устройство для накачки окг

Формула изобретения

1. Устройство для накачки ОКГ, содержащее источник питания, лампу импульсную и трансформатор поджига, отличающееся тем, что в него введены первый и второй дроссели, первый, второй, третий, четвертый и пятый тиристоры, резистор, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой конденсаторы, при этом третий тиристор, второй дроссель, четвертый конденсатор и первый конденсатор соединены последовательно и подключены параллельно источнику питания, первый тиристор, первый дроссель, диод и второй конденсатор соединены последовательно и подключены параллельно источнику питания, второй тиристор подключен к соединенным первому тиристору и источнику питания, третий конденсатор и резистор соединены последовательно между собой и подключены параллельно последовательно соединенным первому конденсатору, источнику питания и третьему тиристору, четвертый тиристор подключен параллельно последовательно соединенным диоду, резистору и третьему конденсатору, кроме того, пятый тиристор, пятый и шестой конденсаторы соединены параллельно между собой и подключены параллельно четвертому конденсатору, импульсной лампе и вторичной обмотке трансформатора поджига, соединенным последовательно между собой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем источник питания выполнен в виде емкостного накопителя.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем источник питания выполнен в виде аккумуляторной батареи.

Описание изобретения к патенту

Предполагаемое изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано при формировании импульсов поджига лазеров.

Известно лазерное устройство, содержащее лазерный элемент, лампу-вспышку, испускающую свет для накачки лазерного элемента, блок электрического питания для разряда лампы-вспышки, обмотку для приложения высокого напряжения, установленную снаружи лампы-вспышки, высоковольтный трансформатор для приложения триггерного напряжения к обмотке, между выводами обмотки и трансформатором установлен разрядник [1].

Известно импульсное светоизлучающее устройство, содержащее источник постоянного тока и накопительный конденсатор, заряжаемый с помощью источника; схема управления зарядом состоит из нескольких переключающих элементов, каждый из которых через соответствующую индуктивность параллельно соединен с конденсатором; зарядно-разрядные конденсаторы подключены к соответствующим элементам со стороны нагрузки и заряжаются независимо друг от друга от конденсатора с помощью схемы; разрядные лампы, через которые разряжаются конденсаторы, генерируют излучение накачки; схема управления разрядом после окончания зарядки конденсаторов подает управляющий сигнал на лампы, обеспечивая их работу; в процессе генерации излучения каждой лампой соответствующий ей переключающий элемент поддерживается в открытом состоянии [2].

Недостатком известных устройств является отсутствие возможности работы лампы в высокочастотном режиме.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому изобретению является генератор импульсов, содержащий последовательно соединенные источник питания, зарядную цепь с высоковольтным вентилем и накопитель, выход которого через управляемую разрядную лампу подключен к нагрузке, к выходу накопителя подключен блок контроля уровня напряжения заднего фронта импульса на накопителе, а его выход подключен к управляющему электроду разрядной лампы [3].

Недостатком известного устройства является низкая его эффективность из-за больших энергозатрат при работе в частотном режиме.

С помощью предлагаемого технического решения достигается новый технический результат, заключающийся в повышении эффективности использования накачки лампы ОКГ за счет возможного получения на лампе удвоенного напряжения источника питания и сокращения расхода накопленной энергии в рабочем конденсаторе.

В соответствии с предлагаемым изобретением технический результат достигается тем, что устройство для накачки ОКГ, содержащее источник питания, лампу импульсную и трансформатор поджига, дополнительно содержит первый и второй дроссели, первый, второй, третий, четвертый и пятый тиристоры, резистор, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой конденсаторы, при этом третий тиристор, второй дроссель, четвертый конденсатор и первый конденсатор соединены последовательно и подключены параллельно источнику питания, первый тиристор, первый дроссель, диод и второй конденсатор соединены последовательно и подключены параллельно источнику питания, второй тиристор подключен параллельно первому тиристору и источнику питания, третий конденсатор и резистор соединены последовательно между собой и подключены параллельно первому конденсатору, источнику питания и третьему тиристору и параллельно первому дросселю и первому и третьему тиристорам, четвертый тиристор подключен параллельно диоду, резистору и третьему конденсатору, кроме того, пятый тиристор, пятый и шестой конденсаторы соединены параллельно между собой и подключены параллельно четвертому конденсатору, импульсной лампе и вторичной обмотке трансформатора поджига, соединенным последовательно между собой, лампа импульсная и вторичная обмотка трансформатора поджига установлены параллельно четвертому и пятому конденсаторам.

Кроме того, источник питания выполнен в виде емкостного накопителя.

Кроме того, источник питания выполнен в виде аккумуляторной батареи.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для накачки ОКГ, на фиг.2 - электрическая схема устройства.

