【正文】 包括三個部分電路模塊。 直流斬波器 (. Chopper)又稱為截波器，它是將電壓值固定的直流電，轉(zhuǎn)換為電壓值可變的直流電源裝置，是一種直流對直流的轉(zhuǎn)換器 (DC to DC Converter)已被被廣泛使用，如直流電機(jī)的速度控制和直流電機(jī)的驅(qū)動、直流調(diào)壓、直流電源的驅(qū)動和交換式電源供應(yīng)器 (SwitchingPowerSupply)等 [3]。 第五章：對直流降壓斬波器的器件進(jìn)行選型 。世界上有許多國家在從事光調(diào)制器的研究 ,其中 ,美國是起步最早、技術(shù)最先進(jìn)的國家 ,其研究機(jī)構(gòu)有空軍實(shí)驗(yàn)室、波斯頓大學(xué)及其微機(jī)械公司、斯坦福大學(xué)、加州大學(xué) Berkeley 分校傳感器與執(zhí)行器中心、加州大學(xué)圣克魯斯分校、勞倫斯國家實(shí)驗(yàn)室、朗訊 (Lucent)公司、 Iris AO 公司以及德州儀器 (TI)公司等。 device type selection。 I 光調(diào)制器設(shè)計 摘要 在光電系統(tǒng)中，獲取的有效光強(qiáng)信息往往受到背景噪聲的影響，鎖相相關(guān)技術(shù)是提取有用信號的有效方法，此技術(shù)要求對入射光信號進(jìn)行調(diào)制 。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 題目： 光調(diào)制器設(shè)計 系 別 ： 光電信息系 專 業(yè)： 光電信息工程 班 級： B090104 學(xué) 生： 張鵬飛 學(xué) 號： B09010424 指導(dǎo)教師： 尚小燕 2020 年 5 月 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 系（部） 光電信息系 專業(yè) 光電信息工程 姓名 張鵬飛 學(xué)號 B09010424 （論文）題目： 光調(diào)制器設(shè)計 ： 在光電系統(tǒng)中，獲取的有效光強(qiáng)信息往往受到背景噪聲的影響，如何從背景噪聲中提取有用信號，一直是人們不斷研究的課題之一，目前，鎖相相關(guān)技術(shù)是提取有用信號的有效方法，此技術(shù)要 求對入射光信號進(jìn)行調(diào)制，本課題基于此提出，對光波信號進(jìn)行調(diào)制。 2 帶 *項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選填。 wiring design。 正因?yàn)槿绱?,光調(diào)制器在現(xiàn)代光學(xué)領(lǐng)域中具有越來越重要的地位和價值 ,它是光學(xué)、光電混合系統(tǒng)進(jìn)行光互連、光學(xué)相關(guān)、光計算、模式識別、光學(xué)控制、光學(xué)檢測、圖象處理、顯示技術(shù)等中的基本構(gòu)件和關(guān)鍵器件 [1]。 第四章：介紹直流降壓斬波器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率 MOSFET 和 IGBT 為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù) 合器件 ,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時代。 直流 斬波器 原理 直流斬波電路 （ DC Chopper） 的功能是將直流電變?yōu)榱硪环N固定的或可調(diào)的直流電，也稱為直流 直流變換器 （ DC/DC Converter） ，直流斬波電路 （ DC Chopper）一般是指直接將直流變成直流的情況，不包括直流 交流 直流的情況。通過控制開關(guān)的開通和關(guān)斷來控制 降壓斬波電路 的主電路工作。 直流斬波器的基本 原理 直流斬波器乃利用功率組件對固定電壓之電源做適當(dāng)之切割以達(dá)成負(fù)載端電壓改變之目的。用控制電路和驅(qū)動電路來控制 IGBT 的通斷，當(dāng) t=0 時，驅(qū)動 IGBT 導(dǎo)通，電源 E向負(fù)載供電，負(fù)載電壓 U0=E，負(fù)載電流 io按指數(shù)曲線上升。