RU201615U1 - Device for supplying a gas-discharge lamp - Google Patents

Device for supplying a gas-discharge lamp Download PDF

Info

Publication number
RU201615U1
RU201615U1 RU2020127662U RU2020127662U RU201615U1 RU 201615 U1 RU201615 U1 RU 201615U1 RU 2020127662 U RU2020127662 U RU 2020127662U RU 2020127662 U RU2020127662 U RU 2020127662U RU 201615 U1 RU201615 U1 RU 201615U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lamp
gas
terminal
discharge
preionization
Prior art date
Application number
RU2020127662U
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU201615U9 (en
Inventor
Николай Викторович Матвеев
Дмитрий Алексеевич Хабаров
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина"
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2020127662U priority Critical patent/RU201615U9/en
Application granted granted Critical
Publication of RU201615U1 publication Critical patent/RU201615U1/en
Publication of RU201615U9 publication Critical patent/RU201615U9/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/30Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к технике формирования импульсов накачки для мощных лазерных систем. Технический результат - снижение требований к ключу контура предионизации по предельно допустимым коммутируемому напряжению и току за счет разделения процессов поджига, предионизации и основного разряда газоразрядной лампы по разным цепям, снижение электрической нагрузки на конденсатор и ключ контура предионизации, что приводит к упрощению конструкции и уменьшению габаритов устройства. Устройство содержит первый емкостный накопитель 1, первую формирующую индуктивность 2, первый ключ 3, газоразрядные лампы 4.1…4.N, соединенные последовательно. Кроме того, устройство содержит вторую формирующую индуктивность 6, выполненную с отводом, второй емкостный накопитель 7, диод 8, конденсатор поджига 9 с шунтирующим его резистором 10 и второй ключ 11. Анод диода 8 соединен с положительным полюсом второго емкостного накопителя 7, а катод диода 8 соединен с отводом второй формирующей индуктивности 6, первый вывод которой соединен с первым выводом конденсатора поджига 9, второй вывод которого через ключ 11 соединен по оплетке коаксиального кабеля 5 с катодом лампы 4.N и отрицательными выводами первого и второго емкостных накопителей 1 и 7. Второй вывод второй формирующей индуктивности 6 соединен по центральной жиле коаксиального кабеля 5 с анодом лампы 4.1. Предлагаемое устройство для питания газоразрядных ламп за счет разделения по разным цепям фаз поджига, предионизации и этапа формирования основного разряда обеспечивает возможность снижения электрической нагрузки на конденсатор и ключ контура предионизации, применения элементной базы менее требовательной по предельно допустимым коммутируемому напряжению и току. 3 фиг.The utility model relates to electrical engineering, in particular, to the technique of shaping pump pulses for high-power laser systems. The technical result is to reduce the requirements for the key of the preionization circuit for the maximum permissible switching voltage and current due to the separation of the processes of ignition, preionization and the main discharge of the gas-discharge lamp in different circuits, a decrease in the electrical load on the capacitor and the key of the preionization circuit, which leads to a simplified design and a decrease in dimensions devices. The device contains the first capacitive storage 1, the first forming inductance 2, the first switch 3, gas-discharge lamps 4.1 ... 4.N, connected in series. In addition, the device contains a second forming inductance 6, made with a tap, a second capacitive storage 7, a diode 8, an ignition capacitor 9 with a shunt resistor 10 and a second switch 11. The anode of diode 8 is connected to the positive pole of the second capacitive storage 7, and the cathode of the diode 8 is connected to the tap of the second forming inductance 6, the first terminal of which is connected to the first terminal of the ignition capacitor 9, the second terminal of which is connected through the key 11 through the braid of the coaxial cable 5 to the cathode of the lamp 4.N and the negative terminals of the first and second capacitive stores 1 and 7. The second terminal of the second forming inductance 6 is connected via the central core of the coaxial cable 5 to the lamp anode 4.1. The proposed device for powering gas-discharge lamps by separating the ignition phases, preionization and the stage of formation of the main discharge into different circuits provides the possibility of reducing the electrical load on the capacitor and the key of the preionization circuit, using the element base less demanding in terms of the maximum permissible switching voltage and current. 3 fig.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к технике формирования импульсов накачки для мощных лазерных систем.The utility model relates to electrical engineering, in particular to the technique of pump pulse shaping for high-power laser systems.

