RU3361U1

RU3361U1 - PULSE GAS DISCHARGE POWER SUPPLY DEVICE

Info

Publication number: RU3361U1
Application number: RU95116342/20U
Authority: RU
Inventors: А.Н. Ульянов; В.И. Стрелков
Original assignee: Ульянов Андрей Николаевич
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1996-12-16

Abstract

1. Устройство для питания импульсного газоразрядного источника света, например ультрафиолетового излучателя установки для обеззараживания жидких сред, содержащее сетевой выпрямитель с фильтром, блок заряда с повышающим трансформатором, первичная обмотка которого через дроссель, конденсатор и ключ, замыкаемый при его заряде, подключена к выходу сетевого выпрямителя, а вторичная обмотка через выпрямитель подключена к накопительному конденсатору блока разряда, который через ключ, замыкаемый в режиме разряда, и дроссель соединен с зажимами источника света, блок поджига и поддержания дежурной дуги импульсным трансформатором, первичная обмотка которого через ключ, замыкаемый в режиме поджига, и токоограничительное сопротивление подключена к накопительному конденсатору, а вторичная - соединена с зажимами источника света, и блок управления, отличающееся тем, что первичная обмотка повышающего трансформатора блока заряда состоит из двух неравных частей, меньшая из которых через средний вывод, обратный диод и ключ, коммутируемый в режиме перезаряда, замыкается на конденсатор блока заряда.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вторичная обмотка импульсного трансформатора в блоке поджига и поддержания дежурной дуги одним концом соединена непосредственно с зажимом "Минус" источника света, а другим - через независимый источник постоянного тока, отсечный диод и токоограничивающее сопротивление выведена на зажим "Плюс" источника света.1. A device for supplying a pulsed gas-discharge light source, for example, an ultraviolet emitter of a liquid disinfection apparatus, comprising a network rectifier with a filter, a charge unit with a step-up transformer, the primary winding of which is connected to the network output through a choke, capacitor and a key that closes when it is charged rectifier, and the secondary winding through the rectifier is connected to the storage capacitor of the discharge unit, which is connected via a key, which is closed in the discharge mode, and the inductor is connected to the terminal the light source, the ignition unit and maintaining the standby arc by a pulse transformer, the primary winding of which is connected to the storage capacitor through the key, which is closed in the ignition mode, and the current-limiting resistance, and the secondary one is connected to the terminals of the light source, and the control unit, characterized in that the primary the winding of the boost transformer of the charge unit consists of two unequal parts, the smaller of which, through the middle terminal, the reverse diode and the switch, switched in the recharge mode, closes on the condensate zaryada.2 block. The device according to claim 1, characterized in that the secondary winding of the pulse transformer in the ignition unit and maintaining the duty arc is connected at one end directly to the "Minus" terminal of the light source and the other through an independent DC source, a cut-off diode and a current-limiting resistance are output to the terminal "Plus" light source.

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ГАЗОРАЗРЯДНОГО ИСТОЧНИКА СВЕТАPULSE GAS DISCHARGE POWER SUPPLY DEVICE

Предложенное в качестве полезной модели, техническое решение относится к устройству для питания импульсных газоразрядных источников света и, в частности, для питания ультрафиолетового излучателя в установках для УФ-обработки жидких сред с целью их обеззараживания, например при очистке сточных и природных вод, стерилизации воды, используемой для питья, в пишевой промышленности и т.д.Proposed as a utility model, the technical solution relates to a device for supplying pulsed gas-discharge light sources and, in particular, for supplying an ultraviolet emitter in installations for the UV treatment of liquid media for the purpose of their disinfection, for example, in wastewater and natural water treatment, water sterilization, used for drinking, in the food industry, etc.

Широко известны устройства для питания импульсных газоразрядных источников света, в том числе для питания источников УФ-излучения, от сети переменного тока, содержащие выпрямитель сетевого напряжения с фильтром, блок заряда с повышаюшим трансформатором, блок разряда с накопительным конденсатором, к которому через контур разряда подключен источник излучения, блок поджига с импульсным трансформатором и блок управления (1,2).Widely known are devices for supplying pulsed gas-discharge light sources, including for supplying UV radiation sources from an alternating current network, containing a mains voltage rectifier with a filter, a charge unit with a step-up transformer, a discharge unit with a storage capacitor, to which it is connected via a discharge circuit a radiation source, an ignition unit with a pulse transformer and a control unit (1,2).

