LT5957B - Method of controlling the current of flash lamp - Google Patents

Method of controlling the current of flash lamp Download PDF

Info

Publication number
LT5957B
LT5957B LT2011103A LT2011103A LT5957B LT 5957 B LT5957 B LT 5957B LT 2011103 A LT2011103 A LT 2011103A LT 2011103 A LT2011103 A LT 2011103A LT 5957 B LT5957 B LT 5957B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
lamp
current
discharge
pulse
main
Prior art date
Application number
LT2011103A
Other languages
Lithuanian (lt)
Other versions
LT2011103A (en
Inventor
Vytautas Grigoraitis
Andrejus Michailovas
Darius Jakubauskas
Original Assignee
Uab "Ekspla"
Vytauto Grigoraičio įmonė "MINTIES KVANTAS"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uab "Ekspla", Vytauto Grigoraičio įmonė "MINTIES KVANTAS" filed Critical Uab "Ekspla"
Priority to LT2011103A priority Critical patent/LT5957B/en
Priority to EP12197321.8A priority patent/EP2605623B1/en
Publication of LT2011103A publication Critical patent/LT2011103A/en
Publication of LT5957B publication Critical patent/LT5957B/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/30—Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

The present invention relates to methods of controlling the current of a flash lamp, particularly, it relates to methods of controlling the current of a flash lamp in which during periods of time between main discharge pulses the flash lamp is simmered thus extending the flash lamp’s service life and stabilizing its gas discharge channel, and can be used for driving pump lamps of pulsed lasers. The method comprises delivering of main current pulses to the flash lamp that cause an intense gas discharge. During the major part of time interval between adjacent main current pulses a strength of the simmer current is maintained at a first strength level, which is as low as possible while still ensures an existence of the discharge channel, whereas prior to delivering each of said main current pulses, the simmer current is increased to a second strength level and is selected to be equal to a lowest possible current strength level that is sufficient to ensure that the tube of said flash lamp is entirely and uniformly filled with plasma. In another embodiment, prior to delivering each of the main current pulses, the simmer current is being increased until resistance of the flash lamp becomes equal to the value with which the main discharge phase begins with a monotonic voltage growth.

Description

Išradimas yra susijęs su pasikartojančio išlydžio impulsinių lempų maitinimo budais, būtent, su pasikartojančio dujų išlydžio lempų maitinimo būdais, kur tarpuose tarp pagrindinio išlydžio maitinimo srovės impulsų yra palaikoma rusenančiojo išlydžio maitinimo srovė, tuo būdu prailginant lempos tarnavimo laiką ir stabilizuojant išlydžio kanalo kryptį, bei gali būti panaudoti impulsinių lazerių kaupinimo lempoms maitinti.The present invention relates to a method of powering a repetitive discharge impulse lamp, namely, to a rechargeable gas discharge lamp, wherein a glow discharge current is maintained at intervals between the main discharge power pulses, thereby extending the lamp life and stabilizing the discharge channel direction. be used to power pulsed laser storage lamps.

Vykstant elektros išlydžiui dujose gaunama optinė spinduliuotė, kuri turi įvairių pritaikymų pramonėje, moksle, medicinoje. Vienas iš populiariausių - lazerinių šaltinių kaupinimas. Dažniausiai dujų išlydžio lempos naudojamos galingiems impulsiniams lazeriams kaupinti.Electric discharge of gas produces optical radiation, which has various applications in industry, science and medicine. One of the most popular is the accumulation of laser sources. Mostly gas discharge lamps are used to store powerful pulsed lasers.

Pramonėje naudojamos lazerinės sistemos turi atitikti kelis svarbiausius reikalavimus: patikimumas, ilgaamžiškumas bei nesudėtingas aptarnavimas. Tokiuose pritaikymuose kaip pramoninis medžiagų apdirbimas (pjovimas, gręžimas ar suvirinimas) lazerinė sistema dirba praktiškai nuolatos, todėl labai svarbu, kad sistemos savybės kiek galima ilgiau nedegraduotų ir laiko tarpas tarp gretimų patikros ir aptarnavimo operacijų būtų kuo ilgesnis.Industrial laser systems have to meet several key requirements: reliability, durability and ease of service. In applications such as industrial processing of materials (cutting, drilling or welding), the laser system operates virtually continuously, so it is essential that the system properties are not degraded as long as possible and that the time between adjacent inspection and service operations is as long as possible.

Vienas sparčiausiai degraduojančių elementų tokiose sistemose yra kaupinimui naudojamos išlydžio lempos. Jų tarnavimo laikas priklauso tiek nuo pačių lempų techninių charakteristikų, tiek ir nuo darbo režimo. Be to, sistemos patikimumą apsprendžia išėjimo charakteristikų atsikartojamumas: lazerinės spinduliuotės energijos ir sklidimo krypties stabilumas. O tai vėlgi didžiąja dalimi yra susiję su kaupinimo lempų spinduliuotės savybėmis.One of the fastest degrading elements in such systems is the discharge lamps used for storage. Their lifetime depends on both the characteristics of the lamps themselves and the operating mode. In addition, the reliability of the system is determined by the repeatability of the output characteristics: laser energy and propagation direction stability. Again, this is largely due to the radiation properties of the storage lamps.

Yra žinomi geometriniai lempų konstrukcijos sprendimai išlydžio lempos tarnavimo laikui pailginti, aprašyti WO 9213358, US5168194, arba jonizacijos kanalo padėčiai išlydžio lempos kolboje stabilizuoti, aprašytas JP 2007287563. Lempos su mažo diametro elektrodais neatlaiko didelės galios, todėl netinka didelės apkrovos sistemose. Be to, lempos, pasižyminčios ypatinga elektrodų ar kolbos geometrija reikalauja daug darbo gaminant ir yra brangios, palyginus su įprastos geometrijos lempomis. Galingose pramoninėse sistemose naudojamos labai paprasto dizaino išlydžio lempos, o stabilumo ar trumpo lempų amžiaus problemos sprendžiamos maitinimo srovės valdymo būdais.There are known geometric solutions for extending the life of a discharge lamp, described in WO 9213358, US 5168194, or for stabilizing the ionization channel position in a discharge lamp bulb, described in JP 2007287563. Lamps with small diameter electrodes do not withstand high power and are therefore not suitable for high load systems. In addition, lamps with a particular electrode or bulb geometry are labor intensive and expensive compared to conventional geometry lamps. Powerful industrial systems use discharge lamps with a very simple design, while stability or short life of the lamps are addressed by power management.

Yra žinoma, kad pasikartojančio išlydžio impulsinių lempų tarnavimo laiką galima pailginti jų maitinimui tarp pagrindinių maitinimo srovės impulsų naudojant budinčią srovę. Tokio tipo maitinimo būdai yra aprašyti W. Koechner, Solid-State Laser Engineering, 6th ed., Springer,It is known that the life of repetitive discharge impulse lamps can be extended to supply them between main power pulses using standby current. This type of power supply is described in W. Koechner, Solid State Laser Engineering, 6th ed., Springer,

Berlin (2006), US 3551738, US 3967212, US 5315607, US 4398129, US 4910438. Juose budinčios srovės stiprio vertė yra pastovi arba svyruoja siaurame verčių intervale.Berlin (2006), US 3551738, US 3967212, US 5315607, US 4398129, US 4910438. In these, the value of the standby current is constant or varies within a narrow range of values.

Žinomo pasikartojančio išlydžio impulsinių lempų maitinimo būdo esmė tokia - tarpuose tarp pagrindinio išlydžio srovės impulsų lempai tiekiama maitinimo srovė rusenančiajam išlydžiui palaikyti. Kartą įžiebus išlydį ir suformavus pradinį jonizacijos kanalą, srovė dujose visada teka. Pagrindinio išlydžio maitinimo srovės stipris yra didelis, toks, kad dėl jos atsiranda intensyvus dujų plazmos švytėjimas. Jei lempa naudojama lazeriui kaupinti, pagrindinio išlydžio srovės sukelta optinė spinduliuotė gerokai viršija lazerinės generacijos slenkstį. Tarpuose tarp intensyvių pagrindinių srovės impulsų lempai tiekiama silpna budinti maitinimo srovė. Ji reikalinga įžiebtam dujų išlydžiui palaikyti. Po to, kai aukštos įtampos įžiebimo impulsu inicijuojama pradinė dujų jonizacįja, o po jos vykstanti smūginė jonizacija dar labiau papildo jonizuotų molekulių skaičių, susidaro sąlygos tekėti elektros srovei tarp lempos elektrodų. Įžiebus dujų išlydį, tereikia nedidelės maitinimo srovės, kad jonizuotų molekulių kanalas neužgestų. Srovė pasirenka mažiausios varžos kryptį dujose, todėl srovės tekėjimo trajektorija yra netaisyklinga, panaši į gamtoje vykstantį žaibą. Kuo didesnis budinčios srovės stipris, tuo didesnis jonizuoto kanalo skerspjūvis ir tuo stabilesnė jo forma. Pagrindinis išlydis, vykstantis paruoštoje lempoje, t.y. lempoje su suformuotu jonizacijos kanalu, yra labiau prognozuojamas, srovės stiprio augimo kreivė turi statesnius frontus, pasiekiama didesnė srovės stiprio vertė.The essence of the known recurrent discharge pulse power supply method is to provide power to the lamp in the intervals between the main discharge current pulses to maintain the smoldering discharge. Once the discharge is lit and the initial ionization channel is formed, the gas always flows. The mains current of the main discharge is high, such that it produces an intense glow of the plasma gas. If the lamp is used for laser storage, the optical radiation emitted by the main discharge current is well above the laser generation threshold. The lamp is supplied with a weak standby current between the intense main current pulses. It is required to maintain the ignited gas discharge. After the initial gasization of the gas is initiated by the high-voltage ignition pulse and the subsequent impact ionization further adds to the number of ionized molecules, an electric current flows between the lamp electrodes. When the gas discharge is lit, a small supply current is required to keep the channel of ionized molecules from breaking. The current selects the direction of the lowest impedance in the gas, so the current flow trajectory is irregular, similar to natural lightning. The higher the standby current, the larger the cross-section of the ionized channel and the more stable its shape. The main discharge occurring in the ready lamp, i.e. in a lamp with a formed ionization channel is more predictable, the current curve has steeper fronts, a higher current value is achieved.

Anksčiau minėtų impulsinių lempų maitinimo būdų trūkumas - per didelis lempos eikvojimas. Nepaisant to, kad išvengiama neigiamų efektų, kuriuos sukeltų pasikartojantis aukštos įtampos įžiebimo impulsas, ir kad lempoje su pradiniu jonizacijos kanalu nėra staigaus perėjimo į stiprios jonizacijos būseną, nuolatinis srovės tekėjimas - eikvoja lempą. Sprendimuose su pastovia budinčia srove neįmanoma pasiekti gero jonizacijos kanalo stabilumo, neeikvojant lempos. Antra vertus, neįmanoma pasiekti ilgos lempų tarnavimo trukmės, nepakenkiant jonizacijos kanalo, ir tuo pačiu lempos spinduliuotės, stabilumui.The disadvantage of the aforementioned pulsed lamp power supply is excessive lamp waste. While avoiding the negative effects of a repetitive high-voltage ignition pulse and the absence of a sudden transition to a strong ionization state in a lamp with an initial ionization channel, a constant current flow consumes the lamp. In steady-state solutions, it is not possible to achieve good ionisation channel stability without depleting the lamp. On the other hand, it is not possible to achieve a long lamp life without compromising the stability of the ionization channel and thus the radiation of the lamp.

Norint įvertinti lempos eikvojimą ir apskritai budinčios srovės metodo tikslingumą, reikia atsižvelgti į du parametrus - pagrindinių impulsų pasikartojimo dažnį ir budinčios srovės lygį.Two parameters have to be taken into account when evaluating lamp consumption and the usefulness of the standby current method in general: the repetition rate of the main pulses and the standby current level.

