Устройство для формирования импульсов тока чередующейся направленности

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИ-Я И>&ШУЛЬСОВ ТОКА ЧЕРЕДУЮЩЕЙСЯ НАПРАВЛЕННОСТИ для питания импульсной газоразрядной лампы,'работающей в режиме часто повторяющихся вспышек, содержащее рабочую батарею конденсаторов, подключенную к силовой сети через однополупериодный выпрямитель, блок, задающий частоту вспышек и синхронизированный с напряжением питающей сети две схемы совпадения, соединенные импульсными входами с выходом блока, задающего частоту вспышек, а потенциальными входами - с соответствующими•выходами триггера, блок поджига, соединенный входом с выходом блока, задающего частоту вспышек, а выходом - с клеммой для подключения поджигающего электрода лампы, отличающееся тем, что, с целью обеспечения однополярного режима частичного 'разряда рабочей батареи конденсаторов и повышения КПД устройства, оно снабжено блоком задержки, разрядным тиристором и тремя дополнительными тиристорами, первый из которых соединен своим анодом с положительным выводом рабочей батареи конденсаторов, а катодом - с выводом для подключения одного из силовых электродов лампы, второй дополнительный тиристор катодом подключен к отрицательному выводу рабочей батареи конденсаторов, а анодом - к выводу для подключения другого силового электрода лампы, третий дополнительный тиристор соединен своим анодом с выводом для подключения первого из указанных силовых электродов лампы, а катодом - с отрицательным выводом рабочей батареи конденсаторов, управляющие электроды указанного разрядного тиристора и третьего дополнительного тиристора соединены с выходом одной из схем совпадения, а управляющие электроды первого и второго дополнительных тиристоров соединены с выходом другой схемы совпадения, блок задержки своим входом подключен к выходу блока, задающего частоту вспышек, а выходом - к входным цепям упомянутого триггера.сл4^О СЛ Oi

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 05 В 41 34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 2400397/24 — 07 (22) 20.08.76 (46) 15.04.87. Бюл. М - 14 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт Физики AH БССР (72) А.A.Èîção (53) 621.3.032.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 - 421151, кл. Н 05 В 41/32 р 1971.

Авторское свидетельство СССР

К - 546249, кл. Н 05 В 41/30, 1971. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

ИМПУЛЬСОВ ТОКА ЧЕРЕДУ10ЩЕЙСЯ НАПРАВЛЕННОСТИ для питания импульсной газораз1 рядной лампы, работающей в режиме часто повторяющихся вспышек, содержащее рабочую батарею конденсаторов, подключенную к силовой сети через однополупериодный выпрямитель, блок, задающий частоту вспышек и синхронизированный с напряжением питающей сети две схемы совпадения, соединенные импульсными входами с выходом блока, задающего частоту вспышек, а потенциальными входами — с соответствующими выходами триггера, блок поджига, соединенный входом с выходом блока, задающего частоту вспышек, а выходом с клеммой для подключения поджигающего электрода лампы, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью обеспечения однополярного режима частичного разряда рабочей батареи конденсаторов и повышения КПД устройства, оно снабжено блоком задержки, разрядным тиристором и тремя дополнительными тирис-.îðàìè, первый из которых соединен своим анодом с положительным выводом рабочей батареи конденсаторов, а катодом — с выводом для подключения одного из силовых электродов лампы, второй дополнительный тиристор катодом подключен к отрицательному выводу рабочей батареи конденсаторов, а анодом — к выводу для подключения другого силового электрода лампы, третий дополнительный тиристор соединен своим анодом с выводом для подключения первого из указанных силовых электродов лампыр а катодом — с отрицательным выводом рабочей батареи конденсаторов, управляющие электроды указанного разрядного тиристора и третьего дополнительного тиристора соединены с выходом одной из схем совпадения, а управляющие электроды первого и второго дополнительных тиристоров соединены с выходом другой схемы совпадения, блок задержки своим входом подключен к выходу блока, задающего частоту вспышек, а выходом — к входным цепям упомянутого триггера.

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано для формирования импульсов тока через газоразрядную лампу накачки активного тела оптического кван-5 тового генератора (ОКГ) с чередованием направленности тока через лампу накачки.

