Устройство для импульсного питания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ, содержащее зарядный реактор, источник питания постоянного тока, накопительный конденсатор, подключенный одним полюсом через защитный резистор к одному электроду разрядной камеры, соединенной с устройством импульсной ионизации, другой электрод которой соединен с общей шиной, блок запускающих импульсов, о т л и ч акх щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и эффективности щтем снижения напряжения на электродах зарядной камеры в промежутках между импульсами ионизации, в него введены диодный ключ, первый управляемый вентиль, цепочка из нелинейного дросселя и формирующей линии, образуняцие источник импульсного тока. источник компенсации потерь, перезарядный реактор, второй управляемый вентиль, два блока задержки и дополнительный резистор, при этом между вторым электродом разрядной камеры и вторым полюсом накопительного конденсатора включен диодный ключ, параллельно которому через первый управляемый вентиль включена цепочка из нелинейного дросселя и формиру- . ющей линии, зашунтированная перезарядной цепью из последовательно соединенных источника компенсации потерь , перезарядного реактора и второго управляемого вентиля, выход блока запускающих импульсов соединен с управляющим электродом первого W управляемого вентиля непосредственно, а с управляющим входом устройства импульсной ионизации - через первый блок задержки и с управляющим электродом второго управляемого вентиля - . через второй блок задержки, а между . общей шиной и точкой соединения за00 00 О) рядного реактора, одного полюса накопительного конденсатора и защитного резистора включен дополнительно ввеоо денный резистор. 4ik

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 Н 03 К 3/53

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 3430484/18-21 (22) 16.04.82 (46) 15.02.86. Бюл. М - 6 (72) О.А.Гусев и В.Д .Федоров (53) 621.373(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 618838, кл. Н 03 К 3/55, 22.09.76.

Авторское свидетельство СССР

Р 719459, кл. Н 03 К 5/00, 10.05.78. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО

ПИТАНИЯ, содержащее зарядный реактор, источник питания постоянного тока, накопительный конденсатор, подключенный одним полюсом через защитный резистор к одному электроду разрядной камеры, соединенной с устройством импульсной ионизации, другой электрод которой соединен с общей шиной, блок запускающих импульсов, о т л и ч ан щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и эффективности путем снижения напряжения на электродах зарядной камеры в промежутках между импульсами ионизации,. в него введены диодный ключ, первый управляемый вентиль, цепочка из нелинейного дросселя и формирующей линии, образующие источник импульсного тока, источник компенсации потерь, пере-" зарядный реактор, второй управляемый вентиль, два блока задержки и дополнительный резистор, при этом между вторым электродом разрядной камеры и вторым полюсом накопительного конденсатора включен диодный ключ, параллельно которому через первый управляемый вентиль включена цепочка из нелинейного дросселя и формирующей линии, зашунтированная перезарядной цепью из последовательно соединенных источника компенсации потерь, перезарядного реактора и второго управляемого вентиля, выход блока запускающих импульсов соединен S с управляющим электродом первого управляемого вентиля непосредственно, а с управляющим входом устройства импульсной ионизации — через первый

Ф % блок задержки и с управляющим электродом второго управляемого вентиля через второй блок задержки, а между общей шиной и точкой соединения зарядного реактора, одного полюса накопительного конденсатора и защитного резистора включен дополнительно введенный резистор.

4 3088б 34 2

Изобретение относится к оптическим квантовым генераторам, в частности к импульсному питанию разрядных камер технологических газовых лазеров с электронной иониэацией, работающих в частотно-импульсном режиме.

Известно аналогичное устройство, в котором накопители электропитания разрядной камеры выполнены в виде искусственных формирующих линий емкостного типа.

В этом устройстве напряжение к разрядной камере прикладывается лишь на время-длительности импульса формирующей линии, который выбира-. ется меньше длительности импульса ионизации, и отсутствует в промежутке между импульсами. Такой режим электропитания камеры позволяет существенно повысить надежность устройства, в том числе разрядной камеры и лазера в целом.

Однако вследствие колебаний сопротивления разрядной камеры, а оно зависит от множества факторов: состава газовой смеси, ее температуры, тока и энергии электронной сигнализации и др., напряжение на нагрузке изменяется, что приводит к уходу от точки оптимальной напряженности электрического поля в раз" рядном промежутке. Кроме того, изменение сопротивления камеры приводит к уходу от режима согласования сопротивления формирующей линии, снижению эффективности лазера в целом.

Наиболее близким по технической сущности к данному. изобретению является устройство для импульсного питания, например, газового лазера на СО с несамостоятельным разрядом, содержащее зарядный источник, накопительный конденсатор, подключенный одним полюсом через зарядный резистор к одному электроду разрядной . камеры с устройством импульсной ионизации, другой электрод которой соединен с общей шиной,и блок запускающих импульсов.

Преимуществом этого устройства является то, что накопительный конденсатор работает в режиме частичного разряда, а выбором величины емкости конденсатора просто обеспечивается оптимальная напряженность электрического поля разрядного про5 l0

t5 i

40 ного дросселя и формирующей линии, 45. зашунтированная перезарядной цепью

55

35 межутка при широком изменении его сопротивления, даже в течение време-. ни импульса.

