Устройство для питания импульсной лампы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соаетскик Сфциалистическии республик(22) Заявлено 200773 (21) 1947673/24-07с присоединением заявки яа(43) Опубликовано 25 р 6,78. Бюллетень ЭЙ 23 Гвврдврвтввяяай яваятвт ааввтв Мяяяатрвв аЮ яв Ипа вавврвтвввв в атярнтяв(45) Дата опубликования описания 25078 В.В.Валявко, Б.В.Крылов и А.А.Моэго(71) Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени институт физики АН Белорусской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНОЙ ЛАМПЫ Изобретение относится к областиквантовой электроники и может бытьиспользовано для питания импульснойлампы, в частности лампы накачки оптического квантового генератора (ОКГ), 5работающей в режиме как одиночных,так и часто повторяющихся импульсов,с плавным регулированием энергии, запасаемой в рабочей батареЕ конденсаторов, которая с свою очередь разря- тОжается на лампу накачки активного телаОКГ,Известно устройство для регулирова-, ния энергии, разряжаемой на лампу накачки, основанное на заряде рабочей 15 батареи конденсаторов с последующим разрядом ее на лампу накачки активного тела ОКГ. Заряд батареи осуществляется от высоковольтного силового выпрямителя через основной управляемый вен- Ж тиль, По достижении заданного уровня напряжения на батарее конденсаторов управляемый вентиль запирается, Это достигается путем подключения к его рабочим электродам вспомогательного 25 конденсатора с помощью дополнительного управляемого вентиля. Вспомогательный конденсатор заряжен.до напряжения превышающего заданный уровень на рабочей батарее конденсаторов. Полярность ЗО заряда подключенного вспомогательногоконденсатора такова, что создает наосновном управляемом вентиле обратноенапряжение. Заряд вспомогательногоконденсатора осуществляется через резистор от высоковольтных выпрямителяи трансформатора. Электронная схемауправления за каждый цикл работы устройства выдает 3 импульса: начало заряда рабочей батареи конденсаторов,конец заряда этой батареи; импульс поджига лампы накачки,Недостатки известного устройствавызваны тем, что регулирование уровня накачки производится путем прерывания больших зарядных токов, и заключаются в наличии дополнительной вспомогательной батареи конденсаторов, вналичии отдельного гальванически развязанного от основной зарядной цепивысоковольтного выпрямителя, подключенного к вспомогательной батарее конденсаторов, и наконец, в наличии сравнительно большого числа дорогостоящих низконадежных управляемых вентилей.Особенностью предложенного устройства, обеспечивающей его упрощение нповышение надежности, является то, чток батарее конденсаторов подключенацепочка из накопительной индуктивности и ключевого устройства, состояще- управляемую вентильную цепочку, а втого иэ неуправляемого вентиля и встреч- Рые полпериода (1- 1) в обратном напно-.параллельно с ним соединенного ти- Равлении - через неуправляемый вентиль,ристора, управляющий электрод которо- чем достигается надежное эапирание тирисго подключен к выходу блока, задающего к торов. Таким образом, после эавершечастоту импульсов и синхронизированно- ния цикла перезарядки в контуре 3,6го с напряжением питающей сети, а часть энергии, отводящаяся к моментутрансформатор поджига присоединен к вспышки лампы 8 в индуктивность, воэввыходу компаратора уровня,обеспечи- ращается в конденсаторную батарею,вающего зажигание лампы прн снижении ) благодаря чему сохраняется высокийнапряжения на рабочей батарее до эа- КПД Устройства, После дозарядки батареи1данной величины. от выпрямителя до максимального выНа фнг. 1 приведена принципиаль- ходкого напряжения Цо устройство готовоная схема устройства; на фиг.2 - вре- к следующему циклу работы.менная динная диаграмма работы устройства,5Плавное регулирование энергии, раэотражающая характер изменения напря- рнжаемой на лампу, осуществляется эажения на рабочей батарее. счет изменения уровня компустройство содержит силовой тРанс- и подачи импульса поджига на лампу вформатор 1, зарядный выпрямитель 2, нужный момент времени,рабочую батарею конденсаторов 3, клю- Момент подачи открывающего импульсачевое устройство, состоящее из встреч на управляемый вентиль синхронизированно-параллельно соединенных неуправля- с напряжением питающей сети. Наиболееемого вентиля 4 и тиристора 5, накопи- . типичный способ синхронизации импультельную индуктивность 6, импульсный са - подача его в момент падения наптрансформатора 7 поджига лампы 8, блс 1 к ряжения на выходе выпрямителя до нуле 