Устройство импульсного питания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 03 К 5/О Е ИЗОБРЕТЕНИС ВИДЕГЕПЬСТВУ ИСА ф умМ Шгл ОРСНОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1, Патент США Мф 3896396,кл 331.-91. 5, 1975.,2. Авторское свидетельство СССР.(5 Ч (57) устройство импуйьсногоПИТАНИЯ, содержащее конденсатор с .датчиком найряжения, подкпюченныйчерез защитный резистор к электро,дам разрядной камеры с устройствомионизации, а через зарядную катушкуиндуктивностй и датчик тока - к ис-.точнику напряжения, о т л и ц а ющ ее с я тем, цтос целью повышения надежности, в него введеныблок переключателя, два пороговыхустройства, генератор импульсов,элемент совпадения, компаратор тока,: сумматор, множительно"длительное устройство и блок выработки напряженияуставки, при этом вход управленияустройством ионизации соединен свыходом блока переключения, один входкоторого через первое пороговое устройство подклюцен к датчику напря-:жения, а другой - к генератору импульсов, причем вход запуска гене - ратора импульсов через элемент совпадения соединен с выходом компаратора тока и выходом второго пороговогоустройства, вход которого через мно-ж ительно"делительное устройство связан с датчиком Капряжения, при этомвход управления блока переключениясоединен с выходом компаратора тока,вход которого через сумматор соединенс датчиком тока, причем второй входсумматора через блок выработки напряжения уставкитока связан с датчикомнапряжения.719 М 92Изобретение относится к импульсной чик тока - к источнику напряжения,. технике, в частности предназначено введены блок переключения, два по"для питания разрядных камер лазеров роговых устройства, генератор имс электронной иониэацией, работающих пульсов, элемент совпадения, коме повторно"кратковременном пачко-им паратор тока, сумматор, множительно - пульснам Режиме. .делительное устройство и блок выраИйвестно, цто лазерЫ с электрон- ботки напряжения Уставки, при этомной ионизацией потребляют энергию . , вход управления устройством ионизакороткими импульсами в нано- и . ции соединен с выходом блока перемикросекундном диапазоне Длительнос-, 10 клюцения,один вход которого черезти, повторяющимися с определенной : первое пороговое устройство подклю,частотой, В технологических лазерах,чен к датчику, напряжения, а другой,при средней мощности светового пучка . к генератору импульсов, причем вход,10-50 кВт средняя мощность, потреб- . запуска " гейератора импульсов черезляемая из сети, достигает значений 15 элемейт"совпадения соединен с выхо 10 -1000 кВт, а импульсная -, 10 -дом компаратора тока и выходом второ-,б10 Вт и более.. , го порогового устройства, вход кото- .Для питания разрядных камер в.та-рого через множительно-делительноеком режиме потребления широко приме" устройство связанс датчиком напряняются схемы с частичным разрядом 20 женил, приэтом вход управления блокаконденсатора, причем для повышения переключейия "соединен с выходом комКПД подзаряд конденсатора осуществля- паратора тока, вход которого черезется через зарядный дроссель 111; " сумматор соединен с датчиком тока,Из известных техницеских решений .причем второй. вход сумматора черезнаиболее близким по своей технйческой 25 блок выработки напряжения уставкисущности является устройство 12, со-тока связан сдатчиком напряжения,держащее источник напряжения, заряд-ный вентиль, накопительный конденса- , :.: . Ф . эображена принципиальтьр и зарядный реактор, шунтированный . ная схема Устройсва; на фиг.2 - грацепочкой из последовательно соединен- З 0 .Фики изменения тока в зарядной инных управляемого вентиля и резистора, .; ду, ряжения на кондендуктивности и напяженйя на кон енсатоРе - .в котором при импульсном потребле" .нии энергии шунтированием зарядного ; Источник питания 1 через датчикреактора осуществляется стабилизация ; .тока 2 и зарядную катушку индуктив напряжения конденсатора. Однако при ости 3 подключен к конденсатору ч35" йовторйо-кратковременном пацко-импульс., с датчиком напряжения 5 конденсасном режиме работы как первая схема, .тор 1 через защитный резистор 6так и укаэанное устройство ймеют не- подключен к электродам разряднойдостаток,заключающийся в колебатель- :Камеры 7 с Устройством иониэации, номпроцессе выхода на установивший вход упРавления которого соединен40ся режим в начале каждой пачки импуль- с выходом блока переключения 9, Одинсов, что ведет к снижению энерговкла" вход блока переключения соединен че " да в- начале каждого пуска и снижейию Реэ .