Источник питания лазера

(51) 5 1 т 05 Р 1/56 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДВТОРСКОМг СВИдЯТЕЛьСтеу(088.8 и Оф 2162 973. 2889, чников 498,РАк электро" очникам изделий АНИЯ ЛАЗР относится и к и ропитания оники, Це надежност ь изобретработы.оставляетулятора 1люченныеегулирующиа, а такж ика с 2 рег нсл вк точ ллел тора 5 т ления регу на(57) Изобретениетехнике, в частивторичного электквантовой электрния - повышениеСиловой контур ирегулирующий элнапряжения, ларашунтирующий резиэлемент 6 регулдатчик 8 тока. лятора 1 напряжения выполнен на основе сравнивающего операционного усили.теля 3. В канал управления регулято"ра 5 тока, помимо сравнивающего операционного усилителя 9, входят такжеинтегрирующие операционные усилители10,11. Эксплуатационная надежностьисточника повышается эа счет обеспечения отключения регулирующего элемента 6 при вводе устройства в рабо"ту. При этом прохождение тока разряда активного элемента,23 излучателяосуществляется через шунтирующий резистор 7. Включение регулирующегоэлемента 6 проиэеонитсн при устойчивости прохождения тока через активэлемент 23, Граничные эначениа напражений допускового контроля включениярегулирующего элемента 6 определяются режимами интегрирующих операционных усилителей 1 О,1, 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах электроснабжения изделий квантовой электронити, в частности при реализации электрической. накачки ионных газораэрядных лазеров.Нелью изобретения является повышение. надежности работы.На чертеже представлена функциональная схема описываемого источника питания лазера. Устройство содержит. регуляторнапряжения (дискретный импульсный или фазовый) с первым регулирующим элементом 2, первым сравнивающим операционным усилителем (ОУ) 3 и первым делителем 4 напряжения, регулятор 5 .тока со вторым регулирующим элементом,6 (например, транзисторным),шунтирующим резистором 7., датчиком 8 тоха, вторым сравнивающим ОУ 9, первым интегрирующим ОУ 10, вторым ин тегрирующим ОУ 11, суммирующими ре" зисторами 12, 13, опорным стабилитроном 14 и потенциометром 15, разделительный диод 16. На схеме также отмечены выходные потенциальные выводы 17, 18 и 19 соответственно первого источника опорного напряжения, входящего в состав регулятора 1 напряжения, второго и третьего источников опорного напряжения, входящих в состав регулятора 5 тоха. Кроме, того, отмечены первый вывод 20 для подклю" чения потенциального полюса первичного источника питания (вторым подключающим выводом является шина нулевого потенциала) выводы 21,22 для подключения активного элемента 23 излучателя. Регулирующий элемент 2 включен между выводами 20 и 21. Опорньй вход сравнивающего ОУ 3 подключен к выходу первого источника опорного напряжения (+Б) (с выходным потенциальным выводом 18), а выходк управляющему входу регулирующегоэлемента 2. Делитель 4 напряжениявключен входом между выходным выводом 50регулирующего элемента 2 и шиной ну" левого потенциала и соединен с сигнальным входом сравнивающего ОУЗ. Датчик 8 тока и регулирующий элемент6 включены последовательно между ши" 55ной нулевого потенциала и выводом 22.,Сигнальный вход сравнивающего ОУ 9подключен к выходу датчика 8 тока,а выход - к управвяющему входу регупирующего элемента 6. Разделительныйдиод 16 включен между выводом 22 ивыходным потенциальным выводом делителя 4 напряжения. Шунтирующий резистор 7 включен параллельно регулирующему элементу 6. Неинвертирующиевходы интегрирующих ОУ 10, 11 подключены к выходам соответственно датчика 8 тока и второго источника опорно"го напряжения (с выходным потенциальным выводом 19), Инвертирующий входинтегрирующего 07 10 соединен с выходом третьего источника опорногонапряжения (с выходным потенциальнымвыводом 19), а потенциальный выводинвертирующего входа интегрирующегоОУ 11 - с выводом 22. Опорный стаби"литрон 14 и делитель 15 напряжениясоединены параллельно и через суммирующие резисторы 12,13 подключенык выходам интегрирующих ОУ 1 О, 11,Опорный вход сравнивающего ОУ 9 соединен с выходом делителя 15 напряжения,Источник питания лазера работаетследующим образом.При включении первичного источника питания на выходе регулятора 1 напряжения устанавливается напряжениехолостого хода, которое для надежногоинициирования разряда в капилляре активного элемента 23 излучателя превышает оптимальное напряЖение поддержания устойчивого разряда в капилляре излучателя, При отсутствии разрядного тока через активный элемент 23 напряжения на шунтирующем резисторе7 и датчике 8 тока практически равнынулю. Поступающие на инвертирующийвход ОУ, 10 и неинвертирующий вход ОУ1 положительные опорные напряжения+11, и +110 устанавливают ОУ 10 иОУ 11 в состояние, при котором навыходе ОУ 10 имеет место максимальное,отрицательное напряжение, а на выходеОУ 11 - максимальное положительное.Соотношение суммирующих резисторов12,13 выбрано с таким расчетом, чтов указанном выше состоянии ОУ 10 иОУ 11 на стабилитроне 14 образуетсянебольшое отрицательное напряжение,достаточное для смещения неинвертирующего входа ОУ 9 в отрицательную1сторону относительно инвертирующеговхода. Это приводит к тому, что навыходе ОУ 9 поддерживается отрицательное напряжение, обуславливающеенадежное запираиие регулирующего зле.