Традиционной схемой питания ламп накачки является последовательный колебательный LC-контур, коммутируемый на газоразрядную лампу сильноточным высоковольтным коммутатором. Вся энергия, накопленная в конденсаторе, передается в нагрузку. Если выделенная в лампе энергия превысит некоторое критическое значение Еехр, определяемое по формуле [Koechner W. Solid state laser engineering - Berlin: Springer-Verlag, 1996 - 708 p.]:The traditional circuit for powering pump lamps is a sequential oscillatory LC circuit, which is switched to a gas-discharge lamp by a high-current high-voltage switch. All the energy stored in the capacitor is transferred to the load. If the energy released in the lamp exceeds a certain critical value Eexp, determined by the formula [Koechner W. Solid state laser engineering - Berlin: Springer-Verlag, 1996 - 708 p.]:

Figure 00000001
Figure 00000001

где tp=3(LC)1/2 - длительность токового импульса в режиме критического разряда,where t p = 3 (LC) 1/2 is the duration of the current pulse in the critical discharge mode,

l, d- длина и диаметр канала разряда, то происходит разрушение лампы вследствие воздействия ударной волны, возникающей при развитии разряда.l, d are the length and diameter of the discharge channel, then the lamp is destroyed due to the impact of the shock wave that occurs during the development of the discharge.

Эмпирически установлена зависимость ресурса лампы, например, числа импульсов, выдерживаемых лампой-вспышкой без разрушения, от коэффициента нагрузки fx=(Е0ехр)-8,5, где

Figure 00000002
- энергия, запасаемая в конденсаторе, заряженном до напряжения U0.Empirically established the dependence of the lamp life, for example, the number of pulses withstood by the flash lamp without destruction, on the load factor f x = (E 0 / E exp ) -8.5 , where
Figure 00000002
- energy stored in a capacitor charged to a voltage U 0 .

С целью увеличения ресурса ламп применяется режим предионизации, когда перед формированием мощного импульса тока через лампы пропускается предварительный импульс с длительностью порядка 150…200 мкс и амплитудой до 10% от амплитуды основного импульса. Работа ламп в режиме с предионизацией позволяет значительно увеличить срок их службы или поднять максимально допустимые значения импульсного тока.In order to increase the resource of the lamps, the preionization mode is used, when, before the formation of a powerful current pulse, a preliminary pulse is passed through the lamps with a duration of about 150 ... 200 μs and an amplitude of up to 10% of the amplitude of the main pulse. The operation of lamps in the pre-ionization mode can significantly increase their service life or raise the maximum allowable impulse current values.

Для инициации разряда в газонаполненной лампе-вспышке необходимо формирование начального стримерного канала между электродами лампы путем создания достаточного для ионизации газа градиента напряжения. Это условие может обеспечиваться различными способами, в том числе подачей импульса поджига с амплитудой в несколько раз больше установившегося напряжения на сформировавшемся разряде.To initiate a discharge in a gas-filled flash lamp, it is necessary to form an initial streamer channel between the lamp electrodes by creating a voltage gradient sufficient for gas ionization. This condition can be provided in various ways, including by applying an ignition pulse with an amplitude several times greater than the steady-state voltage on the formed discharge.

Известен разрядный контур питания импульсной газонаполненной лампы, включающий последовательно соединенные кабелем накопительную емкость, игнитронный разрядник, формирующую индуктивность и импульсную газонаполненную лампу (патент РФ №2227381, МПК Н05В 41/30, опубл. 10.11.2003). Дополнительно в разрядный контур введена поджиговая емкость, которая подключена к части витков формирующей индуктивности и к экрану кабеля, образуя воздушный повышающий трансформатор. Техническим результатом изобретения является питание импульсной лампы напряжением ниже пробойного без применения дополнительных электронных блоков формирования и управления импульса поджига лампы.Known discharge circuit of the power supply of a pulsed gas-filled lamp, which includes a series-connected storage capacity, an ignitron spark gap that forms an inductance and a pulsed gas-filled lamp (RF patent No. 2227381, IPC N05V 41/30, publ. 10.11.2003). Additionally, an ignition capacitor is introduced into the discharge circuit, which is connected to a part of the turns of the forming inductance and to the cable shield, forming an air step-up transformer. The technical result of the invention is the power supply of the flash lamp with a voltage lower than the breakdown voltage without the use of additional electronic units for the formation and control of the lamp ignition pulse.

