Устройство для питания импульсных газоразрядных ламп

ОПИСАНИЕизоьитенияК АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспубликаявлено 04,01.76 (21) 2306 278/240 нсоединением з аоударствевмЯ ванвтетСовета Мвнвстрое ССарао делан зобретвнвеи втврвпвЯ 3) Приоритет 43) Опубликовано 28,05. 5) Дата опубликования юллетень1 53) УДК 621,3,04 (088,8) описания ЪЮМ(84) УСТРОЙСТВО ПЛЯ ПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ГАЮРАЗРЯДНЫХ Д 2Изобретение касается импульсной техники, зарядки от первичного источника питания ив частности устройств для питания импульсных этапа разрядки зарядного дросселя в резуль.газоразрядных ламп с повышенной частотой тате процесса искусственнои коммутации тока. , следования импульсов, зарядного тнристора. После искусственной ком.Известны устройства для питания нмпуль- мутации ток первичного источника питаниясиых газоразрядных ламп с повышенной час становится раиным нулю, а накопительный контотой следования импульсов (Ц; денсатор продолжает заряжаться за счет раз.;Наиболее близким по технической сущности рядки зарядного дросселя через коммутнруюк предложенному является устройство для пн- щнй тиристор; Разрядка дросселя носит коле- тания импульсных газоразрядных ламп, ко- бательный характер, причем время разрядки торое содержит зарядный тиристор с цепью увеличивается в зависимости,от уменьшения искусственной коммутации, зарядный ЬС.кон- ф максимально возможного времени его заряякн, тур, формирующую разрядную индуктивность,. равного половине периода собственных фоле. разрядный тиристор, вспомогательный тирис- баний зарядного 1.С-контура.тор, включенный параллельно . разрядному. Таким образом, наилучшая форма потреб.1 С-контуру, блок управления тйристорами и ляемого тока в известном устройстве дости стабилизатор энергии с управляющим входот, й гается при времени зарядки, которое прибли.- для регулирования напряжения на накопитель- жается к длительности полупериода собствен.ном конденсаторе 2. ных колебаний зарядного 1.С.контура. При неВ этом устройстве наилучшая форма тока,. обходимости увеличения напряжения иа вако- потребляемого от первичного источника .пи- пительном конденсаторе более чем в два раза тания, достигается при максимальном напря: в разрядной цепт (в цепи нагрузки) создают женки на накопительном конденсаторе. При режим рассогласования характеристического уменьшении этого напряжения форма потреб- сопротивления разрядного 1,С-контура с сопроляемого тока ухудшается за счет. увеличениятивлением нагрузки. При рассогласоеанной на. времени разрядки зарядного дросселя. Про- грузке накопительный конденсатор йерезаря. цесс зарядки накопительного конденсаторасое- жаетея до некоторого остаточного напряже тоит из двух этапов - этапа колебательной Ж ния 3 = (О, - 0,5) Е,. Если процесс рас682 4 3согласованной разрядки накопительного конденсатора обеспечить невозможно, в разрядной цепи устанавливают вспомогательный тиристор, который включается на конечном этапе разрядки. Создавая остаточное напряжение ца накопительном конденсаторе, можно увеличить рабочее напряжение до 2,4 Г,.Режим рассогласованной разрядки позволя.т при незначительной доле энергии, возврагцаемой ц накопительный конденсатор, получить суц 1 ествецный прирост энергии, выделяемой в нагрузке,В известном устройстве в режиме согласованной и рассогласовацной разрядки ири необходимости регулирования на накопительном конденсаторе в широких пределах форма потребляемого тока ири уменьшении максимального рабочего напряжения существенно отклоняется от полуводны синусоиды, а скважцость следования зарядных импульсов увеличивается, причем увеличение скважностц обусловлено разрядкой зарядного дросселя после осуществления искусственной коммутации зарядного тока, В результате увеличения амплитуды импульсов потребляемого тока и увеличения скважности их следования в цепи первичного источника питания отбор мощности носит импульсный характер. Импульсный отбор мощности в .ряде случаев недопустим, так как он может создавать перенапряжения, искажения формы питающего напряжения, отрицательно влиять на другие потребители энергии.Целью изобретения является повышение качества выходных параметров устройства путем уменьшения длительности паузы между импульсами потребляемого тока зарядного 1.С-контура при регулировании энергии на накопительном конденсаторе.Это достигается тем, что предложенное устройство для литания импульсных гаэораэрядных ламп, содержащее зарядный тнристор с цепью искусственной коммутации, зарядный ЕС-контур, формирующую разрядную индуктивность, разрядный тирцстор, вспомогательный тиристор, включенный параллельно разрядному 1.