Устройство импульсного питания

Устройство импульсного питания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

I (19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3ag Н 03 K 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к АВТОРскОму сВидетельству

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2616462/18-21 (22) 10. 05 . 78 (46) 15.07.83. Бюл. V 26 (72) О.А.Гусев и В.Д.Федоров (53) 261 ° 374 (088. 8) . (56) 1. Патент США и 3896396, кл, 331.-94. 5, 1975. . 2. Авторское свидетельство CCCP

233025, кл. H 03 K 3/57, 1969. .(5>)(57) устройетво импуйьснОго ПИТАНИЯ, содержащее конденсатор с . датчиком найряжения, подкпюченный через защитный резистор к электро,дам разрядной камеры с устройством "ионизации, а через зарядную катушку индуктивности и датчик тока — к ис- .точнику напряжения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что,,с целью повышения надежности, в него введены блок переключателя, два пороговых устройства, генератор импульсов элемент совпадения, компаратор тока, I у сумматор, множительно-длительное уст. ройство и блок выработки напряжения уставки, при этом вход управления устройством ионизации соединен с выходом блока переключения, один вход которого через первое пороговое устройство подключен к датчику напря-..:: жения, а другой - к генератору импульсов, причем вход запуска гене —ратора импульсов через элемент совпадения соединен с выходом компаратора тока и выходом второго порогового устройства, вход которого через мно- ж ительно-делительное устройство связан с датчиком Капряжения, при этом вход управления блока переключений соединен с выходом компаратора тока, вход которого через сумматор соединен с датчиком тока, причем второй вход сумматора через блок выработки напряжения уставки тока связан с датчиком напряжения.

1 719459 2

Изобретение относится к импульсной чик тока - к источнику напряжения, . технике, в частности предназначено введены блок переключения, два no" для питания разрядных камер лазеров роговых устройства, генератор имс электронной иониэацией, работающих пульсов, элемент совпадения, коме повторно"кратковременном пачко-им- g паратор тока, сумматор, множительно— пульснам режиме. : .. делительное устройство и блок выраИзвестно, что лазерЫ с электрон- ботки напряжения Уставки, при этом ной ионизацией потребляют энергию, вход управления устройством ионизакороткими импульсами (в нано- и . ции соединен с выходом блока пере 1 микросекундном диапазоне длительнос-, 10 ключения, один вхед которого через .ти1, повторяющимися с определенной : первое "пороговое устройство подклю;частотой, В технологических лазерах .чен к датчику, напряжения, а другой, при средней мощности светового пучка . к генератору импульсов, причем вход

,10-50 кВт средняя мощность, потреб- " . запуска " гейератора импульсов через ляемая из сети, достигает значений 15 элемейт совпадейия соединен с выхо10 -1000 кВт, а импульсная -, 10 - дом компаратора тока и выходом второ-, б

10 Вт и более., ro порогового устройства, вход кото- .

Для питания разрядных камер в та- рого через множительно-делительное ком режиме потребления широко приме" устройство связан с датчиком напряняются схемы с частичным разрядом 20 жения, при этом вход управления блока конденсатора, причем для повышения переключейия "соединен с выходом комКПД подзаряд конденсатора осуществля- паратора тока, вход которого через ется через зарядный дроссель Г1) . " сумматор соединен с датчиком тока, Из известных технических решений .причем второй вход сумматора через наиболее близким по своей технйческой 25 блок выработки напряжения уставки сущности является устройство (2), со- тока связан с датчиком напряжения, держащее источник напряжения, заряд- ный вентиль, накопительный конденса-, :...: : Ф . 3o6ражейа принципиаль тЬр и зарядный реактор, шунтированный, . "ая схема Устройс ва; на фиг.2 - гра цепочкой из последовательно соединен- и .Фики изменеййя тока в зарядной инных управляемого вентиля и резистора, ду .. ."- е ия на кондендуктивности и напряжения на кон енсаторе .. - - в котором при импульсном потребле-нии энергии шунтированием зарядного .; .ИстоlHèê питания 1 через датчик реактора осуществляется стабилизация ...; .тока 2 " зарядную катушку индуктивнапряжения конденсатора. Однако при "..oc» 3 подключен к конденсатору 4