Недостатком известного устройства является отсутствие фазы предионизации при формировании импульса тока, что вследствие быстрого расширения плазменного столба разряда на фронте импульса приводит к возникновению ударной волны, воздействующей на стеклянную колбу газонаполненной лампы вплоть до ее механического разрушения при работе на предельных токах. Это снижает срок службы и надежность всего устройства.The disadvantage of the known device is the absence of a preionization phase during the formation of a current pulse, which, due to the rapid expansion of the plasma column of the discharge at the pulse front, leads to the appearance of a shock wave affecting the glass bulb of a gas-filled lamp up to its mechanical destruction when operating at limiting currents. This reduces the life and reliability of the entire device.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является разрядный контур емкостного накопителя энергии ЕНЭ-60 для питания восьми ламп накачки модернизированного зеркального осветителя унифицированной конструкции (Потемкин А.К., Журин К.А., Кирсанов А.В., Копелович Е.А., Кузнецов М.В., Кузьмин А.А., Флат Ф.А., Хазанов Е.А., Шайкин А.А. Эффективные широкоапертурные стержневые усилители на неодимовом стекле // Квантовая электроника - 2011 - 41 - №6 - С. 489, рис. 2). Разрядный контур содержит последовательно соединенные первый емкостной накопитель, первую формирующую индуктивность и первый ключ, подключенные к газоразрядной лампе кабельной линией, например коаксиальным кабелем, а также второй емкостной накопитель, вторую формирующую индуктивность и второй ключ, причем отрицательные полюса емкостных накопителей соединены между собой и по оплетке коаксиального кабеля с катодом газоразрядной лампы. В качестве ключа используется тиристорный коммутатор, выполненный на четырех последовательно включенных тиристорах. Для повышения срока службы ламп накачки их поджиг осуществляется с помощью дополнительного малоэнергетичного контура предионизации, подключенного к лампе и состоящего из второго накопительного конденсатора, второго тиристорного коммутатора, второй формирующей индуктивности и резистора.The closest to the claimed device in terms of technical essence and the achieved result is the discharge circuit of the capacitive energy storage unit CES-60 for powering eight pump lamps of a modernized mirror illuminator of a unified design (Potemkin A.K., Zhurin K.A., Kirsanov A.V., Kopelovich E.A., Kuznetsov M.V., Kuzmin A.A., Flat F.A., Khazanov E.A., Shaikin A.A.Effective wide-aperture rod amplifiers on neodymium glass // Quantum Electronics - 2011 - 41 - No. 6 - P. 489, fig. 2). The discharge circuit contains a series-connected first capacitive storage, a first forming inductance and a first switch connected to the gas-discharge lamp by a cable line, for example, a coaxial cable, as well as a second capacitive storage, a second forming inductance and a second switch, and the negative poles of the capacitive storage are connected to each other and braided coaxial cable with discharge lamp cathode. As a key, a thyristor switch is used, made on four thyristors connected in series. To increase the service life of the pump lamps, they are ignited using an additional low-energy preionization circuit connected to the lamp and consisting of a second storage capacitor, a second thyristor switch, a second forming inductance and a resistor.