С.контуру, блок управления тирнсторами и стабилизатор энергии с управляющим входом для регулирования напряжения на цакойительном конденсаторе, снабжено последовательно включенными ограничителем управ-, ляющего напряжения и измерителем энергии разрядного 1.С-контура с двумя входами, причем вход ограничителя напряжения соединен с управляющим входом стабилизатора энергии зарядного 1,С-контура, выход ограничителя соединен с первым входом измерителя энергии, второй вход измерителя энергии соединен с накопительнцм конденсатором, а его выход соединен с управляющим электродом вспомогательного тцристора.. На фиг, 1 показана принципиальная схема предложенного устройства; на фнг, 2 . - диаграммы напряжения и тока,Устройство для питания импульсных газо.разрядных ламп состоит из первичного источника питания 1, зарядного тиристора 2 с цепью 3 искусственной коммутации зарядного , дросселя 4, накопительного конденсатора 5, .коммутирующего тиристора б, формирующей разрядной индуктивиости 7, разрядного ти. рцстора 8, га:оразрядной личны 9, вспомогательного тиристора 1 О, блока управления 1,стабилизатора напряжениянакопительного конденсатора, измерителя 3 остаточной энергии накопительного конденсатора и разрядной индуктивностц и ограничителя 14. Стабилизатор 12 напряжения цакоиителццоо кондецсатора состоит цз электрического шунта 15зарядного тока 1.С-контура квадратора 16 тока, квадратора 17 напряжения конденсатора,сумматора 18 магнитной энергии дросселя иэлектрической энергии конденсатора и порогового устройства 19, которое управляет цепьюискусственной коммутации и коммутирующимтнристором и зависимости от входного опорного напряжения, поступающего на его управ-ляк)щцй вход, Измеритель 13 остаточной энергии накопительного конденсатора и разряднойиндуктивцостн состоит из квадратора 20 напряжения, накопительного конденсатора и диф.ференцирующего усилителя 21, который пре 20 образует убывающее напряжение накопительного конденсатора (при разрядке) в разрядныйток, квадратора 22 разрядного тока, сумматора 23 остаточной электрической энергии конденсатора и магнитной энергии разрядной ин 25дч ктивцости и порогового устроиства 24, управляющего моментом включения вспомогательного тиристора в зависимости от величиныопорного напряжения, поступающего на регулирующий его вход,Устройство работает следующим образом.Напряжение первичного источника 1 питания поступает на вход зарядного ЕС-контура4, 5, При запуске зарядного тнристора 2 сигналом блока управления 11 начинаетсн колебательная зарядка 1.С-контура. При достижении энергией в 1.С-контуре заданного уровня35сигналом порогового устроиства 19 включаетсицепь искусственной коммутации 3, которая выключает зарядный тирнстор 2. При в ключеннизарядного тирцстора сигналом порогового устройства 19 включается коммутирующий тирис 40 тор 6, При включении этого тиристора энергиямагнитного поля зарядного дросселя перекачивается в емкостный накопитель. По окончаниипроцесса разрядки дросселя 4 сигналом блокауправления 11 включается разрядный тиристор 8 н начинается разрядка накопительного. конденсатора 5 через формирующую индук.,тивность на импульсную газораэрядную лампу 9, На конечном этапе разрядки накопительного конденсатора на управлйощий электродвспомогательного тиристора 10 подается запус 5 о кающий импульс с выхода измерителя 13 оста точкой энергии разрядного ЕС-контура. Прнвключении вспомогательного тиристора накопительный,конденсатор перезаряжается до момента времени, при котором ток разрядногоЕС-контура не достигает нулевого значения.Работа стабизизатора 12 напряжения накопительного конденсатора основана на изменении электромагнитной энергии зарядного 1.С-контура. Измерение магнитной энергии дросселя 4 осуществляется с помощью электрического шунта 15 и квадратора 16 тока. Выходной сигнал квадратора тока пропорционален магнитной энергии дросселя и поступает на вход сумматора 18. Измерение электрической энергии накопительного конденсатора 5 осудсествляется квадратором 7 напряжения. Выходной сигнал квадратора напряжения поступает на другой вход сумматора 18. На выхоле сумматора образуется сигнал, пропорциональный электромагнитной энергии зарядного . 1.С-контура. Этот сигнал поступает на первый вход сравнивающего устройства. На другой вход сравнивающего устройства поступает входное регулирующее напряжение, которое пропорционально установочной энергии накопительного конденсатора. В момент равенства входных сигналов сравнивающего устройства на его выходе возникает импульс, который отключает зарядный 1.С-контур от первичного источника питания.