пороговое устройство 10 с датчинадежйости лазера иэ-за возможных ком напряжения 5 а другой - с гепробоевнератором импульсов 11, вход запуска45целью изобретения является увели" которого соединен через элемент. сов цение надежностй путем улучшения ка- падения 12 с выходом компараторацества переходного прбцесса при выхо-тока 13, вход которого через суммаде на установившийся Режим работы тор 24 соединен сдатчиком тока 2 и сгазового лазера с несамостоятельным . выходом блока выработкинапряженияразрядом, : Уставки тока 15 причем вход блока5015 соединен с датчиком напряжения 5,Цель достигается тем, что в уст- а вход управления блока переклюцеройство импульсного питания, содер- ния 9 - с выходом компаратора токажащее конденсатор с датчиком напря и с выходом порогового устройстважения, .подключенный через защитный 55 16 напряжения множительно-делительно-.резистор к электродам разРядной ка- го устройства 17, вырабатывающегомеры с устройством иониэации, а чеРез напряженйе, пропорциональное ожидаемозарядную катушку индуктивности и дат-. му максимальному значению напряже-,вляется от генератора импульсов 11. Для более плавного перехода в установившийся режим работы первый .импульс генератора 11, при наличии разрешающего сигнала от компаратора тока 13, вырабатывается в момент, .когда напряжение на конденсаторе достигает максимального значения в установившемся режиме потребления при данном пуске. Для этого вход запуска генератора 11 через элемент совпадения 12 соединяется с выходом компаратора тока 13 и с выходом порогового устройства 16 напряжения множительно-делительного устройства 17, вырабатывающегонапряжение, про" порциональное ожидаемому максимальному значению напряжения кондейсатора в установившемся режиме, для чего вход блока 17 соединен с датчиком напряжения 5Предлагаемое устройство импульсного питания позволяет повысить эффек. тивность и надежность работы лазера в пачко-импульсном повторно"кратковременном режиме, так как обеспечивает без перерегулирования быстрыйвыход на,установившийся режим работы.,Отсутствие перерегулирования позволяет выбирать рабочее напряжение наразрядной камере и подключенном па".раллельно ей конденсаторе максималь-но близко к допустимому по условиямэлектрической прочности и увеличивать удельный энерговклад и коэффициент.полезного действия по свету, умень" шает вероятность дуговых пробоев в газоразрядной камере, которые обычно приводят к разрушению фольги выпуск" ного окна устройства ионизации и остановке работы лазера не менее чем на сутки.Отсутствие большого снижения напряжения в начале каждого пуска,обеспечиваемое данным устройством питания, положительно сказывается наэнерговкладе начальных импульсов. 3 . 719 Йния конденсатора в установившемсярежиме, для чего вход блока 17 соединен с датчиком напряжения 5.Устройство работает следующим об"разом. . 5При подаче импульса "Пуск" пороговое устройство,10 выдает первый импульс запуска через блок переключения 9 на вход управления устройстваионизации 8. Газ в разрядной камере 1 О7 ионизируется, и конденсатор 4, за-.ряженный в исходном состоянйи донапряжения источника питания 1, черезрезистор 6 разряжается за время импульса .ионизации до минимального напЬяжения. Под действием разности напряжений источника питания и конден-сатора тока в зарядной катушке индуктивностй 3 нарастает, изменяясь по .синусоидальному закону, и достигаетмаксимального значения при:напряжении конденсатора, равном напряжениюистоцнйка питания 1. Пороговое устройство 10 вырабатывает второйи последующиеимпульсы управления в моменты равенства напряжений до тех" пор, пока ток в зарядной катушке индуктивности 3 не достигает необходи-.Мого.значения потребляемого от источ.никапитания 1 в установившемся режиме, Это,зйачейие задается с помощью блока выработки напряжения . установки тока 15 после первого жеразряда. Возможность использовайияэтого соотношения обусловлена тем,что для лазеров с электронной иони. зацией сопротивление разрядного промежутка практически не зависит от величиныприложенного к электродам каМеры напряжения.При увеличении .тока зарядной катушки индуктивности 3 до значения,соответствующеговыработанной устав ке, компаратор тока 13 вырабатываетсигнал перевода блока переключения9 в положение , йри котором управ- - 45ление устройством ионизации осущест