Устройство для питания импульсных газоразрядных ламп

(51)4 Н 05 В 41 30 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫПФ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ИМ ПУЛЬСНЫХ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМП, содержащее накопительный конденсатор,подключенный через зарядный диод к выходу импульсного источника питания, вход которого через ключ соединен с выводами для подключения к источнику питания, генератор импульсов,подключенный своим выходом к управляющему входу ключа, а входом соединенный с выходом элемента ИЛИ, подключенного одним из входов к выходу компаратора, вход которого подключен к выводам для подключения по меньшей мере двух последовательно соединенных импульсных газоразрядных памп и к обкладкам накопителъного конденсатора, трансформаторы поджи,га по числу используемых импульсных ,:гаэоразрядных ламп, вторичная обмотка каждого иэ которых через соот.ветствурщнй разделительный конденса" тор подключена к выводу для подюпочения электрода поджига каждой им,пулъсной газоразрядной лампы, а перЯ 01056864 А вичнце обмотки соединены последова:тельно и подключены к обкладкам накопительного конденсатора блока поджига через ключ. блока поджига, управляющий вход которого подключен к выводу для присоединения к источнику импульсов управлениа, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и улучшения частотной характеристики, оно снабжено формирователем импульсов и ключом постоянного тока состоящим из п-р-п-транзистора, резистора и двух стабнлитронов, причем формирователь импульсов подключен к положительной обкладке накопитель- Е ,ного конденсатора, его управляющий вход подключен к выводу для подключения к источнику импульсов управления, С а его выход подключен к второму входу элемента ИЛИ, коллектор и-р-п-тран- Я эистора через первый стабилитрон под- вы .ключен к положительной обкладке накопительного конденсатора и через ре- р знстор соединен с его базой, подклю- ар женкой через стабилитрон к отрицатель-ной обкладке накопительного конденсатора блока поджига, положительнаяобкладка которого соединена с эмитте- Вф ром п-р-п-транзистора.1056864 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульсных источниках света, например, в оптикомеханическом оборудовании для изготовления промежу точных фотооригиналов интегральных схем.Известное устройство, содержащее источник постоянного напряжения, зарядный дроссель, зарядный диод, 10 накопительный конденсатор, коммутирующий конденсатор, шунтирующий тиристор, разделительный диод, пороговый элемент, блок поджига, разделительные конденсаторы и разделительные дроссели, включенные последовательно с импульсными газоразрядными лампами, не обеспечивает точной . синхронизации из-за нестабильности времени запаздывания импулвса светового излучения относительно сигнала управления поджигом.При использовании импульсных ламп в осветителях генераторов иэображений. необходимо принимать во внимание не-,, 25 которьУе особенности их работы.Одной из них является требование к уменьшению длительности вспьппки, что обусловлено качеством рисунка фотопластины, которая при экспонировании перемещается вместе с координатной системой со скоростью до 200 мм/с.Реализация такого решения возможна при уменьшении величины емкости, накопительного конденсатора и увели- З 5 чении рабочего напряжения. Однако при повышении рабочего напряжения увеличивается уровень излучаемых помех и вероятность самопробоя импульсных ламп, что ведет к самопроизвольной, т.е. ненамечаемой аппаратурой вспышке. Другой особоенностью является требование изменения в процессе экспо" 45 нирования фотоэмульсионных пластин энергии вспышки, что необходимо для изготовления промежуточных фотооригиналов с высшим качеством передачи элементов. Однако величина энергии 50 вспышки влияет на время восстановления электрической пробивной прочности искрового промежутка в послеразрядный период. Для исключения возможности самопробоя, т.е. увеличения надежности. работы, заведомо увеличивается время паузы (й), т.е, время отсутствия напрялйния на накопительном конденсаторе после вспышки, а значит, уменьшается скорость экспонирования генератора и его производительность.Особенностью работы импульсных рамп является также нестабильность времени запаздывания Я ) импульса светового излучения относительно сиг нала управления поджигом. Одной из причин этой нестабильности является нестабильность напряжения поджига.