Устройство импульсного питания Советский патент 1983 года по МПК H03K5/00 

;О

У1 ф « Изобретение ртносится к импульсно технике, в частности предназначено для питания разрядных камер лазеров с электронной .ионизацией, работающих в повторно-кратковременном пачко-импульсном р ежиме.. Известно, что лёзерЫ с электронн Л ионизацией потре6ля 6т энергию : короткими импульсами (в нано- и микросекундном диапазоне длительности) , повторяющимися с определенной :частотой. В технологических лазерах |При средней мощности светового пучка 1 И)-50 кВт средняя мощность, пптребляемая из сети, достигает знамений 100-1000 кВт,а импульсная - , в. ., (;-.„„ Вт и более. Для питания разрядных камер в таком {эежиме потребления широко применяются схемы с частичным разрядом kbrtfleHcaTOfpat, причем для повышения КПД подзаряд конденсатора осу(цествля ется через зарядный дроссель }, Из известных технических решений наиболее близким по своей техническо сущности является устройство , со держащее источник напряжения, зарядный вентиль, накопительный конденсатьр и ;зарядный реактор, шунтированны цепочкой из пбслёдЬбательно соединен ; ных управляемого вентиля и резистора в котором при импульсном потреблении энергии шунтированием зарядного реактора осуществляется стабилиза(Ия напряжения конденсатора. Однако при Тггаёгбрйо-кратковременном пачко-импул сном режиме работы как первая схема, так и указанное устройство имею недостаток,заключающийся в колебатёль. ном (процессе выхода на установившийся режим в начале каждой пачки импул сов, что ведет к снижению энерговкла да в начале каждого пуска и снижению надёжности лазера из-Зй возможных пробоев. Целью изобретения является увеличение надежности путем улучшения качества переходного npioyetca при выхо де на установившийся режим работы газового лазера с несамостоятельным разрядом.: , ; : Цель достигается тем, что в устройство импульсного питания, содержащее конденсатор с датчиком напряжения, .подключенный через защитный резистор к электродам разрядной камеры с устройством ионизации, а через .зарядную катушку индуктивности и дат91ик тока - к источнику напряжения, введены блок переключения, два пороговых устройства, генератор импульсов , элемент совпадения, компаратор тока, сумматор, множительноделительиое устройство и блок выработки напряжения Уставки, при этом вход управления устройством ионизации соединен с выходом блока переключения; одйнвх эд которого Через первое пороговое устройство подклю.чен к датчику.напряжения, а другой к генератору импу льсО8, причем вход запуска гейе{эатора импульсов через йлемёНтГШбЙШй йИЙ соединен-с выходом койпараТора Т;6ка и выходом второго порогового устройства, вход которого через Множительно-делительное устройЬтеб Связан; с датчиком напряжения, при этом вход управления блока переключениясоёдинён с выходом комrJaparopa тока, вхЬД которого через. Сумматор ;соедйнеН сдатчиком тока, причем второй входсумматора через блок выработки н.апряжения уставки тока связан с датчиком напряжения. На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - графики изменения Toka в зарядной индуктивности и Напряжения на конденсаторе. - - i Источник питания 1 через датчик тока 2 и заряднуюкатушку индуктивности 3 подключен к конденсатору с датчиком напряжения 5. Конденсатор Vчерез защитный резистор 6 .;. подключен к элёкт|)одам разрядной, йймеры 7 с устройством ионизации 8, вход управления которого соединен с выходом блока переключения 9. Один вход блока переключения соединен через пороговое устройство 10 с датчиком напряжения Другой - с генератором импу;льсов 11, вход запуска которого соединен;через элемент совпадёййя 12 с выходом компаратора тока 13, вход котброго через суммагор 2 соединен сДатчиком тока 2 и с выходом блока выработкинапряжения уставки тока 15, причем вход блока 15соединен с напряжения 5, а вход управления блока переключения 9 - с выходом компаратора тока 13 и с выходом порогового устройства 16напряженная множительно-делительнЬго устройства 17, вырабатывающего апряжение, пропорциональное ожидаемому максимальному значению напряже-

ния конденсатора в установившемся режиме, для чего вход блока 17 соеди нём с датчиком напряжения 5Устройство работает следующим образом.

.При под&че импульса Пуск пороговое устройство ,10 выдает первый импульс Запуски через блок переключения 5 на вход управления устройства ионизации 8. Газ в разрядной камере 7 ионизируется, и конденсатор 4, заряженный в исходном состоянии до Напряжения источника питания 1, .через резистор 6 разряжается за время ий- ; пульса .ионизации до минимального на; пряжения. Под действием разности наНряжений источника питания и конденсатора тока в зарядной катушке ийдуктивнрсти 3 нарастает, изменяясь по синусоидальному закону, и достигает мйксймальногб Значения при наП эяже.; НИИ ко1ндёнсатора, равном напряжению . истбчнйкё питания 1. Пороговое устpoKctBO 10 вырабатывает второй и по-, следующие импульсы управления в моменты равенства наг1ряжений до тех/ пор, пока ток в зарядной катушке ий-;ДУктиенсэсти 3 не достигает необходимого значения., потребляемого от ИСТОЧ йика питания Т в установившемся ре)кимё. Это значение задается с по- . : .мощью блока выработки напряжения

, устайбвки тока 15 после первого же разряда, Возможность использования этого соЬтнсниейия обусловлена тем, что для лазеров с электройной иони: .Зациёй сопротивление разрядного промежутка практически йе Зависит от вёлйчийып|эиложенного кэлектродам ка;мёры напряжения. : :Г : При увеличении тока зарядной ка.Нуйки иНдуктивйосУи 3 до значения, соответствующего выработанной уставке, компаратор тока 13 вырабатывает Сигнал Перевода блока переключения. 9 в положёйиё , при котором управ- . ление устройством ионизации осуществляется от генератора импульсов 11. Для более плавного перехода в установившийся режим работы первый импульс генератора 11, при наличии разрешающего сигнала от компаратора тока 13, вырабатывается в момент, когда напряжение на конденсаторе достигает максимального значения в установившемся режиме потребления при данном пуске. Для этого вход запуска генератора 11 через элемент совпадения 12 соединяется с выходом компаратора тока 13 и с выходом по рогового устройства 16 напряжения множительно-делитеЛЬнОГО Устройства 17, вырабатывающего йапряжение, пропорциональное ожидаемому максимально7 му значению напряжения кондейсатора в установившемся режиме, для чего / Вход блока 17 соединен с датчиком напряжения 5. . . . . Предлагаемое устройство импульсного питания позволяет повысить эффек г тивность и надежность работы лазера в пачко-импульснбм г1овторн6-краткр- ;. временном режиме, так как обеспечи- . вает без перерегулировайия быстрый . выход на .установивший ся режим работы.; Отсутствие перерегулирования позволя ет выбирать рабочее напряжение на разрядной камере и подключенном па-, раллельно ей конденсаторе максимально близко к допустимому По условиям электрической прочности и увеличивать удельный энерговклад и коэффициент полезного действия по свету, уменьшает вероятность Дуговых пробоев в газоразрядной камере, которые обь1чно приводят к разрушению фольги выпуск-; ного окна устройства иойизации и остановке работы лазера не менее чем на

сутки. : : -

Отсутствие большого снижения на пряжения в начале каждого пуска, обеспечиваемое данным устройством питания, положительно сказ.ывается на энерговкладе начальных импульсов.

.iirtS fej 71Й59

./