1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院大学 核科学与技术学院, 北京 100049
为满足分离扇回旋加速器（SSC）对于磁场精度的需求，需对其主场电源进行改造。提出开关电源与线性电源相结合的方式作为SSC主场电源的改造方案。电源总体分为两部分，采用模块化的开关电源作为前级电压源，三极管线性调整电路作为后级模块的主电路，充分利用两种电源的优势，实现高稳定度、低纹波的电流输出，同时大幅度提升电源的功率密度和可靠性。文章介绍了电源的工作原理及改造过程，详细阐述了三极管线性放大原理以及管压降控制电路、输出电流控制电路的设计与实现，通过仿真对电路进行功能验证，最终在电源样机上进行实验测试。测试结果表明：改造后主场电源输出电流稳定度达到了±3.99×10−6，电流纹波达到了2.7×10−9，各项性能均优于改造前。
加速器电源 高稳定度 低纹波 线性调整 accelerator power supply high stability low ripple linear adjustment 强激光与粒子束
2022, 34(6): 064003
南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
为了应对带钢激光平直度测量仪中半导体激光器（LD）输出光功率稳定性对平直度测量精度的影响问题，设计了一款高稳定度的LD恒流驱动、温控电路以及保护电路。系统以现场可编程门阵列（FPGA）为控制核心，利用深度负反馈恒流驱动电路实现对LD驱动电流的精准控制；基于ADN8830温控电路实现了对LD工作温度的有效控制；改进后的慢启动电路可实现LD驱动电流缓慢地线性增加到设定值，且准确控制慢启动时间；限流及静电保护电路能够实现激光器过流保护、有效避免浪涌电流和高压静电的损坏。结果表明，该电路可实现激光器驱动电流在0~75 mA连续可调，电流调节精度达0.025 mA，电流短期稳定度达0.014%，长期稳定度达0.016%；在控制工作温度为25 ℃时，输出光功率稳定性为0.205%。
半导体激光器 恒流驱动 温度控制 FPGA 高稳定度 diode laser constant current driving temperature control FPGA high stability 红外与激光工程
2022, 51(2): 20210764
中国科学院 电子学研究所 高功率微波源与技术重点实验室, 北京 100170
为了满足微波放大器副特性测试需要, 研制了高精度电源调制器系统。采用阶梯调制与循环控制相结合的方式, 实现了高稳定度输出控制。对调制器的拓扑结构和控制策略进行了分析, 并介绍了脉冲步进调制器(PSM)模块和多绕组变压器等关键部件的设计方法。试验结果表明: 采用PSM技术的电源调制器电源系统输出指标满足测试要求, 能够稳定可靠工作并具备快速保护功能。
脉冲步进调制器 脉冲高压 高稳定度 多次级绕组变压器 pulse step modulation pulsed power high stability IGBT IGBT multi-secondary transformer 强激光与粒子束
2019, 31(4): 040023
中国科学院上海技术物理研究所红外探测与成像技术重点实验室，上海 200083
为了实现对扫描控制机构的高精度角度 测量，以绝对式圆感应同步器作为角度测量传感器，设计了高 精度、高稳定度的测角系统。通过硬件电路设计，该系统实现 了高测角精度和测角稳定度；通过FPGA程序实现了绝对角度测 量的高可靠性。实际测试结果表明，该系统的抗干扰能力强，角 度稳定分辨率可达0.1″，角度标定指向精度优于1.1″ (3σ)。
测角 圆感应同步器 高精度 高稳定度 抗干扰 angle measurement round inductosyn high accuracy high stability anti-interference
西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
基于雪崩管的脉冲源相对于基于气体开关和半导体断路(SOS)开关的脉冲源,输出脉冲幅度较低。为了进一步提高雪崩管脉冲源的输出幅度,进行功率合成是行之有效的方法,其关键在于脉冲源单元具有高稳定度和时基一致性。分析了触发脉冲对基于雪崩管的脉冲源的影响机理,指出脉冲抖动的影响因素：触发脉冲上升斜率、雪崩管器件导通电平方差、电路噪声。在实验中,通过提高触发脉冲幅度,增加上升斜率,脉冲源抖动和单元之间的时基一致性均优于20 ps。