Для некоторых импульсных шаровых ламп разброс параметра времени запаздывания ( ) составляет 20 Х при изменении напряжения поджига в пределах паспортных значений, что составляет 2 мкс. В современных генераторах изображений при скоростях координатной системы до 200 мм/с возможна, таким образом, ошибка взаимного положения элементов рисунка в поле значений 0,8 мкм, что не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к промежуточному фотооригиналу. Необходимо отметить, что вероятность самопроизвольных вспышек увеличивается с повышением частоты и возможна не только вследствие самопробоя, но н вследствие ложного срабатывания устройства поджига в условиях импульсных помех, сопровождающих заряд и разряд накопительного конденсатора, Наличие самопроизвольных вспышек в работе проекционной системы недопустимо, так как это ведет к искажению рисунка фотооригинала, а значит к 5 раку. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для питания импульсных газо- разрядных ламп, в котором накопительный конденсатор подключен через диод к импульсному источнику питания, ключ1которого связан с синхронизируемым генератором, причем вход синхронизируемого генератора соединен.как с триггером, который связан с устройством поджига импульсной лампы,включенной в разядный контур накопительного конденсатора, так и с генератором задержки и компаратором, подключенным к выходу синхронизируемого генератора через элемент ИЛИ. В этом устройстве сигнал от синхронизируемого генератора открывает ключ и в трансформаторе происходит накопление энергии, которая после закрытия ключа передается через диод на накопительный конденсатор. Время размагничивания трансформатора и подзаряда конденсатора определяются генератором задержки, воздействующим на синхронизируемый генератор и определяющим скважиость импульсов, подаваемых на ключ, За каждый промежуток времени в трансформаторе накаплива.ется определенная порция энергии, которвя затем, после закрытия ключа передается в накопительный конденса 1тор и подзаряжает его. Этот процесс продолжается до тех йор, пока конденсатор не зарядится до уровня, установленного компаратором, который прй этом меняет свое состояние , 15 на синхронизируемый генератором сигнал запрета генерации импульсов.Процесс подзаряда емкости прекращается. Одновременно сигнал поступает на триггер, который меняет свое 20 состояние и подает сигналы на поджиг импульсной лампы и включение ключа. При подаче сигнала на поджиг происходит пробой импульсной лампы и разряд накопительного конденсатора 25 через него. Причем ключ находится в открытом состоянии в течение времейи,необходимого для деионизации газа в лампе, После разряда накопительного конденсатора компаратор вновь 30 меняет свое состояние иа исходное и происходит подзаряд накопительного конденсатора. Таким образом, сигнал поджига синхронизирован с напряжением на накопительном конденсаторе, З 5 что улучшает помехоустойчивость устройства. Вместе с тем устройство имеет следующие надостатки:наличие повьппенного уровня помех, что свойственно всем импульсным ис точникам питания, передающим энергию в нагрузку при закрытом ключе, ограничение и фиксированное время паузы (время отсутствия напряжения на накопительном конденсаторе). При 45 больших энергиях разряда и большом времени восстановления это значительно ухудшает частотные характеристики устройства. Время открытого состояния ключа ограничивается пара метрами импульсного трансформатора.В данном устройстве отсутствует защита от импульснойпомехи, сопровоздающей заряд накопительной ем кости, отсутствует стабилизация времени запаздывания светового импульса относительно импульса зажигания что уменьшает надежность и ухудшает частотные характеристики,а это,в свою очередь, снижает производительность труда.Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и улучшение частотной характеристики.Поставленная цель .достигается тем, что устройство для питания импульсных газоразрядных ламп,содержащее накопительный конденсатор, подключенный через зарядный диод к выходу импульсного источника питания, вход которого через ключ соединен с выводами для.подключения к источнику питания, генератор импульсов, подключенный своим выходом к управляющему входу ключа, а входом соединенный с выходом элемента ИЛИ, подключенного одним из входов к выходу компаратора, вход которого подключен к выводам для подключения по меньшей мере двух последовательно соединенных ймпульсных газоразрядных ламп и к обкладкам накопительного конденсатора, трансформатбры поджига по числу используемых импульсных газоразрядных ламп, вторичная обмотка каждого из которых через соответствующий разделительный конденсатор подключена к выводу для подключе" ния электрода поджига каждой импульсной газоразрядной лампы, а первичные обмотки соединены последовательно и подключены к обкладкам накопительного конденсатора блока поджига через ключ блока поджига, управляющий вход которого подключен к выводу для присоединения источника импульсов управления, снабжено формирователем импульсов и ключом постоянного тока, состоящим из и-р-и-транзистора, резистора и двух стабилитронов, причем формиователь импульсов подключен к положительной обкладке накопительного конденсатора, его управляющий вход подключен к выводу для подключения к источнику импульсов управления, а его выход подключен к второму входу элемента ИЛИ, коллектор и-р-и-транзистора через первый стабилитрон подключен к положительной обкладке накопитель" ного конденсатора и через резистор соединен с его базой, подключенной через второй стабилитрон к отрицательной обкладке накопительного конденсатора блока поджига, положительная обкладка которого соединена с эмиттером п-р-п-транзистора.