Недостатком прототипа является необходимость поддержания для надежного поджига лампы повышенного напряжения на конденсаторе контура предионизации. Так, например, для лампы ИНП паспортное значение амплитуды импульса зажигания составляет 25 кВ, в то время как максимальное падение напряжения при токе 4 кА не превышает 1300…4500В. Как следствие, предъявляются повышенные требования к параметрам ключа контура предионизации, так как он должен быть рассчитан на работу при пропускании полного импульса тока контура и в запертом состоянии выдерживать напряжение, существенно превосходящее напряжение на лампе при горении разряда. Следствием этих недостатков является усложнение и удорожание конструкции, увеличение габаритов устройства.The disadvantage of the prototype is the need to maintain a high voltage on the capacitor of the preionization circuit for reliable ignition of the lamp. So, for example, for an INP lamp, the passport value of the ignition pulse amplitude is 25 kV, while the maximum voltage drop at a current of 4 kA does not exceed 1300 ... 4500V. As a result, increased requirements are imposed on the parameters of the key of the preionization circuit, since it must be designed to operate when passing a full pulse of the circuit current and, in the locked state, withstand a voltage that significantly exceeds the voltage on the lamp when the discharge is burning. The consequence of these disadvantages is the complication and rise in the cost of the structure, the increase in the dimensions of the device.

Задачей заявляемой полезной модели является упрощение конструкции и уменьшение габаритов устройства.The objective of the claimed utility model is to simplify the design and reduce the size of the device.

Технический результат - снижение требований к ключу контура предионизации по предельно допустимым коммутируемому напряжению и току за счет разделения процессов поджига, предионизации и основного разряда газоразрядной лампы по разным цепям, снижение электрической нагрузки на конденсатор и ключ контура предионизации.The technical result is to reduce the requirements for the key of the preionization circuit for the maximum permissible switching voltage and current due to the separation of the processes of ignition, preionization and the main discharge of the gas discharge lamp in different circuits, reducing the electrical load on the capacitor and the key of the preionization circuit.

Технический результат достигается тем, что в устройство для питания газоразрядной лампы, содержащее последовательно соединенные первый емкостной накопитель, первый ключ и первую формирующую индуктивность, подключенные к газоразрядной лампе кабельной линией, например коаксиальным кабелем, а также второй емкостной накопитель, вторую формирующую индуктивность и второй ключ, причем отрицательные полюса емкостных накопителей соединены между собой и по оплетке коаксиального кабеля с катодом газоразрядной лампы, введены конденсатор поджига, шунтирующий его резистор и диод, вторая формирующая индуктивность выполнена с отводом, причем анод диода соединен с положительным полюсом второго емкостного накопителя, а катод диода соединен с отводом второй формирующей индуктивности, первый вывод которой соединен с первым выводом конденсатора поджига, второй вывод которого через второй ключ соединен с отрицательными полюсами первого и второго емкостного накопителя, а второй вывод второй формирующей индуктивности соединен по центральной жиле коаксиального кабеля с анодом лампы.The technical result is achieved in that a device for powering a gas-discharge lamp, comprising a series-connected first capacitive storage, a first key and a first forming inductance, connected to the gas discharge lamp by a cable line, for example a coaxial cable, as well as a second capacitive storage, a second forming inductance and a second key , moreover, the negative poles of the capacitive storage are connected to each other and along the braid of the coaxial cable with the cathode of the gas-discharge lamp, the ignition capacitor, the shunt resistor and the diode are introduced, the second forming inductance is made with a tap, and the anode of the diode is connected to the positive pole of the second capacitive storage, and the cathode of the diode connected to the tap of the second forming inductance, the first terminal of which is connected to the first terminal of the ignition capacitor, the second terminal of which is connected through the second switch to the negative poles of the first and second capacitive storage, and the second terminal of the second forming inductance is connected to the lamp anode via the central core of the coaxial cable.

Введение конденсатора поджига, шунтирующего его резистора и диода позволяет снизить электрическую нагрузку на второй ключ, так как он обеспечивает лишь слаботочный поджиг лампы в течение нескольких микросекунд после срабатывания. Индуктивность с отводом представляет собой автотрансформатор, рассчитанный на работу только с током предионизации, что на порядок меньше номинального тока разряда. Разделение поджига и контура формирования тока предионизации позволяет установить напряжение на втором емкостном накопителе на уровне, соответствующем падению напряжения на лампе при протекании некоторого оптимального тока, обеспечивающего предварительный разогрев канала газового разряда. При задании тока предионизации, например, на уровне 10% от максимально допустимого тока лампы, напряжение зарядки конденсатора предионизации составит лишь 30% от падения напряжения на лампе при максимальном токе, что многократно ниже напряжения зажигания лампы.The introduction of an ignition capacitor, a shunt resistor, and a diode makes it possible to reduce the electrical load on the second switch, since it provides only low-current ignition of the lamp within a few microseconds after operation. The tapped inductance is an autotransformer designed to operate only with a preionization current, which is an order of magnitude less than the nominal discharge current. Separation of the ignition and the pre-ionization current formation circuit makes it possible to set the voltage on the second capacitive storage at a level corresponding to the voltage drop across the lamp when a certain optimal current flows, which provides preliminary heating of the gas discharge channel. When the preionization current is set, for example, at the level of 10% of the maximum allowable lamp current, the charging voltage of the preionization capacitor will be only 30% of the voltage drop across the lamp at the maximum current, which is many times lower than the lamp ignition voltage.

