SU482925A1 - Устройство дл питани импульсной лампы - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области квантовой электроники и может быть иснользовано дл  питани  импульсной лампы, в частности лампы накачки оптического Квантового генератора (ОКГ), работающей в режиме как оди очных , так и часто повтор ющихс  вспышек, с плавной регулировкой энергии, разр жаемой на лампу накачки активного тела О-КГ.

Известно устройство питани  ОКГ с регулировкой энергии, разр жаемой на лампу накачки ОКГ, основанное на зар де рабочей батареи конденсаторов с последующим разр дом ее на лампу накачки. В известном устройстве з.ар д рабочей батареи осуществл етс  от силового выпр мител  через основной yinравл емый вентиль до момента накоплени  в батарее необходимого количества энергии. Прерывание процесса зар да осуществл етс  подключением к основному управл емому вентилю зар женного вспомогательного конденсатора с помощью дополнительного тиристорного ключевого устройства. Зар дка вспомогательного конденсатора осуществл етс  от отдельного высоковольтного выпр мител , гальванически разв занного от основной зар дной цепи.

Недостатки известного устройства вызваны необходимостью прерывани  сильных зар дных токов и заключаютс  в наличии дополнительной батареи конденсаторов дл  запирани 

основного управл емого вентил , отдельного высоковольтного выпр мител , гальванически разв занного от основной зар дной цепи и сравнительно больщого числа дорогосто щих ненадежных вентилей.

Особенностью предлагаемого устройства, обеспечивающей его упрощение и повыщение надежности,  вл етс  то, что к управл ющему электроду тиристора подключен выход схемы регулируемой задержки, вход которой соединен с выходом делител  частоты. Вход делител  частоты подключен к одному из выходов формировател  синхронизирующих импульсов. К импульсному трансформатору поджига импульсной лампы подключен выход схемы совпадени , один из входов которой соединен с выходом триггера, а другой ее вход - со вторым выходом формировател  синхронизирующих импульсов. Один вход триггера соединен с выходом схемы совпадени , а другой - с выходом делител  частоты.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фит. 2 - временна  диаграмма работы устройства , отражающа  характер изменени  напр жени  в различных точках схемы.

Устройство содержит силовой трансформатор 1, выпр митель 2, ключевое устройство, состо щее из встречно-параллельно соединенных тиристора 3 и неуправл емого вентил  4, накопительную индуктивность 5, рабочую батарею конденсаторов 6, импульсный трансформатор поджига 7, импульсную лампу 8 накачки активного тела ОКГ, формирователь синхроимпульсов 9, делитель частоты 10 (задатчик частоты вспышек), схему регулируемой задержки 11, триггер 12 и схему совпадени  13. Кроме того, устройство снабжено электронной схемой блокировки (на чертеже не показана), -исключаюн ей возможность подачи управл ющего импульса на тиристорный ключ в случае, если поджиг лампы накачки уже осуществлен.

Устройство работает следующим образом.

Рабоча  батаре  конденсаторов 6 зар жаетс  непосредственно от выпр мителей силовой сети до амплитудного значени  напр жени  f/o (фит. 2) на выходе выпр мител . Формирователь 9 вырабатывает две серии синхроимпульсов , поступающих на два его раздельных выхода: на его первый выход 14 поступают импульсы, синхронные с моментом начала положительной полуволны напр жени  Uz на выходе силового выпр мител , а на его второй выход 15 - импульсы, синхронные с моментом спада напр жени  Uz на выходе выпр мител  до нулевого значени . Делитель частоты 10 запускаетс  от синхроимпульса первой серии и в момент времени U выдает синхронный с питающим напр жением запускающий импульс, который поступает на схему регулируемой задержки 11. Через промежуток времени Тр.з., длительность которого определена настройкой схемы задерлжи 11, с ее выхода на управл ющий вход тиристора 3 подаетс  запускающий импульс (момент i). Вследствие этого в колебательном контуре, состо щем из рабочей батареи конденсаторов 6, накопительной индуктивности 5 и встречнопараллельно соединенных тиристора 3 и неуправл емого вентил  4, начинаетс  колебательный процесс. Емкость батареи конденсаторов 6 и величина накопительной индуктивности 5 подобраны таким образом, что резонансна  частота этого контура 5 не частоты питающей сети. После открыти  тиристорного ключа, батаре  конденсаторов 6 начинает разр жатьс  на накопительную индуктивность 5 интервал времени (i-4). Этот процесс продолжаетс  до момента tz, пока на лампу накачки 8 через импульсный трансформатор 7 не поступит импульс поджига со схемы совпадени  13. Поскольку на вход схемы совпадени  13 сигналы поступают со второго выхода 15 формировател  9, импульс поджига синхронизирован с напр жением на выходе выпр мител  и подаетс  в момент надени  выходного напр жени  до нулевого значени . Допускаетс  также некотора  задержка импульса поджига лампы относительно момента спада напр жени  на выходе вынр мител  до нулевой величины. За интервал времени (ti-4) в результате перехода энергии из батареи конденсаторов 6 в накопительную ипдуктивность 5 напр жение на батарее f/e упадет со своего максимального значени  f/o до

