DE1905409B2

DE1905409B2 - Schaltung fuer einen gaslaser mit selbsttaetigen zuendung

Info

Publication number: DE1905409B2
Application number: DE19691905409
Authority: DE
Inventors: Hans 8000 München Golser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-02-04
Filing date: 1969-02-04
Publication date: 1972-12-21
Also published as: US3601653A; DE1905409A1; GB1276814A; FR2030280A1; FR2030280B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung für die Gleichsiromanregung eines Gaslasers mit selbsttätiger Zündung der Entladungsstrecke über einen Widerstand.

Die Zündspannung einer Gasentladung kann je nach Gasart und Gasdruck wesentlich höher liegen als die Brennspannung. Beispielsweise kann bei Kapillarrohren für He-Ne-Gaslaser die Zündspannung den 4- bis Sfachen Wert der Brennspannung erreichen. Diesem Umstand ist bisher dadurch Rechnung getragen worden, daß der Gaslaser über einen regelbaren Vorwiderstand mit einer mindestens die Zündspannung liefernden Gleichspannungsquelle verbunden wurde. Man vergleiche hierzu beispielsweise die deutsche Auslegeschrift 1 202 901 oder die französische Patentschrift 1 547 313. Derartige Schaltungen zum Zünden eines Gaslasers sind jedoch insofern unwirtschaftlich, als hier die Ausgangsspannung des Netzgerätes auf den hohen Wert der Zündspannung angelegt ist und bei gezündetem Laser ein großer Teil der Spannung am Vorwiderstand abfallen, also Leistung vernichtet werden muß.

Aus Gründen der genannten Leistungsvernichtung ist man deshalb auch dazu übergegangen, bei Gaslasern, welche mit einer Gleichstromentladung betrieben sind, meist mit Hilfe einer besonderen Zündspule einen Zündimpuls zu erzeugen, der über einen um die Kapillare gewickelten Zünddraht die Zündung bewirkt, so daß die Ausgangsspannung des die Brennspannung der Gleichstromentladung liefernden Netzgerätes nur etwas über der Brennspannung liegen muß. Das geringe Maß der Sfannungsüberhöhung des Netzgerätes gegenüber der Brennspannung ergibt sich durch die erforderlichen Vorwiderstände.

Bei getrennter Bauweise, Verschmutzung oder

beim Betrieb des Gaslasers in feuchter Atmosphäre kann nun aber der hochgespannte Zündimpuls leicht vom Zünddraht gegen Masse überschlagen, so daß eine Zündung der Gasentladung überhaupt nicht mehr möglich ist Von diesen Schwierigkeiten abgesehen benötigt eine solche Anordnung lediglich für den Augenblick der Zündung der Entladung z. B. einen Zünddraht, eine Zündspule und einen Über spannungsableiter, die beim eigentlichen Betrieb des Gaslasers überhaupt keine Funktion mehr haben.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Schaltung für einen Gaslaser mit automatischer Zündung anzugeben, so daß der Gaslaser beim Einschalten der Spannung selbsttätig zündet und dann sofort in den Brennzustand übergeht. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei Schaltungen der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß zur Verringerung der Verluste Zünd- und Betriebsstromkreis derart über eine Spannungsvervielfacher-Schaltung zur Erzeugung einer hohen Zündspannung aufgeteilt ist, daß die Anode auf der einen Seite mit dem hochspannungsführenden Ende der Spannungsvervielfacher-Schaltung über einen hochohmigen Widerstand und auf der anderen Seite über einen niederohmigen Widerstand mit einem Brennspannungsabgriff der Spannungsvervielfacherschaltung verbunden ist, jedoch so, daß die Hochspannung vom Ende nicht zum Brennspannungsabgriff fließen kann.

Zum Abblocken der Zündspannung gegen die Br^nnspannung dient vorzugsweise eine in Serie zu dem am Brennspannungsabgriff !beenden Widerstand geschaltete Diode. Diese Diode, die für die Brennspannung — abgesehen von ihrem sehr geringen Widerstand in Durchlaßrichtung — kein Hindernis darstellt, sperrt in Richtung vom Hochspannungsabgriff zum Brennspannungsabgriff über die beiden Widerstände, so daß in einfacher Weise eine Entkopplung der beiden Abgriffe erreicht ist.

Unter einem hochohmigen Widerstand im Sinne der Erfindung ist ein Widerstand zu verstehen, der wesentlich größer ist als der Widerstand der einmal gezündeten Brennstrecke, während der niederohmige Widerstand wesentlich kleiner als der hochohmige Widerstand ist und insbesondere in der Größenordnung des Brennstreckenwiderstandes liegt.

