Устройство для питания импульсных газоразрядных ламп Советский патент 1982 года по МПК H05B41/30 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания четного числа импульсных газоразрядных ламп накачки оптическогоквантового генератора, работающих в режиме чередующихся импульсов разной полярности с плавной регулировкой энергии, подаваемой на импульсные газоразрядные лампы.

Известно устройство для формирования импульсов тока чередующейся направленности для питания импульсной газоразрядной лампы,основанное на заряде емкостного накопителя напряжением чередующейся полярности с последующим разрядом его на импульсную газоразрядную лампу оптического квантового генератора, обладающее повышенным сроком службы импульсных газоразрядных ламп tljОднако известное устройство имеет большие габариты и вес из-за того, что в нем невозможно применить полярные электрические конденсаторы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для питания импульсных газоразрядных ламп, в частности накачки оптического квантового генератора, работающее в режиме чередующихся импульсов разной полярности

с плавной регулировкой энергии, подаваемой на импульсные газоразрядные лампы, и содержащее источник питания, блок заряда, накопительный конденсатор, блок управления с триггером счета тактов и логическими элементами распределения импульсов управления, ко тараторы положительного и отрицательного уровней напряжения, блок

10 поджига импульсных газоразрядных ламп, связанный с их поджигающими электродами, причем выход источника питания соединен с блоком заряда, к выходу которого подключен накопитель15ный конденсатор и компараторы поло жительного и отрицательного уровней напряжения. Это устройство благодаря чередованию импульсов разной полярности имеет повышенный срок службы

20 импульсных газоразрядных ламп и улуч,шает тепловой режим их работы .

Недостатками этого устройства яв.пяются oтJcyтcтвиe возможности приме25нять полярныеэлектролитические конденсаторы, характеризуемые высокой удельной энергией, и низкий коэффициент использования мощности источника питания из-за малой и неравномер30ной скорости передачи энергии от Hdточнкка питания, что недопустимо для автономных .энергетических установок Цель изобретения - уменьшение габаритов и веса устройства. Поставленная цель достигается тем что устройство для питания импульсны газоразрядных ламп, содержащее источ ник питания, блок заряда, накопител ный конденсатор, тиристор, компаратор уровня напряжения, блок управле ния, блок поджига и три вывода для подключения электродов двух импульсных газоразрядных ламп, причем выход источника питания через блок заряда подключен к накопительному конденса торутпараллельно которому подключен вход компаратора уровня напряжений соединенного своим выходом с входом блока управления, один из выходов блока управления соединен с входом блока поджига, выход которого подключен к выводам для присоедине.ния электродов поджига импульсных газоразрядных ламп, анод тиристора подключен к положительной обкладке нако пительного конденсатора, а другой вы ход блока управления подключен к управляемому электроду тиристора, дополнительно снабжено четырьмя тири торами , другим накопительным конденсатором и фотоэлементом, причем вход фотоэлемента оптически связан с импульсными газоразрядными лампами, а выход подключен к другому входу блока управления, катод тиристора подключен к одному из выводов для присоединения импульсной газоразрядной лампы и к аноду одного из дополнительных тиристоров, катод которого подключен к катоду другого дополнительного тиристора и к аноду третьего дополнительного тиристора, подключенного катодом -к отрицательным ,обкладкам обоих накопительных конден саторов , положительная обкладка другого накопительного конденсатора сое динена с другим выводом для подключе ния другой импульсной газоразрядной лампы и с анодом четвертого дополнительного тиристора, катод которого соединен с анодом другого дополнительного тиристора и с третьим выводом для подключения других электродов обеих импульсных газоразрядных ламп, а управляющие переходы всех дополнительных тиристоров подключены к соответствующим выходам блока управления. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства. . Устройство содержит источник 1 пи тания постоянного или переменного то ка, соединенный своими выводами с блоком 2 заряда, который своими поло жительным . и отрицательным выводами связан соответственно с положительным 4 и отрицательным 5 выводами накопительного конденсатора 3, который выполнен с использованием полярных электролитических конденсаторов.Четное число импульсных газоразрядных ламп разделено на две равные последовательно соединенные группы 6 и 7 с отводом 8 от точки соединения групп 6 и 7 и снабжено двумя выводами: 9 от первой группы б и 10 - от второй группы 7. Вывод 10 соединен непосредственно или через токоограничивающий разрядный дроссель с положительным выводом 11 дополнительного конденсатора 12, выполненного с использованием полярных электролитических конденсаторов . Устройство содержит также пять разрядных тиристоров 13-17, компаратор 18 положительного уровня напряжения,- блок 19 управления со счетчиком импульсов до четырех, блок 20 поджига импульсных газоразрядных ламп и фотоэлемент 21, на который подают часть светового потока импульсных газоразрядных ламп б и 7.,Положительный вы1вод 4 накопительного конденсатора 3 связан с выводом 9 группы 6 ,им--пульсных газоразрядных ламп через первый тиристор 13, анод которого соединен с выводом 4. Отвод 8 от точки соединения групп ламп 6 и 7 связан через соединенные последовательно-согласно тиристоры 14 и 17 с точкой соединения отрицательных выводов накопительных конденсаторов 3 и 12. Анод тиристора 15 включен между точкой соединения тиристоров 14 и 17 и выводом 9 первой группы б ламп, к упомянутому выводу 9. Вторая группа 7 импульсных газоразрядных ламп соединена параллельно с тиристором 16, анод которого соединен с выводом 10 второй группы 7 ламп. Блок 19управления связан своим счетным входом с выходом фотоэлемента 21. Блок 19 управления соединен с блоком 20поджига, который связан с поджигающими электродами импульсных газоразрядных ламп. Кроме того, блок 19 управления пятью выходами соединен с управляющими электродами и катода-;ми тиристоров 13-17. Компаратор 18 положительного уровня напряжения подключен парой выводов к положительному 4 и отрицательному 5 выводам накопительного конденсатора 3 и связан с блоком 19 управления. Отношение емкостей Cj/C. конденсаторов 3 к 12 выбирают из условия достижения напряжения на выводах конденсатора 12 в момент самопогасания тиристора 13 или импульсных газоразрядных ламп по абсолютной величине в два раза меньше напряжения на накопительном конденсаторе 3 в начальный момент его разряда. Устройство работает следующим образом.

