Источник питания электроразрядных импульсных лазеров Советский патент 1990 года по МПК H03K3/53 H01S3/97 

Фиг.1

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано, Например, для заряда накопительных .конденсаторов лазерных систем и является усовершенствованием изобретения пр авт. св. № 1277558.

Целью изобретения является повышение КПД за счет уменьшения потерь мощности в токоограничителе.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема источника питания; на фиг. 2 - схема компенсации; на фиг. 3 - схема оптоэлектронной развязки; на фиг. 4 - функциональная схема источника питания; на фиг„5 - эпюры, поясняющие работу.

Источник питания электроразрядных импульсных лазеров содержит основной источник 1 постоянного напря- Зкения, подсоединенный к нему парал-- лельно буферный конденсатор 2, узел 3 управляемого колебательного заряда, вход которого соединен с по- ложительной клеммой основного источника 1 постоянного напряжения, Элемент 4 задержки, например, накопительный конденсатор, соединенный одной обкладкой с общей шиной, а другой - с выходом узла 3 управляемого Колебательного заряда, делитель 5 напряжения, включенный параллельно элементу 4 задержки, выходной импульсный трансформатор 6, соединенный одним концом первичной обмотки с вы- ходом узла 3 управляемого колебательного заряда; а другим концом - с запускающим ключом 7, другой вывод которого соединен с общей шиной, источник 8 опорного напряжения, отрица- тельной клеммой соединенный с общей шиной, триггерный пороговый элемент 9, например компаратор, неинвертирующий вход.которого соединен со средней точкойделителя 5 напряжения, ин- вертирующий вход - с положительной- клеммой источника. 8 опорного напряжения, а выход через формирователь 10 импульсов - с управляющим входом узла 3 управляемого колебательного за- ряда, заземляющая клемма которого сое динена с общей шиной, и нагрузку 11, например лазер, источник 12 компенсационного напряжения, управляющий ключ 13 и токоограничитель 14, например резистор, соединенные между собой последовательно и подключенные параллельно элементу 4 задержки, причем вход управления управляющего ключа 13

соединен с выходом триггерного поро- гового элемента 9.

Управляющий ключ 13 выполнен на симисторе 15 и содержит цепь 16 гальванической развязки, а источник 12 компенсационного напряжения содержит трансформатор с выпрямителем 17, при этом вход трансформатора соединен через симистор 15 с сетью переменного напряжения, а выход подключен через токоограничительный элемент 18 параллельно элементу 4 задержки, вход управления симистором 15 через цепь 16 гальванической развязки соединен с выходом триггерного порогового элемента 9.

Делитель 5 напряжения выполнен на оптоэлектронном элементе 19 гальванической развязки, содержащем последовательно соединенные резистор 20 и оптрон 21, например диодный, и согласующий усилитель 22, причем катод входного светодиода 23 соединен -с общей шиной, анод - с резистором 20, а выход оптрона 21, например выходной фотодиод 24 - с входом согласующего усилителя 22, выход которого соединен с неинвертирующим входом триггерного порогового элемента 9.

Б устройство введены дополнительный триггер 25 и элемент И 26, причем S-вход дополнительного триггера 25 соединен с выходом формирователя 10 импульсов. R-вход дополнительного триггера 25 соединен с входом управления запускающего ключа 7, выход триггера соединен с неинвертирующим входом элемента И 26, инвертирующий вход которого и выход включены между выходом триггерного порогового элемента 9 и входом управления управляемого ключа 13.

Источник питания работает следующим образом.

Допустим, что в исходном состоянии напряжение на накопительном конденсаторе (элемент 4) поддерживается на уровне Uc (фиг. 56), заданном источником 8 опорного напряжения, с помощью источника 12 компенсационного напряжения. Триггер 25 при этом находится в состоянии высокого уровня сигнала на выходе (фиг. 5г). До момента времени t напряжение обратной связи на неинвертирующем входе триггерного; порогового элемента 9 меньше опорного напряжения и на выходе триггерного порогового элемента 9 присутствует

сигнал низкого уровня (фиг. 5в), при этом на выходе элемента И 26 присутствует сигнал высокого уровня (фиг.За), ключ 13 замкнут и накопительный конденсатор подзаряжается от источника 12 компенсационного напряжения.