Žemo pasikartojimo dažnio sistemose laiko tarpas tarp gretimų pagrindinio išlydžio impulsų gali būti pakankamas, kad spėtų nusistovėti lempos varžos, srovės bei įtampos fliuktuacijos, atsirandančios dėl išlydžio įžiebimo aukštos įtampos impulsu. Šiuo atveju pastovus budinčios srovės laikymas netenka prasmės. Krūvis, pratekantis per laiko tarpą tarp pagrindinių impulsų, gali netgi viršyti krūvį, pratekantį pagrindinių impulsų metu. Taigi trūkumai, susiję su pastoviu lempos deginimu budėjimo režime, gali nustelbti privalumus, susijusius su didesniu efektyvumu, stabilumu ir panašiai. Kai laiko tarpas tarp gretimų išlydžio impulsų yra palyginamas su pradinių fliuktuacijų nusistovėjimo ir jonizacijos kanalo susiformavimo laiku, pasirenkamas balansas tarp privalumų ir trūkumų, kuriuos gali duoti budinčios srovės metodas. Didelio dažnio sistemose išlydžio lempų srovės valdymo būdas su budinčios srovės režimu dažniausiai teikia daugiau privalumų negu trūkumų.In low-repetition systems, the time interval between adjacent main-discharge pulses may be sufficient to stabilize lamp impedance, current, and voltage fluctuations due to the discharge of the discharge by a high-voltage pulse. In this case, the constant holding of the standby current becomes meaningless. The charge passing through the main impulses may even exceed the charge passing through the main impulses. Thus, the disadvantages of having a steady lamp on standby can outweigh the benefits of greater efficiency, stability, and the like. When the time interval between adjacent discharge pulses is compared with the time at which the initial fluctuations settle and the ionization channel is formed, the balance between the advantages and disadvantages of the standby current method can be selected. In high-frequency systems, the discharge lamp current control mode with standby current usually offers more advantages than disadvantages.

Budinčios srovės lygis apsprendžia, kokia lempoje pratekančio krūvio dalis nėra tiesiogiai panaudojama optinės spinduliuotės generacijai. Kuo didesnė budinti srovė, tuo didesnis per ją pratekančio krūvio kiekis, ir tuo labiau eikvojama lempa. Antra vertus, kai budinti srovė yra pernelyg maža, išlydis lempoje yra labai nestabilus. Srovės tekėjimas gali tiesiog užgesti, arba stipriai fliuktuoti erdvėje ir laike. Plazmos savybės lempos budėjimo režime turi didelės įtakos ir pagrindinio išlydžio impulso vystymuisi. Nestabilus pradinis jonizacijos kanalas lemia ir pagrindinio išlydžio impulso erdvinius bei energinius nestabilumus. Nestabilumai išlydžio lempose, naudojamose lazeriams kaupinti, sąlygoja ir lazerinės spinduliuotės (erdvinius, laikinius, energinius) nestabilumus, taip pat nulemia lazerinės sistemos efektyvumą. Be to, jonizacijos kanalo krypties bei skerspjūvio kitimas yra lydimas lempos varžos, įtampos bei srovės fliuktuacijų, sukeliančių elektromagnetinius triukšmus. Optimali budinčios srovės vertė turi būti parinkta, įvertinus visus minėtus faktorius.The level of standby current determines which part of the charge passing through the lamp is not directly used for the generation of optical radiation. The higher the standby current, the greater the amount of charge passing through it, and the more the lamp is wasted. On the other hand, when the standby current is too low, the discharge in the lamp is very unstable. The flow of current can simply be extinguished, or fluctuate strongly in space and time. Plasma properties in the lamp standby mode also have a major influence on the development of the main discharge pulse. The unstable initial ionization channel also determines the spatial and energy instabilities of the main discharge pulse. The instabilities in the discharge lamps used to store the lasers also result in the instability of the laser (spatial, temporal, energy) and also determine the efficiency of the laser system. In addition, changes in the direction and cross-section of the ionization channel are accompanied by lamp impedance, voltage and current fluctuations, which cause electromagnetic noise. The optimum value of the standby current must be selected after considering all of the above factors.

Žinomuose sprendimuose, kuriuose impulsinės išlydžio lempos maitinamos pastovaus lygio budinčia srove ir kuriais siekiama padidinti sistemos efektyvumą bei spinduliuotės stabilumą tipinės budinčios srovės stiprio vertės svyruoja 50mA IA ribose [žiūr. patentų US 4910438, US 5168194, US 5373215 aprašymus bei Alex D. McLeod, „Design Considerations for Triggering of Flashlamps“, Nov. 1996. Copyright© 1998-2003 PerkinElmer, Ine.]. Nesunku paskaičiuoti, kad su 500mA budinčia srove ir impulsų pasikartojimo dažniu 50Hz pratekantis krūvis budėjimo fazėje yra palyginamas su krūviu, kuris prateka lempoje pagrindinio išlydžio metu.In known solutions, in which pulsed discharge lamps are supplied with a constant level of standby current, which are intended to increase system efficiency and radiation stability, typical values of standby current range within the range of 50mA IA. U.S. Patent Nos. 4,910,438, 5,118,194, 5,373,315 and Alex D. McLeod, Design Considerations for Triggering of Flashlamps, Nov. 1996. Copyright © 1998-2003 PerkinElmer, Ine.]. It is easy to calculate that at 500mA the standby current and the pulse repetition frequency of 50Hz during the standby phase are comparable to the charge that passes through the lamp during the main discharge.

JAV patente US 6330258 aprašytas lazeryje naudojamas pasikartojančio išlydžio impulsinių lempų maitinimo būdas su budinčios srovės režimu, pasižymintis tuo, kad budinčios srovės lygis yra parenkamas priklausomai nuo impulsų pasikartojimo dažnio. Siekiant sumažinti lempų eikvojimą žemų dažnių diapazone naudojama mažesnio srovės stiprio budinti srovė, aukštų dažnių diapazone - didesnio srovės stiprio budinti srovė: 0,3A (< 2Hz), 2A ( nuo 2Hz iki 200Hz) ir 5 A (>200Hz). Be to, per pauzę tarp gretimų pagrindinių impulsų sekų palaikoma mažiausia budinčios srovės vertė (0,3A), kad kuo mažiau eikvotųsi lempa. Paleidžiant naują lazerinių impulsų seką t.y. pasibaigus pauzei, budinčios srovės stiprio vertė minėtu būdu pritaikoma prie impulsų pasikartojimo (sekos viduje) dažnio. Tarpuose tarp gretimų intensyvaus išlydžio impulsų vienos sekos viduje budinčios srovės stipris nekeičiamas.U.S. Pat. No. 6,330,258 describes a laser-powered recurrent discharge pulsed power supply method, wherein the level of the on-call current is selected based on the pulse repetition rate. A lower current standby current is used in the low frequency range, and a higher current standby current in the high frequency range: 0.3A (<2Hz), 2A (2Hz to 200Hz) and 5A (> 200Hz). In addition, a minimum standby current value (0.3A) is maintained during a pause between adjacent main pulse sequences to minimize lamp wastage. When launching a new sequence of laser pulses, i.e. at the end of the pause, the value of the standby current is adjusted in this manner to the repetition frequency (within the sequence) of the pulses. There is no change in the amperage current between adjacent intense discharge pulses within a single sequence.

Šiame sprendime lempų tausojimo efektas atsiranda tik dėl to, kad lempa naudojama impulsų sekos režime. Kai per pauzę tarp impulsų sekų palaikoma mažiausia iš trijų nustatytų budinčios srovės stiprio verčių, pasiekiamas ilgiausias iš tą kurie šiuo atveju yra įmanomi, lempų tarnavimo laikas. Pastoviai dirbančiame lazeryje toks būdas lempų tarnavimo trukmės neprailgintų, nes krūvis pratekantis lempa budėjimo fazės metu yra palyginamas su krūviu, kuris prateka lempoje pagrindinio išlydžio metu.In this solution, the lamp saving effect occurs only because the lamp is used in pulse sequence mode. When the pause between the pulse sequences is maintained at the lowest of the three set values of standby current, the longest lamp life, which in this case is possible, is reached. In a continuous-working laser, this would not extend the lamp life, since the charge passing through the lamp during the standby phase is comparable to the charge passing through the lamp during the main discharge.

Tarptautinėje patentinėje paraiškoje W02008003997 aprašytas lazeryje naudojamas pasikartojančio išlydžio impulsinių lempų maitinimo būdas su budinčios srovės režimu, kuriuo siekiama stabilizuoti šilumines sąlygas lazerio (kaupinamo tokiomis lempomis) aktyviajame elemente. Budinčios maitinimo srovės lygis yra parenkamas taip, kad budėjimo fazėje susidarytų toks pats šiluminis lęšis, koks susidaro lazerinės generacijos metu. Per pauzę tarp gretimų lazerinių impulsų sekų palaikoma tam tikra nedidelė budinčios srovės vertė. Prieš pirmąjį šūvį budinčios srovės stipris yra padidinamas iki tokio lygio, kad susidarytų panašios šiluminės sąlygos, kokios bus pagrindinio išlydžio metu. Impulsų sekos viduje budinčios srovės stipriai gali skirtis tarp darbo ciklą tačiau vieno ciklo metu budinti srovė yra pastovi.International patent application WO2008003997 describes a laser-powered recurrent discharge pulse power supply method intended to stabilize the thermal conditions of the laser element (accumulating with such lamps). The standby power level is selected to produce the same thermal lens as the laser generation during the standby phase. During the pause between adjacent laser pulse sequences, a small amount of standby current is maintained. Prior to the first shot, the standby current is increased to a level similar to that of the main discharge. Standby currents inside the pulse sequence may vary greatly between duty cycles, but the current on a single cycle is constant.

Žinomas impulsinių išlydžio lempų maitinimo būdas su budinčios srovės režimu, kuriuo siekiama kuo geriau suvienodinti šilumines sąlygas taip pat labai eikvoja lempas. Siekiant užtikrinti, kad budėjimo fazėje susidarytų toks pats šiluminis lęšis, koks susidaro lazerinės generacijos metu, budinčios maitinimo srovės lygis turi būti netoli lazerinės generacijos slenksčio, tad nedaug skiriasi nuo pagrindinių impulsų srovės lygio. Taigi budėjimo fazėje lempos yra gana stipriai apkraunamos ir labai greitai eikvojamos. Be to, budinčios srovės šaltinis turi būti beveik tokio paties galingumo, kaip ir pagrindinio išlydžio impulsų šaltinis.A known method of powering pulsed discharge lamps with standby current, which is designed to achieve the best possible thermal uniformity, also consumes significant amounts of light. In order to ensure the same thermal lens as the laser generation is generated during the wake phase, the wake power level should be close to the laser generation threshold, so that it does not differ significantly from the current pulse current level. Thus, in the standby phase, the lamps are relatively heavily charged and very quickly depleted. In addition, the source of standby power must be nearly the same power as the source of the main discharge pulses.

Sprendimai su pastovia rusenačiojo išlydžio srove iš principo negali suderinti ilgos lempų tarnavimo trukmės ir spinduliuotės stabilumo. Reikia pasirinkti balansą tarp geresnio spinduliuotės stabilumo ir lempos eikvojimo. Nustatoma tam tikra optimali budinčios srovės stiprio vertė. Paprastai pasirenkama tokia budinčios srovės stiprio vertė, kad būtų užtikrintas geresnis stabilumas. Tai atliekama lempos tarnavimo trukmės sąskaita.Solutions with steady-state discharge current cannot, in principle, reconcile the long lamp life and radiation stability. A balance has to be made between improved radiation stability and lamp waste. A certain optimum value of the standby current is set. Normally, the value of the standby current is chosen to provide better stability. This is done at the expense of lamp life.

Yra žinomi pasikartojančio išlydžio impulsinių lempų maitinimo budai, panaudojantys budinčios srovės metodą, kuriuose budinti srovė ir vieno ciklo metu nėra pastovios vertės, aprašyti US 4276497, WO 2008003997, US 2008157695. Srovės kitimo laike pavidalas gali būti aprašomas tam tikru algoritmu arba nustatomas dinamiškai grįžtamojo ryšio pagalba.There are known modes of powering a repetitive discharge pulse lamp using the standby current method, in which standby current and one cycle are not constant values are described in US 4276497, WO 2008003997, US 2008157695. The shape of current variation in time can be described by some algorithm or determined dynamically by feedback help.