Недостатком устройства является то, что и в паузах между импульсами на разрядном промежутке присутствует большое напряжение, что приводит к дуговым пробоям в камере и к аварийным ситуациям устройства импульсного питания. Для повышения надежности устройства в работе приходится снижать уровень напряжения и тем самым понижать эффективность лазера в целом.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности устройства путем снижения напряжения на электродах разрядной камеры в промежутках между импульсами ионизации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для импульсного питания, содержащее зарядный реактор, источник постоянного тока, накопительный конденсатор, подключенный одним полюсом через защитный резистор к одному электроду разрядной камеры, с устройством импульсной ионизацин, другой электрод которой соединен с общей шиной, и блок запускающих импульсов, введены диодный ключ, первый управляемый вентиль, цепочка из нелинейного дросселя и формирующей линии, образующие источник импульсного тока, источник ком-: пенсации потерь, перезарядный реактор, второй управляемый вентиль, два блока задержки и дополнительный резистор, при этом между вторым электродом зарядной камеры и вторым полюсом накопительного конденсатора включен диодный ключ, параллельно которому через первый управляемый вентиль включена цепочка as нелинейиз последовательно соединенных:источника компенсации потерь, переэарядного реактора и второго управляемого вентиля, выход блока запускающих импульсов соединен с управляющим электродом первого управляемого вентиля непосредственно, а с управлякщим входом устройства импульсной ионизации - через первый блок задержкн и с управляющим электродом второго управляемого вентиля — через, второй блок задержки, а между общей шиной н точкой соединения зарядного

3 1Î88634 4 реактора одного полюса накопитель-, Через промежуток времени задержного конденсатора и защитного резис- ки, достаточный для насыщения нелитора включен дополнительно введенный нейного дросселя 13 и установления в цепи, образованной из формирующей

На чертеже изображена принципи- 5 линии 12, нелинейного дросселя 13, альная схема устройства импульсного управляемого вентиля 8 диодного тнтания

У ключа 7, тока, большего номинальностройство содержит источник 1 го тока разрядкой камеры 5, подается напряжения постоянного тока,соединенный с зарядным реактором 2, с т0 ства 6 импульсной ионизации. Последкоторым также соединен накопительный нее ионизирует ras в ра и газ в разряднои камеконденсатор 3, защитный резистор 4, ре 5 и по цепи — конденсатор 3— подключенныи к разрядной камере 5, разрядная камера 5 — диодный ключ 7— соединенной с устройством 6 импульс- протекает импульс разрядного тока. .ной ионизации, диодный ключ 7, вклю- 15 По диодному ключу 7 при этом проте-. ченный между источником постоянного кает разност т разность тока формируницеи линии тока и общей шиной, управляемый 12 и нагрузки. вентиль 8, соединенный последователь- ительность импульса тока рормиЦлительность им но с накопительным конденсатором и с рующей линии 12 выбрана равной блоком 9 запускающих импульсов котоУ ьсов кото 20 длительности импульса ионизации. К рый также соединен с первым блоком 10 моменту окончания импульса ионизазадержки источник 11 р э 1 импульсного то- ции конденсаторы формирующей линии ка, образованный из форм у ей лифор ирующ ли 12 перезаряжаются на напряжение обнии 12, последовательно соединенной ратной полярн ратно полярности. диодньтй ключ б с нелинейным дросселем 13 и парал- 25 запирается запирается, разрядная камера э обес" лельной цепью из последовательно точивается, и разность напряжений . прикладывается в обратном направлесоединен второй блок 7 за е жк т р ло 17 задержки, g0 1катод — анод управляемого вентиля резистор 18 включенный между .общей 8 распределяясь между ними в соотшиной и точкой соединения зарядного ветствии с характером восстановления реактора с одним полюсом накопительного конденсатора. запирающих свойств в обратном направУ

° ленин управляемого вентиля 8 и деистройство работает следуницнм 35 о низ ации разрядной камеры 5 . С другой

Нако выдержкой времени, достаточной для акопительный конденсатор 3 и надежного выключения управляемого конденсаторы формирующей линии 12 вентиля 8, подается импульс на уп авперед приходом запускающего импульса уттр б ляющий электрод второго управляемого с .лока 9: заряжены до одинакового напряжения..Управляемые вентили 8 вентиля б, и конденсаторы фо вен 6 ры формиру и .16 зак ыты ющей линии 12 перезаряжаются на пери . закрыты. Напряжение на электродах камеры 5 равно нулю. воначальную полярность е воначаль ую ля уровнем напряжения, равным первоначальному.

Запускающий импульс открывает По окончании импульса перезарядуправляемьй вентиль 8 и по цепи — 45 " го тока ВтоРой УпРавлЯе и вентиль формирующая линия,2 — нелинейньцт закрывается, и с приходом очередного

:дроссель 13 - вентиль 8 — диодный запускающего импульса рабочий цикл ключ 7 — начинает протекать ток наповторяется. магничивания нелинейного дросселя 13.

Этим током подготавливаются к про- 50

Так как в емя во р осстановления эапусканию больших и быстроизменяюПОРНЫХ СВОЙСТВ HO Boг д д го ключа 7 щихся токов полупроводниковые струкобычно меньше в емени

° р восстановления туры управляемого вентиля. 8 и ио — ля 8 запорных свойств п ав и диоду р вляемого вентиного ключа 7. При отпирании диодного ля 8, после эапирания ио а 7 ля 8 д д в контуре — конденсатор 3 — каме а ключа 7 напряжение на электродах за- 55 ф формирующая линия 12 - оссе рядной камеры возрастает практически управляемый вентиль 8 — б ет, до Уровня напряжения на накопительном вовать азно удет дейстконденсаторе 3. вовать разность напряжений. При этом к промежутку анод — катод управля1088634 емого вентиля 8 и электродам разряд пой камеры 5 приложено небольшое обратное наг.княжение, распределяющееся между ними в соответствии с

Техред М. Пароцай Корректор А. Обручар

Тираж 818

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Редактор П. Горькова

Заказ 657/2 характером запорных свойств управляемого вентиля 8 и деионизацией pasрядной камеры5.Зто будет существенно повышать надежностьвсего устройства.