мента 6, 3 1464741 lПри воздействии на активный эле- да делителя 15 прецопределяет появлемент 23 излучателя импульса запуска ние на выходе ОУ 9 положительного в капилляре активного элемента 23 напряжения, приводящего к включению возникает разрядный ток по целим ре- регулирующего элемента б.5гулирующий элемент 2, активный эле- Лальнейиая работа источника не отмент 23 излучателя, шунтирующий ре- личается от режима работы компенсазистбр 7, датчик 8 тока. ционного стабилизатора тока последоПри протекании разрядного тока че- вательного типа непрерывного дейст" реэ шунтирующий резистор 7 и датчик 10 вия, где роль датчика выполняет дат тока на них возникают падения на- чик 8 тока источника опорного напряпряжения. Напряжение на датчике 8 то- жения - делитель 15 напряжения, нулька превышает опорное напряжение+11 органа - ОУ 9 и регул рующего органаови вызывает нарастание выходного на- Регулирующий элемент 6. В установивпряжения ОУ 10 до максимального поло шемся режиме ток разряда будет опрежительного. Напряжение на инвертиру- деляться величиной сопротивления дат.ющем входе ОУ 11 превышает опорное чика 8 тока и величиной напряжения напряжение +Би обуславливает сни- (коэФФициентом деления) делителя 15. жение напряжения на выходе ОУ 11 до Таким образом, активное включенйе максимального отрицательного. 2 в работу регулирующего делителя 6Время интегрирования ОУ 10 и ОУразрешается после завершения пере-11 выбрано таким образом, что ско- ходных процессов, связанных с раэвирость нарастания положительного на- тием разряда и временем установления. 1пряжения на выходе ОУ 10 не превышает напряжения на выходе регулятора 1 скорости нарастания отрицательного . 25 напряжения, что исключает перегрузки напряжения на выходе ОУ 11. Это при- регулирующего элемента 6 регулятора водит к тому, что напряжение на ста тока по мощности. Это позволяет билитроне 12 в конце интервала инте" повысить надежность работы источника грирования будет иметь небольшое по- питания.ложительное напряжение, которое всеже после делителя 15 оказывается ни- Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я же, чем напряжение на датчике 8 тока,вызванное протеканием через послед-, Источник питания лазера, содерний разрядного тока. На выходе ОУ 9жащий регулятор напряжения с первым по-прежнему поддерживается отрица- регулирующим элементом, включенным тельное напряжение и, как следствиеЗ 5 между первыми выводами для подключерегулирующий элемент 6 находится в ниЯ пеРвичного источника питаниЯ и запертом состоянии. активного элемента излучателя, перВыделяющееся от протекания раэ- вым сравнивающим операционным усилирядного тока напряжение на шунтирую- телем, подключенным опорным входом -40щем резисторе 7 воздействует на ка- к выходу первого источника опорного нал управления регулятора 2 напряже- напряжения, а выходом - к управляюния и вызывает снижение его выходного щему входу первого регулирующего эленапряжения до оптимальной для регули мента, первым делителем напряжения, рующего элемента б величины 45 в ключе н ным В ходом м е ящу выходным ВыУстановление оптимального напря-. водом первого регулирующего элемента жения на регулирующем элементе 6 приво- .и вторым выводом для подключения пердит к тому, что опорное напряжение +Овичного источника питания и соединенна неинвертирующем входе ОУ 11 ока-ным выходом с сигнальным входом,пер эывается вышее, чем на его инвертиру- вого сравнивающего операционного усиющем входе и выходное напряжение. ОУ50лителя, регулятор тока с Латником 14 нарастает до максимального поло- тока и вторым регулирующим элементом, жительного. В этом режиме на выходах включенными последовательно между ОУ 10 и ОУ 11 поддерживаются, поло- вторыми выводами для подключения пер" ,жительные напряжения, включающие в вичного источника питания и активного работу параметрический стабилизатор, , элемента излучателя, вторым сравни" образованный суммирующими резистора- . вающим операционным усилителем, под" ми 12,13 и стабилитроном 12. Стабиль-ключенным сигнальным входом к выходу ное положительное напряжение с вьио датчика тока, а выходом вк управля146 ц 741 Составитель Л.МорозовТехред М,Дидык Корректор 0.Кравцова Редактор Н,Тимонина Заказ ц 5 бб Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ .СССР 113035, Иосква, Ж, Раушская наб, д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород ул. Гагарина,101 ющему входу второго регулирующегоэлемента, и вторым источником опорного напряжения, разделительный диод,включенный между вторым выводом дпяподключения активного элемента излучателя и выходным потенциальным выводом:первого делителя напряжения,о, т л и ч а ю щ и й с я тем, чтос целью повышения надежности работы,в регулятор тока введены шунтирующийрезистор, два интегрирующих операци"онных усилителя, два суммирующих резистора, третий источник опорного напряжения, опорный стабилитрон. и второй делитель напряжения, причем шунтирующий резистор, включен параллельно второму регулирующему элементу,неинвертирующие входы первого и второго интегрирующих операционных усилителей подключены к выходам соответственно датчика тока и второго источника опорного напряжения, инвер" тнрующий вход первого интегрирующегооперационного усилителя соединен свыходом третьего источника опорногонапряжения, а потенциальный вывод ин 1вертируечего входа второго интегрирующего операционного усилителя - свторым выводом для подключения активного элемента излучателя, опорный 1 О стабнлитрон. и второй делитель напряжения соединены параллельно и черезсуммирующие резисторы подключены квыходам обоих интегрирующих операционных усилителей, а опорный вход 15 второго сравнивающего операционногоусилителя соединен с выходом второгоделителя напряжения, при этом суммирующий резистор в выходной цепи первого интегрирующего операционного рО усилителя выбирают с меньшим сопротивлением,чем суммирующий резисторв выходной цепи второго интегрирующего операционного усилителя.1