9, задающий частоту вспышки, и компа-вого значения. Однако возможен временратор 10 уровня, ной сдвиг укаэанного импульса влевоУстройство работает следующим обра" ,(опережение) или вправо (запаздывание)эом, Рабочая батарея конденсаторов 3 по отношению к моменту падения напрязаряжается непосредственно от выпрями- , жения на выходе выпрямителя до нулетеля силовой сети до амплитудного Ъна вой величины. При сдвиге импульса зачения напряжения на выходе. выпрямите- пуска тиристора влево (опережение) необля. Затеи в момент. времени то на управ ходимо, чтобы во время перехода энерляющий вход тиристорного ключа от гин иэ батареи конденсаторов 3 вблока 9, синхронизированного с напря- индуктивность 6 и последующего разряжением питающей сети, подается импульс да батареи на лампу накачки напряжеоткрывающий ключ. Вследствие этого М ние на батарее конденсаторов было выв колебательном контуре, состоящем изше, чем напряжение на выходе силовогорабочей батареи конденсаторов 3, нако выпрямителя, Величина временного сдвипительной индуктивности 6 и ключевого га импульса, открывающего тиристорныйустройства 4,5, начинается колебатель ключ, регламентируется соотношениемный процесс. емкость батареи конденсат 40 частоты питающей сети и резонанснойторов 3 и величина накопительной иидук- частоты колебательного контура 3,6.тивности Ь подобраны так, что Резоиан В устройстве исключается возможсная частота образованного ими конту- вость импульсных перегрузок зарядныхра равна примерно удвоенной частоте вентилей (а значит и силового трансфорпитающей сети. после открытия тиристорматора), потому что зарядное напряного ключа батарея конденсаторов иачи- жение после предыдущей вспышки лампы.нает разряжагься на накопительную ин- не возрастет скачком, а,увелйчиваетсядуктивность 6 (интервал времени 1 з-ф) практически от нулевого значения поЭтот процесс продолжается до момента синусоидальиому закону. Причем конденпока напряжение на батарее, конгро саториая батарея уже частично подзаря-.лйруемое компаратором 10 уровня, не Э) жена за счет энергии, отводящейся купадет до заданной величины .0, соот- моменту предыдущей вспышки в накопитеЛьветствующей требуемой энергии накачки, ную индуктивность. Все это позволяетВ момент 1, компаратор 10 уровня через отказаться от зарядных токоограничиваю-.трансформатор 7 поджига выдает импульс щих элементов Резисторов, дросселей),цоджига лампы 8 накачки активного те- д сикающих КПД всего устройства. Венла ОКГ, и оставшееся в батарее нужное тильнйе элементы ключевого устройстваколичество энергии за время ( 11 - Ъ ) также не испытывают перегрузок, такразряжается на лампу 8, Колебательный как участвуют лишь в плавных колебательже процесс, начавшийся в контуре 3,6,ных пРоцессах.продолжается, в результате чего бата- бОрея конденсаторов разряжается сначала Помимо питания ламп накачки 2 КГ преддо напряжения противоположной.поляр- лагаемое устройство может быть такжености (момент 6), а .еще черезполперио . использовано в различных процессах,да - до первоначальной, т.е. Рабочей где тРебУется часто повторяющийся зарядполярности (момент 1, при этом первые 86 емкостного накопителя с последующимполпериода ( -) ток протекает через Разрядом его на потребитель энергии сорегулированием энергии, снимаемой снакопителя. Примером может служитьэлектроискровая обработка металлов, получение электрогидравлического эффекта Юткина, питание различных импульсных устройств и т.д. Формула изобретенияустройство для питания импульсной 1 О лампы, в частности лампы накачки оптических квантовых генераторов, работающей в режиме как одиночных, так и часто повторяющихся импульсов, с плавным регулированием энергии излучения, 3 содержащее сиЛовой выпрямитель и рабочую батарею конденсаторов, разряжаемую через импульсный трасформатор поджигана лампу, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью упрощения устройства иповышения его надежности, к батарееконденсаторов подключена цепочка изнакопительной индуктивности и ключевого устройства, состоящего из неуправляемого вентиля и встречно-параллельно с ним соединенного тиристора,управляющий электрод которого подключЕн к выходу блока, задающего частоту импульсов и синхронизированногос напряжением питающей сети, а трансформатор поджига присоединен к выходукомпаратора уровня, обеспечивающегозажигание лампы при снижении напряжения на рабочей батарее до заданнойвеличины.484813 Редактор П.Горьков СССР Заказ 3287/2 фПатентф, г.ужгород, ул.Проек илиал 4 КИПИ Госуд по де 113035, М