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.Оно содержит импульсный источник питания 1, содержащий импульсный трансформатор 2 с зазором, и ключ 3, зарядный диод 4, накопительный конденсатор 5, импульсные газоразрядные лампы 6, 7, генератор 8 импульсов,. разделительные конденсаторы 9 - 14 элемент ИЛИ 15, трансформаторы поджига 16, 17, формирователь импульсов 18, компаратор 19, ключ блока поджига 20, накопительный конденсатор блока поджига 21, транзистор 22, стабилнтроны 23 и 24, резистор 25. Устройство работает следующим образомПри подаче сигнала генератора импульсов 8 ключ 3 открывается и на вторичной обмотке импульсного трансформатора 2 индуцируется напряжение, которое через зарядный диод 4, заряжает накопительный конденсатор 5. Таким образом, импульсный источник питания 1 работает в режиме прямой передачи энергии, что позволяет снизить общий уровень помех, создаваемых им при заряде накопительного конденсатора 5Скважность и частота импульсов определяется параметрами генератора 8 импульсов с ростом напряжения на конденсаторе 5, уровень помех уменьшается, и по истечении времени заряда им можно пренебречь. Время начала заряда конденсатора 21 блока поджига выбирается с учетом этого фактора. При достижении напряжения на накопительном конденсаторе 5 заданного уровня на базе транзистора 22 становится достаточным для его включения и начинается заряд накопительного конденсатора блока поджига 21. Уровень ,заряда определяется напряжением стабилитрона 23 в цепи базы транзистора 22. По достижении этого уровня транзистор 22 закрывается и напряжение на накопительном конденсаторе 21 блока поджига поддерживается постоянным независимо от уровня напряжения на накопительном конденсаторе 5. Работа транзистора 22 в ключевом режиме позволяет уменьшить время заряда конденсатора 21, улучшить частотную характеристику устройства. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Резистор 25 обеспечивает протекание тока через стабилитроны 24, 23 и поддерживает режим стабилизации после закрытия транзистора 22. При достижении напряжения на накопительном конденсаторе 5 заданного уровня компаратор 19 срабатывает и воздействует через элемент ИЛИ 15 на генератор 8 импульсов и поступление энергии на накопительный конденсатор 5 прекращается.При поступлении импульса от источника импульсов управления происходит формирование импульса на выходе формирователя 18 импульсов причем длительность импульса определяется характеристиками импульсных ламп, с учетом величины энергии, накопленной конденсатором 5.Импульс напряжения через элемент 15 ИЛИ подается на генератор 8 импульсов и обеспечивает прекращение подачи энергии на накопительный конденсатор 5;Одновременно при подаче импульса управления происходит разряд накопительного конденсатора 21 через ключ 120 на трансформаторы поджига 16 и 17, что ведет к поджигу ламп н к разряду накопительного конденсатора 5 через них.Наличие двух ламп 6 и 7 в цепи разряда накопительного конденсатора 5 уменьшает вероятность их самопробоя.При регулировании напряжения накопительного конденсатора 5, вызванном требованиями технологического процесса изготовления фотоэмульсионных фотооригиналов, меняется длитель" ность импульса на выходе формирователя 18 импульсов, увеличение напряжения на накопительном конденсаторе 5, вызывает увеличение длительности импульса. Этр позволяет увеличить надежность и улучшить частотные характеристики устройства. Применение устройства исключает возможность самопроизвольных вспышек, возникающих вследствие наличия большого уровня помех, сопровождающих заряд и разряд накопительного конденсатора, и тем самым повышает надежность работы устройства, Стабилизация напряжения на накопительном конденсаторе блока поджига позволяет стабилизировать время запаздывания, т.е. улучшить частотные характеристики.1056864 Редакт Титова Техред 1 И.Ппич Корректор С.Шекмар аказ 774 Тираж 801 ИИПИ Государственного делам изобретений 035, Москва, Ж, РПодписноеомитета СССРоткрытийушская наб 4/ роектная,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,