Способ плавного регулирования энергии накачки в системах питания окг

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

О САНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (1) 539827

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЮЛЬСУВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 20.07,73(21) 1947675/07 с присоединением заявки № . (23) приоритет

2 (5l) М. Кл.

Н 05 В 4l/30

Гасударстваииый камитет

Совета Иииистрав СССР аа делам изобратвиий и аткрмтий (43) Опубликовано 25.06. 78.Бюллетень № 23 (53) УДК 623..3,032, .4(088.8) (45) Дата опубликования описания 22.05.78 (72) Авторы изобретения

B. В. Валявко, Б. В. Крылов и А, A. Мозго (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики

AH Белорусской CCP (54) СПОСОБ ПЛАВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗНЕРГИИ

НАКАЧКИ В СИСТЕМАХ ПИТАНИЯ ОКГ

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть испрльзовано дпя плавной регулировки энергии накачки в системах питания оптических квантовых генераторов (ОКГ), работающих в режиме одиночных и часто повторяющихся вспышек.

Известны способы регулировки энергии накачки ОКГ, основанные на зарядке рабочей батареи конденсаторов с последуюшим разрядом ее на лампу накачки активного тела ОКГ, согласно которому при достижении на рабочей батарее требуемого уровня напряжения процесс заряда батареи преры вается с помощью специального ключевого устройства, что приводит к усложнению устройства) 1).

Измесгны также способы плавной регулировки энергии, разряжаемой на импульсную газорязрядную лампу, согласно которым конденсатор заряжается до напряжения источника питания, затем осуществляет ся предварительный разряд его до требуемого уровня напряжения, прерывание раз-

2 ряда с помощью ключевого устройства и разряд конденсатора на лампу 121.

Недостаток указанного способа заключается в необходимости прерывания сильных токов предварительного разряда конденсатора и связанной с этим сложностью и высокой стоимостью ключевого ус тройства, а также в низком КПД, обусловленном бесполезным рассеянием энергии на балластн ом соцротивлении.

Баль изобретения - повышение КП6 и надежности способа плавного регулирования энергии накачки в системах питания ОКГ.

Зто достигается тем, что предваритель» ный частичный разряд батареи конденсато-, ра производят беэ прерывания токов разряда на вспомогательный накопитель esep гии, затем энергия, отведенная во вспо- . могательный накопитель, возврашается в батарею конденсаторов или используется по иному назначению, На фиг, Х показана блок-схема устрой» ства для осуществления данного способа; на фиг. 2 — вариант устройства дпя рвали эации предлагаемого способа; на фиг, 3

53S6 27 график изменения напряжения на рабочей батарее конденсаторов, где g - максимальное значение напряжения на выходе выпрямителя; U 1 — заданное напряжение, при котором в батарее конденсаторов остается тре5 буемая энергия; 4o — момент открытия управляемого вентиля Уй (фиг. 2); $< — момент подачи поджигающего импульса на лампу накачки. Пунктирной линией показано изменение напряжения на батарее конденсаторов в случае, когда поджигающий импульс на лампу накачки не подается.

Предлагаемый способ предусматривает заряд от силового выпрямителя 1 рабочей батареи конденсаторов 2, частичный разряд ее через управляемый ключевой элемент 3 на вспомогательный накопитель 4 энергии до требуемого напряжения, последующий разряд на лампу 5 накачки, а также возврат энергии со вспомогательного накопитедя 4 в батарею конденсаторов 2, Устройство работает следующим образом.

Батарея конденсаторов С „, заряжается с помощью силового трансформатора Тр и выпрямителя Q < до максимального значения напряжения З о на выходе выпрямителя. После подачи открывающего импульса в момент % на управляемый вентиль

УД начинается отвод энергии из батареи зд конденсаторов на индуктивность Ь . Если на лампу накачки Л1 не подается в дальнейшем импульс поджига, то напряжение на рабочей батарее изменяется по сичусоидальному закону (сопротнвлением индуктивно- 35 сти можно для простоты пренебречь, соот-" вествующий график — пунктирная линия на фиг. 3). В первые полпериода процесса перезарядки ток течет через управляемый вентиль УИ, во вторые полпериода - 4О через неуправляемый вентиль LI < . При йзменении направления тока в контуре1 С к на обратное управляемый вентиль запирается, и новый цикл колебаний возможен лишь ,при подаче на вентиль открывающего импульса.

Для осуществления вспышки лампы Л в момент времени 1, когда напряжение на конденсаторной батарее упало до величины 01, т.е. в ней осталось требуе50 мое количество энергии, подается импульс поджига, и батарея разряжается на ламПУ Л1

Напряжение на батарее падает до нуля (сплошная линия на фиг.3), После этого лампа гаснет и тока в дальнейшем не проводит. Поскольку в индуктивности Ь < про должает протекать ток, напряжение на батарее С,о, меняет знак и при обратной полярности растет до тех пор, пока энергия, накопленная в индуктивности в виде энергии магнитного поля, не перейдет в энергию электрического поля конденсаторной батареи С о,ц .

Затем так же, как в случае, когда импульс поджига на лампу не подается, происходит второй полупериод цикла перезарядки.В результате напряжение на батарее принимает первоначальную полярность, а по величине будет меньшим, так как в батерею возвращается только часть энергии, отведенная предварительно в индуктивность, В дальнейшем рабочая батарея снова дозаряжается от выпрямителя до напряжения - ъ

U, и цикл работы может быть повторен.

Исключение в предложенном способе необходимости прерывания сильных токов предварительного разряда батареи конденсаторов, а также устранение бесполезного рассеяния энергии позволяет повысить надежность и Kill устройств, работающих по данному способу.

Помимо питания ламп накачки ОКГ предложенный способ может быть использован при реализации различных устройств, основанных на часто повторяющемся процессе заряда емкостного накопителя с последующим мощным кратковременным разрядом его на потребитель энергии. Примерами могут служить электроискровая обработка. металлов, получение электрогидравлического эффекта Юткина, питание различных импульсных устройств и т.д. Энергия, отведенная во вспомогательный накопитель, помимо возвращения в рабочую батарею может быть использована для питания электро- и магнитооптических затворов, Формула изобретения

Способ плавного регулирования энергии накачки в системах питания ОКГ, основанный на заряде рабочей батареи конденсаторов flo амплитудного значения напряжения на выходе источника питания, частичном разряде его до требуемого напряжения и последующем разряде на лампу накачки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД, частичный разряд батареи производят без прерывания разрядного тока на вспомогательный накопитель энергии для дальнейшего ее ис пользования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Вакуленко В. М. Заряд емкостного накопителя от сети переменноно напряжения, ПТЭ,. ¹ 5, 1970, 2. Патент США ¹3684917, кл, 315-151, 1972.

Составитель B. Горчанова

Редактор П. Горькова Техред H. Андрейчук : Корректор Е, Папи

Заказ ЗЭОЗ/4 Тираж 992 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

l 13036, Москва, Ж-М», Раушская наб., д. 4/5

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