Tačiau esant dideliam dažniui, parametrų stebėjimas bei valdymas realiame laike yra sunkiai realizuojamas. Greitas parametrų valdymas reikalauja labai galingo šaltinio. Tokiuose sprendimuose didžiausias dėmesys skiriamas geresniam stabilumui, dar didesniam sistemos efektyvumui, impulsų energijos ir/ar krypties stabilumui bei pasirodymo laike atsikartojamumui. Pratekantis krūvis ir tuo pačiu lempos eikvojimas nėra sumažinami.However, at high frequencies, real-time monitoring and control of parameters is difficult. Fast parameter control requires a very powerful source. Such solutions focus on improved stability, even greater system efficiency, pulse energy and / or directional stability, and on-time repeatability. Leakage and thus lamp waste are not reduced.

JAV patentinėje paraiškoje US 2008157695 (Lemtis et ai.) teigiama, kad galima užtikrinti patikimesnį lempų darbą ir ilgesnį jų tarnavimo laiką, kai lempos ir maitinimo grandinės impedansai sutampa. Tuo tikslu reikiama srovės stiprio vertė konkrečiu laiko momentu yra nustatoma realiu laiku, panaudojant grįžtamąjį ryšį. Taigi srovės stiprio kitimo laike kreivė yra tam tikros netaisyklingos formos, apspręsta lempos ir ją maitinančios grandinės impedansų kiekvienu laiko momentu ir būtų vis kitokia skirtingoms lempoms arba tai pačiai lempai, degraduojančiai laike. Toks lempos maitinimo būdas yra sudėtingas, be to, ir brangus. Tuo tarpu, impedansų sutapimo reikalavimas yra labiausiai aktualus ypač didelės galios UV lempoms, kokios yra aprašytos minėtoje paraiškoje.U.S. Patent Application No. 2008157695 (Lemtis et al.) States that lamp lifetime and power supply impedance overlap can be assured with greater reliability and longer life. For this purpose, the required current value at a given point in time is determined in real time by using feedback. Thus, the curve of current versus time is of some irregular shape, determined by the impedances of the lamp and its supply chain at each point in time, and would be different for different lamps or for the same lamp degrading in time. This method of powering the lamp is complicated and expensive. Meanwhile, the impedance matching requirement is most relevant for ultra high power UV lamps as described in the above application.

US 4276497 (Burbeck et ai.) aprašytas pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas, pagal kurį į impulsinę lempą tiekia maitinimo srovės impulsų seką, kur maitinimo srovės impulsų, sukeliančių intensyvų lempos išlydį, trukmė ir forma yra nesunkiai valdoma. Be to, tarpuose tarp pagrindinių maitinimo srovės impulsų į minėtą impulsinę lempą tiekiama budinti srovė, kurios stipris prieš pat pagrindinį maitinimo srovės impulsą gali būti padidintas, tuo būdu sąlygoj ant greitesnį pagrindinio išlydžio išsivystymą ir pailginant lempos tarnavimo trukmę.U.S. Pat. No. 4,276,497 to Burbeck et al. Describes a method of powering a repetitive discharge pulse lamp, wherein the pulse lamp is supplied with a series of power pulses, wherein the duration and shape of the power pulses causing intense lamp discharge are easily controlled. Further, in the intervals between the main supply current pulses, said pulsed lamp is supplied with a standby current which can be increased immediately prior to the main supply current pulse, thereby providing a faster development of the main discharge and extending the lamp life.

Žinomas pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas neleidžia gauti optimaliausios pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo srovės formos, kuriai esant būtų pasiektas maksimaliai prailgintas lempos tarnavimo laikas, neprarandant lempos jonizaeįjos kanalo stabilumo. Kadangi budinti srovė yra tiekiama iš mažo impedanso maitinimo srovės šaltinio, srovės stipris turi būti gana didelis, kad palaikytų srovės tekėjimą lempoje. Taigi išlydžio lempos tarnavimo laiką galima pailginti tik dėl to, kad, lempai pereinant iš budėjimo būsenos į pagrindinio išlydžio būseną, srovės ir įtampos šuoliai tampa mažesni, kas sumažina „stresą“ lempai. Pratekančio krūvio kiekis nėra sumažinamas.The known method of powering a repetitive discharge impulse lamp does not allow for the optimal shape of the current of a recurrent discharge impulse lamp which achieves the maximum extended lamp life without sacrificing the stability of the ionisation channel of the lamp. Because standby current is supplied from a low impedance power supply, the current must be high enough to maintain current flowing through the lamp. Thus, the lifetime of a discharge lamp can only be prolonged because the current and voltage spikes are reduced when the lamp goes from standby to the main discharge state, which reduces the "stress" on the lamp. The amount of passing load is not reduced.

Išradimu siekiama prailginti pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos tarnavimo laiką neprarandant jonizaeįjos kanalo stabilumo išlydžio lempoje.The purpose of the invention is to extend the service life of a repetitive discharge impulse lamp without losing the ionic channel channel stability in the discharge lamp.

Uždavinio sprendimo esmė yra ta, kad pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būde, kai į impulsinę lempą tiekia pagrindinio išlydžio maitinimo srovės atitinkamai sinchronizuotus impulsus, kurie minėtoje lempoje sukelia pagrindinį išlydį, o tarpuose tarp minėtų pagrindinių maitinimo srovės impulsų į minėtą impulsinę lempą tiekia budinčią srovę, kurios stipris prieš pat pagrindinį maitinimo srovės impulsą yra padidinamas, tarp minėtų pagrindinių lempos maitinimo impulsų tiekiamos budinčios maitinimo srovės stiprį (/o) palaiko galimai žemiausią galintį užtikrinti, kad minėtoje lempoje išlydis neužgestų, o prieš kiekvieną pagrindinį maitinimo srovės impulsą (Z2) minėtos budinčios maitinimo srovės stiprį padidina iki antro lygio stiprio (A), kuris parenkamas toks, kad galėtų tolygiai užpildyti plazma visą minėtos impulsinės lempos kolbą o kiekvieną pagrindinio išlydžio maitinimo srovės impulsą (/2) paleidžia sinchroimpulsu, suvėlintu per laiko intervalą Ą atžvilgiu sinchroimpulso, įjungiančio budinčios srovės padidinimą iki antro lygio stiprio (Ii). Minėtas laiko intervalas ti yra galimai trumpiausias laiko intervalas, per kurį lempos kolba tolygiai užsipildo plazma. Budinčios srovės antro lygio stipris (/i), kuriam esant lempos kolba tolygiai užsipildo plazma, ir trumpiausias laiko intervalas, per kurį lempos kolba tolygiai užsipildo plazma, priklauso nuo pasirinktos pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos parametrų ir yra nustatomas empiriškai.The essence of the problem is that in a repetitive discharge pulse lamp power supply method, the pulse lamp is supplied with correspondingly synchronized pulses of the main discharge power currents which cause the main discharge in said lamp, and in the intervals between said main power pulses to the said pulse lamp. which is increased immediately prior to the main power pulse, maintains the standby power supply between said main lamp power pulses (/ o) as low as reasonably possible to ensure that the lamp does not discharge, and before each main power pulse (Z 2 ) raises the standby power to the second level (A), which is selected such that it can evenly fill the entire bulb of said pulse lamp with plasma while each pulse of the main discharge current (/ 2 ) is triggered is the syncro pulse delayed over a time interval relative to the syncro pulse which causes the standby current to increase to a second level (Ii). The aforementioned time interval ti is the shortest possible time period for the lamp bulb to be evenly filled with plasma. The second-order standby current (/ i) at which the lamp bulb is uniformly filled with plasma and the shortest time interval during which the lamp bulb is steadily filled with plasma depends on the parameters of the selected repetitive discharge pulse lamp and is determined empirically.

Suformuojant pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo srovės parametrus pagal šio išradimo maitinimo būdą galima pasiekti balansą tarp siekiamo ilgesnio lempos tarnavimo laiko, kuriam reikia kuo mažesnės budinčios srovės, ir jonizaeįjos kanalo stabilumo, kuriam reikia kuo didesnės budinčios srovės. Kadangi didžiąją budėjimo fazės laiko dalį lempoje teka galimai mažiausia maitinimo srovė, lempos eikvojimas yra sumažinamas iki minimumo. Taip pailginamas lempos tarnavimo laikas. Kadangi prieš pat pagrindinį išlydį maitinimo srovė yra trumpam padidinama, kol spėja nusistovėti stabili dujų plazmos būsena, lempos optinė spinduliuotė yra stabili. Šis stabilumas apima tiek impulso energijos bei sklidimo krypties, tiek ir pasirodymo laike atsikartojimą. Taip pasiekiamas mažiausias įmanomas krūvis, kuris pratekės lempa budėjimo fazėje. Sumažinami ir elektromagnetiniai triukšmai. Taigi lempa tarnaus ilgiau, kas yra didelis privalumas ne tik dėl sumažintos sistemos aptarnavimo kainos, bet ir dėl patogumo - reikės rečiau keisti.By adjusting the power current parameters of the recurrent discharge pulse lamp according to the power supply method of the present invention, it is possible to achieve a balance between the desired longer lamp life, which requires the lowest standby current, and the ion channel channel stability, which requires the highest standby current. Because the lamp has the lowest possible current for most of the standby phase, lamp consumption is minimized. This extends the lamp life. Because the power current is briefly increased just before the main discharge until a stable plasma gas state is reached, the optical radiation of the lamp is stable. This stability includes the repetition of both the energy of the pulse and the direction of propagation, as well as its occurrence over time. This achieves the lowest possible charge that will flow through the lamp during standby. Electromagnetic noise is also reduced. Thus, the lamp will last longer, which is a great advantage, not only because of reduced system service costs, but also because of its convenience - less replacement will be required.

Kitas šio išradimo realizavimas yra pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas, kai į impulsinę lempą tiekia pagrindinio išlydžio maitinimo srovės atitinkamą impulsų seką kurie minėtoje lempoje sukelia pagrindinį išlydį, o tarpuose tarp minėtų pagrindinių maitinimo srovės impulsų į minėtą impulsinę lempą tiekia budinčią srovę, kurios stipris prieš kiekvieną minėtos impulsų sekos pagrindinį maitinimo srovės impulsą yra padidinamas, o tarp minėtų pagrindinių lempos maitinimo impulsų tiekiamos budinčios maitinimo srovės stiprį (/o) palaiko galimai žemiausią galintį užtikrinti, kad minėtoje lempoje išlydis neužgestą o prieš kiekvieną pagrindinį maitinimo srovės impulsą (I2) vykdo budinčios maitinimo srovės stiprio padidinimą iki antro stiprio lygio (Λ), kuris parenkamas toks, kad minėtos impulsinės lempos varža pasiektų iš anksto numatytą vertę, prie kurios įtampos kitimas pagrindinio išlydžio metu minėtoje impulsinėje lempoje prasidėtų monotonišku augimu, o kiekvieną pagrindinio išlydžio maitinimo srovės impulsą (I2) paleidžia sinchroimpulsu, suvėlintu per laiko intervalą Ą atžvilgiu sinchroimpulso, įjungiančio budinčios srovės didinimą iki antro lygio stiprio (Ii). Budinčios srovės didinimas iki antro lygio stiprio (Ą) vykdomas realiu laiku per grįžtamąjį ryšį matuojant minėtos impulsinės lempos varžą tarp pagrindinių maitinimo srovės impulsų ir ją lyginant su iš anksto numatyta varžos verte. Minėtas laiko intervalas /j yra galimai trumpiausias laiko intervalas, kurio reikia lempos varžai pasiekti iš anksto numatytą vertę.Another embodiment of the present invention is a method of powering a repetitive discharge impulse lamp which supplies the impulse lamp with a corresponding pulse sequence of the main discharge power currents that cause the main discharge in said lamp and delivers a standby current upstream of said main power pulse to said pulse lamp. each main power pulse of said pulse sequence is increased, and the standby power current supplied between said main lamp power pulses (/ o) maintains the lowest possible level to ensure that the discharge in said lamp is not interrupted and before each main power pulse (I 2 ) increasing the standby power current to a second level (Λ) such that the impedance of said pulse lamp reaches a predetermined value at which the voltage change during the main discharge said pulse lamp would start with a monotonic growth, and each pulse (I 2 ) of the main discharge current is triggered by a synchronous pulse delayed over a time interval Ą relative to the synchronous pulse which activates the standby current increase to the second level of strength (Ii). The increase in standby current to the second level strength (ą) is accomplished by real-time feedback measuring the impedance of said pulse lamp between the main power pulses and comparing it to a predetermined impedance value. The aforementioned time interval / j is the shortest possible time interval required to reach a predetermined value for the lamp impedance.