Таким образом обеспечивается снижение электрической нагрузки на конденсатор и ключ контура предионизации и, соответственно, снижение требований к параметрам элементов схемы, что дает возможность применения элементной базы менее требовательной по предельно допустимым коммутируемому напряжению и току, в итоге это приводит к упрощению конструкции и уменьшению габаритов устройства.Thus, the electrical load on the capacitor and the key of the preionization circuit is reduced and, accordingly, the requirements for the parameters of the circuit elements are reduced, which makes it possible to use the element base that is less demanding in terms of the maximum permissible switching voltage and current, as a result, this leads to a simplification of the design and a decrease in the dimensions of the device. ...

На фиг. 1 представлена упрощенная электрическая схема устройства для питания газоразрядной лампы. На фиг. 2 приведены расчетные осциллограммы тока и напряжения в цепи из четырех последовательно соединенных ламп типа ИНП 16/250, а на фиг. 3 - экспериментальные результаты работы устройства для питания газоразрядных ламп.FIG. 1 shows a simplified electrical diagram of a device for powering a discharge lamp. FIG. 2 shows the calculated oscillograms of current and voltage in a circuit of four series-connected lamps of the INP 16/250 type, and in Fig. 3 - experimental results of operation of the device for supplying gas-discharge lamps.

Предлагаемое устройство может использоваться для питания одной газоразрядной лампы, а также для питания нескольких ламп, соединенных последовательно. В примере конкретного выполнения устройство используется для питания нескольких ламп.The proposed device can be used to power one gas-discharge lamp, as well as to power several lamps connected in series. In an example of a specific implementation, the device is used to power several lamps.

Устройство содержит последовательно соединенные первый емкостный накопитель 1, первую формирующую индуктивность 2, первый ключ 3, подключенные к последовательно соединенным газоразрядным лампам 4.1…4.N с помощью коаксиального кабеля 5. Кроме того, устройство содержит вторую формирующую индуктивность 6, выполненную с отводом (части 6.1 и 6.2), второй емкостный накопитель 7, диод 8, конденсатор поджига 9 с шунтирующим его резистором 10 и второй ключ 11. Анод диода 8 соединен с положительным полюсом второго емкостного накопителя 7, а катод диода 8 соединен с отводом второй формирующей индуктивности 6, первый вывод которой соединен с первым выводом конденсатора поджига 9, второй вывод которого через ключ 11 соединен с отрицательными выводами первого и второго емкостных накопителей 1 и 7 и по оплетке коаксиального кабеля 5 с катодом лампы 4.N. Второй вывод второй формирующей индуктивности 6 соединен по центральной жиле коаксиального кабеля 5 с анодом лампы 4.1. В качестве ключей могут быть использованы любые полупроводниковые, электровакуумные или газоразрядные коммутирующие приборы, подходящие по параметрам коммутируемого тока и напряжения. В случае использования однооперационных приборов, например, тиристоров, тиратронов для запуска применяется короткий по длительности пусковой импульс. В случае использования полностью управляемых приборов, импульс запуска должен по длительности соответствовать расчетному времени проводимости ключа.The device contains a series-connected first capacitive storage 1, a first forming inductance 2, a first switch 3, connected to series-connected gas-discharge lamps 4.1 ... 4.N using a coaxial cable 5. In addition, the device contains a second forming inductance 6, made with a tap (parts 6.1 and 6.2), a second capacitive storage 7, diode 8, an ignition capacitor 9 with a shunt resistor 10 and a second switch 11. The anode of diode 8 is connected to the positive pole of the second capacitive storage 7, and the cathode of diode 8 is connected to a tap of the second forming inductance 6, the first terminal of which is connected to the first terminal of the ignition capacitor 9, the second terminal of which is connected through the switch 11 to the negative terminals of the first and second capacitive stores 1 and 7 and along the braid of the coaxial cable 5 with the cathode of the lamp 4.N. The second terminal of the second forming inductance 6 is connected via the central core of the coaxial cable 5 to the anode of the lamp 4.1. Any semiconductor, vacuum or gas-discharge switching devices suitable for the parameters of the switched current and voltage can be used as keys. In the case of using single-operation devices, for example, thyristors, thyratrons, a short starting pulse is used for starting. In the case of using fully controlled devices, the start pulse must correspond in duration to the estimated conduction time of the key.

