SU818040A1 - Устройство дл питани импульснойгАзОРАзР дНОй лАМпы - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  питани  импульсной лампы, в часности , лампы накачки оптического квантового генератора (ОКГ), рабоТс1ющей в режиме часто повтор ющихс  вспышек с плавной регулировкой .энергии, разр жаемой на лампу накачки активного тела ОКГ.

Известное устройство дл  питани  импульсной газоразр дной лампы содержит силовой трансформатор, .выпр мите ь, ключевое устройство, состо щее из встречно-параллельно соединенных тиристора и неуправл емого вентил , накопительную индуктивность, батарею конденсаторов , электронную схему управлени 

Электронна  схема управлени  устройства обеспечивает работу силовой части в таком режиме, при котором импульсы тока через лампу накачки .не .мен ют своей напрайленности . Это приводит к неравномерной нагрузке силовых электродов лампы накачки, ее интенсивному износу и снижению допустимой средней мощности расса ни .

устройство дл  питани  импульсной газоразр дной лампы, содержащее силовой трансформатор, выпр митель, ключевое у тройсгво, состо щее из встречно-пара/шельно соединеннигх тиристора и неуправл емого вентил , накопительную индуктивность, рабочую батарею конденсаторов, импульсный трансформатор поджига, импульс-0 ную лампу накачки активного тела ОКГ, формирователь синхроимпульсов, делитель частоты (задатчик частоты вспышек), схему регулируемой задержки , триггер и схему совпадени .

5 Рабоча  батаре  конденсаторов через выпр митель подключенако вторичной обмотке силового трансформатора, а через вторичную обмотку импульсного трансформатора поджига - к лампе

0 накачки. К рабочей батаа§е конденсаторов подключена последовательна  цепочка из накопительной и дуктивности к ключевого устройства,состо щего из встречно-параллельно сое диненных тиристора и неуправл емохО вентил . Формирователь синхроиг пульсов соединен своим входом с источником сетевого напр жени ,одним выходом - со входом делител  частоты, а другим выходом - с одним из входов

совпадени  .Делитель частоты соелинен с одним из входов триггера, . а схему регулируемой задержки с управл ющим электродом тиристора. Выход триггера подключен к одному из входов схемы совпадени , выходом полключенной ко вторичной обмотке трансформатора поджига и входу триггера . Электронна  схема управлени  рбеспечива ет работу силовой части известного прототипа в следующем режиме. Рабоча  батаре  конденсаторов зар жаетс  до амплитудного значени  напр жени  на выходе выпр мтел , Далее начинаетс  предварительный отвод избыточной энергии в накопительную индуктивность. В момент, 1,огда в батарее остаетс  требуемое количество энергии, осуществл етс  под-киг импульсной лампы и разр д через нее требуемого остатка энергии . Затем предварительно отведенна  Б индуктивность энерги  вновь возвр .иаетс  в батарею конденсаторов. В последующих вспышках процессы .происход г аналогично,направленность тока через лампу не мен етс  2,

Недостатки этого устройства св заны с однопол рностью разр дных импульсов тока через газоразр дную лампу и заключаютс  в неодинаковом нагреве ее электродов, интенсивном износе и снижении допустимой средней мощности рассе ни .

Цель изобретени  - увеличение срока службы лампы и повышение допустимой средней мощности рассе ни .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  питани  импульсной газоразр дной лампы, содержащее рабочую батарею конденсаторов , соединенную через однополупериодный выпр митель со вторичной обмоткой силового трансформатора, а через вторичную обмотку импульсного трансформатора поджига с выводом дл  подключени  импульсной газоразр дной лампы, подключенную к рабочей батарее конденсаторов последовательную цепь, состо щую из накопительного дроссел , тиристора и включенного встречно-параллельно ему диода блок формировани  синхроимпульсов, входом подключенный к выводам дл  присоединени  к сети питани , одним из выходов соединенный через делитель частоты, и схему регулируемой задержки с управл ющим эл.ектродом тиристора, элемент И, подключенный одним из входов к выходу триггера, а выходом - к началу первичной обмотки импульсного трансформатора поджига, концом Подключенный к концу накопительного дроссел  к концу вторичной обмотки силового трансформатора, к обкладке рабочей батареи конденсаторов и к второму выводу дл  присоединени  импульсной -газоразр дной лампы, снабжено линие