Budinčios srovės pirmo lygio stipris (Io), priklausomai nuo išlydžio lempos parametrą gali būti parinktas intervale nuo maždaug lOmA iki lOOmA. Budinčios srovės antro lygio stipris (Ii), priklausomai nuo pasikartojančio išlydžio lempos parametrą gali būti intervale nuo maždaug 1A iki 20A. Pagrindinio išlydžio maitinimo srovės impulsų stipris (I2), priklausomai nuo pasikartojančio išlydžio lempos parametrą gali būti intervale nuo maždaug 100A iki 1000 A.Standby current level Io, depending on the discharge lamp parameter, can be selected in the range from about 10mA to 100mA. The second level of the standby current (II), depending on the repetitive discharge lamp, can be in the range of about 1A to 20A. The pulse gain (I 2 ) of the main discharge power supply, depending on the recurrent discharge lamp, can be in the range of about 100A to 1000A.

Antro lygio maitinimo srovei (Ii) įjungti ir pagrindinio išlydžio maitinimo srovės impulsui (I2) paleisti gali būti naudojamas vienas sinchroimpulsu šaltinis.A single synchronous pulse source may be used to activate the second level power current (Ii) and to start the main output power pulse (I 2 ).

Toliau išradimas detaliau paaiškinamas brėžiniais, esmė ir privalumai yra geriau suprantami iš detalaus aprašymo ir jį papildančių brėžinių, kuriuose:The invention will now be explained in more detail by means of the drawings, and the spirit and advantages thereof will be better understood from the detailed description and accompanying drawings, in which

Fig.l - blokinė schema impulsinės dujų išlydžio lempos maitinimo budui pagal šį išradimą pavaizduoti;Fig. 1 is a block diagram illustrating the power state of a pulsed gas discharge lamp in accordance with the present invention;

Fig.2 - lempos maitinimo srovės stiprio kitimas laike vieno darbo ciklo metu;Fig.2 - Time variation of lamp power current during one working cycle;

Fig.3 - lempos maitinimo srovės stiprio kitimas laike kelių darbo ciklų metu;Fig. 3 - Variation of the lamp power supply current over time during several operating cycles;

Fig.4 - šio išradimo kitos realizacijos;Fig.4 - other embodiments of the present invention;

Fig.5 - blokinė schema, vaizduojanti išlydžio lempos maitinimo būdą pagal kitą šio išradimo variantą;Fig. 5 is a block diagram illustrating a method of powering a discharge lamp according to another embodiment of the present invention;

Fig.6A ir Fig.6B - lempos įtampos, srovės ir varžos laikinės priklausomybės pagrindinio išlydžio metu, esant skirtingoms budinčios srovės stiprio vertėms;Fig.6A and Fig.6B are the time dependencies of lamp voltage, current and impedance at the main discharge at different values of standby current;

Fig.7A ir Fig.7B - pastovios maitinimo srovės šaltinis ir jo signalų sekos, o taip pat išėjimo srovės kitimas laike;Fig.7A and Fig.7B - DC power supply and its signal sequences as well as output current variation over time;

Fig.8 - maitinimo srovės šaltinis, kurio srovės lygis yra realiu laiku valdomas, priklausomai nuo lempos varžos.Fig.8 - Power supply with real-time current control depending on lamp impedance.

Viena šio išradimo realizacija apima lempos maitinimo srovės tiekimą trim atskirais srovės šaltiniais: pagrindinio išlydžio bei dviem budinčios srovės šaltiniais. Pagrindinio išlydžio srovės šaltinio pasikartojantys vienodos amplitudės srovės impulsai sukelia intensyvias lempos blyktes. Tarpuose tarp pagrindinių srovės impulsų lempa yra maitinama srove, tiekiama budinčios srovės šaltiniais.One embodiment of the present invention comprises supplying a lamp power supply to three separate power sources: a main discharge and two standby power sources. Repetitive pulses of uniform amplitude current from the main discharge current source cause intense lamp flashes. Between the main current pulses, the lamp is powered by a current supplied by standby power sources.

Pirmojo budinčios srovės šaltinio srovės stipris yra pastovus ir lygus Io. Šaltinis įjungiamas darbo pradžioje, iškart po įžiebimo impulso, ir daugiau nejunginėjamas. Antrasis budinčios srovės šaltinis išduoda impulsų seką, kuri yra paslinkta laike pagrindinių srovės impulsų sekos atžvilgiu. Antroj o .budinčios srovės šaltinio impulsų amplitudė yra iš anksto numatyta. Ji yra tokia, kad budinti maitinimo srovė būtų padidinta iki antro lygio Ii, kuris yra dviem eilėmis didesnis už pirmojo budinčios srovės šaltinio srovės lygį Iq. Padidintos budinčios srovės impulsų ir pagrindinio išlydžio srovės impulsų šaltiniai yra valdomi vienu sinchroimpulsų generatoriumi. Sinchronizacijos impulsų generatorius turi du išėjimus, vienas iš kurių yra pavėlintas kito atžvilgiu.The current of the first standby current source is constant and equal to I o . The source is switched on at the start of work, immediately after the ignition pulse, and is no longer switched on. The second standby current source outputs a pulse sequence that is shifted in time with respect to the main current pulse sequence. The pulse amplitude of the second wake-up source is predetermined. It is such that the standby power current is increased to a second level Ii which is two orders of magnitude greater than the current level Iq of the first standby power source. The sources of the increased standby pulses and the main discharge current pulses are controlled by a single synchronous pulse generator. The synchronization pulse generator has two outputs, one of which is delayed relative to the other.

Dar viena šio išradimo realizacija apima lempos maitinimo srovės tiekimą dviem srovės šaltiniais: pagrindinio išlydžio srovės šaltiniu bei budinčios srovės šaltiniu. Šiuo atveju reikiamos formos budinčios srovės signalas sukuriamas vienu budinčios srovės šaltiniu. Didžiąją laiko dalį budinčios srovės stipris lygus Iq, o prieš pat pagrindinio išlydžio impulsą srovė trumpam padidinama iki A- Padidinto stiprio budinčios srovės lygio įjungimas ir išjungimas yra tiksliai suderinamas laike su pagrindinių impulsų iškrova.Another embodiment of the present invention comprises supplying a lamp power supply with two current sources: a main discharge current source and a standby current source. In this case, the required form of the standby current signal is generated by a single standby current source. Most of the time, the standby current is equal to Iq, and shortly before the main discharge pulse, the current is briefly increased to A- The increased standby current level is switched on and off precisely in time with the main pulse discharge.

Siekiant realizuoti šio išradimo lempos maitinimo būdą, kuriame padidinto stiprio budinčios srovės lygis yra realiu laiku valdomas, priklausomai nuo lempos varžos vertės, papildomai reikia grįžtamojo ryšio grandinės. Jos paskirtis yra realiu laiku matuoti lempos varžą ir atlikti budinčios srovės valdymą. Budinčios maitinimo srovės šaltinis prieš pagrindinį išlydį padidina srovės vertę iki tokios, kad vidinė lempos varža pasiektų iš anksto numatytą vertę.In order to realize the lamp power supply method of the present invention, in which the level of the increased standby current is controlled in real time, depending on the value of the lamp impedance, an additional feedback circuit is required. Its purpose is to measure lamp impedance in real time and to control standby current. The standby power source prior to the main discharge increases the current value so that the internal resistance of the lamp reaches a predetermined value.

Fig.l pateikta principinė schema, vaizduojanti šio išradimo variantą, pagal kurį padidinto budinčios srovės stiprio vertė yra iš anksto numatyta, o išlydžio lempa (1) yra maitinama srovėmis, paduodamomis iš trijų srovės šaltinių (2, 3,4). Skirtingų maitinimo šaltinių signalų įjungimas yra griežtai suderintas tarpusavyje.Fig. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of the present invention in which the value of the increased standby current is predetermined and the discharge lamp (1) is supplied with current from three current sources (2, 3,4). The switching on of the signals from different power supplies is strictly coordinated with each other.

Iškart po to, kai įžiebimo įtampos impulsu inicijuojama lempos dujų jonizacija, ir susidaro sąlygos tekėti elektros srovei, įjungiamas pirmasis budinčios srovės šaltinis 2. Jo išduodama srovė (/o) yra pastoviai tiekiama lempai, tuo būdu užtikrinant, kad išlydis neužgestų. Šios budinčios srovės stiprio vertė Io parenkama kuo mažesnė. Nepaisant to, kad jonizuotų dujų kanalas bus labai nestabilus, svarbiausia, kad srovės tekėjimas nenutrūktų. Empiriškai nustatyta, kad tipinei 4mm skersmens išlydžio lempai pakanka 50mA maitinimo srovės minimaliam išlydžiui palaikyti, o tai yra maždaug viena eile mažesnė vertė už budinčios srovės stiprio vertes žinomuose sprendimuose. Kitokių parametrų išlydžio lempoms Io svyruoja intervale maždaug nuo lOmA iki lOOmA.Immediately after the ignition voltage pulse initiates the ionization of the lamp gas and a current is generated, the first standby current source 2 is switched on. Its current (/ o) is continuously supplied to the lamp, thereby ensuring that the discharge does not stop. The value of Io of this standby current is selected as low as possible. Although the channel of ionized gas will be very unstable, it is important that the flow of current is not interrupted. It has been empirically determined that a typical 4mm diameter discharge lamp is sufficient to maintain a minimum discharge current of 50mA, which is approximately one order of magnitude below the standby current value of known solutions. For other discharge lamps, the Io ranges from about 10mA to about 100mA.

Pačioje budėjimo fazės pabaigoje, prieš pat pagrindinio išlydžio impulsą antrasis budinčios srovės šaltinis 3 sugeneruoja trumpą srovės impulsą su tokia amplitude, kad budinti maitinimo srovė būtų padidinama iki antro lygio A· Srovės, tekančios išlydžio lempoje, padidinimas stabilizuoja jonizacijos kanalo kryptį ir varžą. Kuo didesnė maitinimo srovė, tuo daugiau yra jonizuotų dujų molekulių ir tuo jonizacijos kanalas yra platesnis. Antro lygio budinčios maitinimo srovės stipris A parenkamas toks, kad dujos būtų jonizuojamos visame lempos kolbos tūryje. Tuomet išlydžio fliuktuacijos sumažėja iki minimumo, Srovės stiprio vertė, kuriai esant visa lempos kolba tolygiai užpildoma plazma, yra tarp 1A ir 20A, priklausomai nuo lempos parametrų. Tipinei 4mm skersmens išlydžio lempai A = 5A. Taigi pirmo ir antro lygio budinčių srovių stipriai skiriasi dviem eilėmis.At the very end of the standby phase, just before the main discharge pulse, the second standby current source 3 generates a short current pulse of such amplitude that the standby power current is increased to the second level A · Increasing the current flowing in the discharge lamp stabilizes the ionization channel direction and impedance. The higher the current, the more ionized gas molecules are present and the wider the ionization channel. The second level of standby power A is selected so that the gas is ionized over the entire bulb volume. The discharge fluctuations are then reduced to a minimum, the value of the current at which the entire lamp bulb is evenly filled with plasma is between 1A and 20A, depending on the lamp parameters. For a typical 4mm discharge lamp A = 5A. Thus, the first and second levels of standby currents differ strongly by two orders of magnitude.

