Источник питания газового лазера

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропи,тания высоковольтной газораз-. рядной аппаратуры. Цель изобретения повышение надежности электроснабжения лазера путем увеличения устойчивости электрического разряда в активном элементе . Благодаря подключению к выходным выводам 19, 20 устройства цепи из .последовательно включенных резистора 9 и стабилизатора 10 тока напряжение на выходе канала 15 умножения напряжения выпрямителя 2 ограничивается на определенном уровне. При возбуждении разряда в активном элементе 3 лазера устанавливается начальный ток по величине больший, чем рабочий ток, необходимый для обеспечения максимальной мощности излучения. При этом отрицательное динамическое сопротивление разряда в активном элементе 3 минимально, а устойчивость разряда максимальна . По мере окончания переходных электрических и тепловых процессов в лазере ток разряда медленно снижается до рабочего . 2 ил. 1Г ЙУ С

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 М 3/335

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3985688/07 (22) 02.12.85 (46) 23,11.92, Бюл,N 43 (72) А. В. Сибирев, Л, В, Покидина и М. M.

Гречи щев (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ГАЗОВОГО ЛА3ЕРА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания высоковольтной газоразрядной аппаратуры. Цель изобретения повышение надежности электроснабжения лазера путем увеличения устойчивости электрического разряда в активном элементе. Благодаря подключению к выходным выводам 19, 20 устройства цепи из

„„. Ы„„1358735 А1 последовательно включенных резистора 9 и стабилизатора 10 тока напряжение на выходе канала 15 умножения напряжения выпрямителя 2 ограничивается на определенном уровне. При возбуждении разряда в активном элементе 3 лазера устанавливается начальный ток по величине больший, чем рабочий ток, необходимый для обеспечения максимальной мощности излучения. При этом отрицательное динамическое сопротивление разряда в активном элементе 3 минимально, а устойчивость разряда максимальна. По мере окончания переходных электрических и тепловых процессов в лазере ток разряда медленно снижается до рабочего, 2 ил.

1358735

И",îáðåòåíèå оп(осится к электро ехнике и и Оедназнэчено для использоВания f1pN реализации эг(ектроснабжения газоразрядной аппаратуры.

Цег((,(о изобретен(ия является повышение IIB118>I;(IocT» электроснабжения лазера путем увеличения устойчивости электрическОГО разряда В BKTviBI- Ом эл8менте.

На фиг, 1 представлена функциональн: я схема источника питания газового лазера; на фиг. 2 приведены вольт-амперная характеристика активного элемента лазера

Yi зависимость мошности излучения оТ тока, ПредлагBoMblY, источник содержит однотактный преобразователь 1 напряжения и высоковольтный выпрямитель 2.

АКТИВНЫЙ ЭЛВМОНТ 3 ГсЗЗОВÎГО ЛЭ38РЭ Яв

Ляетсс1 Нс: ГРУЗ КОЙ ИСТОЧ Ника П ИТЭНИЯ, ИСТОЧник содержит ТВК>К8 резистивный датчик 4 тОка, б!OK 5 сравнения, б10к 6 ОпopHQIO !

I. 1 поя:хе(! иг! 1с таб(.(л(!тРГ(н)(, Усиг!ителс. 7 nocToslIlIIo(o oKB, (8 Il8pBToI> 8 импульсов, ycTB HOB ÎiIHb! A резиcTО > 9, cта бvlltviзаTop 1 0 тока, первый 11 и второй l2 разделительные

Диодь(, кOHp8Hcэ Гоp !3 Временной заДерж ки, В высоковоль(ном Вь(прямителе 2 име(отся два параллел.-:-(ь(х канала 1i4 и 15, первый из KÎTOрых явг(яется cèëовым, а втоООЙ до пол нител ь I!!.l« (<эналр(>. умножения напРЯ .«ения В(с(< Р!. Оволестныи ДиоД 16 Раэ

В о litii8 ВЫ ВО I,! 17 и 18 источника

1 0 е д и э з н а ч 8 и ы в д я и д (< л (О ч е (-! и я I 8 0 B I;I i.! I-; 0Го и.. 0

20 Б:-,I><0(1Hb;8 Вь(эо(1ь(лля Г10дкл(очения акТИВНГ>ГО::;Г(8(с<ЕНТГ! ((ЭЗЕра,,1(1та(ОщИ(с! ВХОД лреоорэз;".:::;:э еля 1 .Эпря>кения соединен с

«У0-((Ьl! .,, ВыводЭМИ 17, (Лс, ВХОД ВЫСОКОВОЛЬ i! (СГ; ВЫ :Р. -:i.l:! ЕЛЯ? ПОДКЛ(ОЧЕН К ВЫХО ду г(р"-.OU,::э,:,oeBT,:;л>-:, напряже;-: tv, а выход соеД(1! (с!(! с Выходн ьь 1 вы ВОДОм 1 i н8пос(>8Д твенно, а с Выхо>дн ым Вы БОДОм . О, сВЯ занным с Об(ЦВР1 ши(.ОЙ, — через Датчик 4 тока. Один из входов блока 5 сравнен(ия пОДкл (Оч8н к ВУ КОД:/ Дэтчи ка 4 ТоКВ, Д„>i/ÃOA вход — к Выходу блока б опорно(о напряжения, а выход через усилитель 7 постоянного тока и вкл(оченный на его выходе разделительный диод 11 — к модулиру(о(цему входу

ГЕНЕратОра 8; Ис!ПуГ1ЬСОВ, C08äÈÍ8HÈOÃO ВЫходом с входом Возбуждения преооразователя 1 напряжения. Усгэновочный резистор

9и сгабилизатор10тока Вкл(очены последовательно между выходными выводами 19, 20. Модулирующий вход генератора 8 иM" пульсов через разделительный диод 12 соединен с Выводами стабилизатора 10 тока, Источник питания работает следующим образом, При подаче напряжения на вход„û.å ..выводы 17, 18 источника возбуждается генератор 8 1 (пульсов на максимальной частоте.