посто нной задержки, включенной между выходом делител  частоты и входом триггера и дополнительно снабжено триггером со счетным входом и двум  элементами И,причем выход дополнительного триггера подключен Ко входам дополнительных элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам блока формировани  синхроимпульсов, а выходы соединены с одним из входов элемента И, к выходу которого подключен счетный вход дополнительного триггера.

На фиг. 1 представлена принципиална  схема устройства; на фиг. 2 временна  диаграмма его работы.

Устройство состоит из силового трансформатора 1, однополупериодного выпр мител  2, тиристора 3, диода 4, накопительного дроссел  5, рабочей батареи конденсаторов 6, импульсного трансформатора 7 поджига, импульсной газоразр дной лампы 8, блока 9 формировани  синхроимпульсов, делител  .10 частоты, элемента 11 регулируемой задержки, триггера 12, элемента 13 И, дополнительных элементов 14 и 15 И, дополнительного триггера 16 со счетным входом и линии 17 задержк Кроме того, устройство снабжено электронной схемой блокировки (не показана), исключающей возможность подачи управл ющего импульса на тиристор 3 в случае, если процесс разр да рабочей батареи конденсаторо 6 на импульсную газоразр дную лампу 8 еще не закончилс .

Claims (2)

1. Рабоча  батаре  конденсаторов 6 соединена через силовой выпр митель 2 с выводами вторичной обмотки силового трансформатора 1, подключаемого к источнику питающего переменного напр жени , а через вторичную обмотку импульсного трансформатора 7 поджига с выводами дл  подключени  электро дов импульсной газоразр дной лампы 8, К батарее конденсаторов 6 подключена цепь из накопи-1 ельного дроссел  5 и встречно-параллельно соединенных диода 4 и тиристора 3, Блок 9 формировани  синхроимпульсов подключен входом к источнику питающего переменного напр жени , выходом 18 ко входам делител  10 частоты и элемента 15 И, а выходом 19 - ко входу элемента 14 И делител  10 частоты С соединен со входом линии 17 задержки и через элемент 11 регулируемой задержки - с управл ющим электродом тиристора 3.Элементы 14 и 15 И соединены потенциальными входами с выходными цеп ми триггера 16, а выходами - с одним из входов элемента 13 И, выход которого соединен с входными цеп ми триггера 12, 16 и с первичной обмоткой импульсного трансформатора 7 поджига. Второй вход триггера 12 подключен к выходу линии 17 задержки, а его выход - ко второму входу эле мента 13 И. Силовой трансформатор 1 служит повышени  питающего напр жени  до требуемой величины и зар да рабоче батареи конденсаторов 6 посредство однополупериодного выпр мител  2, Рабоча  батаре  конденсаторов б иг рает роль емкостного накопител  энергии, разр жаемой ,в требуемый момент времени на импульсную газоразр дную лампу 8 накачки активног тела ОКГ, Дл  инициировани  разр д в лампе 8 1служит импульсный транс форматор 7 поджига. Накопительный дроссель 5 играет роль вспомогател ного накопител  энергии и служит дл  отвода в нее избыточной энерги из рабочей батареи конденсаторов 6 Собственна  частота контура, образованного накопительным дросселем и рабочей батарей конденсаторов 6, подбираетс -равной частоте питающе сети. Тиристор 3 и диод 4 слу жат дл  св зи рабочей батареи конденсаторов 6 с накопительным дросселем 5.Блок 9 формировани  синхро импульсов синхронизирован с на пр жением питающей сети. На его выходе 18 генерируютс  импульсы, опережающие на временной интервал С момент начала положительной полувол ны напр жени  U, проводимого одно полупериодным выпр мителем 2 (см. фиг. 2). На выходе 19 генерируютс  импульсы, опережающие момент спада положительной полуволны напр жени  и до нулевого значени  на тот же по длительности интервал времени &( Длительность интервала tT, должна быть не менее длительности разр да рабочей батареи конденсаторов 6 на импульсную газоразр дную Лс1мпу 8. Делитель 