Po budėjimo fazės seka pagrindinio išlydžio fazė. Pagrindinio išlydžio srovės šaltinis 4 sugeneruoja trumpą didelio stiprio srovės impulsą, kuris sukelia intensyvų lempos spinduliavimą. Priklausomai nuo lempos parametrų, maitinimo srovės stipris (A), kuris teka lempoje pagrindinio išlydžio metu yra intervale nuo lOOAiki 1000A. Tipinei 4mm skersmens išlydžio lempai reikalingas I2 - 500A stiprio srovė.The standby phase is followed by the main discharge phase. The main discharge current source 4 generates a short, high-current pulse that causes intense lamp radiation. Depending on the lamp parameters, the power current (A) flowing in the lamp during the main discharge is in the range from 100A to 1000A. A typical 4mm discharge lamp requires a current of I 2 - 500A.

Taigi pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos darbo ciklas susideda iš trijų etapų: mažos budinčios srovės, padidintos budinčios srovės ir pagrindinio išlydžio srovės etapo. 2 ir 3 etape lempa patiria maitinimo srovės lygio šuolį maždaug per dvi eiles. Pagrindinio išlydžio srovės impulsas yra standartinės, apie 150ųs, trukmės (t2). Antro lygio budinčios srovės etapo trukmė (U) priklauso nuo lempos parametrų ir konkrečių Io, f srovės stiprio verčių bei srovės A augimo greičio, ii parenkamas kiek galima trumpesnis, toks, koks yra būtinai reikalingas, kad butų pasiektas tolygus lempos kolbos užpildymas plazma. Priklausomai nuo minėtų parametrų, ii svyruoja (100+500)ųs intervalo ribose. Esant Io = 50mA ir I\ = 5A maitinimo srovės stiprio vertėms, ii maždaug lygus 150ps. Visą likusį darbo ciklo laiką lempa yra mažo stiprio budinčios srovės (/o) būsenoje, kurios trukmė priklauso nuo lempos pagrindinių impulsų pasikartojimo dažnio bei pagrindinio išlydžio bei padidintos budinčios srovės etapo trukmių (1 lf-1\ - tf).Thus, the duty cycle of a repetitive discharge impulse lamp consists of three stages: low standby current, increased standby current, and main discharge current phase. In stages 2 and 3, the lamp experiences a power surge of approximately two rows. The main discharge current pulse has a standard duration of about 150h (t 2 ). The duration of the second-stage standby current phase (U) depends on the lamp parameters and specific values of Io, f current and current A growth rate, ii is selected as short as necessary to achieve a uniform plasma bulb filling. Depending on the above parameters, ii varies within the range of (100 + 500) s. At Io = 50mA and I \ = 5A power current values, ii is approximately 150ps. For the remainder of the operating cycle, the lamp is in a low-power standby (/ o) state, the duration of which depends on the repetition rate and main discharge of the main pulses of the lamp and the extended standby phase duration (1 lf-1 \ - tf).

Antro lygio stiprio (A) budinčios srovės įjungimas, paskui jo išjungimas bei pagrindinio išlydžio srovės impulso paleidimas yra valdomas vienu sinchroimpulsų generatoriumi, kurio taktinį dažnį/pasirenka vartotojas. Kad šaltinių 3 ir 4 srovės impulsai pasirodytų reikiamu laiku, vienas iš sinchroimpulsų generatoriaus išėjimo impulsų (7) yra pavėlinamas kito (6) atžvilgiu (žiūr. Fig.3).The activation of the second level (A) standby current, then its switching off and starting of the main discharge current pulse is controlled by a single synchronous pulse generator, the frequency of which is selected by the user. One of the output pulses (7) of the synchronous pulse generator is delayed relative to the other (6), so that the current pulses of sources 3 and 4 appear at the required time (see Fig. 3).

Minėtasis impulsinės lempos maitinimo srovės stiprio lygio kitimas vieno darbo ciklo metu yra pavaizduotas Fig.2. Kreivė 9 turi tris srovės lygius: Io, I\ ir I2. Pirmo lygio budinčios srovės stipris Iq yra viena eile mažesnis už budinčios srovės stiprio vertę, kuri yra įprasta išlydžio lempos maitinimo būduose su budinčios srovės režimu (taškinė linija 10). Tuo tarpu antro lygio budinčios srovės stipris A yra viena eile didesnis už įprastą budinčią srovę 10.The aforementioned variation of the pulse lamp power current level during one working cycle is shown in Fig.2. Curve 9 has three current levels: Io, I \ and I 2 . The first level of the standby current Iq is one order less than the value of the standby current which is common in a discharge lamp power supply with standby current (dotted line 10). Meanwhile, the level A of the second level standby current is one order higher than the normal standby current 10.

Pirmo lygio budinti srovė /0 užtikrina rusenančiojo išlydžio egzistavimą kuo mažiau eikvojant išlydžio lempą. Antro lygio budinti srovė A paruošia lempą sekančiam etapui. Prieš pat pagrindinio išlydžio etapą lempos kolbą užpildžius jonizuotomis dujomis ir iki minimumo sumažinus išlydžio fliuktuacijas, užtikrinama stabili srovė bei optinė spinduliuotė pagrindinio išlydžio metu. Pasibaigus intensyvaus išlydžio etapui, lempa grįžta į budėjimo būseną, t.y. į budinčios srovės lygį Io- Padidintos budinčios srovės etapo trukmė ą yra panaši į pagrindinio išlydžio etapo trukmę /2· Tuo tarpu visą likusį laiką lempoje teka labai maža srovė.The first level standby current / 0 ensures a smoldering discharge with minimal discharge of the discharge lamp. The second level standby current A prepares the lamp for the next stage. Immediately before the main discharge stage, filling the lamp flask with ionized gas and minimizing discharge fluctuations ensures stable current and optical radiation during the main discharge. At the end of the intensive discharge phase, the lamp returns to standby mode, i.e., the standby current level Io- The duration of the increased standby phase ą is similar to the duration of the main discharge phase / 2 · Meanwhile, the lamp remains very low.

Fig.3 pavaizduoti keli impulsinės išlydžio lempos darbo ciklai: maitinimo srovės kitimas laike 11 bei dvi sinchroimpulsų (6, 7) sekos 12, 13. Pradedant nuo lempos įžiebimo momento 14, srovė lempoje teka per visą darbo laiką (nulinė srovės stiprio vertė žymima linija 15). Maitinimo srovės kreivė 11 yra sudaryta iš laiptuotų srovės impulsų 9, pavaizduotų Fig.2. Kiekvieno darbo ciklo pradžioje (pvz., taškas 16), į lempą tiekiama pirmo lygio budinti maitinimo srovė Io. Tai tęsiasi iki momento 17, kai į antrąjį budinčios srovės šaltinį 3 ateina sinchronizacijos impulsas 6. Šaltinis 3 padidina lempai tiekiamos budinčios srovės stiprį iki antro lygio I\. Kai po tam tikro vėlinimo laiko, kuris lygus Ą, pagrindinio išlydžio srovės šaltinį 4 pasiekia sinchronizacijos impulsas 7, antrasis budinčios srovės šaltinis 3 yra atjungiamas, ir tuo pat metu paleidžiamas pagrindinio išlydžio srovės šaltinio 4 impulsas. Pasibaigus pagrindiniam išlydžiui, lempai vėl tiekiama pirmo lygio budinti maitinimo srovė /oŠis išradimas neapsiriboja Fig.l schema, pagal kurią dujų išlydžio lempa yra maitinama srovėmis, paduodamomis iš trijų atskirų srovės šaltinių. Galimi ir kiti pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdo variantai, nenukrypstantys nuo šio išradimo esmės. Fig.4. vaizduoja, kad impulsinė dujų išlydžio lempa 1 gali būti maitinama srovėmis, paduodamomis iš dviejų srovės šaltinių: budinčios srovės šaltinio 19 ir pagrindinio išlydžio srovės šaltinio 4. Budinčios srovės šaltinio 19 maitinimo srovė lygi budinčios srovės šaltinių 2 ir 3 iš Fig.l. srovių sumai. Apibendrintai galima sakyti, kad lempa yra maitinama srove, kurią išduoda maitinimo blokas 20, o perjungimas tarp jo skirtingų srovės lygių yra valdomas sinchroimpulsais 6, 7. Nepriklausomai nuo to, kiek yra lempos maitinimo srovės šaltinių, srovės kitimas laike atvaizduojamas kreivėmis, pavaizduotomis Fig.2 ir Fig.3 .Figure 3 illustrates several pulse discharge lamp duty cycles: supply current change over time 11 and two synchro pulse (6, 7) sequences 12, 13. Starting with lamp start-up moment 14, current in the lamp flows throughout the working time (zero current is indicated by a line) 15). The supply current curve 11 is composed of a stepped current pulse 9 shown in FIG. At the beginning of each duty cycle (eg point 16), the lamp is supplied with a first-level standby power supply Io. This continues until moment 17, when the second standby current source 3 receives a synchronization pulse 6. Source 3 increases the standby current supplied to the lamp to the second level I \. When the synchronous pulse 7 reaches the main discharge current source 4 after a certain delay time equal to ą, the second standby current source 3 is disconnected and simultaneously the pulse of the main discharge current source 4 is triggered. Once the main discharge has been completed, the lamp is again supplied with a first-level standby power supply. The present invention is not limited to the circuit of Fig. 1, in which the gas discharge lamp is powered by currents supplied from three separate power sources. Other variants of the rechargeable impulse lamp power supply method are possible without departing from the spirit of the present invention. FIG. illustrates that the impulse gas discharge lamp 1 can be powered by currents supplied by two current sources: standby current source 19 and main discharge current source 4. The standby current source 19 is provided with a current equal to that of standby current sources 2 and 3. for the sum of currents. In summary, the lamp is powered by a current output from the power supply unit 20, and the switching between its different current levels is controlled by synchronous pulses 6, 7. Regardless of the amount of lamp current sources, the current variation is plotted over time. 2 and FIG.

Fig.5 pateikta blokinė schema, reikalinga dar vienam šio išradimo variantui realizuoti. Pagal jį, padidinto stiprio budinčios maitinimo srovės lygį reikia valdyti taip, kad prieš pagrindinį išlydį lempos varža pasiektų iš anksto numatytą vertę. Į schemą yra įtraukta grįžtamojo ryšio grandinė, kurios pagalba realiu laiku matuojama lempos varža ir valdoma budinčios maitinimo srovės stipris.Fig. 5 is a block diagram required to carry out another embodiment of the present invention. According to it, the level of the high-power standby power supply must be controlled so that the lamp impedance reaches a predetermined value before the main discharge. The circuit includes a feedback circuit that provides real-time measurement of lamp impedance and control of standby power.

Kaip ir prieš tai buvusiuose variantuose, didžiąją darbo ciklo dalį lempa yra maitinama mažą budinčia srove (/0). Kuomet ateina sinchroimpulsas 6, leidžiantis didinti budinčios srovės stiprį, maitinimo blokas 20 (arba antro lygio budinčios srovės šaltinis) pradeda didinti budinčią maitinimo srovę, o kontroleris 21 pradeda matuoti įtampą tarp lempos elektrodų ir per lempą tekančią srovę. Iš momentinių įtampos ir srovės verčių nustatomos momentinės lempos varžos vertės.As in previous versions, the lamp is powered by a low standby current (/ 0) for most of the duty cycle. When the synchronous pulse 6 arrives to increase the standby current, the power supply 20 (or the second level standby current source) begins to increase the standby power, and the controller 21 begins to measure the voltage between the lamp electrodes and the current flowing through the lamp. From the instantaneous voltage and current values, determine the instantaneous resistance values of the lamp.

