Устройство для питания импульсной лампы

1 и 1 482925 Союз Советских Социалистических Республик(61) Зависимое от авт. свидетельства 73 (21) 1947674/2 2) Заявле Ъ 41/34 51) М присоединением заявкиГосударственный комит Приоритетликовано 30,08.7 авета Министров СССРло делам изобретений юллстень32(088,8) открыти ата опубликования описания 09.12,7 72) Авторы изобретени В, Валявко, Б, В, Крылов и А. А. Мозго Заявитель рдена Трудового Красного Знамени институт физи АН Белорусской ССРУСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ИМПУЛЬ ЛАМПЫосновного управля высоковольтного в развязанного от сравнительно боль 5 ненадежных вентил Особенностью и обеспечивающей ег надежности, являет электроду тиристор 10 регулируемой заде нен с выходом дел теля частоты подк формирователя син К импульсному тр 15 пульсной лампы по падения, один из выходом триггера,рым выходом фор щих импульсов, О 20 с выходом схемы выходом делителя На фиг. 1 пока фиг. 2 - времени ройства, отражаю 25 пряжения в разли Устройство соде тор 1, выпрямител состоящее из встр ных тиристора 3 и 30 накопительную инИзобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано для питания импульсной лампы, в частности лампы накачки оптического квантового генератора (ОКГ), работающей в режиме как одиночных, так и часто повторяющихся вспышек, с плавной регулировкой энергии, разряжаемой на лампу накачки активного тела ОКГ,Известно устройство питания ОКГ с регулировкой энергии, разряжаемой на лампу накачки ОКГ, основанное на заряде рабочей батареи конденсаторов с последующим разрядом ее на лампу накачки. В известном устройстве заряд рабочей батареи осуществляется от силового выпрямителя через основной управляемый вентиль до момента накопления в батарее необходимого количества энергии. Прерывание процесса заряда осуществляется подключением к основному управляемому вентилю заряженного вспомогательного конденсатора с помощью дополнительного тиристорного ключевого устройства. Зарядка вспомогательного конденсатора осуществляется от отдельного высоковольтного выпрямителя, гальваничвски развязанного от основной зарядной цепи.Недостатки известного устройства вызваны необходимостью прерывания сильных зарядных токов и заключаются в наличии дополнительной батареи конденсаторов для запирания емого вентиля, отдельного ыпрямителя, гальванически основной зарядной цепи и шого числа дорогостоящих ей.редлагаемого устройства, о упрощение и повышение ся то, что к управляющему а подключен выход схемы ржки, вход которой соедиителя частоты, Вход делилючен к одному из выходов хронизирующих импульсов. ансформатору поджига имдключен выход схемы соввходов которой соединен с а другой ее вход - со втомирователя синхронизируюдин вход триггера соединен совпадения, а другой - с частоты.зана схема устройства; на ая диаграмма работы устщая характер изменения начных точках схемы, ржит силовой трансформаь 2, ключевое устройство, ечно-параллельно соединен- неуправляемого вентиля 4, дуктивность 5, рабочую батарею конденсаторов 6, импульсный трансформатор поджига 7, импульсную лампу 8 накачки активного тела ОКГ, формирователь синхроимпульсов 9, делитель частоты 10 (задатчик частоты вспышек), схему регулируемой задержки 11, триггер 12 и схему совпадения 13. Кроме того, устройство снабжено электронной схемой блокировки (на чертеже не доказана), исключающей возможность подачи управляющего импульса на тиристорный ключ в случае, если поджиг лампы накачки уже осуществлен,Устройство работает следующим образом, Рабочая батарея конденсаторов 6 заряжается непосредственно от выпрямителей силовой сети до амплитудного значения напряжения Уо (фиг. 2) на выходе выпрямителя, Формирователь 9 вырабатывает две серии синхроимпульсов, поступающих на два его раздельных выхода: на его первый выход 14 поступают импульсы, синхронные с моментом начала положительной полуволны напряжения У на выходе силового выпрямителя, а на его второй выход 15 - импульсы, синхронные с моментом спада напряжения У на выходе вынрямителя до нулевого значения. Делитель частоты 10 запускается от синхроимпульса первой серии и в момент времени 10 выдает синхронный с питающим напряжением запускающий импульс, который поступает на схему регулируемой задержки 11. Через промежуток времени тр длительность которого определена настройкой схемы задерики 11, с ее выхода на управляющий вход тиристора 3 подается запускающий импульс (момент 1). Вследствие этого в колебательном контуре, состоящем из рабочей батареи конденсаторов 6, накопительной индуктивности 5 и встречно- параллельно соединенных тиристора 3 и неуправляемого вентиля 4, начинается колебательный процесс. Емкость батареи конденсаторов 6 и величина накопительной индуктивности 5 подобраны таким образом, что резонансная частота этого контура 5 не ниже частоты питающей сети. После открытия тиристорного ключа. батарея конденсаторов 6 начинает разряжаться на накопительную индуктивность 5 интервал времени (1 - 1). Этот процесс продолжается до момента 6, пока на лампу накачки 8 через импульсный трансформатор 7 не поступит импульс поджига со схемы совпадения 13. Поскольку на вход схемы совпадения 13 сигналы поступают со второго выхода 15 формирователя 9, импульс поджига синхронизирован с напряжением на выходе выпрямителя и подается в момент падения выходного напряжения до нулевого значения. Допускается также некоторая задержка импульса поджига лампы относительно момента опада напряжения на выходе выпрямителя до нулевой величины. За интервал времени (1 - 1) в результате перехода энергии из батареи конденсаторов 6 в накопительную индуктивность 5 напряжение на батарее У 6 упадет со своего максимального значения Уо до 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 бО 65 требуемого значения У. В момспт поступления импульса поджига оставшееся в батарее конденсаторов 6 нужное количество энергии за интервал времени (1 - 1:) разряжается на лампу накачки 8 активного тела ОКГ. Колебательный же процесс, начавшийся в колебательном контуре, продолжается, в результате чего батарея перезаряжается сначала до напряжения противоположной полярности (момент 1), а еще через полпериода - первоначальной, т. е. рабочей:полярности (момент б 5). При этом первые полпериода (1 - 1,) ток протекает через управляемую вентильную цепочку, а вторые полпериода (1 - 15) в обратном направлении - через неуправляемый вентиль, чем достигается надежное запирание тиристоров. Таким образом, после завершения цикла перезарядки в колебательном контуре часть энергии, отводящаяся к моменту вспышки лампы в индуктивность, возвращается в конденсаторную батарею, благодаря чему сохраняется высокий к.п.д, устройства, После дозарядки батареи от выпрямителя до максимального выходного напряжения 4 устройство готово к следующему циклу работы. Требуемая частота следования вспышек задается настройкой делителя частоты 10,Плавная регулировка энергии, разряжаемой на лампу накачки, осуществляется за счет изменения величины опережения (топ= =6 - 1) момента подачи управляющего импульса на вход тиристора относительно момента поджига импульсной лампы накачки. Изменение величины опережения топ производится при помощи перестройки схемы регулируемой задержки 11.Триггер 12 и схема совпадения 13 осуществляют поджиг лампы накачки в момент Ь, если с делителя частоты 10 в момент времени 10 на вход триггера 12 поступил импульс, синхронный с запуском схемы задержки 11, Таким образом, поджиг лампы возможен лишь в те периоды питающего напряжения, в которых осуществляется открытие тиристора 3.В предлагаемом устройстве исключена возможность импульсных перегрузок зарядных вентилей и силового трансформатора, потому что зарядное напряжение после предыдущей вспышки, синхронизированной с сетью, не возрастает скачком, а всегда начинает возрастать практически от нулевого значения по синусоидальному закону, Причем батарея конденсаторов уже частично заряжена за счет энергии, отводящейся к моменту предыдущей вспышки в накопительную индуктивность. Все это позволяет отказаться от зарядных токоограничивающих элементов (резисторов, дросселей), снижающих к.п.д. всего устройства. Вентильные элементы также не испытывают перегрузок, ибо участвуют лишь в плавных колебательных процессах,Область применения устройства не ограничивается лишь питанием ОКГ. Оно может быть применено в различных процессах, требующих часто повторяющихся зарядов емко482925 остного накопителя с последующим его регулируемым разрядом на потребитель энергии. Примерами могут служить электроискровая обработка металлов, питание различных импульсных устройств, получение электрогидравлического эффекта Юткина и т. д. Предмет нзобрстеппя Устройство для питания импульсной лампы, в частности лампы накачки оптических квантовых генераторов, работающей в режиме как одиночных, так и часто повторяющихся импульсов с плавной регулировкой энергии излучения, содержащее силовой выпрямитель, рабочую батарею конденсаторов, разряжаемую через импульсный трансформатор поджига на лампу, и подключенную к этой батарее цепочку из накопительной нндуктивности и ключевого блока, состоящего из неуправляемого вентиля и встречно параллельно с ним соединенного тиристора, о т л и ч а ю щ е е с я 5 тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, управляющий электрод тиристора присоединен к выходу схемы регулируемой задержки, подключенной своим входом к делителю частоты, вход которого 10 присоединен к одному из выходов формирователя синхронизирующих импульсов, а к транс форматору поджига подключен выход схемы совпадения, один из входов которой соединен с вторым выходом формирователя синхрони зирующих импульсов, а другой ее вход - свыходом триггера, входы которого присоединены соответственно к выходу делителя частоты и к выходу схемы совпадения.Изд,1774 Тираж 869 И Государственного комитета Совета Министров по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5