10 частоты служит дл  регулировани  частоты следовани  вспышек. За счет перестройки схемы регулируемой задержки 11 измен етс  длительность . процесса предварительного отвода избыточной энергии из рабочей батареи конденсаторов б в накопительный дроссель 5 и тем самым регулируетс  количество энергии, разр жаемое на импульсную газоразр дную лампу 8. Триггер 16, осуществл   поочередное включение элементов 14 или 15 И, обеспечивает прохождение на вход элемента 13 И сигналов либо с выхода 18, либо с выхода 19 блока 9 формировани  синхроимпульсов. Этим обеспечиваетс подача иг-шульсов поджига в нужные полуволны колебательного процесса в контуре, состо щем из рабочей батареи конденсаторов 6 и накопительного дроссел  5, а следовательно , и чередование направленности импульсов тока через импульсную газоразр дную лампу 8. Назначение элемента13 И и триггера 12 - обеспечение синхронности отпирани  тиристора 3 и поджига импульсной газоразр дной лампы 8.Лини  17 задержки необходима дл  обеспечени  задержки импульса,поступающего с выхода делител  10 частоты на вход тиркс тора 12.Врем  задержки tr ,обеспечиваемое линией 17 задержки, должно быть не менее времени срабатывани  и релексации элемента 15 И. Устройство работает следующим |образом. При подаче в произвольный момент времени сетевого напр жени  триггер 12 подает на потенциальный вход элемента 13 И запрещающий сигнал, триггер 16 подает на один из элементов И, например 14, разрешающий сигнал, а на элемент . (в данном примере -15) - запрещающий сигнал. Батаре  конденсаторов 6 зар жаетс  до амплитудногозначени  напр жени  UQ на выходе выпр мител  2. В момент t, , опережающий начало положительной полуволны напр жени  проводимого однополупериодным выпр мителем 2, на временной интервал , на выходе 18 блока 9 формировани  синхросигналов по вл етс  импульс, поступающий на входы делител  10 частоты, элемента 15 И (см. временную ось на фиг. 2). Поскольку элемент 15 И заперт по своему потенциальному входу триггером 16, импульс через него не проходит. Делитель 10 частоты запускаетс  ст синхроимпульса выхода 18 и в момент t выдает импульс (см. ось ), который поступает на вход элемента 11 регулируемой задержки и вход нерегулируемой линии 17 задержки. Через временной интервал Тг,. , определ емый линией 17 задержки, триггер 12 переводитс  в другое устойчивое состо ние (см. временную ось TJy2 ) и отпирает по потенциальному входу элемента 13 И. В момент t,2, т.е. с задержкой по отношению к моменту на промежуток времени длительность которого определ етс  настройкой элемента 11 регулируемой задержки, на управл ющий электрод тиристора 3 поступает запускающий импульс. Тиристор 3 отпираетс  и в колебательном контуре, состо щем из рабочей батареи конденсаторов 6, накопительного дроссел  5 и встречнопараллельно соединенных тиристора 3 и диода 4, начинаетс  колебательный процесс. Емкость рабочей батаеи конденсаторов и индуктивность накопительного дроссел  5 подобраны аким образом, что резонансна  астота этого контура строго равна астоте питающей сети. В результате олебательного процесса избыточна  нерги  переходит из рабочей батаpew .о;;п/-нсаторов 6 в накопительный Spoc.ceJib 5 j напр жение на батарее 6 к моменту ta спадает с амплитудной величины VQ до требуемого значени  и., (см, временную ось U на фиг. 3) В гюмент t, опережающий спад положительной ,полуволны напр жени  U,j до нулевого значени  на интервал t,, ;Нй выходе 19 блока 9 формировани синхросигналов возникает импульс {см, ось Uj) f поступающий через открытие по потенциальным входам элементы 14 и 13 И на первичную обмотку импульсного трансформатора 7. В тот же момент t сигнал с вьпюла эламента 13 И переводит триг гера .12 и 16 в другие устойчивые состо ни . Тем самым элементы 14 и 14 И запираютс  по потенциальным Бхсдам. а элемент 15 И открываетс . В момект ta газоразр дна  лампа 