Die in einfacher Weise als Greinacher-Kaskade ausgebildete Spannungsvervielfacherschaltung ist an die Sekundärwicklung eines Transformators angelegt, dessen Primärwicklung an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist.

An Hand des in der Figur der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden.
Das im vorliegenden Fall mit Brewster-Fenstern 2, 3 abgeschlossene gasgefüllte Entladungsrohr 1 enthält zwei Elektroden 4 und 5, von denen die erstere geerdet ist. Das Entladungsrohr ist in bekannter Weise zwischen zwei Reflektoren beispielsweise Spiegeln 6 und 7 angeordnet. Die Hochspannung führende Elektrode 5 ist über einen Widerstand R₁ von beispielsweise 100ΜΩ an das hochspannungsführende Ende einer aus sechs Kondensatoren C_x bis C₆ und sechs Dioden D₁ bis D₆ bestehenden Greinacher-Kaskade

angeschlossen. Gleichzeitig ist diese Elektrode über einen Widerstand A₂ von beispielsweise 50 kß und eine Diode D₇ an einen Punkt der Kaskade angeschlossen, an welchem im Betrieb eine Spannung anliegt, die (entsprechend dem Spannungsabfall am Vorwiderstand R.j etwas größer ist als die Brennspannung. Die Greinacher-Kaskade ist an die Sekundärwicklung 10 eines Transformators angelegt, dessen Primärwicklung 11 an die Pole 12 und 13 einer Wechselspannungsquelle angeschlossen ist.

Beim Einschaltung der Wechselspannung mit Hilfe des Schalters 5 ist der Widerstand der Brennstrecke zunächst fast unendlich groß, so daß sich die Hochspannung am Ende der Kaskade voll aufbauen kann. Sobald diese Hochspannung den Zündspannungswert erreicht, zündet die Entladungsstrecke und ihr Widerstand sinkt auf einen Wert ab, der wesentlich kleiner ist als der Wert des Widerstandes R₁. Die beim Zünden zusammenbrechende Hochspannung am Ende der Kaskade kann sich nun ab-r nicht wieder neu aufbauen, da nunmehr infolge des endlichen Widerstandes der Entladungsstrecke auch Ströme fließen, so daß der Zweig D₁, A₈ den hinter dem brennspannungsabgriff liegenden Teil der Kaskade mit dem Widerstand A₁ praktisch kurzschließt. Die Kaskade

S liefert also nunmehr nur noch die am Brennspannungsabgriff 15 entstehende Spannung, wobei die vor diesem Abgriff liegenden Bauteile der Kaskade uud der Widerstand R₂ so bemessen sind, daß bei gegebener Wechselspannung der an der Brennstrecke lie-

gende Spannungsabfall der Brennspannung entspricht. Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt So ist es beispielsweise nicht unbedingt erforderlich, zum Abblocken der Spannung vom Kaskadenende 16 zum Brennspan-

nungsabgriff 15 gerade eine Diode vorzusehen. Die Funktion dieser Diode könnte auch von einem anderen elektrischen Bauteil mit richtungsabhängigen Durchlaßverhalten übernommen werden. Des weiteren kann die Kaskade in anderer Weise aufgebaut

sein und je nach den erforderlichen Spannungen mehr oder weniger Stufen enthalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung für die Gleichstromanregung eines Gaslasers mit selbsttätiger Zündung der Entladungsstrecke über einen Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Verluste Zünd- und Betriebsstromkreis derart über eine Spannungsvervielfacher-Schaltung (D₁ bis D_e und C₁ bis C₆) zur Erzeugung einer hohen Zündspannung aufgeteilt ist, daß die Anode (5) auf der einen Seite mit dem hochspannungsführenden Ende (16) der Spannungsvervielfacher-Schaltung über einen hochohmigen Widerstand (A₁) und auf der anderen Seite über einen niederohmigen Widerstand (R₂) mit einem Bi -nnspannungsabgriff (15) der Spannungsvervielfacherschaltung verbunden ist, jedoch so, daß die Hochspannung vom Ende (16) nicht zum Brennspannungsabgriff (15) fließen kann.

2. Schaltung für Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem am Brennspannungsabgriff (15) liegende .1 Widerstand (/?,) eine Diode (D₂) in Serie geschaltet ist.

3. Schaltung für Gaslaser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvervielfacherschaltung an die Sekundärwicklung (10) eines Transformators gelegt ist, dessen Primärwicklung ^9) üb~r einen Schalter (5) an eine Wechselspannunesquelle (12,13) angeschlossen ist.