Источник питания электроразрядных импульсных лазеров Советский патент 1989 года по МПК H03K3/53 H01S3/97 

IS инлульеы sanvcica

1 ьг1 1 ете11ие относится к импульс- ;: 1ч:-:н;1кс и N O /reT быть использова- Н . д;1ря;1ки накопительных конден- )01 систем с импульсной нагрузKOJ ,

Ие.чыо изобретения является повыше- iii:c и; ложности работы источника питания 11: е ктроразрядных имнульсных ла- чсро1 ja счет снижения напряжения 11; ; ллоиых :зо:ементах схекы.

H;i dnir.i приведена структурная ;зл1. Ктрическая схема устройства; на фиг.2 - фрагмент схемы устройства; и;) сЬиг.З - эпюры, поясняющие работу устройства.

Не г(1чиик питания электроразряд- ; импултпспых лазеров содержит вып- рчмпгель , первый вывод которого сое jir.iii: п с первым выводом блока 2 кон- ,,: i;i-;rropo 3 и с вхо;юм узла 3 унрав- л;- ;ioi o кси ебательпого заряда, выход , 1Ч, соедипеи с первым выводом ii,i:.;ieJi,4 ч }1аг:рях епия, входом токо- I I мшчинаюшего элемента 5, первым

:;: Vn - t- 11гиа пи1 чльных конденсаторов 6,. с ..едипеппым через последователь- соедипеппые импульсный транссЬор- :,:г. 7 г па1рузк(. 8 и запускающий ;,. .: : 9 с оОщей шипой устройства и с --. р ) Быводом нак .эпительных конденса г 1 ,.- 6, TV)Hrrepnh.; ( пороговый элемент i i. ii( вход которого соединен 1 iu.ixOii-i M де.тпггеля 4 напряжения, вто- ...м; хи; , - с первым выводом источни- к i 11 ппчрного напряжения, выход - с jiriinri.; формирователи 12 импульсов ;i г упр.изляилдим входом управляемого к.тпичл 13, включенным между выходом ;т :,;ч1Г1)аиич пзаю1цег О элемента 5 и 14 ,. выводом источника 1А компен- I. .:iiiuiiiHr rn напряжения, второй вывод 14 liipovu соединен с общей шиной .уст- 1П ;ства, выход формирователя 12 им- 1р;, соединен с управляющим входо ;;i Ч 3 упратшяемого колебательного ;/:;.;i,7i., С11росовый ВХОД которого сое.1;Г1. г. тп-мрым выводом ВЫПрЯМИТвЛЯ 1

: :;i:ii;i:;:; вь:подом блока 2 конденсато- ;|. , грж чяюший вход запускающего ,чк -- i ) соединен с шиной 15 запуска, , ;r..:i::m блок 16 конденсаторов ,: - Mip 17, дополнительньш узел 18 CMC го колебательного заряда, ;;..:i;i iiCTC oi o соединен с третьим выв . TU ;пря п1теля 1, первым выводок до мппипте- пгпого блока 16 конденсаторов . i .,1 , вход - с вторым выводом г. / рччп 11. .ПК 1, вторым выводом источ

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ника 11 onopHoi o напряжения, управляющий вход - с выходом формирователя 12 импульсов, выход - с общей щиной устройства, которая через резистор 17 соединена с вторым вьпктдом деЛите- ля А напряжения.

Выпрямитель 1 выполнен по шестифаз- ной мостовой схеме (Фиг.2).

Узлы 3 и 18 управляемого колебательного заряда - на основе тиристоров 19 и 20, вентилей 21 и 22, дросселей-трансформаторов 23 и 24; делитель 4 напряжения содержит резистор 25, оптоэлектронный элемент 26, усилитель 27.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в исходном состоянии напряжение на накопительном конденсаторе 6 поддерживается на уровне U (Фиг.3,б) зада1пюм источ1Шком 1 1 опорного напряжения, с помощью источника 14 компенсационного напряжения.