Budinčios srovės stipris didinamas tol, kol lempos varža pasiekia iš anksto numatytą vertę. Kai lempos varža susilygina su minėta iš anksto numatyta verte, kontroleris 21 pasiunčia signalą į maitinimo bloką 20, kad būtų sustabdytas srovės stiprio didinimas. Si padidinto stiprio (A) budinti maitinimo srovė lempai tiekiama iki pat pagrindinio išlydžio etapo.The standby current is increased until the lamp resistance reaches a predetermined value. When the impedance of the lamp equals the aforesaid predetermined value, the controller 21 sends a signal to the power supply unit 20 to stop the current amplification. This boosted (A) standby power is supplied to the lamp right up to the main discharge stage.

Kai maitinimo bloką 20 pasiekia sinchroimpulsas 7, sugeneruojamas didelio stiprio (Ii) pagrindinio išlydžio srovės impulsas. Prasidėjus pagrindinio išlydžio etapui, kontroleris 21 yra tuoj pat išjungiamas, kad įtampos ir srovės matavimas vyktų tik padidintos budinčios srovės etapo metu.When the power unit 20 reaches sync pulse 7, a high-strength (Ii) main-discharge current pulse is generated. Once the main discharge phase has begun, the controller 21 is immediately deactivated so that the voltage and current measurement is only performed during the increased standby phase.

Laiko tarpas, per kurį lempos varža pasiekia numatytąją vertę, priklauso nuo budinčios srovės šaltinio ir lempos charakteristikų. Geriausia, kad suvėlinimo laikas t\ tarp sinchroimpulso 7, inicijuojančio pagrindinio išlydžio maitinimo srovės impulsą /2, ir sinchroimpulso 6, įjungiančio antro lygio budinčią srovę Zj, būtų kiek galima trumpesnis.The length of time the lamp impedance reaches its default value depends on the standby current source and lamp characteristics. Ideally, the delay time t \ between synchronous pulse 7 initiating the main discharge power pulse / 2 and synchronous pulse 6 activating the second level standby current Zj should be as short as possible.

Dėl tam tikrų susvyravimų lempos varžos kitimo greitis gali skirtis tarp ciklų. Todėl /1 parenkamas šiek tiek ilgesnis už empiriškai nustatytą trukmę, kurios reikia, kad būtų pasiekta norima lempos varža. Tokiu atveju lempa pasieks tą pačią varžos vertę kiekvieno ciklo metu.Due to some oscillations, the speed of the lamp impedance can vary between cycles. Therefore, / 1 is selected slightly longer than the empirically determined time needed to achieve the desired lamp impedance. In this case, the lamp will reach the same resistance value for each cycle.

Minėtoji iš anksto numatyta lempos varžos vertė yra parenkama empiriškai pagal įtampos, krentančios ant lempos, kitimo laike formą. Priklausomai nuo varžos vertės budėjimo fazės pabaigoje, lempos įtampa pagrindinio išlydžio metu kinta skirtingai. Jei pagrindinio išlydžio etapas startuojamas lempai esant didelės varžos būsenoje, įtampos kitimo laike kreivė turi du maksimumus: iš pradžių įtampa labai didelė, paskui sumažėja, vėliau vėl išauga ir vėl sumažėja (žiūr. Fig.6A ). Toks įtampos kitimas yra nepageidautinas tiek dėl spinduliuotės nestabilumo, tiek dėl atsirandančių elektromagnetinių triukšmų. Jei pagrindinio išlydžio etapo pradžioje varža jau yra sumažinta, įtampa lempoje kinta tolygiau: iš pradžių auga, o paskui mažėja (žiūr. Fig.6B ).The aforementioned predetermined lamp impedance value is selected empirically based on the shape of the voltage drop across the lamp over time. Depending on the impedance value at the end of the standby phase, the lamp voltage varies during the main discharge. If the main discharge phase is initiated in a lamp with a high impedance state, the voltage versus time curve has two maxima: first the voltage is very high, then decreases, then increases again and decreases again (see Fig.6A). Such voltage variations are undesirable due to both radiation instability and the resulting electromagnetic noise. If the impedance is already reduced at the beginning of the main discharge phase, the voltage in the lamp changes more evenly, first increasing and then decreasing (see Fig.6B).

Fig.6A ir 6B pateiktos lempos įtampos, srovės ir varžos kitimo laike kreivės tipinei 4mm diametro ir 75mm ilgio išlydžio lempai. Kai prieš pat pagrindinio išlydžio etapą budinčios srovės stipris Zi=0,05A, pradinė lempos varža yra 140Ω eilės (Fig. 6A). O kai Zį=T0A, pradinė varža - apie 4Ω (Fig.6B).Figures 6A and 6B show voltage, current, and resistance versus time curves for a typical 4mm diameter and 75mm length discharge lamp. When the standby current is Zi = 0.05A immediately before the main discharge stage, the initial resistance of the lamp is 140Ω (Fig. 6A). And when Z = T0A, the initial impedance is about 4Ω (Fig.6B).

Budinčios maitinimo srovės padidinimas prieš pagrindinio išlydžio etapą atlieka lempos paruošimo, t.y, jonizacijos kanalo suformavimo ir stabilizavimo, funkciją. Taigi minėta numatytoji lempos varžos vertė, su kuria užtikrinamas stabilus išlydžio lempos darbas ir išvengiama didelių elektromagnetinių triukšmų, yra parenkama taip, kad įtampos kitimas laike atrodytų kaip Fig.6B.Increasing the standby power current prior to the main discharge step serves the function of lamp preparation, i.e., formation and stabilization of the ionization channel. Thus, the aforementioned default value of the lamp impedance, which ensures stable operation of the discharge lamp and avoids large electromagnetic noise, is chosen so that the voltage variation in time would appear as Fig.6B.

Budinčios srovės stipris, su kuriuo gaunama tinkama įtampos kitimo laike forma, labai priklauso nuo lempos parametrų. Pavyzdžiui, 3mm diametro lempai užtenka 4A srovės, 4mm diametro - 5 A, o 5mm - nuo 8 A iki 10A. Tuo tarpu pradinės varžos vertė, su kuria įtampa kištų monotoniškai, įvairioms lempoms yra labai panaši, t.y. varža yra universalesnis parametras.The amperage of the standby current, which gives the proper form of the voltage variation over time, is highly dependent on the lamp parameters. For example, a 3mm bulb is powered by 4A, 4mm by 5A, and 5mm by 8A to 10A. Meanwhile, the value of the initial impedance with which the voltage interferes monotonically for the various lamps is very similar, i.e. impedance is a more versatile parameter.

Fig.7A pavaizduota yiena iš galimų budinčios srovės šaltinio, tiekiančio nustatytą pastovią lempos srovę, realizacijų. Tokio tipo įrenginys gali būti naudojamas kaip pirmo lygio budinčios maitinimo srovės šaltinis 2 arba kaip antro lygio budinčios maitinimo srovės šaltinis 3 (žiūr. Fig.l).Fig. 7A depicts a yeast of possible embodiments of a standby current source supplying a set constant lamp current. This type of device can be used as a first level standby power supply 2 or as a second level standby power source 3 (see Fig. 1).

Budinčios maitinimo srovės šaltinį (2 arba 3) sudaro pastovios įtampos šaltinis 22, srovių sumavimo diodas 23, induktyvumo ritė 24, raktas 25, srovės matavimo rezistorius 26, atbulinės srovės diodas 27, RS trigeris 28, komparatorius 29 ir impulsų generatorius 30. Kaip teka srovė grandinėje priklauso nuo to, ar raktas 25 yra atidarytas (būsena „1“), ar uždarytas (būsena „0“). O rakto būsena yra valdoma RS trigerio pagalba.The standby power supply (2 or 3) consists of a constant voltage source 22, a summing diode 23, an inductance coil 24, a key 25, a current measuring resistor 26, a reverse diode 27, a RS trigger 28, a comparator 29 and a pulse generator 30. the current in the circuit depends on whether key 25 is open (state "1") or closed (state "0"). And the key state is controlled by RS trigger.

Šaltinio veikimo principą nesunku suprasti iš Fig.7B diagramų. Jose pavaizduoti paleidimo signalas 31 bei impulsų generatoriaus (30), komparatoriaus (29) ir RS trigerio (28) išėjimo signalai 32-34, o taip pat srovės, tekančios grandinėje, kitimas laike 35.The principle of source operation is not easily understood from the Fig.7B diagrams. They show the start signal 31 and the output signals 32-34 of the pulse generator (30), the comparator (29) and the RS trigger (28), as well as the variation of the current flowing in the circuit over time 35.

Po maitinimo įjungimo (laiko momentas 7 = 0) visi signalai yra būsenoje „0“, t.y. išjungti. Raktas 25 yra uždarytas ir srovė per lempą 1 neteka. Kai paduodamas paleidimo signalas 31, generatorius 30 pasiunčia trumpą impulsą į RS trigerio 28 „S“ įėjimą (signalas 32). Trigeris pereina į būseną „1“ (signalas 34), raktas 25 atsidaro, ir srovė pradeda tekėti iš šaltinio 22 per lempą 1, diodą 23, induktyvumo ritę 24, raktą 25 ir rezistorių 26. Kadangi šioje grandinėje yra induktyvumas, srovė auga santykinai lėtai (dl/dt = U/L, kur dl/dt - srovės augimo greitis, U srovės šaltinio įtampa, L - ritės induktyvumas).After the power is turned on (time 7 = 0) all signals are in the "0" state, i.e. disable. Key 25 is closed and no current is passed through lamp 1. When the start signal 31 is applied, the generator 30 sends a short pulse to the "S" input of the RS trigger 28 (signal 32). The trigger enters state 1 (signal 34), key 25 opens, and current begins to flow from source 22 through lamp 1, diode 23, inductor coil 24, key 25, and resistor 26. Because of the inductance in this circuit, the current grows relatively slowly. (dl / dt = U / L, where dl / dt - current growth rate, U current source voltage, L - coil inductance).

Grandinėje tekanti srovė yra matuojama srovės matavimo įrenginiu 36 ir komparatoriumi 29 lyginama su numatytąja srovės verte Ifiks. Kai tik auganti srovė susilygina su Ifiks (žiūr.The current flowing in the circuit is measured by the current measuring device 36 and the comparator 29 is compared with the default current value I fixed . As soon as the rising current equals I fix (see fig.

diagramą 35), komparatoriaus išėjime (signalas 33) atsiranda loginis „1“, kuris perveda RS trigerį į būseną „0“, ir raktas 25 užsidaro. Kadangi grandinėje yra induktyvumo ritė, srovė negali staiga nutrūkti, ji pradeda tekėti per diodą 27. Taip panaudojama ritėje sukaupta energija. Taigi srovė teka per lempą 1, diodą 23, ritę 24, diodą 27. Kadangi šioje grandinėje nėra energijos šaltinio, srovė silpnėja. Po nustatyto laiko ateina sekantis impulsas iš generatoriaus 30, ir ciklas prasideda iš naujo. Parametras, nuo kurio priklauso, kokiu tikslumu palaikoma fiksuota srovės vertė, yra impulsų generatoriaus (30) taktinis dažnis f.35), a logic "1" appears at the comparator output (signal 33) which moves the RS trigger to a "0" state and key 25 closes. Since the circuit contains an inductance coil, the current cannot be abruptly interrupted and starts to flow through diode 27. This draws on the energy stored in the coil. Thus, current flows through lamp 1, diode 23, coil 24, diode 27. Since there is no power source in this circuit, the current is weakened. After the set time, the next pulse from generator 30 comes and the cycle starts again. The parameter that determines the accuracy with which a fixed current value is maintained is the pulse generator (30) clock frequency f.

Paleidimo signalas 31 ateina iš centrinio kontrolerio. Pirmo lygio budinčios srovės šaltiniui 2, paleidimo signalo 31 įjungta/išjungta būsena reiškia darbo pradžią/pabaigą. Antro lygio budinčios srovės šaltiniui 3, paleidimo signalas 31 yra įjungtoje būsenoje nuo sinchroimpulso 6 atėjimo iki sinchroimpulso 7 atėjimo.The start signal 31 comes from a central controller. For the first level standby power source 2, the start / stop state of the start signal 31 indicates the start / end of the operation. For the second level standby power source 3, the start signal 31 is in the on state from the input of the sync pulse 6 to the arrival of the sync pulse 7.