Устройство для питания газоразрядной лампы работает следующим образом. В исходном состоянии первый 3 и второй 11 ключи закрыты, первый емкостный накопитель 1 заряжен до напряжения Eo, соответствующего ожидаемому рабочему току в газоразрядных лампах 4.1…4.N, второй емкостный накопитель 7 заряжен до напряжения Епи, обеспечивающего протекание через лампы 4.1…4.N тока предионизации. Конденсатор поджига 9 разряжен. При замыкании второго ключа 11 конденсатор 9 заряжается по цепи емкостный накопитель 7, диод 8 и часть 6.1 второй индуктивности 6. За счет автотрансформаторной связи обмоток на втором выводе индуктивности 6 формируется импульс напряжения с амплитудой Uз=Eпи⋅(N+1), где N=(L6.2/L6.1)0,5 - коэффициент трансформации, величина которого задается таким образом, чтобы обеспечить поджиг ламп 4.1…4.N. Длительность импульса составляет несколько микросекунд, форма импульса колебательная. Зажиганию разряда дополнительно способствует близкое к удвоению увеличение амплитуды импульса на выходе кабельной линии 5, разомкнутой на конце до зажигания разряда в лампах 4.1…4.N. После зажигания разряда в контуре емкостный накопитель 7, диод 8, часть 6.2 индуктивности 6, лампы 4.1…4.N формируется импульс тока предионизации, параметры которого определяются соотношением волнового сопротивления контура и сопротивлением столба плазменного разряда в лампах 4.1…4.N. Оптимальная форма импульса соответствует переходу разряда емкости накопителя 7 из колебательного в апериодический режим. При этом вся энергия, накопленная в накопителе 7, передается в нагрузку.The device for powering a gas-discharge lamp operates as follows. In the initial state, the first 3 and second 11 keys are closed, the first capacitive storage 1 is charged to a voltage E o corresponding to the expected operating current in gas-discharge lamps 4.1 ... 4.N, the second capacitive storage 7 is charged to a voltage E pi , which ensures flow through the lamps 4.1 ... 4.N of the preionization current. The ignition capacitor 9 is discharged. When the second key 11 is closed, the capacitor 9 is charged along the circuit of the capacitive storage 7, the diode 8 and part 6.1 of the second inductance 6. Due to the autotransformer coupling of the windings on the second inductance terminal 6, a voltage pulse is formed with an amplitude U z = E pi ⋅ (N + 1), where N = (L 6.2 / L 6.1 ) 0.5 is the transformation ratio, the value of which is set in such a way as to ensure the ignition of lamps 4.1 ... 4.N. The pulse duration is several microseconds, the pulse shape is oscillatory. The ignition of the discharge is additionally facilitated by a close to doubling increase in the pulse amplitude at the output of the cable line 5, which is open at the end before the discharge is ignited in lamps 4.1 ... 4.N. After ignition of the discharge in the circuit, capacitive storage 7, diode 8, part 6.2 of inductance 6, lamps 4.1 ... 4.N, a preionization current pulse is formed, the parameters of which are determined by the ratio of the wave resistance of the circuit and the resistance of the plasma discharge column in lamps 4.1 ... 4.N. The optimal pulse shape corresponds to the transition of the discharge capacity of the storage 7 from the oscillatory to the aperiodic mode. In this case, all the energy stored in the storage device 7 is transferred to the load.

