Главная  Источники питания лазеров 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

дования выходных импульсов задается частотой управляющих сигналов, подаваемых на ТрЗ. Наибольшая частотл определяется временем зарядки формирующего конденсатора С2 и для рассматриваемых блоков зажигания находится в пределах 15-20 Гц. Амплитуда управляемых импульсов должна быть порядка 130-150 В при длительности 10-20 мкс. Применение схемы удвоения в блоке зажигания реализует зарядку формирующего конденсатора через емкостный токоограничивающий элемент, вследствие чего устройство, имеет высокую экономич/ность, нечувствительность к коротким замыканиям и простоту схемного решения.

К особенностям блоков зажигания типа МТ-ШЖ можно отнести оригинальную конструкцию импульсных высоковольтных трансформаторов (Тр2). На рис. 3.13,6 показан такой трансформатор. Вторичная обмотка трансформатора (выводы 3-4) намотана широкой медной лентой в виде спиральной кольцеобразной катушки из 20-25 витков. Первичная обмотка (выводы /-2) размещена внутри вторичной и имеет один виток из медной ленты меньшего сечения. По периметру катушек наложены четыре пары П-образных ферри-товых сердечников в виде замкнутых прямоугольников 5. В качестве-межвитковой изоляции используется фторопластовая лента, которая наматывается одновременно с обмотками. Для усиления электрической прочности вся конструкция пропитывается и заливается эпоксидными компаундами.

Вторичная обмотка трансформаторов предназначена для включения непосредственно в сильноточный разрядный контур. В момент разрядки накопителя к обмотке прикладывается полное напряжение и ферритовый магнитопровод быстро насыщается. В данных трансформаторах индуктивность вторичной О'бмотки после асыщения сердечников имеет относительно большие значения (порядка 100 мкГ). Это позволяет для однозвенных LC-формирующих линий обойтись без включения дополнительных разрядных катушек индуктивности. В рассматриваемой конструкции .функции импульсного трансформатора и разрядной катушки оказываются совмещенными в одном элементе, что вдвое сокращает массу и объем такого устройства по сравнению со случаем испольэова.ния импульсных трансформаторов, у которых после насыщения магнитопровода индуктивность, как правило, имеет величину 10-15 мкГ.

Кольцеобразная конструкция трансформатора со спиральными ленточными обмотками позволяет широко варьировать его параметрами. Индуктивность вторичной обмотки может быть увеличена за счет выбора большего диаметра при фиксированных размерах стандартных ферритовых сердечников. Коэффициент трансформации может устанавливаться изменением числа витков первичной обмотки. Сечение магнитопровода увеличивают за счет большего количества сердечников. Это позволяет передавать более длинные импульсы с первичной обмотки и более мощные сигналы инициирования.

Амплитуда высоковольтных импульсов на вторичной обмотке имеет повышенные значения при одинаковых входных сигналах по сравнению с другими конструкциями трансформаторов, поскольку концентрическое расположение первичной и вторичной обмоток обеспечивает максимальный коэффициент связи и наименьшие значения индуктивности рассеяния. Выполнение обмоток из проводников в виде широкой ленты позволяет уменьшить активное сопротивление катушки для быстроизменяющихся токов (импульсов инициирования и разрядных токов накопителя), поскольку здесь существенно ослабляется вредное влияние поверхностного эффекта.



Для блоков зажигания МТ-ШЖ, МТ-2ПЖ и МТ-ЗПЖ были разработаны импульсные трансформаторы ТИС-1, ТИС-2 и ТИС-З с совмещением функций разрядного индуктивного элемента. В первых двух трансформаторах применены сердечники ПК 24X15 мм, а в третьем - ПК 40X16 мм, марка феррита МЗОООНМС. Обмотки выполнены из медной ленты с сечением 0,8X24 мм (ТИС-1 и ТИС-2) и 0,5X38 мм (ТИС-З). Диаметр катушек около 120 мм. Все трансформаторы залиты эпоксидным компаундом. В ТИС-З предусмотрен высоковольтный разъем, который формируется с эпоксидной оболочкой как единое целое в процессе заливки трансформатора. Трансформаторы типа ТИС Б составе описанных блоков зажигания обеспечивают на выходе импульсы с амплитудой 20-30 кВ, значения эффективных токов через вторичную обмотку достигают 100 А.

4. Источники электропитания с низкой частотой повторения импульсов накачки

4.1. Импульсные источники питания с индуктивно-емкостными преобразователями

С развитием лазерной техники совершенствовались источники питания для лазерных излучателей. К настоящему времени промышленность освоила и выпускает большое число типов источников электропитания. Эти источники поставляются отдельно и в комплекте с лазерными установками. Среди промышленных установок наиболее широко представлены лазерные технологические установки импульсного действия с твердотельными излучателями на рубине, стекле с неодимом и на алю-мо-иттриевом гранате.

В первых технологических установках К-3, КЗМ, СУ-1 [73] зарядка накопительных конденсаторов производилась малоэффективным способом - через активный резистор. Для последующих установок были разработаны более совершенные схемы электропитания. Уже в установках типа Квант-3 [73] были использованы источники питания (МИЛ-24 и МЛ-25), построенные на базе индуктивно-емкостных преобразователей (ИЕП). Аналогичные источники были применены в установке СЛС-10-1. Положительные результаты эксплуатации этих установок, а также разработка многочисленных лабораторных источников питания послужили основой для создания унифицированного ряда блоков питания типа БП, основные параметры которого приведены в работе [74].



На базе блоков БП выполнены модуляторы импульсных ламп (МИЛ) для

Источник moftS

установок (МИЛ-35), (МИЛ-40), Квант-16 , (МТ-42), (МИЛ-36),

Дрг

дрг

1-rYY4

с1-сз

Накопитель ff-Z

600,0

~боо,о'

~bdd,d

600,0

Корунд Квант-10 Квант-12 , Квант-17 ЛТИПЧ-1 ЛУМ-1 (МИЛ-38) и др. [75-79].

Рассмотрим схему силовой части модулятора МТ-42 для питания твердотельных излучателей. Управление силовой частью производится от системы управления СУМ-10, которая будет описана в § 4.3. На рис. 4.1 изображена упрощенная электрическая схема силовых цепей. Схема состоит из зарядного устройства (рис. 4.1,а) и разрядного контура (рис. 4.1,6). Зарядное устройство выполнено с применением двух блоков из унифицированного ряда типа БП: блока источника тока ИТ-2-Зф и блока выпрямителя

ВЗ-2000-Зф. Источник тока представляет собой трехфазный ИЕП, собранный на линейных дросселях со стальным сердечником Rpl-ДрЗи на конденсаторах С/-СЗ, соединенных треугольником. На выходе ИЕП установлен зарядный коммутатор на тиристорах Д1-Д4, включенных встречно-параллельно. В блоке ИТ-2-Зф имеется также не показанная на рисунке схема защиты, которая срабатывает в случае выхода ИЕП на холостой ход, являющийся аварийным режимом.

В блоке выпрямителя находится повышающий трехфазный трансформатор Тр! с четырьмя одинаковыми вторичными обмотками (на рис. 4. 1,а показаны только две обмотки), каждая из которых подсоединена к мостовому выпрямителю по схеме Ларионова. Два включенных последовательно моста (диоды Д5-Д16) образу-58

Рис. 4.1. Схема силовой



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34