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应用于煤矿的红外CO检测仪对安全生产有重要意义。红外CO检测仪的核心元件之一是红外光源,在中红外波段,量子级联激光器(QCL)是唯一能室温发射4.65微米的半导体激光器,所以它是红外气体检测的理想光源。目前国内研制的量子级联激光器只能脉冲工作,而且所需驱动脉宽窄、频率高、工作电流较大,对驱动电源的性能要求高。本文目标是研制出高性能的数字化脉冲驱动电源。本工作受到国家科技支撑计划:煤矿用红外CO检测仪(传感器)研发资助。本文研制了可调节脉冲恒流驱动电源,还研制了可调节脉冲恒压驱动电源。研究设计了电路和软件,硬件设计主要包括供电电源电路、DSP主控制器电路、脉冲产生电路、开关调制电路、压控恒流源电路、脉冲整形电路、恒压源电路、模数转换电路、按键阵列和液晶显示电路、串口通信电路、保护电路等;软件设计包括系统初始化程序、中断程序、PWM产生程序、D/A接口程序、LCD显示程序、串口通信程序等。利用ORCAD CAPTURE软件进行仿真研究,采用PSPICE软件建立参数模型,仿真研究各个器件参数对负载驱动的影响。同时,研究负载的感抗和容抗对驱动输出的影响,实验证明寄生电感会引起输出过冲现象,小寄生电容会改善由寄生电感引起的过冲现象,过大的寄生电容会引起输出失真。测试可调节脉冲恒流驱动电源性能指标如下:电流输出范围为0~3A,电流精度优于2×10-2A,最大输出电压为20V,脉冲上升时间为20~46ns,脉冲下降时间为20~200ns,输出脉冲幅值(0~3A)、重复频率(1K~10KHz)、脉冲宽度(0.2~10μs)连续数控可调。可调节脉冲恒压驱动电源性能指标如下:电压输出最大幅值为24V,最大输出电流为3A,输出电压稳定度优于2.25×10-2V,脉冲上升时间小于70ns,脉冲下降时间小于90ns,输出脉冲重复频率(1K~10KHz)、脉冲宽度(0.2~4μs)连续数控可调。