Fig. 8 pavaizduotas, kaip galėtų būti realizuotas padidinto stiprio budinčios maitinimo srovės šaltinis pagal antrąjį šio išradimo variantą. Tiekiamos srovės stipris turi būti toks, kad lempos varža susilygintų su iš anksto numatyta verte. Įtampos ir srovės matavimo įrenginiais 37 ir 38 realiu laiku matuojama įtampa ant lempos 1 elektrodų ir per lempą 1 tekančios srovės stipris. Duomenys siunčiami į mikrokontrolerį 21, kuris iš momentinių įtampos ir srovės verčių apskaičiuoja varžą; nustatytą momentinę lempos varžos vertę lygina su iš anksto numatyta varžos verte Rfiks. Kol varža yra per didelė, RS trigeris laiko raktą atidarytą ir srovės auga. Lempos 1 varžai pasiekus Rf,kS, mikrokontroleris 21 pasiunčia impulsą į RS trigerio „R“ įėjimą kad būtų sustabdytas srovės augimas. Tolimesnis pastovios varžos vertės palaikymas atliekamas analogiškai, kaip jau buvo aprašytas pastovios srovės palaikymas (žiūr. Fig.7B aprašymą).FIG. 8 illustrates how a high-power stand-by power supply according to the second embodiment of the present invention could be realized. The current supply shall be such that the resistance of the lamp is equal to the predetermined value. Voltage and current measuring devices 37 and 38 measure the voltage across the lamp electrodes 1 and the current flowing through the lamp 1 in real time. Data is sent to microcontroller 21, which calculates impedance from instantaneous voltage and current values; compares the set instantaneous impedance value of the lamp with the predefined impedance value Rfiks. As long as the resistance is too high, the RS trigger keeps the key open and currents increase. When the impedance of lamp 1 reaches Rf, k S , microcontroller 21 sends a pulse to the "R" input of the RS trigger to stop current growth. Further maintenance of the constant impedance value is carried out in an analogous manner to that already described for DC maintenance (see Fig. 7B).

Fig.7A ir Fig.8 pateiktos schemos yra tik galimi, tačiau ne vieninteliai, budinčios maitinimo srovės šaltinių pavyzdžiai būdui pagal šį išradimą realizuoti.The circuit diagrams of Figures 7A and 8 are only possible, but not the only, examples of standby power supplies for a method according to the present invention.

Apibendrinant galima pasakyti, kad tiek pirmajame, tiek antrajame šio išradimo variante budinčios srovės padidinimas budėjimo fazės pabaigoje paruošia lempą pagrindiniam išlydžiui. Pirmojo varianto kriterijus padidintos budinčios srovės stiprio vertei nustatyti - kad lempos kolba būtų tolygiai užpildyta plazma, - yra nustatomas specialiame stende, kuriame galima vizualiai stebėti išlydžio formą. Be to, kadangi lempų savybės kinta nuo lempos prie lempos ir kinta laike lempai degraduojant eksploatacijos metu, reikia nuo 10% iki 20% pastiprinti eksperimentiškai nustatytą srovės vertę. Tuo tarpu pasirinkus antrąjį šio išradimo variantą, nepaisant sudėtingesnės schemos, reikiamo padidinto srovės stiprio nustatymas įvyksta nepriklausomai nuo lempos charakteristikų pasikeitimo.In conclusion, in both the first and second embodiments of the present invention, increasing the standby current at the end of the standby phase prepares the lamp for the main discharge. In the first variant, the criterion for determining the value of the increased standby current - that the lamp bulb be uniformly filled with plasma - is set up on a special bench where the shape of the discharge can be visually observed. In addition, since the lamp properties vary from lamp to lamp and change over time as lamp degrades during operation, the experimentally determined current value must be increased from 10% to 20%. Meanwhile, in the second embodiment of the present invention, despite the more complex scheme, the determination of the required increased current occurs regardless of the change in lamp characteristics.

Esant 10Hz impulsų pasikartojimo dažniui, krūvis, kuris pratekės budėjimo fazėje, lygus: 50mC - standartiniame sprendime su 0,5A budinčia srove, o mūsų sprendime - tik apie 6mC. Esant 50Hz: standartiniame sprendime - 1 OmC, mūsų - iki 1,7mC;At a 10Hz pulse repetition rate, the charge that will flow through the standby phase is: 50mC in the standard solution with 0.5A standby current, and in our solution only about 6mC. At 50Hz: 1 OmC in standard solution, up to 1.7mC in ours;

100Hz: standartiniame sprendime - 5mC, mūsų - iki l,5mC;100Hz: 5mC in standard solution, up to 1.5mC in ours;

200Hz: standartiniame sprendime - 2,5mC, mūsų - apie lmC.200Hz: 2.5mC in standard solution, about lmC in ours.

Jei palyginsime su krūviu, kuris prateka lempoje pagrindinio išlydžio metu, (500Axl50ps = 75mC), pamatysime, kad standartiniame sprendime budėjimo metu lempą yra eikvojama beveik taip pat kaip ir pagrindinio išlydžio metu. Mūsų sprendime veltui pratekančio krūvio kiekis sumažinamas nuo 2,5 iki 8 kartų. Kadangi lempos tarnavimo laikas priklauso ne tik nuo pratekančio krūvio, o ir nuo kitų faktorių, lempos tarnavimo laikas pailginamas mažiau. Esant 50Hz impulsų pasikartojimo dažniui, tipinės 4mm skersmens lempos tarnavimo laiką galima pailginti maždaug 2 kartus.If we compare it with the charge that goes through the lamp during the main discharge (500Axl50ps = 75mC), we see that the standard solution consumes the lamp almost as much as during the main discharge. In our solution, the amount of wasted load is reduced from 2.5 to 8 times. As the lamp life depends not only on the charge, but also on other factors, the lamp life is reduced less. At 50Hz pulse repetition, the lifetime of a typical 4mm bulb can be extended by about 2 times.

Panaudojant šio išradimo sprendimą, stabilumas taip pat nenukenčia. Prieš kiekvieną intensyvų išlydį užtikrinama, kad dujų plazma tolygiai pasiskirstytų lempos kolboje ir įtampos bei srovės fliuktuacijos būtų kiek galima mažesnės.Stability is not affected by the solution of the present invention. Before each intense discharge, ensure that the gas plasma is evenly distributed in the lamp bulb and that voltage and current fluctuations are minimized.

Galima pasiekti, kad lempų, kurių parametrai yra skirtingi, tarnavimo laikas ir išlydžio stabilumas būtų vienodi. Net ir tos pačios lempos atveju, kuomet ji degraduoja laike, koreguojant budinčio lanko išlydžio parametrus, galima realizuoti ilgalaikį lempos išėjimo charakteristikų stabilizavimą.It is possible to achieve the same lifetime and discharge stability for lamps with different parameters. Even with the same lamp as it degrades over time, long-term stabilization of the lamp's output characteristics can be achieved by adjusting the arc discharge parameters.

Dar vienas galimas privalumas yra susijęs šio išradimo būdo panaudojimu lazerių kaupinimo lempoms maitinti. Elektrinės energijos vertimo į inversiją efektyvumas yra geresnis, kai budinčio lanko srovė yra didesnė. Nors skirtumas nelabai didelis, bet vis tiek yra. 78% - kai mažesnė srovė, 80% - kai didesnė srovė (4mm diametro, 75mm ilgio lempai).Another potential advantage relates to the use of the method of the present invention for powering laser storage lamps. The inversion efficiency of electric energy is better when the standby arc current is higher. Although the difference is not very large, it still is. 78% for lower current, 80% for higher current (for 4mm diameter, 75mm length lamp).

Panaudojant šio išradimo sprendimą lazerių kaupinimo lempoms maitinti, pasiekiamas didesnis lazerinės spinduliuotės efektyvumas ir stabilumas. Be to, pagerintas impulsų pasirodymo laike stabilumas, užtikrina patikimesnį darbą kokybės moduliacijos režime. Impulsų pasirodymo laike tikslumas ypač svarbus sinchronizuojant greitą pavyzdėlio judėjimą su lazerio impulsais.By utilizing the solution of the present invention to power laser storage lamps, greater efficiency and stability of laser radiation is achieved. In addition, improved pulse timing stability provides more reliable performance in quality modulation mode. Accuracy of pulse appearance over time is particularly important when synchronizing the rapid movement of a sample with a laser pulse.

Visos pateiktos iliustracijos yra tik galimi, tačiau ne vieninteliai, pasiūlyto būdo realizacijos pavyzdžiai. Visos modifikacijos ir patobulinimai, nenukrypstantys nuo šio išradimo esmės ir apimties, yra saugomi šiuo išradimu.All illustrations provided are only possible, but not the only, examples of a proposed embodiment. All modifications and improvements not departing from the spirit and scope of the present invention are within the scope of the present invention.

Claims (10)

