Устройство для питания импульсных газоразрядных ламп

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОЫРИтЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик (11) 608274 (61),цополнительное к авт. свид-ву(22) 3аявлено04.0а..76 (21) 2306278/24«07 с присоединением заявки №о

{23) Приоритет(43) Опубликовайо28,05.78.Бюллетень № l g (51) М. Кл.

Н 05 В. 41/ЭО

ГаоударствевмЯ ванвтет

Совета Мвнвстров ССар ао делан «зобретвнвв и втврвпв» (53) УДК 621.3,032.

° 4 (088,8) (45) Дата опубликования описания О.Ю.Ъ3 (72) Автор изобретения .

А. Г. Бомко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ПЛЯ ПИТАНИЯ

ИМПУЛЬСНЫХ ГАЮРАЗРЯДНЫХ ЛАМП

Изобретение касается импульсной техники, в частности устройств для питания импульсных газоразрядных ламп с повышенной частотой, следования импульсов, Известны устройства для питания импуль сных газоразрядных ламп с повышенной частотой следования импульсов (11;

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для питания импульсных газоразрядных ламп, которое содержит зарядный тиристор с цепью искусственной коммутации, зарядный LC-контур, формирующую разрядную индуктивность,разрядный тиристор, вспомогательный тиристор, включенный параллельно . разрядному

LC-контуру, блок управления тйристорами и стабилизатор энергии с управляющим входот для регулирования напряжения на накопитель.ном конденсаторе (2).

В этом устройстве наилучшая форма тока, потребляемого от первичного источника .питания, достигается при максимальном напря: женки на накопительном конденсаторе. При уменьшении этого напряжения форма потреб.ляемого тока ухудшается за счет. увеличения времени разрядки зарядного дросселя. Процесс зарядки накопительного конденсатора состоит из двух этапов — этапа колебательной

2 зарядки от первичного источника питания и этапа разрядки зарядного дросселя в результате процесса искусственной коммутации тока зарядного тнристора. После искусственной ком-,. мутации ток первичного источника питания становится раиным нулю, а накопительный конденсатор продолжает заряжаться за счет раз- . рядки зарядного дросселя через коммутирующий тиристор. Разрядка дросселя носит колебательный характер, причем время разрядки увеличивается в зависимости,от уменьшения максимально возможного временй его заряякн, равного половине периода собственных фолебаний зарядного LC-контура.

Таким образом, наилучшая форма потреб. ляемого тока s известном устройстве дости-.

Is гается при времени зарядки,. которое.прибли.жается к длительности полупериода собственных колебаний зарядного LC-контура. При необходимости увеличения напряжения иа вакопительном конденсаторе более чем в два раза в разрядной цеп т (в цепи нагрузки) создают режим рассогласования характеристического сопротивления разрядного 1.С-контура с сопротивлением нагрузки. При рассогласоваииой нагрузке накопительный конденсатор йерезаряжается до некоторого остаточного напряжеg5 ния Uoew = (0,1 — 0,5) Е„,„. Если процесс рас608274

3 согласованной разрядки накопительного конденсатора обеспечить невозможно, в разрядной цепи устанавливают вспомогательный тиристор, который включается на конечном этапе разрядки. Создавая остаточное напряжение на накопительном конденсаторе, можно увеличить рабочее напряжение до 2,4 Г,. Режим рассогласованной разрядки позволя. т при незначительной доле энергии, возврацвемой н накопительный конденсатор, получить существенный прирост энергии, выделяемой в нагрузке.

В известном устройстве в режиме согласованной и рассогласованной разрядки ири необходимости регулирования на накопительном конденсаторе в широких пределах форма lfoтребляемого тока ири уменьшении максимального рабочего напряжения существенно отклоняется от полуволны синусоиды, а скважность следования зарядных импульсов увеличивается, причем увеличение сква>кностн обусловлено разрядкой зарядного дросселя после осуществления искусственной коммутации зарядного тока. В результате увеличения амплитуды импульсов потребляемого тока и увеличения скважности их следования в цепи первичного источника питания отбор мощности носит импульсный характер. Импульсный отбор мощности в . ряде случаев недопустим, так как он может создавать перенапряжения, искаже. ния формы питающего напряжения, отрицательно влиять на другие потребители энергии.

Целью изобретения является повышение качества выходных параметров устройства путем уменьшения длительности паузы между импульсами потребляемого тока зарядного

LC,-контура при регулировании энергии на накопительйом:=конденсаторе.