Для регулирования напряжения на накопительном конденсаторе в пределах 1,5 Е - 2,4 Е при наилучшей форме потребляемого тока служит вновь введенная цепь обратной связи, состоящая из ограничителя 14 управляющего напряжения и измерителя 13 остаточной энергии разрядного 1.С-контура. Работа этой цепи обратной связи осуществляется следующим образом.В зависимости от необходимого рабочего напряжения на накопительном конденсаторе на вход ограничителя 14 поступает опорное напряжение уставки, Ограничитель напряжения работает с нулевым коэффициентом передачи при напряжении на накопительном конденсаторе менее 1,5 Е, и в линейном режиме при рабочем напряжении на накопительном конденсаторе, которое превышает 1,5 Е, . Выбранный таким образом режим работы ограничителя напряжения позволяет наилучшим образом уменьшить длительность паузы между импульсами потребляемого тока. Выходное напряжение ограничителя поступает на первый вход измерителя энергии разрядного 1.С-контура. На другой вход измерите. я энергии а накопительного конденсатора поступает напряжение обратной связи, Это напряжение с помощью квадратора 20 напряжения преобразуется в сигнал, пропорциональный электрической энергии накопительного конденсатора, Од. . новременно напряжение накопительного конденсатора поступает на вход дифференцирующего усилителя 21, где преобразуется в сигнал, пропорцИональный току разрядной индуктив- ности 25 Формула изобретения 30Устройство лля питания импульсных гаэоразрядных ламп, содер кансее зарядный тиристор с цепью искусственной коммутации, зарядный 1.С-контур, формирующую разрядную индуктивность, разрядный тиристор, вспомоытельный тиристор, включенный параллельно разрядному 1.С-контуру, блок управления тиристорами и стабилизатор энергии с управляющим входом для регулирования напряЖения на накопительном конденсаторе, отличающееея тем что, с целью, повышения качестваеньвыходных параметров устроиства путем уменшения длительности паузы между импульсами потребляемого тока зарядного 1.С-контура при. регулировании напряжения на накопительномконденсаторе, оно снабжено последовательно ф вю 1 юченными ограничителем управляющегонапояжения и измерителем энергии разрядно -го ьС-контура с двумя входами, причем входограничителя напряжения сс 1 елинен с управляющим входом стабилизатора энергии зарядного 1.С-конр,ра", вьйод ограничителя соелиного - рнен с первым вХодом измерителя энергии, втоой вход измерителя энергии соединен с накоРпительным конденсатором, а его выход со де инеи с управляющим электродом вспомогательного тиристора.Источники информации, принятые во вни-,мание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР И 402 г 70,кл. Н 05 В 41/30, 1972.2. Элекэ ротехническая промышленность,вып. б (41), серия Г 1 мраэовательная техника;-1973, с. 14. С дОеьс С дГгде 1 с - ток разрядного .С-контура; С - емкость накопительного конденсатора: д 1 с мгновенное значение напряжения на конденсаторе.Выходной сигнал дифференцирующего уси.- лителя поступает на вход квадратора 22 тока, На выходе квадратора тока получают сигнал, пропорциональный магнитной энергии разрядной индуктивности. Выходные сигналы квадрахоров 20 и 22 суммируются сумматором 23, Выходной сигнал сумматора, пропорциональный электромагнитной энергии: разрядного 1.С-контура, поступает на вход порогового устройства 24. В момент равенства сигнала остаточной энергии раэртялного 1.С-конту.ра выхолному сигналу ограничителя 4 на выходе порогового устройства возникает импульс, который запускает вспомогательный тирис.тор О.На фиг, 2 а показана форма напряженияна наполнительном конденсаторе; на эпкре 26 в - ток зарядного 1,С-контура, причем эа 1 нтрихованная часть представляет ток, который потребляется от первичцого источника питания; на энюре 2 в - ток раэрялиого 1.С-контура (так как Включение вспомогательного тирнстора 10 Осуществляется на конечном участке разрядного тока лампы, искажение заднего фронэта этого тока несущественно); иа эпюре 2 г но казан выходной сигнал порогового устройства 24, который используется для запуска вспомогательного тиристора.Вновь введенная цепь обратной связи поэ.воляет регулировать напряжение на накопительном конденсаторе в пределах 1,5 Е -- 2,4"Е, при наилучсцей форме потребляемого тока (момент искусственной коммутации зарядного тока осуществляется при времени заряд- ки 1 ар (О 1 1 яйсо - собственная частота колебаний зарядного 1.С-контура.Редактор Е. КравцовЗвкаэ 2 В 16 Р 9 Составитель Н, Н Техред О. ЛуговГараж 2 тере нко Корректор А. Гриценко , ПодписноеЦНИИПИ Государственного номитета Совета по делам изобретений и откр