8 поджигаетс . Параметры разр дного контура, включающего в себ  рабочую батарею конденсаторов б, вторичную обмотку импульсного трансформатора и импульсную газоразр дную лампу 8 подбираютс  таким образом, посто нна  времени много меньшб, че постолкна  времени контура, состо и ,его из рабочей батареи конденса торов б, накопительного дроссел  5 к вс1-речно-параллельно соединенных тиристора 3 и диода 4. Благодар  такому соотношению практически все ссгав йеес  в батарее конденсаторов нужное количество энергии за интер вал врамени (t,to) разр жаетс  на латышу 3, Колебательный же процесс, начайшийс  в контуре батаре  конденсдторов б - накопительный дроссель 5 в момент ty, продолжаетс , 3 результате чего энерги , отведенна  предварительно в накопитель ный дроссель 5, вновь возвращаетс  в батарею конденсаторов 6„ Причв первые гюл-периода ток в контуре протекает через тиристор 3, а вторые пол-периода - через диод 4. Тиристор 3 запираетс , и новый цикл колебаний в контуре возможен лшхь При поступлении отпирающего сигнала на его управл ющий электрод . После дозар да батареи конденсаторов б до амплитудного нагф жени  Уд устройство готово к , очегкэдиой вспышке, В момент ti , опережающий начало положительной полуволны напр жени  Vп, проводимого однополупериод HtiiM выпр мителем 2, на временной интервал Ъ , на выходе 18 блока 9 формировани  синхросигналов по вл етс  импульс, поступающий на вхо делител  частоты 10 и элемента 15 Пройд  через открытый элемент 15 И импу.льс поступает на элемент 13 И, запертый по своему потенциальному входу ариггером 12, и через него н проходит. Делитель частоты 10 заускаетс  от синхроимпульса выхода 18f и в тот же момент t выдает сигал , запускающий элеме1:т 11 регулиуемой задержки и нерегулируемую инию 17 задержки. Через временной интервал-f импульсом поступившим выхода линии 17 задержки, триггер 12 переводитс  в другое устойчивое состо ние и отпирает по потенциальному входу элемент 13 И, Длительность интервала t;j должна быть не менее времени срабатывани  и релаксации элемента 15 И, Это необходимо дл  исключени  возможности отпирани  в момент t элемента 13 К и прохождени  через него импульса на трансформатор 7 поджига, . В момент t (где Т„ ) на управл ющий электрод тиристора 3 с выхода регулируемой задержки 11 поступает отпирающий импульс. Как и в первом случае, в колебательном контуре, образованном дросселем 5 и емкостью рабочей батараи 6, начинаетс  свободный колебательный процесс с частотой, равной частоте питающей сети. В момент tg , опережающий на временной интервал Ьц момент спада до нулевого значени  положительной полуволны напр жени  и„, проводимой выпр мителем 2, на выходе 19 блока 9 формировани  синхросигналов возникает импульс, поступающий на вход элемента 14 И, Как и в первом случае , в результате свободного колебательного процесса в контуре (батаре -конденсаторов б - накопительный дроссель 5 за интервал времени S :g напр жение на рабочей батарее конденсаторов б спадает с амплитудной величины VP до значени  U,. Но элемент 14 И заперт по своему по1енциалькому входу триггером 16, импульс с :зь5хода 19 блока 9 формировани  синхросигналов через него не проходит. Свободный колебательный процесс в контуре продолжаетс . К моменту t. рабоча  батаре  б перезар жаетс до напр жени -Уо, равного по абсолютному значению -fVo (гели дл  простоты изложени  пренебречь активными потер ми), но противоположного ему по знаку. Далее происходит отвод избыточной энергии из рабочей батареи конденсаторов 6 в накопительный дроссель 5. В момент tg, опережающий начало положительной полуволны напр жени  Uj,, проводимого выпр мителем 2, на временной интервал tX . на выходе 18 блока 9 формировани  синхросигналов вырабатываетс  импульс, поступающий через открытые элементы И 15 и 13 на первичную обмотку импульсного трансформатора 7 поджига газоразр дной лампы 8. Поскольку временной интервал t - tg равен половине периода свободных колебаний в контуре рабоча  батаре  конденсаторов 6 - накопительный дроссель 5, то к моменту tg напр жение на батарее 6 становитс  равным -и т.