В течение времени пока сохраняется проводимость плазмы разряда в лампах 4.1…4.N, может быть включен ключ 3 и в контуре емкостный накопитель 1, ключ 3, индуктивность 2 и лампы 4.104.N будет сформирован импульс рабочего тока. За счет предварительного разогрева плазменного столба амплитуда импульса тока может быть максимально приближенной к предельно допустимым значениям без риска разрушения ламп 4.1…4.N. На фиг. 2 приведены расчетные осциллограммы напряжения (а) и тока (б) на 4-х ламповой нагрузке при напряжении на емкостном накопителе 1 Ео=9кВ и напряжении на емкостном накопителе 7 Епи=2,0; 4,0; 6,0кВ (кривые 1, 2, 3). На фиг. 3. приведены осциллограммы напряжения (луч 4) и тока (луч 1) на 4-х ламповой нагрузке, импульсы запуска ключа 11 контура предионизации (луч 2) и ключа 3 основного рабочего контура (луч 3).During the time while the conductivity of the discharge plasma in lamps 4.1 ... 4.N is maintained, switch 3 can be turned on and a working current pulse will be generated in the circuit of capacitive storage 1, switch 3, inductance 2 and lamp 4.104.N. Due to the preliminary heating of the plasma column, the amplitude of the current pulse can be as close as possible to the maximum permissible values without the risk of destruction of lamps 4.1 ... 4.N. FIG. 2 shows the calculated oscillograms of voltage (a) and current (b) on a 4-lamp load at a voltage on a capacitive storage 1 E o = 9 kV and a voltage on a capacitive storage 7 E pi = 2.0; 4.0; 6.0 kV (curves 1, 2, 3). FIG. 3. Oscillograms of voltage (beam 4) and current (beam 1) on a 4-lamp load, trigger pulses of key 11 of the preionization circuit (beam 2) and key 3 of the main working circuit (beam 3) are shown.

Таким образом, предлагаемое устройство для питания газоразрядной лампы за счет разделения по разным цепям фаз поджига, предионизации и этапа формирования основного разряда обеспечивает возможность снижения электрической нагрузки на конденсатор и ключ контура предионизации, что делает возможным применение элементной базы менее требовательной по предельно допустимым коммутируемому напряжению и токуThus, the proposed device for powering a gas-discharge lamp by separating the phases of ignition, preionization and the stage of formation of the main discharge in different circuits makes it possible to reduce the electrical load on the capacitor and the key of the preionization circuit, which makes it possible to use the element base less demanding in terms of the maximum permissible switching voltage and current

Claims (1)

Устройство для питания газоразрядной лампы, содержащее последовательно соединенные первый емкостной накопитель, первую формирующую индуктивность и первый ключ, подключенные к газоразрядной лампе кабельной линией, например коаксиальным кабелем, а также второй емкостной накопитель, вторую формирующую индуктивность и второй ключ, причем отрицательные полюса емкостных накопителей соединены между собой и по оплетке коаксиального кабеля с катодом газоразрядной лампы, отличающееся тем, что введены конденсатор поджига, шунтирующий его резистор и диод, вторая формирующая индуктивность выполнена с отводом, причем анод диода соединен с положительным полюсом второго емкостного накопителя, а катод диода соединен с отводом второй формирующей индуктивности, первый вывод которой соединен с первым выводом конденсатора поджига, второй вывод которого через второй ключ соединен с отрицательными выводами первого и второго емкостных накопителей, а второй вывод второй формирующей индуктивности соединен по центральной жиле коаксиального кабеля с анодом лампы.A device for powering a gas-discharge lamp, comprising a series-connected first capacitive storage, a first forming inductance and a first switch connected to the gas-discharge lamp by a cable line, for example, a coaxial cable, as well as a second capacitive storage, a second forming inductance and a second switch, and the negative poles of the capacitive stores are connected between themselves and along the braid of the coaxial cable with the cathode of the gas-discharge lamp, characterized in that the ignition capacitor, the shunt resistor and the diode are introduced, the second forming inductance is made with a tap, and the anode of the diode is connected to the positive pole of the second capacitive storage, and the cathode of the diode is connected to the tap the second forming inductance, the first terminal of which is connected to the first terminal of the ignition capacitor, the second terminal of which is connected through the second switch to the negative terminals of the first and second capacitive storage units, and the second terminal of the second forming inductance is connected at The central core of the coaxial cable with the lamp anode.
RU2020127662U 2020-08-18 2020-08-18 Device for supplying a gas-discharge lamp RU201615U9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127662U RU201615U9 (en) 2020-08-18 2020-08-18 Device for supplying a gas-discharge lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127662U RU201615U9 (en) 2020-08-18 2020-08-18 Device for supplying a gas-discharge lamp

