Импульсное осветительное устройство

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования параметров импульсов света. Устройство содержит зарядный блок 1, формирующую линию 2, состоящую из нескольких индуктивно-емкостных ячеек, основной разрядный ключ 3, газоразрядные лампы 4 и 7, дополнительные индуктивный элемент 5, разрядный ключ 6. Включение основного 3 и дополнительного 6 разрядных ключей с некоторым сдвигом во времени, не превышающим половины максимальной длительности светового импульса, обеспечиваемой данной формирующей линией, позволяет в результате разряда линии с двух концов увеличить суммарный световой поток вспышки по крайней мере вдвое при соответствующем уменьшении длительности импульса. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для получения импульсов света, в частности для накачки лазеров. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования параметров импульсов света путем полного использования энергии емкостного накопителя формирующей линии в режиме получения коротких импульсов. На фиг. 1 приведена электрическая схема осветительного устройства; на фиг. 2а,б - временные зависимости суммарного тока ламп устройства от сдвига во времени моментов включения основного и дополнительного разрядных ключей. Устройство состоит из зарядного блока 1, к выходу которого подключены своим входом формирующая линия 2, к выходу которой через разрядный ключ 3 подключена газоразрядная лампа 4, дополнительного индуктивного элемента 5, соединенного с индуктивным элементом на входе формирующей линии 2 с одной стороны и через дополнительный разрядный ключ 6 и газоразрядную лампу 7 с выходом формирующей линии 2 - с другой стороны. Зарядный блок 1 в зависимости от энергетических и частотных параметров устройства может быть выполнен в виде различных схемных решений, обеспечивающих заряд формирующей линии, например с помощью индуктивно-емкостных преобразователей с зарядным коммутатором. В качестве управляемых ключей 3 и 6 в зависимости от уровней значений коммутируемых токов могут использоваться тиристоры, электровакуумные приборы и т.п. с соответствующими блоками включения. На фиг. 2а,б временные зависимости приведены в относительных величинах: по времени t⁺ = 1 соответствует предельной длительности импульсов τ_{и макс}= 2,2 n, где L_Я - индуктивность индуктивного элемента каждой ячейки, С_Я - емкость конденсатора каждой ячейки, n - число ячеек формирующей линии (на фиг. 2а приведены зависимости для реального случая n = 5, а на фиг. 2б - идеальный случай, когда n ->> ∞), по току i^* = 1 соответствует предельному току I_макс = U_3макс/2R_н где U_3макс - максимальное напряжение на выходе зарядного блока, R_н - омическое сопротивление лампы, при разряде формирующей линии 2 через основной разрядный ключ 3 на согласованную нагрузку, которой в данном случае является одна газоразрядная лампа 4. Так как световой поток, излучаемый газоразрядной лампой, достаточно строго коррелирован с током, протекающим через нее, то можно считать, что временная зависимость суммарного светового потока двух газоразрядных ламп также описывается кривыми, представленными на фиг. 2. Устройство работает следующим образом. Заряженная от зарядного блока 1 до заданного уровня напряжения формирующая линия 2 после замыкания разрядного ключа 3 начинает разряжаться на газоразрядную лампу 4. Если одновременно замкнуть и дополнительный разрядный ключ 6, то одновременно начнется и разряд формирующей линии 2 на газоразрядную лампу 7. Одновременный разряд формирующей линии с обоих концов закончится за время t^* = 0,5, а выходной сигнал, которым является суммарный световой поток обеих ламп, вдвое превышает поток, создаваемый одной лампой. Сдвигая момент включения дополнительного разрядного ключа 6 относительно включения ключа 3 в диапазоне Δ t^* = 0-0,5, можно, как видно из фиг. 2, регулировать длительность импульса в диапазоне t^* = 0,5-1,0. Сдвиг момента включения ключа 6 относительно ключа 3 на время Δ t^* > 0,5, не меняет ни длительность импульса, ни амплитуду суммарного светового потока, так как в этом случае разряд формирующей линии 2 протекает только через ключ 3 и газоразрядную лампу 4. Во всем диапазоне изменения длительности выходного сигнала ( τ^* = 0,5-1), обеспечиваемом сдвигом по времени моментов замыкания ключей 3 и 6, энергия выходного сигнала остается постоянной, определяемой только уровнем зарядного напряжения. Таким образом импульсное осветительное устройство обеспечивает получение импульсов света одной и той же энергии, длительность которых меняется в диапазоне 0,5 τ_{и макс} - τ_{и макс}, что позволяет вдвое расширить диапазон изменения мощности выходного сигнала. В предлагаемом устройстве уменьшение длительности импульса в К раз (К = 1-2) позволяет получить увеличение мощности импульса в К раз P_к = = P_макс·K где K = , W_макс - максимально возможная энергия импульса, τ_и - длительность импульса; τ_{и макс} - предельная длительность импульса; Р_макс- предельная мощность импульса. Следовательно, это устройство позволяет получать импульсы света, мощность которых в К² раз больше. Последнее обстоятельство, учитывая, что устройство может быть использовано в различных облучательных устройствах технологического назначения, позволяет значительно расширить их функциональные возможности.

Формула изобретения

ИМПУЛЬСНОЕ ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее формирующую линию, состоящую из n индуктивно-емкостных ячеек, соединенную входом с зарядным блоком, а выходом - через разрядный ключ, вход управления которого соединен с выходом блока включения, с первой газоразрядной лампой, вторую газоразрядную лампу, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования параметров импульсов света путем полного использования энергии емкостного накопителя формирующей линии в режиме получения коротких импульсов, в него введены дополнительный индуктивный элемент, индуктивность которого равна индуктивности ячейки формирующей линии, дополнительный разрядный ключ, вход управления которого через дополнительно введенный регулируемый элемент временной задержки соединен с выходом блока включения, причем вторая газоразрядная лампа соединена с входом формирующей линии через дополнительные разрядный ключ и индуктивный элемент, при этом последний соединен с входным выводом формирующей линии, с которым соединен индуктивный элемент ее первой ячейки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2