RU1812615C - Способ регулировани напр жени на накопительном конденсаторе - Google Patents

Abstract

Использование: в импульсной технике и в технологических лазерах с предыоййза- ц-ией активной среды короткими импульсами тбка с крутыми фронтами, Сущность изобретени : способ заключаетс  в том, что емкостный накопитель зар жают от источника питани  посто нного тока за полуволну зар дного тока до максимального амплитудного значени . В течение второй полуволны тока накопитель разр жают до заданного уровн  напр жени , а затем, подава  управл ющий импульс на коммутатор, разр жают накопитель на нагрузку (лазер)..Особенностью изобретени   вл етс  то, что регулирование уровн  напр жени  на нагрузке осуществл етс  в течение одного такта рабочей частоты источника предыонйза- ции, что позвол ет повысить быстродействие . 2 ил. (Л G

Description

Изобретение относитс  к области импульсной техники и может быть использовав но в технологических лазерах с предионизацией активной среды короткими импульсами тока с крутыми фронтами.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  регулировани  уровн  напр жени  накачки.

Дл  достижени  указанной цели предварительно зар женный за полуволну тока до амплитудного значени  напр жени  емкостный накопитель разр жают до заданного уровн  напр жени  за счет рекуперации энергии в сеть, а затем быстро разр жают

на нагрузку. Таким образом, регулирование уровн  напр жени  накачки происходит в течение одного такта рабочей частоты ис- тбчника предыонизации, что обеспечивает его быстродействие.

На фиг. 1 изображена схема устройства, позвол ющего осуществить предлагаемый способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие реализацию способа.

Устройство содержит низковольтный источник 1. Питани  посто нного тока, к выходу источника 1 питани  подключен транзисторный однотактный преобразователь 2 С возвратными диодами 3 и повышающим

00

NX О

с 

трансформатором 4. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора 4 включен добавочный резонансный дроссель 5. Ко вторичный обмотке трансформатора 4 подключен накопительный конденсатор б. Параллельно емкостному накопителю 6 включены соединенные последовательно высоковольтный коммутатор 7 и нагрузка 8 (лазер), а также делитель напр жени  9. Выход делител  9 напр жени  и источник 10 опорного напр жени  соединены с первым и вторым входами компаратора 11. Выход компаратора 11 соединен с управл ющим входом модул тора 12, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки 13, а выход с управл ющим входом коммутатора 7. Вход элемента задержки 13 соединен с выходом задающего генератора 14, другие выходы которого соединены с управл ющими входами транзисторов 15 однотактного преобразовател  2. Дл  исключени  аварийных выбросов напр жени  преобразователь 2 включает в себ  диоды 16.

Согласно предлагаемому способу, емкостный накопитель 6 зар жают от инвертора 2 и разр жают на электроды лазера с одной и той же частотой. Эта частота определ етс  технологическими требовани ми со скоростью изменени  мощности излучени  лазера4. Собственна  частота цепи колебательной зар дки емкостного накопител  б выше рабочей частоты инвертора 2 и устанавливаетс , например, с помощью добавочного дроссел  5, При работе источника предьюнизации на входы ключей 15 (транзисторы ) инвертора 2 (в данном случае, од- нотактный преобразователь) поступают управл ющие импульсы е задающего генератора 14 (моменты времени 11Дб-фиг. 2,а). Через открытые ключи 5, повышающий трансформатор 4 и добавочный дроссель 5 от источника питани  1 идет пр ма  полуволна тока, зар жающего емкостный накопитель 6. Врем  открытого колебательного процесса, т.е. ключи 15 закрываютс , когда зар дный ток уменьшаетс  до нул , а напр - жение на емкостном накопителе 6 становитс  максимальным (момент времени ta - фиг. 2,6,в). Обратна  полуволна тока замыкаетс  на источник питани  1 через возрастные диоды 3, рекупериру  энергию емкостного накопител  6 обратно в сеть. Уровень напр жени  на емкостном накопителе б сравниваетс  с требуемым в данный момент по технологии лазерной установки с помощью делител  напр жени  9 и источника опорного напр жени  10. При равенстве этих уровней напр жени  срабатывает компаратор 11 (моменты времени t2, t4 - фиг, 2,д). Когда

напр жение на накопителе 6 возрастает, управл ющий импульс на коммутатор 7 не формируетс  модул тором 12, т.к. еще нет разрешающего сигнала. Разрешающий

сигнал формируетс  из управл ющего импульса с задающего генератора 14, задержанным элементом задержки 13 на такое врем , при котором ключи 15 инвертора 2 надежно закрыты (момент времени ta - фиг.

0 2,г). При наличии разрешающего сигнала с элемента задержки 13 и сигнала с компаратора 11 модул тор 12 формирует импульс , включающий коммутатор 7 (момент времени t4 - фиг. 2,е). Через коммутатор 7

5. емкостный накопитель б разр жаетс  на нагрузку 8 за врем  50-100 не, формиру  на ней требуемый импульс тока с крутыми фронтами.

Следующий цикл зар дки емкостного

0 накопител  8 может начатьс  после возврата самого инерционного элемента схемы (в данном устройстве, трансформатора 4) в исходное состо ние. Так как реальна  нагрузка 8, помимо лазера, со5

держит индуктивность линии, то емкостный накопитель 6 перезар жаетс  через нее до величины, равной напр жению разр да. После отключени  коммутатора 7 перезар д накопител  б продолжитс  через индуктив0 ность намагничивани  трансформатора 4, При равенстве положительной и отрицательной вольт-секундных площадей сердечник трансформатора 4 перемагничиваетс , и можно начинать следующий цикл зар дки

5 емкостного накопител  6 (момент времени ts-фиг. 2,в).

Мен   уровень опорного напр жени  источника 10, можно измен ть момент включени  коммутатора 7, начина  с момен0 та, когда напр жение на накопителе максимально и начинаетс  процесс рекуперации энергии в сеть. В случае апериодического процесса рекуперации диапазон регулировани  уровн  напр жени  накачки состав5

л ет половину выходного напр жени 

инвертора. В случае колебательного процесса рекуперации диапазон регулировани  расшир етс  от максимального напр жени  на накопителе до спада его

0 практически до нул .

При этом исключаетс  задержка управл ющего воздействи  при прохождении других функциональных узлов источника предыонизации.

о

Ташм образом воздействие на коммутатор в течение второй полуволны зар дного тока, когда напр жение на емкостном накопителе снижаетс  за счет рекуперации энергии в сеть, повышает быстродействие

регулировани  уровн  напр жени  накачки технологического лазера.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ регулировани  уровн  напрйже- ни  на накопительном конденсаторе, заключающийс  в том, что зар жают колебательно-накопительный конденсатор от источника питани  за полуволну тока и разр жают его в момент времени, соответствующий времени достижени  на нем напр жени , равного напр жению UH (где UH 0

   напр жение, равное напр жению на нагрузке ), о тли чающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , накопительный конденсатор зар жают от источника напр жени  До величины напр жени , большей значени  напр жени  UH, а момент времени, соответствующий достижению на накопительном конденсаторе величины напр жени  U«. определ ют путем сравнени  напр жени  предварительного его разр да с опорным.