Указанные аналоги отражают схемные особенности выполнения отдельных элементов устройства для питания импульсных гаэоразМПК: Н05В 41/29 C02F 1/32These analogues reflect the circuit features of the implementation of the individual elements of the device for supplying pulsed gaeorazMPK: Н05В 41/29 C02F 1/32

рядных источников света и их связей, но не учитывают специфических условий их работы в установках для УФ-обработки жидких сред, в частности обеззараживания воды.light sources and their connections, but do not take into account the specific conditions of their work in installations for UV treatment of liquid media, in particular water disinfection.

Наиболее близким из таких устройств, как по области применения, таких и по технической сущности и достигаемому результату является установка для очистки и обеззараживания водных сред с помощью источника УФ-излучения, в котором устройство для питания УФ-излучения содержит выпрямитель, блок заряда, блок разряда с накопительным конденсатором, контур инициирования разряда, импульсный трансформатор и блок управления (3).The closest of such devices, both in terms of application, and in terms of technical nature and the achieved result, is an installation for cleaning and disinfecting aqueous media using a UV radiation source, in which the UV radiation supply device contains a rectifier, a charge unit, a discharge unit with storage capacitor, discharge initiation circuit, pulse transformer and control unit (3).

Недостатком этого устройства являются низкие энергетические показатели, а также чрезмерные токовые нагрузки УФ-излучателя, что значительно снижает срок его службы.The disadvantage of this device is the low energy performance, as well as excessive current loads of the UV emitter, which significantly reduces its service life.

Предложенное в качестве полезной модели техническое решение направлено на усовершенствование отдельных блоков входящих в устройство для питания источника УФ-излучения и связей между ними, что позволяет получить положительный технический результат, выражающийся в улучшении энергетических показателей, уменьшении габаритов и увеличении срока службы источника УФ-излучения .The technical solution proposed as a utility model is aimed at improving the individual units included in the device for supplying the UV radiation source and the connections between them, which allows to obtain a positive technical result, which is expressed in improving energy performance, reducing dimensions and increasing the life of the UV radiation source.

Это достигается тем, что первичная обмотка повышающего трансформатора в блоке заряда состоит из двух неравных частей, меньшая из которых через средний вывод, обратный диод и ключ, коммутируемый в режиме перезаряда, замыкается на конденсатор, а вторичная обмотка импульсного трансформатора в блоке поджига одним концом соединена непосредственно с зажимом минус источника УФ-излучения, а другим - через независимый источник постоянногоThis is achieved by the fact that the primary winding of the step-up transformer in the charge unit consists of two unequal parts, the smaller of which is connected to the capacitor through the middle terminal, the reverse diode and the switch switched in the charge mode, and the secondary winding of the pulse transformer in the ignition unit is connected at one end directly with a clamp minus the source of UV radiation, and the other through an independent constant source

тока, отсечный диод и токоограничивающее сопротивление - выведена на зажим плюс источника УФ-излучения.current, cut-off diode and current-limiting resistance - brought to the clamp plus a UV radiation source.

Сущность устройства для питания импульсного газоразрядного источника УФ-излучения и его работа поясняются на принципиальной схеме , где:The essence of the device for powering a pulsed gas-discharge source of UV radiation and its operation are illustrated in the schematic diagram, where:

силовой выпрямитель - 1; конденсатор фильтра - 2; отсечный диод-3; ключ перезаряда -4; повышающий трансформатор-5; дроссель -6; конденсатор -7; зарядный ключ -8; обратный диод -9; выходной выпрямитель -10; делитель напряжения - 11, 12; накопительный конденсатор -13 ; разрядный ключ -14; разрядный дроссель -15; источник УФ-излучения (ртутно-кварпевая лампа) - 16; трансформатор поджига -17; токоограничивающее сопротивление - 18; отсечный диодpower rectifier - 1; filter capacitor - 2; shut-off diode-3; recharge key -4; step-up transformer-5; throttle -6; capacitor -7; charging key -8; reverse diode -9; output rectifier -10; voltage divider - 11, 12; storage capacitor -13; bit key -14; discharge choke -15; a source of UV radiation (mercury-quartz lamp) - 16; ignition transformer -17; current limiting resistance - 18; isolation diode