В момент времени tf напряжение обратной связи достигает величины опорного напряжения и на выходе триггер- ного порогового элемента 9 (фиг.Зв) появляется положительный перепад напряжения, при этом формирователь 10 импульсов вырабатывает импульс, но он не меняет состояния триггера 25, а на выходе элемента И 26 появляется отрицательный перепад напряжения (фиг. 5а), ключ 13 размыкается и начинается разряд накопительного конденсатора за счет токов утечки и тока делителя 5 напряжения.

В момент времени t4, когда напряжение обратной связи достигает нижнего порога срабатывания триггерного порогового элемента 9, обусловленного его гистерезисом, на его выходе появляет

ся отрицательный перепад напряжения (фиг. 5в), на выходе элемента И 26 появляется сигнал высокого уровня (фиг. 5д), ключ 13 размыкаетоя и вновь 30 начинается подзарядка накопительного конденсатора (фиг. 56).

С приходом импульса запуска в момент времени t5 (фиг. 5а) начинается разряд накопительного конденсатора на нагрузку 11, при этом триггер 25 в состоянии низкого уровня. Триггер 25 блокирует прохождение через эле- ент И 26 сигнала от триггерного порогового элемента 9 и на выходе элемента И 26 появляется сигнал низкого уровня (фиг. 5д), ключ 13 размыкается . В процессе разряда накопительного конденсатора и его заряда от ос25

35

40

o

0

30

заблокироваг триггером 25 (фиг. 5г), так как источник 12 компенсационного напряжения отключен.

В момент времени t. напряжение .на накопительном конденсаторе достигает заданной величины (фиг. 5а), при этом на выходе триггерного порогового элемента 9 появляется положительный перепад напряжения (фиг. 5в). Формирователь 10 импульсов вырабатывает импульс, прерывающий зарядку накопительного конденсатора от основного источника 1 Постоянного напряжения и одновременно по S-входу триггера 25 устанавливает его.в состояние высокого уровня (фиг. 5г). При появлении отрицательного перепада напряжения на выходе триггерного порогового элемента 9 (фиг. 5а) на выходе элемента И 26 появляется высокий уровень напряжения (фиг. 5д), ключ 13 замыкается и начинается подзарядка накопительного конденсатора до заданного уровня. С при- 5 ходом следующего импульса запуска в момент времени t цикл работы источника питания повторяется.

5

Ф

ормула изобретения Источник питания электроразрядных импульсных лазеров по авт. св. № 1277358, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД за счет уменьшения потерь мощности в то- коограничителе, в него введены дополнительный триггер и элемент И, причем S-вход дополнительного триггера соединен с выходом формирователя импульсов, R-вход триггера соединен с входом управления запускающего ключа, выход триггера соединен с неинвертирующим входом элемента И, инвертирующий вход которого и выход включены между выходом триггерного порого

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, для заряда накопительных конденсаторов лазерных систем. Целью изобретения является повышение КПД путем уменьшения потерь мощности в токоограничителе. Источник питания электроразрядных импульсных лазеров содержит основной источник 1 постоянного напряжения, буферный конденсатор 2, узел 3 управляемого колебательного заряда, элемент 4 задержки, делитель 5 напряжения, импульсный трансформатор 6, запускающий ключ 7, источник 8 опорного напряжения, пороговый элемент 9, формирователь 10 импульсов, нагрузки 11, например лазер, источник 12 компенсационного напряжения, управляющий ключ 13 и токоограничитель 14. 5 ил.

новного источника 1 постоянного напря- 45 вого элемента и входом управления жения до момента времени t ключ 13 управляемого ключа.

15

v

о-

W

ZO 21

() 2

Риг.З

18

17

Риг. 2