТОКА С РЕГУЛИРУЕМЫМИ АМПЛИТУДНО-ВРЕМЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
1.1 Влияние формы импульса лазерного излучения на технологический процесс
1.2 Особенности генерирования импульсов сложной формы
1.3 Обзор существующих способов получения импульсов
тока регулируемой формы
1.4 Зарядные устройства расщепленных емкостных
накопителей энергии
1.5 Постановка задачи исследования
2. ГЕНЕРАТОРЫ НА ОСНОВЕ РАСЩЕПЛЕННЫХ ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ (РЕН) С
ФОРМИРУЮЩИМИ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКАМИ
2.1 Особенности формирования импульсов генераторами
на основе РЕН с формирующими четырехполюсниками
2.2 Генератор с формирующей индуктивностью
2.2.1 Методика расчета параметров генератора
2.2.2 Анализ электромагнитных процессов в генераторе
с формирующей индуктивностью
2.3 Генератор с формирующим Т-образным четырехполюсником
2.3.1 Электромагнитные процессы в генераторе
2.3.2 Методика расчета параметров генератора
2.3.3 Получения импульсов тока требуемой формы
2.3.4 Сравнительный анализ генераторов импульсов
тока регулируемой формы
2.4 Принципы построения универсальных генераторов

импульсов тока регулируемой длительности и формы
на основе РЕН с формирующими четырехполюсниками
Выводы
3. ИНДУКТИВНЫЕ ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ
3.1 Индуктивный заряд емкостных накопителей энергии
3.2 Регулируемые индуктивные зарядные устройства
3.2.1 Устройство с повышением уровня зарядного напряжения
3.2.1.1 Анализ электромагнитных процессов в зарядном устройстве
3.2.1.2 Методика расчета зарядного устройства
формирующих двухполюсников
3.2.2 Устройства с понижением уровня зарядного напряжения
3.2.2.1 Исследование процессов резонансного заряда
в устройстве с полностью управляемым ключом
3.2.2.2 Зарядное устройство с цепью рекуперации
3.3 Регулируемые зарядные устройства РЕН
3.3.1 Анализ электромагнитных процессов в
регулируемом индуктивном зарядном устройстве РЕН
3.3.2 Алгоритмы управления регулируемым зарядным
устройством РЕН
Выводы
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ГЕНЕРАТОРОВ ИМПУЛЬСОВ ТОКА РЕГУЛИРУЕМОЙ ФОРМЫ
ДЛЯ НАКАЧКИ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛАЗЕРОВ
4.1 Особенности работы генераторов импульсов тока
регулируемой формы (ГИТРФ) на лампы накачки
4.2 Экспериментальное исследование процессов в ГИТРФ
на основе РЕН

4.3 Исследование зависимости формы импульса
лазерного излучения от формы импульса тока накачки
4.4 Методика инженерного расчета ГИТРФ
для накачки твердотельного лазера
4.4.1 Расчет ГИТРФ, генерирующих регулируемые импульсы тока
в рамках базового прямоугольного импульса
4.4.2 Расчет ГИТРФ, генерирующих регулируемые импульсы тока
с превышением амплитуды базового прямоугольного импульса
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

1Ски£
Е = к
21Скик

При использовании нерегулируемого источника напряжения задача получения требуемой эпюры зарядных напряжений сводится к регулированию уровня заряда одиночного емкостного накопителя в общем случае с ненулевым начальным током зарядного дросселя. Одно из решений этой проблемы - применение полностью управляемого ключа. Однако в этом случае при коммутации ключа в момент достижения на емкостном накопителе требуемого уровня заряда, напряжение на накопителе после завершения зарядного цикла будет превышать требуемое значения из-за доброса в емкость энергии, запасенной в зарядном дросселе к моменту выключения ключа.
Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что для получения требуемых уровней зарядных напряжений РЕН ГИТРФ наиболее подходящим является индуктивный заряд РЕН, преимуществами которого являются простота, надежность, высокий КПД, а уровни зарядных напряжений обеспечиваемые таким зарядным устройством, напрямую от сети, без использования согласующего трансформатора удовлетворяют требованиям лазерных технологий. При этом особое внимание необходимо уделить разработке алгоритмов управления полностью управляемым ключом и поиску новых решений, позволяющих осуществлять регулирование уровня заряда последней ячейки РЕН.