З5 йовторйо-кратковременном пачко-импульс ... c дат ком напряжения 5. Конденсасном режиме работы как первая схема,,. тор 4 через защитный резистор 6 так и укаэанное устройство ймеют не- " n oÌ1lolåí к электродам разрядной. достаток, заключающийся в колебатель- :"® eÐbl 7 с устройством иониэации, ном процессе выхода на установивший- 8, вход упРавления которого соединен

40 ся режим в начале каждой пачки импуль- с выходом блока переключения 9 Один сов что ведет к снижению энерговкла" axon блока переключения соединен чеЭ

"да в начале каждого пуска и снижейию pea.noporoeoe "устроиство 10 с датчинадежйости лазера иэ-за возможных ком напряжения 5, а другой - с гепробоев нератором импульсов 11, вход запуска

45 целью изобретения является увели" к дорого соединен через элемент, сов чение надежностй путем улучшения ка- падения 12 с выходом компаратора чества переходного npoiiecca при выхо- .. ro

15 соединен" с датчиком напряжения 5, Цель достигается тем, что в уст- а вход управления блока переключеройство импульсного питания, содер- ния 9 - с выходом компаратора тока жащее конденсатор с датчиком напря- 13 и с выходом порогового устройства .жения, подключенный через защитный 55 16 напряжения множительно-делительно-. резистор к электродам разрядной Ка го Устройства 17, вырабатывающего меры с устройством иониэации, а через напряженйе, пропорциональное ожидаемозарядную катушку индуктивности и дат- му максимальному значению напряже-, вляется 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 порогового устройства 16 напряжения множительно-делительного устройства

17, вырабатывающего напряжение, npo"" порциональное ожидаемому максимальному значению напряжения кондейсатора в установившемся режиме, для чего вход блока 17 соединен с датчиком напряжения 5.

Предлагаемое устройство импульсного питания позволяет повысить эффек. тивность и надежность работы лазера в пачко-импульсном повторно-кратковременном режиме, так как обеспечивает без перерегулирования быстрый выход на .установившийся режим работы., Отсутствие перерегулирования позволяет выбирать рабочее напряжение на разрядной камере и подключенном па". раллельно ей конденсаторе максималь- но близко к допустимому ho условиям электрической прочности и увеличивать удельный энерговклад и коэффициент. полезного действия по свету, умень" шает вероятность дуговых пробоев в газоразрядной камере, которые обычно приводят к разрушению фольги выпускного окна устройства ионизации и остановке работы лазера не менее чем на сутки.

Отсутствие большого снижения напряжения в начале каждого пуска, обеспечиваемое данным устройством питания, положительно сказывается на энерговкладе начальных импульсов.

3 . 71945 ния конденсатора в установившемся режиме, для чего вход блока 17 соеди нен с датчиком напряжения 5.

Устройство работает следующим об" разом. При подаче импульса "Пуск" пороговое устройство,10 выдает первый импульс запуска через блок переключения 9 на вход управления устройства ионизации 8. Газ в разрядной камере 10

7 ионизируется, и конденсатор 4, за-. ряженный в исходном состоянйи до напряжения источника питания 1, через резистор 6 разряжается за время им пульса .ионизации до минимального на- 15 потяжения. Под действием разности напряжений источника питания и конден- сатора тока в зарядной катушке индук тивностй 3 нарастает, изменяясь по . синусоидальному закону, и достигает максимального значения при: напряжеНии конденсатора, равном напряжению источнйка питания 1. Пороговое устройство 10 вырабатывает второй и последующие импульсы управления в мо- 25 менты равенства напряжений до тех

" пор, пока ток в зарядной катушке ин- . дуктивности 3 не достигает необходи-. мого значения,, потребляемого от источ. ника питания 1 в установившемся режиме . Это,зйачение задается с помощью блока выработки напряжения . установки тока 15 после первого же разряда. Возможность использовайия этого соотношения обусловлена тем, что для лазеров с электронной ионизацией сопротивление разрядного промежутка практически не зависит от величины приложенного к электродам камеры напряжения.

При увеличении .тока зарядной ка тушки индуктивности 3 до значения, соответствующего выработанной устав. ке, компаратор тока 13 вырабатывает сигнал перевода блока переключения

9 в положение, при котором управ- - 45 ление устройством ионизации осущест1