LT5957B - Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas - Google Patents
Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 claims description 25
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 claims description 10
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract description 3
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 130
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 17
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 5
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 108090000862 Ion Channels Proteins 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000779 depleting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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
Išradimas yra susijęs su pasikartojančio išlydžio impulsinių lempų maitinimo būdais, 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. 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. Tarp minėtų pagrindinių lempos maitinimo impulsų tiekiamos budinčios maitinimo srovės stiprį (Io) palaiko galimai žemiausią, galintį užtikrinti, kad minėtoje lempoje išlydis neužgestų, o prieš kiekvieną pagrindinį maitinimo srovės impulsą (I2)minėtos budinčios maitinimo srovės stiprį padidina iki antro lygio stiprio (I1), kuris parenkamas toks, kad galėtų tolygiai užpildyti plazma visą minėtos impulsinės lempos kolbą arba 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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,
Berlin (2006), US 3551738, US 3967212, US 5315607, US 4398129, US 4910438. Juose budinčios srovės stiprio vertė yra pastovi arba svyruoja siaurame verčių intervale.
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.
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.
Norint įvertinti lempos eikvojimą ir apskritai budinčios srovės metodo tikslingumą, reikia atsižvelgti į du parametrus - pagrindinių impulsų pasikartojimo dažnį ir budinčios srovės lygį.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Išradimu siekiama prailginti pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos tarnavimo laiką neprarandant jonizaeįjos kanalo stabilumo išlydžio lempoje.
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.
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.
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.
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.
Antro lygio maitinimo srovei (Ii) įjungti ir pagrindinio išlydžio maitinimo srovės impulsui (I2) paleisti gali būti naudojamas vienas sinchroimpulsu šaltinis.
Toliau išradimas detaliau paaiškinamas brėžiniais, esmė ir privalumai yra geriau suprantami iš detalaus aprašymo ir jį papildančių brėžinių, kuriuose:
Fig.l - blokinė schema impulsinės dujų išlydžio lempos maitinimo budui pagal šį išradimą pavaizduoti;
Fig.2 - lempos maitinimo srovės stiprio kitimas laike vieno darbo ciklo metu;
Fig.3 - lempos maitinimo srovės stiprio kitimas laike kelių darbo ciklų metu;
Fig.4 - šio išradimo kitos realizacijos;
Fig.5 - blokinė schema, vaizduojanti išlydžio lempos maitinimo būdą pagal kitą šio išradimo variantą;
Fig.6A ir Fig.6B - lempos įtampos, srovės ir varžos laikinės priklausomybės pagrindinio išlydžio metu, esant skirtingoms budinčios srovės stiprio vertėms;
Fig.7A ir Fig.7B - pastovios maitinimo srovės šaltinis ir jo signalų sekos, o taip pat išėjimo srovės kitimas laike;
Fig.8 - maitinimo srovės šaltinis, kurio srovės lygis yra realiu laiku valdomas, priklausomai nuo lempos varžos.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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).
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.
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.
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 .
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 ).
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).
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.
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.
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).
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.7A ir Fig.8 pateiktos schemos yra tik galimi, tačiau ne vieninteliai, budinčios maitinimo srovės šaltinių pavyzdžiai būdui pagal šį išradimą realizuoti.
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.
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;
100Hz: standartiniame sprendime - 5mC, mūsų - iki l,5mC;
200Hz: standartiniame sprendime - 2,5mC, mūsų - apie lmC.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
Claims (10)
- IŠRADIMO APIBRĖŽTIS1. 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).
- 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.
- 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.
- 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).
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.1/6
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2011103A LT5957B (lt) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas |
| 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 (lt) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2011103A LT2011103A (lt) | 2013-06-25 |
| LT5957B true LT5957B (lt) | 2013-08-26 |
Family
ID=47757256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2011103A LT5957B (lt) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2605623B1 (lt) |
| LT (1) | LT5957B (lt) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3624564A1 (de) | 2018-09-13 | 2020-03-18 | Rovak GmbH | Verfahren und anordnung zur blitzlampensteuerung |
Citations (13)
| 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 (ja) | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Ushio Inc | フラッシュランプ及びフラッシュランプ点灯装置 |
| 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)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020149326A1 (en) * | 2001-03-01 | 2002-10-17 | Mikhail Inochkin | Flashlamp drive circuit |
| FR2926948B1 (fr) * | 2008-01-24 | 2012-11-02 | Univ Paris Sud | Generateur de flashs lumineux, spectrometre d'absorption utilisant un tel generateur et procede de generation de flashs lumineux |
-
2011
- 2011-12-16 LT LT2011103A patent/LT5957B/lt not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-12-14 EP EP12197321.8A patent/EP2605623B1/en not_active Not-in-force
Patent Citations (13)
| 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 (ja) | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Ushio Inc | フラッシュランプ及びフラッシュランプ点灯装置 |
| 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 |
|---|---|
| LT2011103A (lt) | 2013-06-25 |
| EP2605623B1 (en) | 2016-03-23 |
| EP2605623A1 (en) | 2013-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7208882B2 (en) | Lighting device for discharge lamp | |
| JP6014158B2 (ja) | 放電ランプの向上されたスポットモード動作 | |
| CN101969728B (zh) | 放电灯点亮装置 | |
| JP4122846B2 (ja) | 放電ランプ給電装置 | |
| LT5957B (lt) | Pasikartojančio išlydžio impulsinės lempos maitinimo būdas | |
| CN1895007B (zh) | 用于操作放电灯的方法和电路装置 | |
| JP2009534791A5 (lt) | ||
| US8207690B2 (en) | High-pressure discharge lamp ballast with rapid lamp restart circuit | |
| EP0615320B1 (en) | Power supply configuration for a flash lamp pumped double pulsed laser | |
| US8164269B2 (en) | Discharge lamp lighting device and lighting fixture | |
| CN101969729B (zh) | 放电灯点亮装置 | |
| JP2006221888A (ja) | 放電ランプ点灯装置 | |
| JP3411542B2 (ja) | 高圧放電ランプの点灯方法及び点灯装置 | |
| JP2010174644A (ja) | 内燃機関の点火装置 | |
| US20050093474A1 (en) | Lighting method of ultra-high pressure mercury lamp | |
| JP5287525B2 (ja) | 高圧放電灯点灯装置及び高圧放電灯の点灯方法 | |
| US20060261755A1 (en) | Circuit and method for the operation of miniature high pressure short-arc lamps using alternating current | |
| JP2003133096A (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JP2006286460A (ja) | 高圧放電灯の点灯装置 | |
| JP2004303515A (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JP6443037B2 (ja) | 放電ランプ点灯方法 | |
| RU2003120867A (ru) | Способ возбуждения импульсных лазеров на самоограниченных переходах атомов металлов, работающих в режиме саморазогрева и устройство для его осуществления | |
| Dudarev et al. | Highly efficient pulse-periodic XeCl lasers | |
| KR101117178B1 (ko) | 플래시램프 점등용 충전장치 | |
| JP2010045055A (ja) | 高圧放電灯点灯装置 |
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 |