С приходом импульса запуска в момент времени t, (фиг.3,а) происходит разряд накопительного конденсатора

6на нагрузку 8 через трансформатор

7и запускающий ключ 9. При этом за счет паразитных индуктивностей разрядного контура напряжение на накопительном конденсаторе 6 изменяет .полярность, хотя по величине стремится к нулю. В момент времени t

вновь начинается заряд накопительного конденсатора 6 от блоков 2 и 16 конденсаторов, заряжающихся от выпрямителя 1, через дроссели-трансформаторы 23 и 24 и вентили 21 и 22 (фиг.3,г,д). Ток через светодиод оптоэлектронного элемента 26 возрастает и преобразуется с помощью согласующего усилителя 27 в напряжение обратной связи, подаваемое на первый вход триггериого порогового элемента 10. Падения нанряжения на резисторах 25 и 17 , и потенциал на светодиоде элемента 26 близок к потенциалу средней точки выпрямителя 1 . Б момент времени tj, когда напряжение обратной связи становится равным напряжению источника 11 опорного напряжения, на регулирующие тиристоры 19 и 20 поступает управляющий сигнал от формирователя 12 импульсов (фиг.3,в). При этом заряд накопительного конденсатора прерывается, так как вторичные обмотки дросселей-трансформаторов 23 и 24

оказываются подключенными к блокам 2 и 16 конденсаторов, и суммарное напряжение на них, первичных обмотках дросселей-транссЬорматоров оказывается меньше напряжения на накопительном конденсаторе 6. Зарядные вентили 21 и 22 запираются и во вторичных обмотках дросселей-трансформаторов появляется ток, который линейно спадает до нуля к моменту времени t. Так осуществляется сброс избыточной энергии, накопленной в дросселях-транссЬорматорах, в буферные конденсаторы блоков 2 и 16. С приходом очередного импульса запуска t ((Ьиг.3,а) цикл работы источника питания повторяется.

До момента времени t напряжения на регулирующих тиристорах 19 и 20 равны соответственно напряжениям и и U,g на буферных конденсаторах блоков 2 и 16 и при разряде накопительного конденсатора 6 возрастают к моменту времени t до максимальных значений, которые превышают начальное напряжение на буферных конденсаторах в (п + 1) раз (п - коэффициент передачи дросселей-трансформаторов) . В процессе заряда накопительного конденсатора (t, фиг.3,а) напряжения на регулирую- щих тиристорах меняют полярность. В момент времени tj регулируюиц е тиристоры отпираются на время сброса энергии. В момент t регулирующие тиристоры запи}-аются и напряжения на них вновь становятся равнми напряжениям на буферных конденсаторах.

Формула изобретения

Источник питания электроразрядных импульсных лазеров, содержащий выпрямитель, первый вывод которого соединен с первь м выводом блока конденса

10

15

20

25

30

35

40

45

226

торов и с входом узлл управ. гяемяго колебательного заряда, выход которого соединен с первым выводом делителя напряжения, входом токоогрпничи- вающего элемента, первым выводом накопительных конденсаторов, соединенным через последовательно соединенные импульсный трансформатор с нагрузкой, и запускающий ключ с общей щиной устройства и с вторым выводом накопительных конденсаторов, триг- герный пороговый элемент, первый вход которого соединен с выходом делителя напряжения, второй вход - с первым выводом источника опорного напряжения, выход - с входом формирователя импульсов и с управляющим входом управляемого ключа, включенным между выходом токоограничивающе- го элемента и первым выводом источника компенсационного напряжения, второй вывод которого соединен с, общей щиной устройства, выход Формирователя импульсов соединен с управляющим входом узла управляемого колебательного заряда, c6pocoBbiii вход которо.г о соединен с вторым выводом выпрямителя и вторым выводом блока конденсаторов, управляющий вход запускающего ключа соединен с щиной запуска, о т - л и ч а ю-щ и и с н тем, что, с целью повыщения надежности рпботы, в него введены дополнительный блок конденсаторов, резистор, дополнительный узел управляемого колебательного заряда, вход которого соединен с третьим выводом выпрямителя, первым выводом дополнительного блока KOHJICH- саторов, сбросовый вход - с вторым выводом выпрямителя, вторым выводом источника опорного напряжения, управляющий вход - с выходом формирователя импульсов, выход - с обще тиной устройства, которая через резистор соединена с вторым выводом делителя напряжения.

сет I

Изобретение может быть использовано для зарядки накопительных конденсаторов систем с импульсной нагрузкой. Цель - повышение надежности работы источника питания электроразрядных импульсных лазеров за счет снижения напряжения на силовых элементах схемы-достигается введением дополнительного блока 16 конденсаторов, резистора 17, дополнительного узла 18 управляемого колебательного заряда и новых электрических связей. Источник питания содержит также выпрямитель 1, блок 2 конденсаторов, узел 3 управляемого колебательного заряда, делитель 4 напряжения, токоограничивающий элемент 5, импульсный трансформатор 7 с нагрузкой 8, запускающий ключ 9, триггерный пороговый элемент 10, накопительный конденсатор 6. 3 ил.

Фие.2

На ynpat Xtj iu ключ конпениционною нолря- Компенсационное х ениянапряжение

Инпумсы гапусм