-19; резистор -20; ключ поджига -21; конденсатор -22; источник питания - 23 дежурной дуги; блок управления -24.-19; resistor -20; ignition key -21; capacitor -22; power source - 23 duty arc; control unit -24.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

Выпрямленное на выпрямителе 1 и отфильтрованное конденсатором 2 напряжение сети поступает на зарядную схему. Блок управления 24 подает на зарядный ключ 8 импульс запуска, после чего происходят заряд конденсатора 7 по цепи зажим плюс конденсатора фильтра 2 - первичная обмотка повышающего трансформатора 5 дроссель 6 - конденсатор 7 - ключ 8 - зажим минус конденсатора 2. По окончании цикла заряда конденсатора 7 ключ 8 отключается, и блок управления подает импульс запуска на ключ перезаряда 4. Конденсатор 7 перезаряжается по цепи: зажим плюс конденсатора 7 дроссель 6 - часть первичной обмотки повышавшего трансформатора 5The mains voltage rectified on the rectifier 1 and filtered by the capacitor 2 is supplied to the charging circuit. The control unit 24 delivers a start pulse to the charging key 8, after which the capacitor 7 is charged through the clamp plus filter capacitor circuit 2 - the primary winding of the step-up transformer 5 inductor 6 - capacitor 7 - key 8 - clamp minus the capacitor 2. At the end of the charge cycle of the capacitor 7 the key 8 is turned off, and the control unit supplies a start pulse to the recharge key 4. The capacitor 7 is recharged in the circuit: clamp plus capacitor 7 inductor 6 - part of the primary winding of the step-up transformer 5

падает до нуля и ключ отключается. Во время цикла замыкания зарядного ключа 8 напряжение первичной обмотки повышающего трансформатора 5 выпрямляется выпрямителем 10. При этом происходит заряд накопительного конденсатора 13. Циклы заряда-перезаряда конденсатора 7 повторяются до тех пор, пока с делителя напряжения 11-12 в блок управления 24 не поступит сигнал о том, что напряжение на накопительном конденсаторе 13 достигло заданного уровня.drops to zero and the key is disabled. During the closure cycle of the charging key 8, the voltage of the primary winding of the step-up transformer 5 is rectified by a rectifier 10. At the same time, the accumulator capacitor 13 is charged. The charge-overcharge cycles of the capacitor 7 are repeated until a signal is received from the voltage divider 11-12 to the control unit 24 that the voltage at the storage capacitor 13 has reached a predetermined level.

Благодаря тому, что заряд конденсатора 7 осуществляется через всю первичную обмотку повышающего трансформатора 5, а перезаряд только через меньшую часть обмотки, достигается уменьшение габаритов трансформатора. Кроме того такое подключение трансформатора позволяет практически в течение всего цикла заряда накопительного конденсатора 13 коммутировать в цепи заряда конденсатора 7 двойное напряжение питания, так как при его заряде в цепи действует сумма напряжений снимаемых с конденсаторов 2 и 7, что позволяет уменьшить коэффициент трансформации повышающего трансформатора 5 и соответственно снизить ток в первичной сети, то есть улучшить энергетические показатели.Due to the fact that the charge of the capacitor 7 is carried out through the entire primary winding of the step-up transformer 5, and recharge only through a smaller part of the winding, the overall dimensions of the transformer are reduced. In addition, this connection of the transformer allows almost the entire charge cycle of the storage capacitor 13 to switch the double voltage in the charge circuit of the capacitor 7, since when it is charged in the circuit, the sum of the voltages removed from the capacitors 2 and 7 acts, which reduces the transformation ratio of the step-up transformer 5 and accordingly reduce the current in the primary network, that is, improve energy performance.

При достижении величины напряжения на накопитальном конденсаторе заданного уровня блок управления прерывает зарядно-разрядные циклы в цепи конденсатора 7 и подает импульс запуска на разрядный ключ 14. При этом ртутно-кварцевая лампа 16 предварительно подожжена и в ней поддерживается дежурная дуга по цепи: зажим плюс источника питания дежурной дуги 23 - отсечной диод 19 токоограничиваюшее сопротивление 20 - лампа 16 - вторичная обмотка трансформатора поджига 17 - зажим минус источника 24.When the voltage level at the storage capacitor of the specified level is reached, the control unit interrupts the charge-discharge cycles in the capacitor circuit 7 and supplies a start pulse to the discharge key 14. In this case, the mercury-quartz lamp 16 is pre-ignited and the duty arc is maintained along the circuit: clamp plus source supply arc on duty 23 - cut-off diode 19 current-limiting resistance 20 - lamp 16 - secondary winding of the ignition transformer 17 - clamp minus source 24.