Устройство для накачки ОКГ содержит источник питания 1, подключенные к нему последовательно соединенные третий тиристор 2, второй дроссель 3, лампу импульсную 4, вторичную обмотку трансформатора поджига 5, шестой конденсатор 6, диод 7 и второй конденсатор 8; при этом шестой конденсатор 6 соединен параллельно с пятым конденсатором 9 и параллельно с пятым тиристором 10; последовательно установленные первый тиристор 11, первый дроссель 12 и первый конденсатор 13 подключены параллельно источнику питания 1; второй тиристор 14 соединен параллельно первому тиристору 11 и источнику питания 1; третий конденсатор 15 соединен последовательно с резистором 16 и подключены параллельно второму дросселю 3 и четвертому конденсатору 17; четвертый тиристор 18 подключен параллельно диоду 7, резистору 16 и третьему конденсатору 15.

Устройство для накачки ОКГ работает следующим образом. При включении первого тиристора 11 происходит заряд первого 13 и второго 8 конденсаторов через первый дроссель 12 и диод 7 до напряжения ˜U_пит. После включения второго тиристора 14 первый конденсатор 13 перезаряжается и меняет полярность. Напряжения на источнике питания 1 и на первом конденсаторе 13 складываются:

При открывании третьего 2 и пятого 10 тиристоров и наличии импульса поджига суммарное напряжение прикладывается к импульсной лампе 4. Горение лампы продолжается до момента включения четвертого тиристора 18, который подключает заряженный второй конденсатор 8 к катоду третьего тиристора 2. Закрывание третьего тиристора 2 приводит к отсечке тока в импульсной лампе 4. Процесс накачки заканчивается. После отсечки тока импульсная лампа 4 некоторое время продолжает оставаться в проводящем состоянии, что резко сокращает частоту повторения импульсов излучения ОКГ. Пятый тиристор 10 вводится для увеличения частоты повторения излучения лампы; он закрывается в момент отсечки тока в лампе. Отсекая проводящую лампу, он тем самым дает возможность повторного заряда первого 13 и второго 8 конденсаторов с последующей накачкой очередного излучателя. Четвертый 17, пятый 9 и шестой 6 конденсаторы образуют контур прохождения импульса поджига вместе с лампой импульсной 4 и трансформатором поджига 5. Для накачки лампы ОКГ необходим источник питания мощностью в несколько меговатт (в зависимости от типа лампы), который может быть построен на основе химических источников тока по комбинированной схеме с использованием в качестве обострителя мощности и источника высоковольтного напряжения батарей молекулярных конденсаторов, выполняющих функции буферного источника энергии для заряда молекулярных конденсаторов. Батареи молекулярных конденсаторов создаются на базе емкостных накопителей типа МНЭ - 3/60 или 24ПП - 30/0,003; аккумуляторные батареи - 10НКБ - 90, как буферный источник энергии.

Трансформатор поджига 4 представляет собой импульсный трансформатор, на первичную обмотку которого подается импульс U1=4,5 кВ длительностью 3,4 мкс, а на вторичной обмотке формируется импульс поджига U2=30-35 кВ той же длительности. Защита схемы от высоковольтного импульса поджига осуществляется с помощью четвертого конденсатора 17, который может быть выполнен на основе конденсатора КВИ-4700 - 12 кВ. В качестве первого 13 и второго 8 конденсаторов могут быть использованы конденсаторы типа К75-40.

Предложенная схема накачки лампы ОКГ позволяет осуществлять работу импульсной лампы с частотой ˜100 Гц, в то время, как известные схемы позволяют работать с частотой 2-3 Гц.

Из вышеприведенного следует, что предложенные технические решения имеют преимущества по сравнению с известными, а именно:

1. Обеспечение частотного режима работы ОКГ за счет уменьшения времени отключения лампы с увеличением частоты повторения генерации лампы.

2. Увеличение выходной мощности ОКГ.

3. Экономное расходование энергии источника питания за счет удвоения его напряжения на лампе импульсной.

4. Формирование импульсов накачки требуемой длительности и мощности.

5. Малые вес и габариты устройства.

Следовательно, предложенное устройство при использовании дает новый технический результат, заключающийся в повышении эффективности использования устройства накачки импульсной лампы ОКГ.

По материалам заявки в данное время на предприятии изготовлен макетный образец устройства, который при испытаниях подтвердил достижение вышеуказанного технического результата.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Япония, заявка № 59-33276, МКИ Н 01 S3/092, 1984 г.

2. Япония, заявка № 57-16514, МКИ Н 01 S3/092, 1982 г.

3. Авторское св. СССР № 785962, МКИ Н 03 К 3/53,1980 г. (прототип).

4. Белостоцкий Б.Р. и др. «Основы лазерной техники» под ред. ак. Прохорова A.M., Москва, «Сов. Радио», 1972 г.

5. Шмелев К.Д., Королев Г.В. «Источники электропитания лазеров» под ред. Вакуленко В.М., Москва, Энергоиздат, 1981 г.