由此可知，輸出到負(fù)載的電壓平均值 Uo 最大為 Ui，若減小占空比α，則 Uo 隨之減小，由于輸出電壓低于輸入電壓，故稱該電路為降壓斬波電路 [7]。因?yàn)轭}目要求輸出電壓連續(xù)可調(diào)，所以我選用一般的 PWM 發(fā)生芯片來進(jìn)行連續(xù)控制。在 3525A 中增加了同步端 3 專為外同步用，為多個 3525A 的聯(lián)用提供了方便。 d. 閉鎖控制端 10 利用外部電路控制 10 腳電位，當(dāng) 10 腳有高電平時，可關(guān)閉誤差放大器的輸出，因此，可作為軟起動和過電壓保護(hù)等。組間是相互隔離的。 SG3525 芯片引腳 SG3525 是一款專用的 PWM 控制集成電路芯片，它采用恒頻調(diào)寬控制方案，內(nèi)部包括精密基準(zhǔn)源、鋸齒波振蕩器、誤差放大器、比較器、分頻器和保護(hù)電路等，其引腳圖如圖 所示 圖 SG3525 芯片引腳圖 SG3525A 系列脈寬調(diào)制器控制電路可以改進(jìn)為 各種類型的開關(guān)電源的控制性能和使用較少的外部零件。當(dāng) VCC 低于標(biāo)稱值時欠電壓鎖定禁止輸出和改變軟起動電容器。另外直流斬波電路會產(chǎn)生很大的電磁干擾，會影響控制電路的正常工作，甚至導(dǎo)致電力電子器件的損壞。但是它需要較多的工作電源，其對脈沖信號有時間滯后，不適應(yīng)于某些要求比較高的場合。 EXB841驅(qū)動電路圖如圖 所示 。射極電位為 ，由 EXB841內(nèi)部的穩(wěn)壓二極管 Vz2 決定 [17]。 電阻的取值，比較器反相端接 ，比較器同相端電壓應(yīng)在 5V以內(nèi)，取負(fù)載輸出電壓最大值 80V來算 R20/R18=80/3左右，所以 R20=100K,R18=4K,R17=10k,R19=2k. 圖 負(fù)載過壓保護(hù)電路 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 15 過電流保護(hù) 當(dāng)電力電子電路運(yùn)行不正?；蛘甙l(fā)生故障時，可能會發(fā)生過電流。器件直接串接快速熔斷器才對元件的保護(hù)作用最好，因?yàn)樗鼈兞鬟^同 — 個電流．因而被廣泛使用?？刂齐娐分械谋Ｗo(hù)電路是用來保護(hù)電路的，防止電路產(chǎn)生過電流現(xiàn)象損害電 路設(shè)備。 結(jié)構(gòu)設(shè)計要求 斬波片由電動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，接收光源產(chǎn)生的光束，因此，斬波輪的設(shè)計要確保穩(wěn)定和精確地性能，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)： 為使系統(tǒng)穩(wěn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)確保部件重心與旋轉(zhuǎn)軸重合，避免由于偏心產(chǎn)生的脈動負(fù)荷。此外，裝置內(nèi)還有旁路開關(guān)及輸入濾波器，輸出濾波器和功率因數(shù)電容補(bǔ)償。當(dāng) IGBT 不斷地導(dǎo)通和關(guān)斷時，轉(zhuǎn)子電流平均 值 是一定的 ，由此確定了電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 [21]。小型的光學(xué)頭有寬的底座，這使其特別穩(wěn)定。但由于我知識的限制，設(shè)計還有很多不足之處，希望老師指出并教導(dǎo)。這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他細(xì)心而又耐心的輔導(dǎo)。 畢業(yè)設(shè)計（論文）與資 料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。學(xué)校有權(quán)保留送交的畢業(yè)設(shè)計（論文）的原文或復(fù)印件，允許畢業(yè)設(shè)計（論文）被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨籍厴I(yè)設(shè)計（論文）的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存畢業(yè)設(shè)計（論文）。