Силовая схема на основе колебательного

СХЕМЫ НАКАЧКИ ИМПУЛЬСНОЙ ЛАМПЫ В СОСТАВЕ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ЛАЗЕРА

Состав схемы накачки импульсной лампы

В общем случае схема накачки (рис.1) включает три основных компонента: схему поджига (СП), схему дежурной дуги (СДД) и силовую схему (СС).

Рис. 1

Схема поджига (СП) осуществляет первичную ионизацию разрядного промежутка лампы.

Схема дежурной дуги поддерживает слабый ток разряда в лампе, появляющийся после её поджига.

Силовая схема формирует импульс мощности в лампе, обеспечивающий заданную энергию в импульсе.

Рассмотрим работу схемы поджига (рис.2)

Рис.2

Эта схема формирует импульсы напряжения, прикладываемые к лампе, с амплитудой 15‑20 кВ при длительности в несколько микросекунд. Частота повторения импульсов обычно не превышает десятков герц. При внешнем поджиге высоковольтный импульс подается непосредственно на корпус лампы относительно катода (или анода).

Схема состоит из источника питания с напряжением (обычно 500-1000 В); накопительного конденсатора С, заряжаемого в паузе между импульсами через резистор до напряжения ; тиристора Т, выполняющего функцию электронного ключа; обратного диода D и высоковольтного трансформатора . Отношение чисел витков равно отношению амплитуды высоковольтного импульса напряжения на вторичной обмотке к напряжению на первичной обмотке.

В паузе между импульсами конденсатор заряжен до напряжения , а тиристор Т выключен (его сопротивление ). При этом все напряжение выделяется на тиристоре, а напряжения на первичной и вторичной обмотках трансформатора равны нулю.

При включении тиристора Т со схемы управления СУ его сопротивление практически мгновенно уменьшается почти до 0, а напряжение на нём снижается с до 1–2 В. Тогда согласно второму закону Кирхгофа напряжение на первичной обмотке трансформатора мгновенно увеличивается с нуля до начального напряжения на конденсаторе . Напряжение на вторичной обмотке в раз больше, чем на первичной. Конденсатор С резонансно перезаряжается по контуру . Напряжение на первичной обмотке трансформатора в процессе перезаряда конденсатора остается равным напряжению на конденсаторе. При изменении направления тока, когда максимально и отрицательно (полярность (+) (–)), ток замыкается по контуру . В этот период напряжение на тиристоре отрицательно, и он выключается вплоть до подачи следующего импульса управления. Форма напряжения на вторичной обмотке трансформатора показана на рис.3

Рис.3

После осуществления первичной ионизации (поджига лампы) через лампу устанавливается ток дежурной дуги, который обеспечивается схемой дежурной дуги (рис.4)

Рис.4

Схема дежурной дуги поддерживает небольшой (0,1 – 0,2 А) ток через лампу в паузе между импульсами накачки. Это позволяет осуществлять поджиг лампы однократно только в начале работы. Схема включает источник питания с напряжением ; коммутирующий транзистор Т, управляемый драйвером ; дроссель L, выполняющий функцию источника тока; датчик тока ; демпфирующий диод , через который замыкается ток дежурной дуги при выключенном транзисторе Т; разделительный диод , блокирующий высокое напряжение, подаваемое с силовой схемы в период формирования импульса накачки.

Коммутирующий транзистор Т управляется драйвером с инвертирующим входом, на который подаётся напряжение обратной связи по току дежурной дуги с датчика тока : . Драйвер обладает внутренним гистерезисом по входу: при возрастании напряжения до 1,8 В на его выходе (на затворе транзистора Т) устанавливается низкий уровень напряжения (близкий к 0), а при снижении до 1,6 В – высокий. При включении схемы ток через дроссель L равен 0 (по первому закону коммутации), поэтому и на выходе драйвера устанавливается высокий уровень напряжения, включающий транзистор Т. При этом ток дежурной дуги замыкается по контуру . Так как напряжение на дросселе практически постоянно , то ток дежурной дуги на этом этапе линейно растет со скоростью . Пропорционально току растет и . Как только достигнет 1,8 В, драйвер выключит транзистор Т. При этом ток дежурной дуги коммутирует в цепь диода и замыкается по контуру . В этом контуре нет источника питания, а ток поддерживается за счёт энергии магнитного поля, накопленной в дросселе . Ток дежурной дуги линейно падает со скоростью . Как только снизится до 1,6 В, драйвер снова включает транзистор Т и ток дежурной дуги опять начинает увеличиваться. Таким образом, драйвер поочередно подключает и отключает транзистор Т, обеспечивая изменение тока дежурной дуги через лампу в пределах .

Пример. Определить величину , обеспечивающую максимальный ток дежурной дуги . Найти минимальное значение тока дежурной дуги и относительную величину пульсации тока.

.

.

Относительная величина пульсации тока дежурной дуги

.

Силовая схема на основе колебательного

Дата добавления: 2015-07-10