Это достигается тем, что предложенное устройство для литания импульсных гаэоразрядных ламп, содержашее зарядный тиристор с цепью искусственной коммутации, зарядный

LC-контур, формиру>ощую разрядную индуктивность, разрядный тиристор, вспомогательный тиристор, включенный параллельно разрядному LC-контуру, блок управления тиристорами и стабилизатор энергии с управляющим входом для регулирования напряжения на накойительном конденсаторе, снабжено последовательно включенными ограничителем управ-, ляющего напряжения и измерителем энергии разрядного LC-контура с двумя входами, причем вход ограничителя напряжения соединен с управляющим входом стабилизатора энергии зарядного LC-контура, выход ограничителя соединен с первым входом измерителя энергии, второй вход измерителя энергии соединен с накопительнцм конденсатором, в его выход соединен с управляющим электродом вспомогательного тиристора. . На фиг, 1 показана принципиальная схема предложенного устройства; на фиг, 2 - — диаграммы напряжения и тока, Устройство для питания импульсных газораэрядных ламп состоит из первичного источника питания 1, зарядного тиристора 2 с цепью 3 искусственной коммутации„зарядного . дросселя 4, накопительного конденсатора 5, . коммутирующего тиристора б, формирующей

Д разрядной индуктивиости 7, разрядного тирнстора 8, ra: . разрядной личны 9, вспомогательного тиристора 10, блока управления I I, стабилизатора напряжения накопительного конденсатора, измерителя !3 остаточной энергии накопительного конденсатора и разрядной индуктивности и ограничителя 14. Стабилизатор 12 напряжения накоиителнно!о конденсатора состоит из электрического шунта 15 зарядного тока 1.С-контура„ квадратора 16 тока, квадратора 17 напри>кения конденсатора, сумматора 18 магнитной энергии дросселя и электрической энергии конденсатора и порогового устройства 19, которое управляет цепью искусственной коммутации и коммутирующим тиристором в зависимости от входного опорного напряжения, поступающего на его управ- ляк>щий вход. Измеритель 13 остаточной энергии накопительного конденсатора и разрядной индуктивности состоит из квадратора 20 напряжения, накопительного конденсатора и дифференцирующего усилителя 21, который пре20 образует убывающее напряжение накопительного конденсатора (при разрядке) в разрядный ток, квадратора 22 разрядного тока, сумматора 23 остаточной электрической энергии конденсатора и магнитной энергии разрядной ин25 д ктивности и порогового устроиства 24, управляющего моментом включения вспомогательного тиристора в зависимости от величины опорного напряжения, поступающего на регулирующий его вход, Устройство работает следующим образом.

Напряжение первичного источника 1 питания поступает на вход зарядного LC-контура

4, 5. При запуске зарядного тиристора 2 сигналом блока управления 11 начинается колебательная зарядка LC-контура. При достижении энергией в LC-контуре заданного уровня

35 сигналом порогового устроиства 19 включаетси цепь искусственной коммутации 3, которая выключает зарядный тиристор 2. При в ключеиии зарядного тиристора сигналом порогового устройства 19 включается коммутирующий тирис40 тор б, При включении этого тиристора энергия магнитного поля зарядного дросселя перекачивается в емкостный накопитель. По окончании процесса разрядки дросселя 4 сигналом блока управления 11 включается разрядный тиристор 8 и начинается разрядка накопительного . конденсатора 5 через формирующую индук-, тивность? на импульсную газоразрядную лампу 9. На конечном этапе разрядки накопительного конденсатора на управлйощий электрод вспомогательного тиристора 10 подается запуск кающий импульс с выхода измерителя 13 оста„ точной энергии разрядного LC-контура. При включении вспомогательного тиристора накопительный конденсатор перезаряжается до момента времени, при котором ток разрядного

1.С-контура не достигает нулевого значения.

Работа стабизизатора 12 напряжения накопительного конденсатора основана на изменении электромагнитной энергии зарядного

LC-контура. Измерение магнитной энергии дросселя 4 осуществляется с помощью электричесо кого шунта 15 и квадратора 16 тока. Выходной сигнал квадратора тока пропорционален маг608274 нитной энергии дросселя и поступает на вход сумматора 18. Измерение электрической энергии накопительного конденсатора 5 осуществляется квадратором 7 напряжения. Выходной сигнал квадратора напряжения поступает на другой вход сумматора 18. На выходе сумматора образуется сигнал, пропорциональный электромагнитной энергии зарядного .LC-контура. Этот сигнал поступает на первый вход сравнивающего устройства. На другой вход сравнивающего устройства поступает входное регулирующее напряжение, которое пропорционально установочной энергии накопительного конденсатора. В момент равенства входных сигналов сравнивающего устройства на его выходе возникает импульс, который отключает зарядный LC-контур от первичного источника питания.