е. имеет то же абсолютное значен что и к моменту t - началу первой вспышки, но противоположно ему по знаку. Как и в процессе первой вспьлики, газоразр дна  лампа 8 поджигаетс  импульсом, поступившим со вторичной обмотки трансформатор 7, и оставшеес .в рабочей батарее конденсаторов 6 нужное количество энергии за интервал времени tg- t разр жаетс  на лампу 8, однако на .этот раз направление импульса тока iчерез лампу противоположно направлению тока в первой вспышке. Далее энерги , отведенна  к моменту tg в накопительный дроссель 5, в резул тате продолжающегос  в контуре бат ре  конденсаторов 6 - накопительный дроссель 5 свободного колебательно го процесса вновь возвращаетс  в рабочую батарею конденсаторов б, бл годар  чему обеспечиваетел высокий КПД устройства. После дозар да батареи от выпр мител  до максималь ного выходного напр жени  VQ устрой ство готово к следующему циклу рабо ты. Плавна  регулировка энергии, разр жаемой на лампу .8 накачки, осу ществл етс  за счет изменени  величины опережени  момента подачи управл ющего импульса на вход тиристо ра 3 относительно момента поджига импульсной лампы 8 накачки (см. соответственно интервалы t t ил t,- - to) / что в свою очередь достигаетс  перестройкой элемента 11 регулируемой задержки. Дискретна  регулировка частоты следовани  вспышек лампы 8 накачки ОКГ обеспечиваетс  за счет перестройки делител  10 частоты. Таким образом, при питании газоразр дной лампы изобретение обеспечивает автоматическое чередование направлени  тока через лампу и обеспечивает выгодный тепловой режи ее работы. Применение изобретени  позвол ет увеличить срок службы лампы и.повысить ее среднюю мощность рассе ни , что обеспечивает достижение экономического эффекта. Формула изобретени  Устройство дл  питани  импульсной газоразр дной дампы, содержащее рабочую батарею конденсаторов, соединенную через однополупериодный выпр митель со вторичной обмоткой силового трансформатора, а через вторичную обмотку импульсного трансформатора по,т:хига с выводом дл  подключени  импульсной газоразр дной лампы, подключенную к рабочей батарее конденсаторов последовательную цепь, состо щую из накопите.пь ного дроссел , тиристора и включенного встречно-пара.апельно ему диода, блок формировани  синхроимпульсов, входом подключенный к выводам дл  присоединени  к сети питани , одним из выходов соединенный через делитель частоты и элемент регулируемой задержки с управл ющим электр ;;дом тиристора, элемент И, подключенный одним из входов к выходу триггера, а выходом - к началу первичной обмотки .импульсного трансформатора поджига, концом подключенный к концу накопительного дроссел , к концу.вторичной обмотки силового трансформатора, к сбкладке рабочей батареи конденсаторов и ко второму выводу дл  присоединени  импульсной газо.разр дной лампы, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  срока службы и повышени  ее допустимой средней мощности рассе ни , оно снабжено линией посто нной задержки, включенной между выходом делителч частоты и входом триггера и дополнительно снабжено триггером со счетным входом и элементами И, причем выход дополнительного триггера подключен ко входам дополн телькых элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам блока формировани  син.хроимпульсов г а выходы соединены с одним из входов элемента И, к выходу которого подключен счетный вход допслните.пьнйго триггера, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1 . /лзторское свидетельство СССР № 484813, кл. Н 05 В 41/34,20.07,73.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 482925, кл. Н 05 .В 41/54,20,07.73.

   Ч7ТУ4 П-т

   т -i I

   у

   :i