Устройство для питания ламп накачки оптических квантовых генераторов

Устройство для питания ламп накачки оптических квантовых генераторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (>>) 517190 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 080274 (2I) 1997240/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано0505.78. Бюллетень И (45) Дата опубликования описания1; р478 (51) М. Кл.

Н 05 В 41/34

Говударотавнанн нвватвт

Соввта Маваотров СССР ав,авлаа авоврвтвваа а отврытав (53) УДК

621.327.032.4 (088.8) В.B. Валявко, Б.В. Крылов, В.Л. Мальцев, A.A. Мозго и И.A. Цысецкий (72) вторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики (7в) Заявителаа Ан Белорусской ссР и Центральное конструкторское бюро с опытным производством AH Белорусской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ЛАМП НАКАЧКИ

ОПТИЧЕСКИХ КВАНТОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

Изобретение относится к области квантовой электроники и может исполь зоваться для питания ламп накачки активного тела в оптических квантовых ге" нераторах (ОКГ), работающих в режиме 5 как одиночных, так и часто повторяющихся вспышек, с.плавной регулировкой энергии, разряжаемой на лампу накачки.

Известно устройство для питания ламп накачки ОКГ с плавной регулировкой энергии, разряжаемой на лампу. Работа этого устройства основана на накоплении в рабочей батарее конденсаторов требуемого количества энергии, прерывания процесса. заряда и последующем разряде батареи на лампу накачки. Заряд рабочей батареи происходит от силового выпрямителя через основной управляемый вентильный элемент. Прерывание заряда. осуществляется благодаря подключению к силовым вывощам вентильного элемента заряженного дополнительного конденсатора с помощью вспомогательного управляемого вентиля. Величина и полярность заряда дополнительного конденсатора таковы, что соэдают на силовых электродах основного тиристорного элемента напряжение, обратное зарядному, благодаря этому достигается ЗО запирание" последнего. Заряд дополнительного конденсатора осуществляется от отдельного высоковольтного выпрями. теля, гальванически развязанного от основной зарядной сети ° для заряда рабочей батареи конденсеторов до требуемого высокого напряжения (2-3 кВ и выл) оба ключевых элемента необходимо составлять из сравнительно большого- числа последовательно соединенных дорогостоящих и дефицитных тиристоров.При этом для каждого конкретного ключевого элемента необходимо подбирать тиристоры с равньи или, по крайней мере, близким по значению времени срабатывания токами спрямления н обратными сопротивлениями. Кроме то го,тиристоры необходимо шунтировать корректирующими резисторно-емкостньии. цепочками для котяпенсации разброса их статических и динамических параметров.

В этом елучае налагаются жесткие усло" вня на крутизну переднего фронта и сии хронность импульсов, поступающих на управляющие электроды тиристоров °

Несмотря на все эти меры ключевые элементы, собранные из последовательно соединенных тирнсторов, имеют невысо

517190 кую надежность и часто выходят из строя.

Предлагаемое устройство для питания ламп накачки ОКГ, работающих в режиме как Одиночных, так и часто повторяющихся вспыаек, с плавной регулировкой энергии накачки содержит, подобно известнсМу, силовой трансформатор, подключенные к его первичной обмотке индуктивность и силовой ключевой элемент, силовой выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке силового трансформатора и служащий для заряда рабочего конденсатора, разряжающегося на импульсный трансформатор поджига ламп, и пороговый элемент, присоединенный одним входом к рабочему конденсатору.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что параллельно первой обмотке силового трансформатора и последовательно с силовым ключевым элементом включена цепочка,состоящая из конденсатора и последовательно с ним включенного вспомогательного. ключевого элемента, выполненного на двух встречно-параллельно соединенных маломощных тиристорах. Управляющий вход вспомогательного ключевого элемента соединен с импульсным выходом порогового элемента, к потенциальному выходу которого подключен генератор управляющих импульсов ° Блокирующий вход порогового элемента присоединен к одному из выходов генератора хронирующих импульсов, другой выход которого подключен к импульсному трансформатору поджига. К управляющему входу силового ключевого, элемента подсоединен выход генератора управляющих импульсов, запусхающий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, синхронизированных с напряжением питающей. сети.

Такое выполнение устройства повышает его надежность.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства;,на фиг. 2 — графики напряжений в различных точках схемы.

Устройство для питания ламп накачки ОКГ содержит силовой трансформатор

1, в цепь первичной обмотки которого включены индуктивность 2 и силовой ключевой элемент выполненный на встречно-параллельно соединенных тиристорах

3 и 4. Параллельно первичной обмотке силового трансформатора 1 и последовательно с силовьм ключевьм элементом включена цепочка, состоящая из вспомогательного ключевого элемента, выполненного на двух встречно-параллельно соединенных малсмощных тиристорах 5 и .6 и последовательно с ним включенного конденсатора 7, шунтированного резистором 8. К вторичной обмотке силового трансформатора 1 подключен силовой выпрямитель .9, к выходу которого подсоединен рабочий конденсатор 10, разряжающийся на импульсный трансформа" тор 11 поджига импульсной лампы 12 накачки. К рабочему конденсатору 10 одним своим входом присоединен пороговый элемент 13, импульсный выход

14 которого подсоединен к управляющему входу вспомогательного ключевого элемента, а потенциальный выход 15 — к входу генератора 16 управляющих импуль10 сов, выход которого подключен к управляющему входу силового ключевого элемента. Имеет также генератор 17 хронирующих импульсов, один выход 18 которого подключен к импульсному трансформатору 11 поджига, а другой его выход

19 — к блокирующему входу порогового элемента 13. Эапускающий вход генератора 16 управляющих импульсов соединен с выходом формирователя 20 импульсов, синхронизированных с напряжением питающей сети.

