DE1930643A1

DE1930643A1 - Schaltungsanordnung zum Konstanthalten des Entladungsstromes von Gasentladungsroehren,insbesondere Gaslasern

Info

Publication number: DE1930643A1
Application number: DE19691930643
Authority: DE
Inventors: Helmut Kindl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-06-18
Filing date: 1969-06-18
Publication date: 1971-01-07

Description

Schaltungsanordnung zum Konstanthalten des Entladungsstromes von Gasentladungsröhren, insbesondere Gaslasern Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Xonstanthalten des Entladungsstromes von Gasentladungsröhre, insbesondere Gaslaser, bei der in der Stromversorgungseinrichtung für die Gasentladungsröhre eine Regelstufe enthalten rist, der eine Meßgröße und ein Sollwert zugeführt werden und mit deren Hilfe die Höhe der Spannung an der Entladungsstrecke beeinflußt wird.
Derartige Schaltungsanordnungen sind bekannt und angewendet bei Gasentladungsröhren, die auf dem Markt erhältlich sind. Dabei wird bei einer Zwischenstufe von den mehreren Stufen der Stromversorgungseinrichtung für eine wasentladungsrohre ein Regelkreis verwendet, mit dessen Hilfe eine Größe stabilisiert wird, die im weiteren die Spannung an der Entladungsstrecke der Gasentladungsröhre konstant halten soll. Beispiels,teise befindet sich in der Stromversorgungseinrichtung für einen Gaslaser ein Hochspannungswandler, dessen Primärstrom konstant gehalten wird. Für diesen Primärstrom ist eine echte Regelung vorhanden; das bedeutet, daß Störquellen, die in den Stufen davor liegen, beispielsweise Netzspannungsschwankungen, unschädlich gemacht werden. Die Regelung erfolgt durch Ändern der Wandlerfrequenz. Wenn auc der Zweck dieses geregelten Primärstroms eine konstante Spannung an der Entladungsstrecke und damit ein konstanter Entladungsstrom ist, so werden diese beiden Größen doch nur gesteuert. Das bedeutet, daß Störquellen in den Stufen nach dem Hochßpannungstsandler, z.B. Altern einer Laserröhre, nicht berücksichtigt werden. Das ist ein Nachteil, der bei der Forderung nach genauer Konstanz des Entladungsstromes nicht zu übersehen ist.
Der Eftladungsstrom durch eine Gasentladungsröhre muß sehr konstant gehalten werden, weil Schwankungen des Hntlaåungsstromes eine schanende Ausgangsleistung zur Folge haben. Außerdem verursacht ein schwankender hltladungsstrom eine schwankende temperatur des Entladungsgefäßes. Dies wiederum bringt im Falle eines Gaslasers Störungen des optischen Resonators mit sich.
Wird der Entladungsstrom über die Spannung an der Entladungsstrecke konstant gehalten, dann sind an die Konstanz dieser Spannung, bedingt durch den kleinen differenziellen innenwiderstand, extrem hohe Forderungen zu stellen. Diese Sorderungen können mit einer Schaltungsanordnung der bekannten Art nicht erfüllt werden.
Aus diesem Grunde wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß als Meßgröße eine Spannung dient, die an einem vom Entladungsstrom durchflossenen ohmschen Widerstand abgegriffen wird.
Mit Hilfe einer solchen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist es möglich, die extrem hohen Forderungen an die Konstanz des Entladungsstromes von Gasentladungsröhren, insbesondere von Gaslasern, zu erfüllen. Die Tatsache, daß als Regelkriterium Schwankungen der Stärke des Entladungsstromes selbst dienen und über die Spannung an der Entladungsstrecke ausgeglichen werden, ergibt eine echte Regelung für den Entladungsstrom. Sämtliche Störquellen für die Stärke des Entladungsatromes, die sich in der gesamten Stromversorgungseinrichtung, einschließlich in der Gasentladungsröhre selbstrbefinden, können damit ausgeschaltet werden.