雪崩管脉冲源 触发脉冲 上升斜率 高稳定度 时基一致性 pulse-generator based avalanche transistor trigger pulse slope high-stability time-coherence 强激光与粒子束
2016, 28(3): 035004
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
直流高压电源在科学实验和工业生产中有着广泛的运用,传统高压直流电源是通过工频变压器直接升压,再经整流滤波得到所需要的高压,普遍存在精度低、调整复杂、纹波系数大等诸多缺陷。本系统基于全桥逆变、倍压整流和脉宽控制技术,设计了用于电子束离子阱装置的直流高压电源,采用高频逆变、正负双向倍压整流、电压电流双环控制等方法,实现了直流高压输出。结果表明,所设计的直流高压电源具有稳定性好、纹波小、可靠性高、系统安全等特点,最终输出的电压在0~200 kV连续可调,纹波和稳定性都小于0.01%,满足实验需求。
直流高压电源 双向倍压 低纹波 高稳定度 DC high voltage power duple voltage rectifying circuit low ripple high stability 强激光与粒子束
2016, 28(1): 015016
中北大学 电子测试技术国家重点实验室, 太原 030051
为了满足高精密测量领域对半导体激光器高稳定度的要求,设计了一种高稳定度、低噪声的半导体激光器控制系统.该控制系统由电流驱动和温度控制两部分组成,电流控制部分采用负反馈控制保持电流稳定,温度控制部分采用高度集成的MAX1978作为主控芯片,驱动半导体制冷器进行温度补偿.经过实验验证,电流在200mA范围内连续可调,电流控制精度高达1μA,在3kHz~100kHz带宽内交流噪声有效值小于300nA,长期温度漂移小于2m℃.结果表明,该系统可用于驱动分布式反馈外腔半导体激光器和分布式布喇格反射半导体激光器.
光电子学 控制系统 高稳定度 低噪声 optoelectronics control system high stability low noise
针对采用注入法进行电磁脉冲效应实验对高性能小型化电磁脉冲源的需求，设计了一种基于雪崩三极管开关的MARX结构的紧凑型脉冲发生电路。分析了雪崩管开关和脉冲发生电路的工作原理，给出了触发电路与主电路设计方法以及元件参数选取方法，并设计了十级单极性和双极性的脉冲发生电路，能产生前沿为ns级、峰值上kV的快沿双指数脉冲，并具有较高的稳定度以及高重复频率。
快沿 双指数脉冲 高稳定度 高重复频率 雪崩三极管 fast rise-time double-exponential pulse high stability high repetition rate avalanche transistor 强激光与粒子束
2014, 26(6): 063202
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对高稳定度遥感器在轨相对定标监测系统关键技术进行研究, 阐述了工作原理和关键技术。 研制了基于可见/短波红外双波段陷阱结构的高稳定度定标探测器组件, 通过选择高灵敏度单元可见和短波红外光电探测器, 一方面使探测器组件工作在线性更好、 暗电流更低的零偏置光伏电路模式, 另一方面使探测器组合成为复合型陷阱光机探测模式, 并在模拟前放电路和数据采集环节进行了关键参数设计, 完成了星载定标辐射源输出辐射的高稳定度相对定标监测系统设计。 通过实验室内积分球以及国家计量技术机构提供的标准灯的辐射测试结果表明, 系统获取的码值相对标准方差达到0.030%～0.046%(可见通道)和0.040%～0.059%(短波红外通道), 实现了相对定标系统的高稳定度监测, 为未来遥感器在轨相对定标提供一种优良的解决方案。
在轨定标 可见/近红外陷阱探测 高稳定度监测 In-orbit calibration Vis/SWIR trap detector High stability monitoring