ется обратное напряжение, при этом цепь питания дежурной дуги прерывается и накопительный конденсатор 13 разряжается на лампу 16 по цепи: зажим плюс конденсатора 13 - разрядный ключ 14 дроссель 15 - лампа 16 - зажим минус конденсатора 13, в лампе возникает ультрафиолетовое излучение. По окончании разряда конденсатора 13 цепь питания дежурной дуги вновь замыкается, при этом ключ 14 выключается и восстанавливается, так как к нему приложено обратное напряжение. На время восстановления ключа 14 сигнал с блока управления блокирует заряд конденсатора 13.The reverse voltage is applied, while the power supply circuit of the standby arc is interrupted and the storage capacitor 13 is discharged to the lamp 16 through the circuit: clamp plus capacitor 13 - discharge key 14 inductor 15 - lamp 16 - clamp minus capacitor 13, ultraviolet radiation appears in the lamp. At the end of the discharge of the capacitor 13, the power circuit of the arc on duty again closes, while the key 14 is turned off and restored, since the reverse voltage is applied to it. During the recovery of the key 14, the signal from the control unit blocks the charge of the capacitor 13.

Поджиг дежурной дуги лампы 16 осуществляется по сигналу блока управления 24 в начале работы устройства. При этом на ключ поджига 21 подается запускающий импульс, конденсатор 22, предварительно заряженный от накопительного конденсатора 13 через токоограничивающий резистор 20, подключается к первичной обмотке трансформатора поджига 17, высоковольтный импульс напряжения, снимаемый с вторичной обмотки этого трансформатора складывается с напряжением питания источника 23 дежурной дуги и через отсечной диод 19 и токоограничивающее сопротивление 18 прикладывается к лампе 16, последняя пробивается и в ней зажигается дежурная дуга.The ignition of the arc of the lamp 16 is carried out by the signal of the control unit 24 at the beginning of the operation of the device. At the same time, a start pulse is supplied to ignition key 21, a capacitor 22, pre-charged from the storage capacitor 13 through a current-limiting resistor 20, is connected to the primary winding of the ignition transformer 17, the high-voltage voltage pulse taken from the secondary winding of this transformer is added to the supply voltage of the arc source 23 and through the cut-off diode 19 and the current-limiting resistance 18 is applied to the lamp 16, the latter breaks through and the pilot arc is ignited in it.

Источники информации:Information sources:

1.Монография Источники электропитания лазеров, авторы: И.В.Волков и В.М.Вакуленко, изд. Техника, Киев, 1976г.1. Monograph Laser power sources, authors: I.V. Volkov and V.M. Vakulenko, ed. Technique, Kiev, 1976

2.Патент России N 2027326 по кл. Н05В, 41/392.2. Patent of Russia N 2027326 by class. H05B, 41/392.

Claims

1. A device for supplying a pulsed gas-discharge light source, for example, an ultraviolet emitter of a liquid disinfection apparatus, comprising a network rectifier with a filter, a charge unit with a step-up transformer, the primary winding of which is connected to the network output through a choke, capacitor and a key that closes when it is charged rectifier, and the secondary winding through the rectifier is connected to the storage capacitor of the discharge unit, which is connected via a key, which is closed in the discharge mode, and the inductor is connected to the terminal the light source, the ignition unit and the maintenance of the standby arc by a pulse transformer, the primary winding of which is connected via a key closed in the ignition mode, and the current-limiting resistance is connected to the storage capacitor, and the secondary is connected to the terminals of the light source, and the control unit, characterized in that the primary the winding of the boost transformer of the charge unit consists of two unequal parts, the smaller of which, through the middle terminal, the reverse diode and the switch, switched in the recharge mode, closes on the condensate charge unit.

2. The device according to p. 1, characterized in that the secondary winding of the pulse transformer in the ignition and maintenance of the arc on duty one end is connected directly to the terminal "Minus" of the light source, and the other through an independent DC source, a cut-off diode and current limiting resistance on the Plus clamp of the light source.