Синхронно с ним возбуждается однотэктный преобразователь 1 напря>кения. С выхода преобразователя 1. напряжение

5 поступает на дBB параллег(ьных канала высоковольтного выпрямителя 2 — силовой канал 14 и канал 15 умножения напряжения.

Напряжение на выхода выпрямителя 2 постепе IHQ возрастает по величине в течение промежутка времени от включения до времени установления максимального значения. Пропорционально увеличивается величина тока, протекающего через резистор 9 (и стабилизатор 10 тока. При отсутствии разряда в активном элементе 3 ток достигает величины тока стабилизации стабил(изатора l0, при этом резко возрастает напряжение на выходе последнего, которое через диод 12 поступает на вход генератора

20 8 импульсов, Частота импульсов генератора

8 и однотактно -о преобразователя 1 уменьшается, напр >K8!-I!ne выпрямителя 2 перестает увег!Ичиваться по величине, через резистор 9 и с абилизатор 10 протекает ток, 25

4Г)

55 равный току с.габилизэции стабилизатора

10, Следователь((с, напряжение HB выходе канала 15ум(!Ожениг! напряжения выпрямителя 2 ограничивается п0 величине на уровне, равном произведени(0 величины сопротивления резистора 9 HB Величину тока стабилизации стабилизатора 10. 1Лзменяя одну из этих вели (ин, мо>l<íо менять

Велич;»:ó напряжения на выходе канала 15 умножения напряжения выпрямителя 2.

Развитие электрического разряда в активном элементе 3 лазера происходит при величине напряжения на выходе канала 15 меньшей, чем уровень ограниченного напря>кения, поэтому управление частотой импульсоь генсратора 8 по ((co(", связи от стабилизатора 10 тока отсутствует, Макс(!Мальный llo величине ток активного элемента 3 создает падение напря>кения на датчике 4 тока, которое В блоке 5 сравнения сравнивается с опорным напряжением блока б. Разностный сигнал постуI"iB8T ilB 8X0p >(сил !T8 !А 7 lOCTOitilHOI ТОКЭ.

Усилитель 7 выполнен по схеме с высокоомным выходом, Поэтому конденсатор 13 и

Высокоомный выход усили еля 7 обеспечива(от временную задержку поступления управля(още-о сигнала на Вход генератора 8 импульсов. Bpev8HHB задержка Выбирается по величине, несколько большей, чем время окончания переходных электрических и тепловых процессов при возбуждении разряда в активном элементе 3 лазера. По истечении Времени задержки управля(ощиЙ сигнал с выхода усилителя 7 постоянного тока поступает на Вход генератор- 8 импуль1358735

20 сов и изменяет его частоту. Величина тока в активном элементе 3 лазера уменьшается до величины неоПходимого рабочего тока и поддерживается на этом уровне, чем обеспечивается устойчивость разряда в активном элементе 3, Таким образом, в рассматриваемом устройстве при возбуждении разряда в активном элементе 3 лазера устанавливается начальный ток !зна«(фиг. 2), по величине больший, чем рабочий ток !Драб, необходимый для обеспечения максимальной мощНОСТИ ИзлучeÍия Ppga,Map(: П ри этом величина отрицательного динамического сопротивления разряда в активном элементе 3 минимальна, а устойчивость разряда максимальна. По мере окончания переходных электрических и тепловых процессов в

Формула изобретения

Источник питания газового лазера, содержащий однотактный преобразователь напряжения, питающий вход которого соединен с входными выводами устройства, предназначенными для подключения первичного источника питания, высоковольтный выпрямитель, вход которого подключен к выходу преобразователя напряжения, а выход соединен с первым выходным выводом устройства, предназначенным для подключения активного элемента лазера, непосредственно, а с вторым выходным выводом устройства, связанным с общей шиной, — через резистивный датчик тока, блок сравнения, один из входов которого подключен к выходу датчика тока, другой вход — к выходу блока опорного напряжения, а выход через усилитель постоянного тока и включенный на его выходе первый разделилазере ток разряда медленно изменяется от

ВЕЛИЧИНЫ l3>ias ДО i3pa6, а НаПРЯжЕНИЕ На активном элементе 3 — от Чзнач до 1/зраб.

Описываемое техническое решение по5 зволяет использовать в качестве нагрузки источника питания активные элементы с большой величиной отрицательного динамического сопротивления электрического разряда, уменьшить влияние температурно10 го градиента плазмы в капилляре активного элемента относительно конструкции резонатора излучателя на устойчивость электрического разряда при включении лазера, В данном случае повышаются надежность и

15 устойчивость зажигания электрического разряда в активном элементе лазера и, кроме того, улучшаются массогабаритные показатели последнего. тельный диод — к модулирующему входу генератора импульсов, соединенного выходом с входом возбуждения преобразователя напряжения, стабилизатор

25 тока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения лазера путем увеличения устойчивости электрического разряда в активном элементе, в него введены ус30 тановочный резистор и второй разделительный диод, а высоковольтный выпрямитель выполнен с дополнительным параллельным каналом умножения напряжения, причем установочный рези35 стор и стабилизатор тока включены последовательно между выходными выводами устройства, а модулирующий вход генератора импульсов через второй разделительный диод соединен с выво40 дами стабилизатора тока.

Составитель Л,Морозов

Редактор Q,Ôëëèïïîâý Техред М.Моргентал . Корректор Э.Лончакова

Заказ 551 TNp3 K Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101