Устройство работает следующим образом. При включении сетевого напряжения (момент Фо на фиг.2) пороговый, элемент 13 через свой потенциальный выход

@ 15 подается питающее напряжение на генератор управляющих импульсов 16. Однако генерация в нем начинается лишь с момента t« когда на его запускающий вход с формирователя 20 импульсов пос® тупает импульс, синхронный с моментом спада напряжения на выходе выпрямителя

9 до нулевого значения.

С момента поступления импульсов на вход силового ключевого элемента сило35 вой трансформатор 1 подключается к сети и начинается заряд рабочего конден- сатора 10. Этот процесс продолжается до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 10 не достигнет требуемой вели40 чины ц„ (момент времени tg ). В этот момент напряжение на потенциальном выходе 15 порогового элемента 13 питающего генератор 16 управляющих импульсов, подается до нулевого значения, и

45 генератор 16 выключается. С импульсного же выхода 14 порогового элемента 13 управляющий импульс подается на вход вспомогательного ключевого элемента, и в зависимости от полярности напряже50 ния сети в данный момент времени открывается один из егo тиристоров 5 или 6 °

Благодаря этому осуществляется подключение разряженного конденсатора 7 к силовому входу силового ключевого эле55 мента. Поскольку разряженный, конденсатор в момент подачи на него напряжения представляет собой элемент с сопротивлением, близким к нулевому, потенциал в точке A (фиг, 1) на короткий промежу60 ток времени практически сравнивается с потенциалом в точке В. Этим самьм достигается надежное запирание открытого тиристора силового ключевого элемента, и прерывание процесса заряда рабочего конденсатора 10.Индуктивность 2 обеспечивает запирание открытого тиристора

517190 силового ключевого элемента,а также защищает силовую сеть от импульсных пере грузок и помех.

В момент времени t> с выхода 18 генератора 17 хронирующих импульсов импульсный трансформатор 11 поступает импульс поджига ламп 12 накачки. За промежуток времени t> -t происходит разряд рабочего конденсатора. 10 на лампу 12 накачки и напряжение на конден 0 саторе 10 падает. Однако пороговый элемент 13, компарирующий вход которого соединен с рабочим .конденсатором 10, продолжает оставаться в прежнем положении и не подает питающего напряжения на генератор 16 управляющих импульсов, поскольку на блокирующий вход порогового элемента 13 с выхода 19 генератора 17 подается хронирующий импульс (промежуток времени 1 -1 ).Длительность хронирующего импульса должна быть заведомо большей, чем время разряда рабочего конденсатора 10 на лампу накачки активного тела ОКГ. Это исключает возможность срабатывания порогового элемента 13 во время разряда конденсатора 10 и подключения силового трансформатора 1 к сети через силовой ключевой элемент.

В момент снятия хронирующего импульса (t5) начинается следующий цикл работы всего устройства. Пороговый элемент 13 через свой потенциальный выход

15 подает напряжение на генератор 17 управляющих импульсов. Генерация же в нем, как и s IпIеeр в оoм M IцIиHк л е, начинается 85 в момент прихода импульса с формирователя 20 импульсов (момент времени t ), Резистор 8. служит для разряда конденсатора 7 после запирания открывающегося тиристора вспомогательного клю- 40 чевого элемента °

В устройстве может быть предусмотрена также электронная схема блокировки (на чертеже не показана),исключающая возможность осуществления вспышки лам- 45 пы в случае, если процесс заряда рабочего конденсатора не закончен и силовой ключевой элемент открыт. Частота следования вспышек лампы 12 накачки регулируется перестройкой генератора 17 0 хронирующих импульсов.

Плавная регулировка энергии, разряжаемой на лампу накачки, осуществляется за счет изменения уровня компарирования порогового элемента 13.

В устройстве исключена возможность перегрузок зарядных вентилей и силовогс трансформатора, так как заряд рабочего конденсатора начинается синхронно с возрастанием зарядного напряжения от нулевого значения по синусоидальному закону, что дает воэможность отказываться от зарядных токоограничивающих элементов (резисторов), снижающих КЦД всего устройства.

Формула изобретения

Устройство для питания ламп накачки оптических квантовых генераторов, работающих в режиме как одиночных, так и часто повторяющихся вспышек, с плавной регулировкой энергии накачки, содержащее силовой трансформатор, подключенные к его первичной обмотке индуктивность и силовой ключевой элемент, силовой выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке указанного трансформатора и служит для заряда рабочего конденсатора, разряжающегося на импульсный трансформатор поджига ламп, и пороговый элемент, присоединенный одним входом к рабочему конденсатору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, параллельно первичной обмотке силового трансформатора и последовательно с силовьм ,ключевым элементом включена цепочка, состоящая из конденсатора и последовательно с ним включенного и выполненного на двух встречно-параллельно соес диненных маломощных тиристорах вспомогательного ключевого элемента, управляющий вход которого соединен с импуль. сным выходом порогового элемента, к потенциальному выходу которого подключен генератор управляющих импульсов, блокирующий вход порогового элемента присоединен к одному из выходов генератора хронирующих импульсов, второй выход которого подключен к импульсному трансформатору . поджига, а к управляющему входу силового ключевого элемента подсоединен выход генератора управляющих импульсов, запускающий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, синхронизированных с напряжением питающей сети.

517190

Составитель М. Лойш

Техред Н. Бабурка Корректор Н. Ковалева

Редактор П. Горькова

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2452/40 Тираж 992 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5