Источник 1 питания через блок 2 заряда заряжает, например, неизменной мощностью накопительный конденсатор 3. В это время все тиристоры размыкают соответствующие цепи. Компаратор 18 положительного уровня напряжения контролирует напряжение Уд на выводах накопительного конденсатора и сравнивает его с опорным напряжением U. Когда они сравняются, компаратор 18 выдает сигнал на блок 19 управления, а последний подает сигнал на блок 20 поджига импульсных газоразрядных ламп и открывает тиристор 13. Происходит разряд накопительного конденсатора 3 через дополнительный конденсатор 12 на по.следовательно соединенные группы 6 и 7 ламп по цепи: 3-4-13-9-6 7 - 10 - 11 - 12 - 5 - 3. В этом время тиристоры 14-17 закрыты.

При , разряде накопительного конденсатора 3 конденсатор 12 заряжается обратной полярностью по конденсатору 3.

В конце разряда, когда тиристор 13 или импульсные газоразрядные лампы погасают, ток в-разрядном контуре уменьшается до нуля, а напряжение на конденсаторе 12 должно составлять половину напряжения на конденсаторе 3 в начальный момент его разряда.

Так как на фотоэлемент 21 отводится часть светового потока импульсных газоразрядных ламп 6 и 7, при их вспышке он вырабат{лвает импульс напряжения, по заднему фронту которого |блок 19 управления отсчитывает пер вый импульс, подает сигнал на блок 20 поджига и открывает тиристоры 14 и 17. Происходит разряд конденсатора 12 на вторую группу 7 ламп по цепи: 12 - 11 - 10 - 7 - 8 - 14 17- 5 - 12, во время которого ток через вторую группу 7 ламп проходит в обратном направлении, что увеличивает их срок службы. Напряжение на конденсаторе 12 убывает от его начального значения до напряжения тиристоров 14 и 17 или групп ламп б

и 7/ то есть практически до нуля. В |ЭТО время тиристоры 13, 15 и 16 закрыты .

Фотоэлемент 21 во время вспышки группы ламп подает на блок 19 управления импульс напряжения, по заднему фронту которого отсчитывается импульс и подготавливается цепь на открытие .тиристора 13. Затем происходит, как было описано ранее, подзаряд накопительного конденсатора 3. Когда напряжение на его выводах 4 и 5 достигает опорного, компаратор

18положительного уровня напряжения выдает сигнал на блок 19 управления, а последний подает сигнал на блок

20 поджига импульсных газоразрядных

ламп и открывает первый тиристор 13. Происходит описанный ранее разряд накопительного конденсатора 3 на две последовательно соединенные группы 6 и 7 импульсных газоразрядных ламп через конденса±ор 12. Во время разряда ток ламп течет от вывода 9 к выводу 10, а конденсатор 12 к времени погасания тиристора 13 или импульсных газоразрядных ламп заряжается. В это время тиристоры 14-17 закрыты.

Во время вспышки групп 6 и 7 ламп фотоэлемент 21 выдает импульс напряжения, -по заднему фронту которого блок 19 управления отсчитывает третий импульс, подает сигнал на блок 20 поджига импульсных газоразрядных дамп и открывает тиристоры 14-16. В это время тиристоры 13 и 17

закрыты. Происходит разряд конденсатора 12 на первую группу 6 ламп по цепи: 12 - 11 - 10 - 16 - 8 - 6 - 9 15 -5 -12. Во время этого разряда ток через первую группу 6 ламп течет

в обратном направлении (от вывода 8 к выводу 9), что увеличивает срок службы и тепловой режим первой группы б ламп.

Во время вспышки ламп первой группы 6 фотоэлемент 21 выдает импульс напряжения, по заднему фронту кото- рого блок 19 управления отсчитывает четвертый импульс и подготавливает цепь открытия тиристора 13. Затем следует заряд накопительного конденсатора 3 и описанный выше цикл работы устройства повторяется.

в предлагаемом устройстве благодаря обеспечению условий для применения полярных электролитических конденсаторов уменьшаются масса, объем и стойкость накопительных конденса-: торов, а также объем и стоимость всех конденсаторных батарей. Кроме -Того, уменьшается, по сравнению с известным устройством индуктивность, а следовательно, и масса токоограничивающего дросселя, который может устанавливаться в цепи разряда последовательно с импульсными газоразрадньтми лампами.

Экономический эффект при использовании изобретения достигается за счет уменьшения стоимости устройства.

55

Формула изобретения

Устройства для питания импульсных газоразрядных ламп, содержащее источник питания, блок заряда, накопительный кондёнсато р, тиристор, компаратор уровня напряжения, блок управления, блок поджига и три вывода для подключения газоразрядных ламп, прйчем выход источника питания через