Известны устройства для формирования импульсов тока чередующейся направленности для питания импульсной газоразрядной лампы, основанные на заряде емкостного накопителя с последующим разрядом его на импульсную газоразрядную лампу накачки активного

1 тела оптического квантового генератора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для формирования импульсов

20 тока чередующейся направленности для питания импульсной газоразрядной лампы, работающей в режиме часто повторяющихся вспышек, содержащее рабочую батарею конденсаторов, подключенную к силовой сети через однополупериодный выпрямитель, блок, задающий частоту вспышек и синхронизированный с напряжением питающей сети, две схемы совпадения, соединенные импульсными

30 входами с выходом блока, задающего частоту вспышек, а потенциальными входами — с соответствующими выходами триггера, блок поджига, соединенный входом с выходом блока, задающего ча- 35 стоту вспышек, а выходы — c клеммой для подключения поджигающего электрода лампы.

Недостатком указанного устройства является работа батареи конденсаторов о в реялме полного перезаряда и в связи с этим необходимость использования двухполярных конденсаторов, а также высокие потери энергии на внутреннем сопротивлении конденсаторов.

Целью изобретения является обеспечение однополярного режима частичного разряда рабочей батареи конденсаторов о и повышении КПД устройства.

Для достижения указанной цели уст— ройство снабжено блоком задержки, разрядным тиристором и тремя дополнительными тиристорами, первый из кото- 55 рых соединен своим анодом с положи.тельным выводом рабочей батареи конденсаторов, а катодом — с выводом для подключения одного из силовых элект6 2 родов лампы, второй тиристор катодом подключен к отрицательному выводу рабочей батареи конденсаторов, а анодом— к выводу для подключения другого силового электрода лампы, третий дополнительный тиристор соединен своим анодом с выводом для подключения первого из электродов лампы, а катодом — с отрицательным выводом рабочей батареи конденсаторов, управляющие электроды указанного тиристора и третьего дополнительного тиристора соединены с выходом одной из схем совпадения, а управляющие электроды первого и второго дополнительных тиристоров соединены с выходом другой схемы совпадения, блок задержки своим входом подключен к выходу блока, задающего частоту вспышек, а выходом — к входным цепям упомянутого триггера.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 — временная диаграмма работы устройства, отражающая характер изменения напряжения и тока в различных узлах устройства, Устройство состоит из однополупериодного выпрямителя 1 (фиг.1), рабочей батареи конденсаторов 2, тиристоров 3,4,5 и 6, импульсной газоразрядной лампы 7, блока 8, синхронизированного с напряжением питающей сети и задающего частоту следования вспышек, схем совпадения 9 и 10, блока 11 поджига газоразрядной лампы 7, схемы задержки 12 и триггера 13.

На временной диаграмме (фиг.2) приведены графики изменения напряжения на выходе однополупериодного выпрями- теля 1 (см. временную ось U,) H рабочей батарее конденсаторов 2 (ось

U ) на выходе блока 8, задающего частоту следования вспышек (ось U ) а также форма тока через импульсную газоразрядную лампу накачки 7 (ось Е ), Однополупериодный выпрямитель 1 служит для выпрямления сетевого переменного напряжения и зарядки рабочей батареи конденсаторов 2. Последняя служит для накопления электрической энергии и разряда ее на импульсную газоразрядную лампу 7, которая, в свою очередь, является источником света накачки активного тела оптического квантового генератора, не приведенного на фиг.1. Тиристоры 3, 4, 5 и 6 служат для связи рабочей батареи конденсаторов 2 и импульсной газоразрядной лампой 7 и обеспечивают разряд

": 5 о.= .) a. О батареи на лампу импульсами тока требуемой направленности. Блок 8, синхронизированный с напряжением питающей сети, является задатчиком частоты следования вспышек. Импульсы на его выходе синхронны с моментом спада до нулевого значения, проводимой выпрямителем 1 полуволны питающего напряжения. Схемы совпадения 9 и 10, управляемые по своим потенциальным входам 1р триггером 13, служат для передачи сигналов от эадатчика частоты следования вспышек 8 на управляющие электроды соответствующих тиристоров 3,6 и 4,5.