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU201615U1 true RU201615U1 (en) 2020-12-23
RU201615U9 RU201615U9 (en) 2021-03-30

Family

ID=74062745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020127662U RU201615U9 (en) 2020-08-18 2020-08-18 Device for supplying a gas-discharge lamp

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU201615U9 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU875653A1 (en) * 1979-12-27 1981-10-23 Центральное Конструкторское Бюро Госстандарта Ссср Device for control of radiation in pulse mode
US4698819A (en) * 1985-03-22 1987-10-06 Institut Franco-Allemand De Recherches De Saint-Louis Power supply unit for a laser tube
SU1563577A1 (en) * 1988-02-11 1992-07-30 Институт прикладной физики АН СССР Device for supplying pulse gas-discharge lamp
RU2672180C1 (en) * 2017-12-08 2018-11-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук Generator of excitation pulses for lasers on self-bounded transitions of metals atoms

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU875653A1 (en) * 1979-12-27 1981-10-23 Центральное Конструкторское Бюро Госстандарта Ссср Device for control of radiation in pulse mode
US4698819A (en) * 1985-03-22 1987-10-06 Institut Franco-Allemand De Recherches De Saint-Louis Power supply unit for a laser tube
SU1563577A1 (en) * 1988-02-11 1992-07-30 Институт прикладной физики АН СССР Device for supplying pulse gas-discharge lamp
RU2672180C1 (en) * 2017-12-08 2018-11-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук Generator of excitation pulses for lasers on self-bounded transitions of metals atoms

Also Published As

Publication number Publication date
RU201615U9 (en) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3334270A (en) Discharge lamp circuit
US5247531A (en) Apparatus for preionizing apulsed gas laser
JPH03110737A (en) Plasma switch having hollow cathode
EP2161801A2 (en) Dual power source pulse generator for a triggering system
US2722629A (en) Electric system
JP4299333B2 (en) Trigger / ignition device in Marx generator composed of n-stage capacitors
RU149862U1 (en) PLASMA SOURCE OF LIGHT RADIATION
US6373199B1 (en) Reducing stress on ignitor circuitry for gaseous discharge lamps
Moo et al. Designing an ignitor for short-arc xenon lamps
RU201615U1 (en) Device for supplying a gas-discharge lamp
US5572093A (en) Regulation of hot restrike pulse intensity and repetition
US3566186A (en) Starting and operating circuit for gas discharge lamps
CN202143278U (en) Low power xenon lamp lighting and triggering device
CN209882183U (en) Pre-burning power supply circuit of pulse xenon lamp
Panchenko et al. Pulsed gas lasers pumped by generators with inductive energy storage
US3323015A (en) Power supply for a compact-arc lamp
Almabouada et al. A simmer circuit for flash-lamp pumping of solid-state lasers
US2700121A (en) Electric system
RU2810296C1 (en) High voltage pulse source
US2651742A (en) Circuit for operating electric discharge devices
Hirth et al. On the proper choice of the preionization mode of linear flashlamps
JP4119991B2 (en) Pulse power supply circuit, discharge light source using the same, and driving method thereof
RU2226022C1 (en) Nanosecond pulse generator for exciting metal-atom terminated lasers
RU2194326C2 (en) Method for energy extraction from inductive storage and its transmission to load
CN105472854A (en) Ignition device of capacitive resonance charging type high-pressure gas discharge lamp

Legal Events

Date Code Title Description
TH91 Specification republication (utility model)