Ohne größeren Schaltungsaufwand als bei einer Schaltungsanordnung der bekannten Art wird eine erheblich bessere Konstanz in der Starke des Entladungsatromes erreicht.
Eine nähere ErlallWerung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Prinzipschaltbildes einer erfindungsgemäBen Schal tungssn'9dnung gegeben.
Die Zeichnung stellt eine Stromversorgungseinrichtung einer Gasentladungsröhre in einem regeltechnischen Blockschaltbild dar. Dabei bedeuten 1 eine Wechselspannungsquelle, 2 einen Gleichrichter, 3 eine Stufe zum Verändern einer Gleichspannung, 4 einen Zerhacker, 5 einen Spannungswandler, 6 einen Gleichrichter und 7 eine Verbraucherstufe mit einer Gasentladungsröhre 8, einem ohmschen Vorwiderstand 9 und mit einem weiteren vom Entladungsstrom durchflossenen ohmschen Widerstand 10. Die Klemme II stellt regeltechnisch einen sollwertgeber dar, dessen Sollwert in einem-Summationspunkt 12 mit einer von der Verbraucherstufe 7 gelieferten Ausgangsgröße, die regeltechnisch als Meßgröße dient, verglichen wird. Die Meßabweichung wird in die als Stellglied fungierende Stufe 3 gegeben, die die Höhe der Versorgungsspannung des Zerhackers 4 in Abhängigkeit von der Neßabweichung einstellt. Die Frequenz des Zerhackers 4 richtet sich nach dessen Versorgungsspannung.
Über den Spannungswandler 5 -vermöge dessen Frequenza'ohängigkeit-und huber den Gleichrichter 6 tritt am Eingang der Verbraucherstufe 7 eine Spannung auf, deren Höhe von der fleßabweichung abhängig ist. Vermindert um die vom Entladungastrom an den ohmschen Widerständen 9 und 10 erzeugten Spannungen ist diese Spannung die Spannung an der Entladungsstrecke der Gasentladungsröhre 8 Als Meßgröße dient die an dem ohmschen Widerstand 10 abgegriffene Spannung.
Damit ist die Stromversorgungseinrichtung für die Gasentladungsröhre 8 im Prinzip regeltechnisch beschrieben. Einzelheiten für die praktische Ausführung wie für die Dimensionierung der Bauelemente ergeben sich aus der jeweiligen Anwendung bzw. Verwendung von Bauelementen und Bauteilen. Eine Variante ergibt sich zum Beispiel durch Zusammenfassen der Stufen 3, 4 und 5 zu einem regelbaren Wandler in einer einzigen Schaltung in Form eines Eintaktwandlers mit regelbarer Impulsbreite oder eines Wandlers mit regelbarer Frequenz.
Wesentlich dabei ist die echte Regelung des EntIadungsstromes, vermöge deren die Konstanz des Fntladungsstromes garantiert wird 3 Patentansprüche 1 Figur

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Schaltungsanordnung .2Wm Konstanthalten des Entladungsstromes von Gaaentladungsröhren, insbesondere Gaslasern, bei der in der Stromversorgungseinrichtung für die Gasentladungsröhre eine Regelstufe enthalten ist, der eine Meßgröße und ein Sollwert zugeführt werden und mit deren -Hilfe die Höhe der Spannung an der Entladungsstrecke beeinflußt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß als Meßgröße eine Spannung dient, die an einem vom EntladuPgsstrom durchflossenen ohmschen,Widerstand (10) abgegri£fen wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e'i c h n e t , daß die von der Rogelstufe an ihrem husgang gelieferte Stellgröße die Eingangsglei,chspannung eines in der Stromversorgungseinrichtung befindlichen Zerhackers (4) einstellt.
3. Sohaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n ntz e i c h n e t , daß die Regelstufe mit einem in der Stromversorgungseinrichtung befindlichen Spannungswandler (5) eine Einheit in Form eines regelbären Wandlers bildet.

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