Блок 11 служит для усиления сигнала, 15 о поступившего с выхода задатчика частоты следования вспышек, и осуществления надежного поджига импульсной газоразрядной лампы 7. Схема задержки

12 исключает возможность отпирания 2р всех четырех тиристоров 3,4,5 и 6 одним и тем же выходным импульсом задатчика частоты 8 посгупившего на управляемые входы тиристорных пар 3,6 и

4,5 через поочередно открывшиеся схе-25 мы совпадения 9 и 10. Длительность задержки, обеспечиваемая схемой 12, должна быть не менее длительности импульса, снимаемого с выхода блока 8 задатчика частоты, и не более длитель30 ности полупериода питающей сети. Триггер 13 служит для управления схемами совпадения 9 и 10 и обеспечения чередования направленности импульсов тока через газоразрядную лампу 7. 35

Устройство работает следующим образом.

Рабочая батарея конденсаторов 2 заряжается непосредственно от однопо-4 лупериодного выпрямителя 1 до амплитудного значения напряжения 0 (фиг.2), В момент С синхронно со спадом проводимой выпрямителем полуволны питающего напряжения до нулевого значения блок 8 задатчика частоты следования вспышек выдает импульс, поступающий на входные цепи блока 11 поджига .лампы, схемы задержки 12 и на импульсные входы схем совпадения 9 и 10. Через одну из схем совпадения, например 9, открытую по своему потенциальному входу триггером 13, запускающий импульс поступает на управляющие электроды тиристоров 3 и 6. В момент тиристоры 3 и 6 отпираются, блок 11 обеспечивает поджиг лампы 7 и начинается разряд рабочей батареи конденсаторов 2 импульсом тока положительной направленности через лампу накачки 7.

Этот процесс продолжается до момента пока напряжение на емкостном накопителе 2 не упадет до уровня деионизации газоразрядного промежутка лампы U „ ° Известно, что уровень деионизации лампы составляет примерно

10-15Х от рабочего напряжения лампы

U . В момент Т газоразрядная лампа

7 гаснет и тока в дальнейшем не проводит, С некоторой задержкой -,,, на которую рассчитана схема задержки

12, по отношению к моменту t> импульсом, поступившим на счетный вход триг— гера 13, последний переводится в свое другое устойчивое состояние. Своими потенциальными выходами триггер 13 запирает схему совпадения 9 и отпирает схему совпадения 0.

E.

С момента э, когда мгновенное значение напряжения на выходе однополупериодного выпрямителя 1 превысит уровень остаточного напряжения U, начинается очередной цикл зарядки рабочей батареи конденсаторов 2 напряжением той же (в данном примере положительной) полярности, что и в предыдущем случае батарея 2 вновь заряжается до напряжения U

В момент С, когда мгновенное.значение напряжения проводимой выпрямителем полуволны станет равно нулю, блок 8 задатчика частоты следования вспышек вьдает импульс, поступающий, как и в первом случае, на входы блока

11 поджига лампы, схемы задержки 12 и на импульсные входы схем совпадения

9 и 10 ° На этот раз по потенциальному входу оказывается отпертой схема совпадения 10. Поэтому отпирающий импульс поступает на управляющие электроды тиристоров 4 и 5. В момент t тиристоры 4 и 5 отпираются, а блок l1 осуществляет поджиг газоразрядной лампы

7. Начинается очередной разряд рабочей батареи конденсаторов 2 импульсом тока через газоразрядную лампу 7. На этом раз направленность импульса тока через лампу обратна току в процессе предьдущей вспышки, Горение разряда в лампе продолжается до момента t, пока напряжение на батарее конденсаторов 2 не упадет до уровня деионизации газоразрядного промежутка лампы

В момент лампа гаснет, тиристоры 4 и 5 запираются. Как и в пер— вом случае, с некоторой задержкой ь А относительно момента t триггер

654056

13 переводится в свое первоначальное положение, отпирает схему совпадения

9 и запирает схему совпадения 10, после чего устройство готово к новому циклу операций. Частота следования вспышек регулируется перестройкой блока 8.

Применение в предложенном устройстве трех дополнительных тиристоров и схемы задержки позволяет обеспечить работу батареи конденсаторов в однополярном режиме частичного разряда, делает возможным применение однополярных конденсаторов и приводит к снижению потерь на внутреннем сопротивлении конденсаторов.

Помимо питания ламп накачки активного тела оптических квантовых гене1 раторов предлагаемое изобретение может быть использовано в стробоскопи10 ческой и кинопроекционной аппаратуре в мощных импульсных осветительных устройствах и "..д.

Оэч036 и с

Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Редактор П.Горькова

Заказ 1328/2 Тираж 802 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4