Для регулирования напряжения на накопительном конденсаторе в пределах 1,5 Е„

2,4 Е„„при наилучшей форме потребляемого тока служит вновь введенная цепь обратной связи, состоящая из ограничителя 14 управляющего напряжения и измерителя 13 остаточной энергии разрядного LC-контура. Работа этой цепи обратной связи осуществляется следующим образом.

В зависимости от необходимого рабочего напряжения на накопительном конденсаторе на вход ограничителя 14 поступает опорное напряжение уставки. Ограничитель напряжения работает с нулевым коэффициентом передачи при напряжении на накопительном конденсаторе менее 1,5 Е„„ и в линейном режиме при рабочем напряжении на накопительном конденсаторе, которое превышает 1,5 Е . Выбранный таким образом режим работы ограничителя напряжения позволяет наилучшим образом уменьшить длительность паузы между импульсами потребляемого тока. Выходное напряжение ограничителя поступает на первый вход измерителя энергии разрядного LC-контура. На другой вход измерите. я энергии а накопительного конденсатора поступает напряжение обратной связи. Это напряжение с помощью квадратора 20 напряжения преобразуется в сигнал, пропорциональный электрической энергии накопительного конденсатора. Од. новременно напряжение накопительного конденсатора поступает на вход дифференцирующего усилителя 21, где преобразуется в сигнал, пропорцИональный току разрядной индуктивности

Формула изобретения

Устройство для питания импульсных гаэоразрядных ламп, содер кащее зарядный тиристор с цепью искусственной коммутации, зарядный LC-контур, формирующую разрядную индуктивность, разрядный тиристор, вспомоытельный тиристор, включенный параллельно разрядному LC-контуру, блок управления тиристорами и стабилизатор энергии с управляющим входом для регулирования напряЖения на накопительном конденсаторе, отличающееея тем что, с целью, повышения качества ньвыходных параметров устроиства путем умен шения длительности паузы между импульсами потребляемого тока зарядного LC-контура при . регулировании напряжения на накопительном ка денсаторе, оно снабжено последовательно включенными ограничителем управляющего напояжения и измерителем энергии разрядно- -J î Ь.-контура с двумя входами, причем вход ограничителя напряжения соединен с управляющим входом стабилизатора энергии зарядного LC-кону.раа вьйод ограничителя соединого - р нен с первым вХодом измерителя энергии, втоой вход измерителя энергии соединен с накор пительным конденсатором, а его выход со де инеи с управляющим электродом вспомогательного тиристора.

Источники информации, принятые во вни-: мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР ¹ 402г70, кл. Н 05 В 41/30, 1972.

2, «Элекэ ротехническая промышленность», вып б (41), серия «Г1„ораэовательная тех60 ника»; 1973, с. !4.

С dUe

}ьс де где i — ток разрядного !.С-контура; С вЂ” емкость накопительного конденсатора: dUc мгновенное значение напряжения на кои }енсаторе.

Выходной сигнал дифференцирующего уси.лителя поступает на вход квадратора 22 тока, На выходе квадратора тока получают сигнал, пропорциональный магнитной энергии разрядной индуктивности. Выходные сигналы квадраторов 20 и 22 суммируются сумматбром 23, Выходной сигнал сумматора, пропорциональный электромагнитной энергии: разрядного

LC-контура, поступает на вход порогового устройства 24. В момент равенства сигнала остаточной энергии разрядного 1.С-контура выходному сигналу ограничителя !4 на выходе порогового устройства возникает импульс, который запускает вспомогательный тиристор !О.

На фиг. 2 а показана форма напряжения на наполнительном конденсаторе; на эпк ре

26 — - ток зарядного 1.С-контура, причем заштрихованная часть представляет ток, который потребляется от первичного источника питания; на эшоре 2в — ток разрядного 1.С-контура (так как включение вспомогательного тирнстора !

О осуществляется на конечном участке разрядного тока лампы, искажение заднего фрон>та этого тока несущественно); иа эпюре 2г но1 казан выходной сигнал порогового устройства 24, который используется для запуска вспомогательного тиристора.

Вновь введенная цепь обратной связи позволяет регулировать напряжение на накопи20 тельном конденсаторе в пределах 1,5 Е„„— — 2,4 Е при наилуч цей форме потребляемого тока (момент искусственной коммутации зарядного тока осуществляется при времени зарядки

tç Ð=(0,7 — }) Я

JL в — собственная частота колебаний зарядного LC-контура.

Редактор Е. Кравцова

Звкаэ 2816 39

Составитель Н. Нестеренко

Техред О. Луговая Корректор А. Гриценко

Тираж 992 . Подйисное

UHHHllH Государственного номитета Совета Министров СССР: но делам изобретений и открытия

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

Филиал ППП Патента, г. Ужгород; ул. Проектная. 4