требуемого значени  U. В момент поступлени  импульса поджига оставшеес  в батарее конденсаторов 6 нужное количество энергии за интервал времени (tz-4) разр жаетс  на 5 лампу накачки 8 активного тела ОКГ. Колебательный же нроцесс, начавшийс  в колебательном контуре, продолжаетс , в результате чего батаре  перезар жаетс  сначала до напр жени  противоположной пол рности ( момент 4), а еще через полпериода - первоначальной , т. е. рабочей пол рности (момент t). При этом первые полпериода (ti-4) ток протекает через управл емую вентильную ценочку , а вторые полпериода (4-U в обратном

5 направлении - через неуправл емый вентиль , чем достигаетс  надежное запирание тиристоров . Таким образом, после завершени  ци-кла перезар дки в колебательном контуре часть энергии, отвод ща с  к моменту вспышки лампы в индуктивность, возвращаетс  в конденсаторную батарею, благодар  чему сохран етс  высокий к.п.д. устройства. После дозар дки батареи от выпр мител  до максимального выходного напр жени  t/o устройство готово к следующему циклу работы. Требуема  частота следовани  вспышек задаетс  настройкой делител  частоты 10.

Плавна  регулировка энергии, разр жаемой на лампу накачки, осуществл етс  за

0 счет изменени  величины опережени  (топ tz-ti момента подачи управл ющего импульса на вход тиристора относительно момента поджига импульсной лампы накачки. Изменение величины оперел ени  Топ производитс  при помощи перестройки схемы регулируемой задержки 11.

Триггер 12 и схема совпадени  13 осуществл ют поджиг ламны накачки в момент tz, если с делител  частоты 10 в момент времени

0 0 на вход триггера 12 поступил импульс, синхронный с запуском схемы задержки 11. Таким образом, поджиг лампы возможен лишь в те периоды питающего напр жени , в которых осуществл етс  открытие тиристора 3.

5 В предлагаемом устройстве исключена возможность импульсных перегрузок зар дных вентилей и силового трансформатора, потому что зар дное напр жение после предыдущей вспышки, синхронизированной с сетью,

0 не возрастает скачком, а всегда начинает возрастать практически от нулевого значени  по синусоидальному закону. Причем батаре  конденсаторов уже частично зар жена за счет энергии, отвод щейс  к моменту предыдущей

5 вспышки в накопительную индуктивность. Все это позвол ет отказатьс  от зар дных токоограничивающих элементов (резисторов, дросселей), снижающих к.п.д. всего устройства . Вентильные элементы также не испытывают перегрузок, ибо участвуют лищь в плавных колебательных процессах.

Область нрименени  устройства не ограничиваетс  лишь питанием ОКГ. Оно может быть применено в различных процессах, требующих часто повтор ющихс  зар дов емкостного накопител  с последующим его регулируемым разр дом на потребитель энергии. Примерами могут служить электроискрова  обработка металлов, питание различных имиульсных устройств, получение электрогидравлического эффекта Юткина и т. д.

Пред м е т изобретен и  

Устройство дл  питани  имп)льсной лампы, в частности лампы накачки оптических квантовых генераторов, работающей в режиме как одиночных, так и часто новтор ющихс  импульсов с плавной регулировкой эиергии излучени , содержащее силовой выпр митель, рабочую батарею конденсаторов, разр жаемую через импульсный трансформатор поджига на ламиу, и подключенную к этой батарее цепочку из накопительной индзктивности и ключевого блока, состо щего из неуправл емого вентил  и встречно параллельно с ним соединенного тиристора, отличающеес 

тем, что, с целью упрощени  устройства и повыщени  его надежности, управл ющий электрод тиристора присоединен к выходу схемы регулируемой задержки, подключенной своим входом к делителю частоты, вход которого

присоединен к одному из выходов формировател  синхронизирующих импульсов, а к трансформатору поджига подключен выход схемы совпадени , один из входов которой соединен с вторым выходом формировател  синхронизирующих имиульсов, а другой ее вход - с выходом триггера, входы которого присоединены соответственно к выходу делител  частоты и к выходу схемы совпадени .

io 1 Ч 5 Фиг. 2