IŠRADIMO APIBRĖŽTISDEFINITION OF INVENTION 1. Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas, kai į impulsinę lempą tiekia pagrindinio išlydžio maitinimo srovės atitinkamai sinchronizuotus impulsus, kurie minėtoje lempoje sukelia pagrindinį išlydį, o tarpuose tarp minėtų pagrindinių maitinimo srovės impulsų į minėtą impulsinę lempą tiekia budinčią srovę, kurios stipris prieš pat pagrindinį maitinimo srovės impulsą yra padidinamas, besiskiriantis tuo, kad tarp minėtų pagrindinių lempos maitinimo impulsų tiekiamos budinčios maitinimo srovės stiprį (7o) palaiko galimai žemiausią galintį užtikrinti, kad minėtoje lempoje išlydis neužgestų, o prieš kiekvieną pagrindinį maitinimo srovės impulsą (Λ) minėtos budinčios maitinimo srovės stiprį padidina iki antro lygio stiprio (Ii), kuris parenkamas toks, kad galėtų tolygiai užpildyti plazma visą minėtos impulsinės lempos kolbą o kiekvieną pagrindinio išlydžio maitinimo srovės impulsą (b) paleidžia sinchroimpulsu, suvėlintu per laiko intervalą t, atžvilgiu sinchroimpulso, įjungiančio budinčios srovės padidinimą iki antro lygio stiprio (Ii).A method of powering a repetitive discharge impulse lamp, wherein the impulse lamp is provided with correspondingly synchronized pulses of the main discharge current that cause the main discharge in said lamp, and in the intervals between said main supply current pulses to said impulse lamp to provide an the power supply pulse is increased by the fact that the standby power supply (7o) between said main lamp power pulses maintains the lowest possible power to ensure that the discharge in said lamp is not interrupted, and before each main power supply pulse (Λ) said standby power currents increases the intensity to the second level (Ii), which is selected such that it can uniformly fill the entire flask of said pulse lamp with plasma and each pulse (b) of the main discharge power is triggered by a synchroimp ulsu delayed over time t in relation to the syncro-pulse which triggers the increase of the standby current to the second level strength (Ii). 2. Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas pagal 1 punktą besiskiriantis tuo, kad minėtas laiko intervalas h yra galimai trumpiausias laiko intervalas, per kurį lempos kolba tolygiai užsipildo plazma.2. The method of feeding a repetitive discharge impulse lamp according to claim 1, wherein said time interval h is the shortest possible time period during which the lamp bulb is uniformly filled with plasma. 3. Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas pagal 1 ir 2 punktus, besiskiriantis tuo, kad budinčios srovės antro lygio stipris (Ą), kuriam esant lempos kolba tolygiai užsipildo plazma, ir trumpiausias laiko intervalas, per kurį lempos kolba tolygiai užsipildo plazmą priklauso nuo pasirinktos pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos parametrų ir yra nustatomas empiriškai.3. The method of powering a repetitive discharge pulse lamp according to claim 1 and 2, characterized in that the second level of standby current (?) At which the lamp bulb is uniformly filled with plasma and the shortest time interval during which the lamp bulb is uniformly filled with plasma depends on the selected lamp. The parameters of the repetitive discharge pulse lamp are determined empirically. 4. Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas, kai į impulsinę lempą tiekia pagrindinio išlydžio maitinimo srovės atitinkamą impulsų seką kurie minėtoje lempoje sukelia pagrindinį išlydį, o tarpuose tarp minėtų pagrindinių maitinimo srovės impulsų į minėtą impulsinę lempą tiekia budinčią srovę, kurios stipris prieš kiekvieną minėtos impulsų sekos pagrindinį maitinimo srovės impulsą yra padidinamas, besiskiriantis tuo, kad tarp minėtų pagrindinių lempos maitinimo impulsų tiekiamos budinčios maitinimo srovės stiprį (70) palaiko galimai žemiausią galintį užtikrinti, kad minėtoje lempoje išlydis neužgestą o prieš kiekvieną pagrindinį maitinimo srovės impulsą (I2) vykdo budinčios maitinimo srovės stiprio padidinimą iki antro stiprio lygio (Ii), kuris parenkamas toks, kad minėtos impulsinės lempos varža pasiektų iš anksto numatytą vertę, prie kurios įtampos kitimas pagrindinio išlydžio metu minėtoje impulsinėje lempoje prasidėtų monotonišku augimu, o kiekvieną pagrindinio išlydžio maitinimo srovės impulsą (A) paleidžia sinchroimpulsu, suvėlintu per laiko intervalą tj atžvilgiu sinchroimpulso, įjungiančio budinčios srovės didinimą iki antro lygio stiprio (Ii).4. A method of powering a repetitive discharge impulse lamp which supplies to the impulse lamp a respective pulse sequence of the main discharge current that causes the main discharge in said lamp and supplies a standby current of said amperage against said pulse lamp between said main power pulses. the main power pulse of the sequence is increased in that the standby power (7 0 ) supplied between said main power pulses of the lamp maintains the lowest possible power to ensure that the discharge of said lamp is not interrupted and is performed before each main power pulse (I 2 ). increasing the standby power to a second level (Ii) such that the impedance of said impulse lamp reaches a predetermined value at which the voltage change during the main discharge in said i the pulse lamp starts with a monotonic growth, and each pulse (A) of the main discharge power current is triggered by a synchronous pulse delayed over a time interval tj relative to a synchronous pulse that activates the standby current increase to the second level of strength (Ii). 5. Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas pagal 4 punktą besiskiriantis tuo, kad budinčios srovės didinimas iki antro lygio stiprio (A) vykdomas realiu laiku per grįžtamąjį ryšį matuojant minėtos impulsinės lempos varžą tarp pagrindinių maitinimo srovės impulsų ir ją lyginant su iš anksto numatyta varžos verte.5. The method of powering a repetitive discharge impulse lamp according to claim 4, characterized in that the increase of the standby current to the second level strength (A) is accomplished in real time by measuring the impedance of said impulse lamp between the main power pulses and a predetermined impedance value. . 6. Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas pagal 4 ir 5 punktus, besiskiriantis tuo, kad minėtas laiko intervalas A yra galimai trumpiausias laiko intervalas, kurio reikia lempos varžai pasiekti iš anksto numatytą vertę.6. The method of powering a repetitive discharge impulse lamp according to claim 4 and 5, wherein said time interval A is the shortest possible time interval required to achieve a predetermined value of the lamp impedance. 7. Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas pagal bet kurį iš 1-6 punktą besiskiriantis tuo, kad pirmo lygio budinčios srovės stipris (Iq), priklausomai nuo išlydžio lempos parametrą gali būti parinktas intervale nuo maždaug lOmA iki lOOmA.7. The method of powering a repetitive discharge pulse lamp according to any one of claims 1 to 6, wherein the first-level stand-by current (Iq), depending on the discharge lamp parameter, can be selected in the range of about 10mA to 100mA. 8. Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas pagal bet kurį iš 1-5 punktą besiskiriantis tuo, kad antro lygio budinčios srovės stipris (A), priklausomai nuo pasikartojančio išlydžio lempos parametrą gali būti intervale nuo maždaug 1A iki 20A.8. The method of powering a repetitive discharge impulse lamp according to any one of claims 1 to 5, wherein the second-level stand-by current (A), depending on the repetitive discharge lamp parameter, can be in the range of about 1A to 20A. 9. Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas pagal bet kurį iš 1-6 punktų, besiskiriantis tuo, kad pagrindinio išlydžio maitinimo srovės impulsų stipris (A), priklausomai nuo pasikartojančio išlydžio lempos parametrą gali būti intervale nuo maždaug lOOAiki 1000 A.9. The method of powering a repetitive discharge pulse lamp according to any one of claims 1-6, wherein the pulse gain (A) of the main discharge power supply, depending on the parameter of the recurrent discharge lamp, can be in the range of about 100A to 1000 A. 10. Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas pagal bet kurį iš 1-9 punktą besiskiriantis tuo, kad antro lygio maitinimo srovei (A) įjungti ir pagrindinio išlydžio maitinimo srovės impulsui (A) paleisti naudoja vieną sinchroimpulsu šaltinį.10. The method of powering a repetitive discharge impulse lamp according to any one of claims 1 to 9, wherein a single synchronous pulse source is used to activate the second level power current (A) and to actuate the main discharge power current pulse (A). 1/61/6
LT2011103A 2011-12-16 2011-12-16 Method of controlling the current of flash lamp LT5957B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2011103A LT5957B (en) 2011-12-16 2011-12-16 Method of controlling the current of flash lamp
EP12197321.8A EP2605623B1 (en) 2011-12-16 2012-12-14 Method of controlling the current of a flash lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2011103A LT5957B (en) 2011-12-16 2011-12-16 Method of controlling the current of flash lamp

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2011103A LT2011103A (en) 2013-06-25
LT5957B true LT5957B (en) 2013-08-26

Family

ID=47757256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2011103A LT5957B (en) 2011-12-16 2011-12-16 Method of controlling the current of flash lamp

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2605623B1 (en)
LT (1) LT5957B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3624564A1 (en) 2018-09-13 2020-03-18 Rovak GmbH Method and assembly for flash lamp control

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3551738A (en) 1969-01-30 1970-12-29 Westinghouse Electric Corp Condenser discharge lamp circuit with a pulse forming network and a keep alive circuit
US3967212A (en) 1974-08-19 1976-06-29 Chromatix, Inc. Flash lamp pumped dye laser
US4276497A (en) 1978-04-28 1981-06-30 J. K. Lasers Limited Laser flashtube power supply
US4398129A (en) 1981-06-24 1983-08-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Active lamp pulse driver circuit
US4910438A (en) 1985-12-17 1990-03-20 Hughes Aircraft Company Wide band, high efficiency simmer power supply for a laser flashlamp
WO1992013358A1 (en) 1991-01-24 1992-08-06 Maxwell Laboratories, Inc. Ruggedized flashlamp exhibiting high average power and long life
US5168194A (en) 1986-12-02 1992-12-01 Heraeus Noblelight Limited Pulse simmer flash lamp cathode
US5315607A (en) 1993-03-09 1994-05-24 Hughes Aircraft Company Dual use power supply configuration for the double pulsed flashlamp pumped dye laser
US5373215A (en) 1993-07-07 1994-12-13 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Ionization tube simmer current circuit
US6330258B1 (en) 1999-01-12 2001-12-11 Miyachi Technos Corporation Laser apparatus
JP2007287563A (en) 2006-04-19 2007-11-01 Ushio Inc Flash lamp and apparatus for lightning flash lamp
WO2008003997A1 (en) 2006-07-03 2008-01-10 Gsi Group Ltd Laser control systems
US20080157695A1 (en) 2006-12-19 2008-07-03 Lantis Robert M Method and apparatus for pulsing high power lamps

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020149326A1 (en) * 2001-03-01 2002-10-17 Mikhail Inochkin Flashlamp drive circuit
FR2926948B1 (en) * 2008-01-24 2012-11-02 Univ Paris Sud LUMINOUS FLASH GENERATOR, ABSORPTION SPECTROMETER USING SUCH A GENERATOR AND METHOD FOR GENERATING LIGHT FLASKS

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3551738A (en) 1969-01-30 1970-12-29 Westinghouse Electric Corp Condenser discharge lamp circuit with a pulse forming network and a keep alive circuit
US3967212A (en) 1974-08-19 1976-06-29 Chromatix, Inc. Flash lamp pumped dye laser
US4276497A (en) 1978-04-28 1981-06-30 J. K. Lasers Limited Laser flashtube power supply
US4398129A (en) 1981-06-24 1983-08-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Active lamp pulse driver circuit
US4910438A (en) 1985-12-17 1990-03-20 Hughes Aircraft Company Wide band, high efficiency simmer power supply for a laser flashlamp
US5168194A (en) 1986-12-02 1992-12-01 Heraeus Noblelight Limited Pulse simmer flash lamp cathode
WO1992013358A1 (en) 1991-01-24 1992-08-06 Maxwell Laboratories, Inc. Ruggedized flashlamp exhibiting high average power and long life
US5315607A (en) 1993-03-09 1994-05-24 Hughes Aircraft Company Dual use power supply configuration for the double pulsed flashlamp pumped dye laser
US5373215A (en) 1993-07-07 1994-12-13 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Ionization tube simmer current circuit
US6330258B1 (en) 1999-01-12 2001-12-11 Miyachi Technos Corporation Laser apparatus
JP2007287563A (en) 2006-04-19 2007-11-01 Ushio Inc Flash lamp and apparatus for lightning flash lamp
WO2008003997A1 (en) 2006-07-03 2008-01-10 Gsi Group Ltd Laser control systems
US20080157695A1 (en) 2006-12-19 2008-07-03 Lantis Robert M Method and apparatus for pulsing high power lamps

Also Published As

Publication number Publication date
EP2605623B1 (en) 2016-03-23
LT2011103A (en) 2013-06-25
EP2605623A1 (en) 2013-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7208882B2 (en) Lighting device for discharge lamp
JP6014158B2 (en) Improved spot mode operation of the discharge lamp
JP2006221888A (en) Discharge lamp lighting apparatus
JP4122846B2 (en) Discharge lamp power supply device
LT5957B (en) Method of controlling the current of flash lamp
JP2009534791A5 (en)
JP5353528B2 (en) Discharge lamp lighting device
US8207690B2 (en) High-pressure discharge lamp ballast with rapid lamp restart circuit
US8164269B2 (en) Discharge lamp lighting device and lighting fixture
EP0615320B1 (en) Power supply configuration for a flash lamp pumped double pulsed laser
JP5381457B2 (en) Discharge lamp lighting device
JP3411542B2 (en) Lighting method and lighting device for high pressure discharge lamp
JP4911177B2 (en) Ignition device for internal combustion engine
JP2006286460A (en) Lighting device of high pressure discharge lamp
US20060261755A1 (en) Circuit and method for the operation of miniature high pressure short-arc lamps using alternating current
US7045972B2 (en) Lighting method of ultra-high pressure mercury lamp
JP5287525B2 (en) High pressure discharge lamp lighting device and high pressure discharge lamp lighting method
JP4651737B2 (en) High pressure discharge lamp lighting device
JP2003133096A (en) Discharge lamp lighting device
JP2004303515A (en) Discharge lamp lighting device
WO2016103694A1 (en) Discharge lamp lighting method and discharge lamp lighting apparatus
Dudarev et al. Highly efficient pulse-periodic XeCl lasers
JP6443037B2 (en) Discharge lamp lighting method
RU2003120867A (en) METHOD FOR EXCITING PULSE LASERS ON SELF-LIMITED TRANSITIONS OF METAL ATOMS OPERATING IN THE SELF-HEATING MODE AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
KR101117178B1 (en) Charging device for a flash lamp

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20130625

FG9A Patent granted

Effective date: 20130826

MM9A Lapsed patents

Effective date: 20151216