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, диод, первый, второй, третий и четвертый конденсаторы, первый, второй, третий, четвертый и пятый тиристоры, при этом первый и второй тиристоры установлены последовательно и подключены к источнику питания, последовательно соединенные первый дроссель, четвертый тиристор, третий конденсатор и первый конденсатор подключены к источнику питания, соединенные последовательно третий тиристор и второй конденсатор подключены параллельно последовательно соединенным четвертому тиристору и третьему конденсатору, диод и пятый тиристор подключены параллельно второму конденсатору, четвертый конденсатор подключен параллельно третьему конденсатору и параллельно лампе импульсной и соединенной последовательно с ней вторичной обмотке трансформатора поджига, при этом второй дроссель подключен параллельно первому конденсатору и второму тиристору.

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

Предлагаемое 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 элемента, блок электрического питания для разряда лампы-вспышки, обмотку для приложения высокого напряжения, установленную снаружи лампы-вспышки, высоковольтный трансформатор для приложения тригерного напряжения к обмотке; между выводами обмотки и трансформатора установлен разрядник [1].

Известно импульсное лазерное устройство, содержащее два зарядных конденсатора, соединенные с блоком для управления зарядом, разрядные лампы, которые соединены с конденсаторами и разряжаются накопленным на конденсаторах напряжением под действием тригерного сигнала, лазерный генератор, возбуждаемый световыми импульсами накачки от ламп, разрядную схему, которая соединена с конденсаторами и при разряде ламп разряжается напряжением, накопленным конденсаторами [2].

Недостатком известных устройств является их низкая эффективность из-за невозможности получения высокого напряжения на лампе. Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому изобретению является генератор мощных импульсов напряжения, содержащий накопитель энергии, основной и вспомогательный коммутаторы, входы которых подсоединены к одному из выводов накопителя энергии, и импульсный трансформатор с подсоединенной к вторичной обмотке трансформатора нагрузкой, средняя точка первичной обмотки которого соединена со вторым выводом накопителя энергии, а один конец первичной обмотки соединен с входом основного коммутатора, выход вспомогательного коммутатора соединен с другим концом первичной обмотки импульсного трансформатора через параллельно соединенные резистор и конденсатор [3].

Недостатком известного устройства является малая его эффективность из-за недостаточно высокого напряжения накачки.

С помощью предлагаемого технического решения достигается новый технический результат, заключающийся в повышении эффективности использования лампы ОКГ за счет увеличения напряжения накачки лампы.

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, диод, первый, второй, третий и четвертый конденсаторы, первый, второй, третий, четвертый и пятый тиристоры, при этом первый и второй тиристоры установлены последовательно и подключены к источнику питания, последовательно соединенные первый дроссель, четвертый тиристор, третий конденсатор и первый конденсатор подключены к источнику питания, соединенные последовательно третий тиристор и второй конденсатор подключены параллельно четвертому тиристору и третьему конденсатору, диод и пятый тиристор подключены параллельно второму конденсатору, четвертый конденсатор подключен параллельно третьему конденсатору и параллельно лампе импульсной и соединенной последовательно с ней вторичной обмотке трансформатора поджига.

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, на фиг.3 - временная диаграмма напряжений, поясняющая работу устройства.

Устройство для накачки ОКГ содержит источник питания 1, к которому подключены последовательно первый дроссель 2, четвертый тиристор 3, лампу импульсную 4, вторичную обмотку трансформатора поджига 5 и первый конденсатор 6; первый 7 и второй 8 тиристоры соединены последовательно и подключены к источнику питания 1; второй дроссель 9 установлен параллельно первому конденсатору 6 и второму тиристору 8; третий конденсатор 10 и четвертый конденсатор 11 установлены параллельно между собой и параллельно лампе импульсной 4 и вторичной обмотке трансформатора поджига 5; третий тиристор 12 установлен последовательно с параллельно связанными между собой диодом 13, вторым конденсатором 14 и пятым тиристором 15 и подключен параллельно к четвертому тиристору 3 и третьему конденсатору 10.

Устройство для накачки ОКГ работает следующим образом. При открывании первого тиристора 7 происходит резонансный заряд первого конденсатора 6 от источника питания 1 через второй дроссель 9 до напряжения, превышающего напряжение источника питания U_пит в 1,5˜1,7 раза. Далее, при открывании второго тиристора 8 первый конденсатор 6 через второй дроссель 9 перезаряжается до обратного напряжения, равного с учетом потерь на перезаряд ˜1,5 U_пит . В результате проведенной коммутации напряжение источника питания и напряжение на первом конденсаторе 6 суммируются U_пит +U_Cl˜2,5 U_пит. При открывании четвертого тиристора 3 суммарное напряжение подключается к нагрузке - лампе импульсной 4; происходит перезаряд первого конденсатора 6 от -1,5 U_пит до +U_пит через лампу импульсную 4. При переходе напряжения на первом конденсаторе 6 через 0 четвертый тиристор 3 принудительно закрывается и лампа 4 гаснет. Выключение четвертого тиристора 3 происходит за счет падения напряжения на его аноде при открывании третьего тиристора 12. Третий тиристор 12 включает шунтирующую емкость - второй конденсатор 14. Заряженный до полного напряжения третий конденсатор 10 начинает разряжаться через открытые третий 12 и четвертый 3 тиристоры и второй конденсатор 14; обратный ток через тиристор обеспечивает его закрытие. С закрытием четвертого тиристора 3 прекращается формирование импульса накачки. Пятый тиристор 15 включается, чтобы разрядить второй конденсатор 14 к следующему циклу работы. Четвертый конденсатор 11 осуществляет замыкание цепи импульса поджига. Диод 13 установлен для защиты пятого тиристора 15 от выброса напряжения. Первый дроссель 2 обеспечивает снижение броска тока при закрытии тиристора. Для накачки лампы ОКГ необходим источник питания мощностью в несколько мегаватт (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.

На фиг 3 приведена диаграмма временной расстановки запускающих импульсов и напряжений на конденсаторах, поясняющая работу устройства.

Трансформатор поджига 5 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 11, который может быть выполнен на основе конденсатора КВИ - 4700-12 кВ.

Предложенная схема накачки лампы ОКГ позволяет осуществлять работу импульсной лампы с частотой 25-30 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. Повышение напряжения на импульсной лампе в 2,5 раза.

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

3. Увеличение выходной мощности ОКГ.

4. Экономное расходование энергии источника питания в результате резонансного перезаряда конденсатора.

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. Авторское св. Япония № 59-33276, МКИ Н 05 В 41/30, 1984 г.

2. Авторское св. Япония № 58-45838, МКИ В 23 К 26/00, 1983 г.

3. Авторское св. СССР № 604138, МКИ Н 03 К 3/53,1978 г. (прототип).

4. Белостоцкий Б.Р. и др. "Основы лазерной техники" под ред. Ак. Прохорова А.М., Москва, "Сов. Радио", 1972 г.

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