167— 169. [2] 趙達(dá)尊 ， 張懷玉 .空間光調(diào)制器 [M ] . 北京 : 北京理工大學(xué)出版社 , 1 9 9 2. [3] 陳家璧 ， 蘇顯渝 . 光學(xué)信息技術(shù)原理及應(yīng)用 [M ] . 北京 : 高等教育出版社 , [4] 西田信夫 . 大屏幕顯示 [M] . 北京 : 科學(xué)出版社 , 2020. [5] 宋菲君 . 空間光調(diào)制器物理和大屏幕投影電視產(chǎn)業(yè) [ J ].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社， [6] Steier W H. Recent advances in low voltage, high frequency polymer electrooptic modulators[A].OFC2020[C]. Anaheim:2020. MJ1. [7] Takagi K. Highly reliable 40 Gbit electroabsorption modulator[A]. OFC2020[C]. Anaheim:. [8] Fenghai Liu. Increasing line rate by bining ETDM and OTDM in a semiconductor MachZehnder modulator[A]. OFC2020[C]. Anaheim:2020. MJ4. [9] 辛國鋒 ,瞿榮輝 ,方祖捷 ,等 .大功率半導(dǎo)體激光器的最新進(jìn)展 [J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展 ,2020,43(2):38 [10] 習(xí)黃，章勇 .光纖通信用光電子器 件和組件「 M].北京 :北京郵電大學(xué)出版社， 2020. [11] 楊曉紅，杜云，石志文，等 .Mach 一 Zehnder 型有機(jī)極化聚合物電光調(diào)制器 (英文 )「 J〕半導(dǎo)體學(xué)報， 2020， 22(8):971 一 974. [12] 周偉勤，吳伯瑜，彭吉虎，等 .160GHz帶寬 LINbo。同時讓我培養(yǎng)了一種透過部分聯(lián)系全篇的思路，鍛煉了我辦事的能力，做事效率提高了很多。 結(jié)構(gòu)設(shè)計總結(jié) 本方案設(shè)計的 光學(xué)斬波器，是一個旋轉(zhuǎn)斬波器，包括一個控制平臺，馬達(dá)頭組合和帶槽斬波輪。 當(dāng) IGBT 導(dǎo)通時，電動機(jī)轉(zhuǎn)子電流被 IGBT 經(jīng)由限流電抗器短路 (電抗器串聯(lián)在整流器的輸出端 )，其回路電流隨時間上升，此時電機(jī)的轉(zhuǎn)速也趨向于上升。 為了確保精確性，應(yīng)對斬波片進(jìn)行化學(xué)和消磁處理。 4 直流斬波器結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 4 直流斬波器結(jié)構(gòu)設(shè)計 直流斬波器 是 利用功率組件對固定電源 產(chǎn)生的光束進(jìn)行 適當(dāng)切割以 產(chǎn)生有規(guī)律交替變化的光束的 目的。 負(fù)載過流保護(hù)電路圖如圖 所示 圖 直流降壓斬波電路整體電路圖 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 16 綜上所述，直流降壓斬波電路包含主電路，控制電路，驅(qū)動電路和保護(hù)電路四個模塊， 直流降壓斬波主電路使用一個全控器件 IGBT 控制導(dǎo)通， 用控制電路和驅(qū)動電路來控制 IGBT 的通斷 。在這里采用了兩中過電流保護(hù)措施，一是加限流電阻，主要對電流過載起保護(hù)作用，其二是在電路中串熔斷器，對短路起保護(hù)作用。將電容并聯(lián)在回路中，當(dāng)電路中出現(xiàn)電壓尖峰電壓時，電容兩端電壓不能突變的特性，可以有效地抑制電路中的過壓。 的驅(qū)動原理 EXB841 主要有三個工作過程：正常開通過程、正常關(guān)斷過程和過流保護(hù)動作過程。 對于方案 1 可以用 EXB841 驅(qū)動芯片來實(shí)現(xiàn)也可以直接用光耦電路進(jìn)行