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

корпус, в котором размещен ГРП. В маломощных газовых лазерах применяют разрядные трубки с электродами зажигания в виде металлических поясков, наложенных иа поверхность трубки, которые одновременно служат для подачи высокочастотного питающего напряжения.

Схема внутреннего зажигания (рис. 1.2,6) предназначена для включения ГРП с электродом зажигания, расположенным в полости разряда (впаян в стенку ГРП).

При отсутствии электрода зажигания схема зажигания включается последовательно с ГРП и источником питания (рис. 1.2,е) или параллельно к основным электродам ГРП (рис. 1.2,г). Чтобы источник питания не щунтировал сигнал инициирования, в силовую цепь включают заграждающий фильтр либо другой элемент.

Для зажигания ГРП часто применяются смещанные схемы в виде комбинации схем, приведенных на рнс. 1.2.

Среди разновидностей схем зажигания можно выделить группы с одноступенчатым и двухступенчатым зажиганием. В схемах с одноступенчатым зажиганием инициирующий сигнал формирует непосредственно такой вспомогательный разряд, который способен .развиться в стационарный с помощью одного лишь основного источника питания. Если выполнение этого условия затруднено, то применяют более мощную схему зажигания либо переходят на двухступенчатое зажигание. При двухступенчатом зажигании первоначальный вспомогательный разряд формируется, как и при одноступенчатом, с помощью маломощного сигнала инициирования, а перевод разряда в стационарный режим обеспечивает вторая ступень; далее вступает в действие основной источник питания, поддерживающий рабочий режим горения разряда. Для реализации второй ступени зажигания должно быть предусмотрено дополнительное устройство, что усложняет в целом схему питания ГРП. Вместе с тем, во многих случаях такое усложнение вполне оправдано, а часто может явиться единственным приемлемым решением.

1.2. Схемы зажигания маломощных газоразрядных приборов

В маломощных ГРП наиболее просто можно зажечь разряд повышением напряжения 1/пит а выходе основного источника питания до значения f/np данного ГРП. Выполнение этого условия приводит к зажиганию разряда и установлению рабочего режима ГРП. Поскольку f/np значительно больше напряжения на ГРП в рабочем режиме f/раб, то источник питания должен обладать падающей внешней характеристикой (иметь большое внутреннее сопротивление). Это необходимо для того, чтобы после пробоя при UuiiT=Unv

на выходе источника питания установилось новое рабочее напряжение f/pa6=fnHT при рабочем токе /раб через ГРП, соответствующем заданному виду газового разряда (тлеющему или дуговому).

Одна из таких схем представлена на рис. 1.3. Повышенное с помощью трансформатора Тр напряжение сети выпрямляется диодным мостиком в и сглаживается дросселем Др и конденсатором Сф. Выпрямленное напряжение превьШ1ает напряжение пробоя ГРП. Балластное сопротивление (резистор Къ) обеспечивает падающую характеристику источнику питания и определяет одновременно рабочий режим ГРП. Балластное сопротивление может быть также




реактивным (катушка индуктивности, конденсатор), и тогда оно включается в цепь переменного тока.

Таким образом, в простейших случаях источники питания помимо своего основного назначения - обеспечивать рабочий режим ГРП - выполняют одновременно функции зажигания. На практике целесообразно разделение этих функций. Зажигание ГРП должна обеспечивать специально предназначенная схема зажигания. Действие такой схемы может быть кратковременным (только на момент зажигания), поэтому мощность ее устанавливают значительно меньше мощности основного источника питания. С другой стороны, мощность основного источника питания может быть при этом уменьшена вследствие выбора более низких выходных напряжений.

Схемы зажигания могут вырабатывать в одних случаях постоянное напряжение инициирования, Б других - переменное, высокочастотное. В первом случае схемы выполняют в виде высоковольтного выпрямителя со сглаживающим фильтром а выходе, во- втором случае схемы зажигания - это высокочастотные генераторы высоковольтного напряжения.

На рис. 1.4 приведены часто используемые схемы для зажигания маломощных газовых лазеров. Схема зажигания (рис. 1.4,а) включена последовательно с источником питания. При нажатии кнопки Кн на фильтрующем конденсаторе Сф появляется напряжение, которое, складываясь с напряжением источника питания, зажигает ГРП. Для прохождения рабочего тока от источника питания выход схемы зажигания шунтируется высокоомным резистором. Обычно роль такого резистора играет .балластный резистор на выходе источника питания. В общем случае, когда шунтирование выхода схемы зажигания не желательно (так как при этом отбирается часть мощности и

Рис. 1.3. Схема для зажигания и питания ГРП

питания


R д1 Тр


Cemtr

\ (а ганием гр1

ffcmovffUN

==£ф Цдг -Сеть

Рис. 1.4. Схемы с последовательным (а) и параллельным (б) зажи-

-п



понижается выходное напряжение схемы зажигания), то параллельно выходу схемы зажигания вместо резистора устанавливают диод (на рисунке показан штриховой линией). В момент включения схемы зажигания диод запирается и открывается после установления разряда. В схеме, приведенной на рис. 1.4,6, повышение .напряжения осуществляется с помощью схемы умножения (на рисунке показана схема удвоения на диодах Д1 к Д2 л конденсаторах С и Сф).

Необходимо отметить, что применение схем умножения для зажигания ГРП .представляется более предпочтительным при прочих


Рис. 1.5. Высокочастотная схема зажигания

равных условиях, поскольку они могут быть собраны на стандартных деталях - диодах и конденсаторах. В схемах на рис. 1.4 резистор R включают для ограничения бросков тока при.разряде конденсатора Сф в момент зажигания ГРП.

На рис. 1.5 показана высокочастотная схема зажигания на тран зисторах. Схема содержит автогенератор (на транзисторе Т1) и усилитель мощности (транзисторы Т2, ТЗ). На выходе установлен согласующий трансформатор. Подключение схемы к ГР.П - параллельное. Для исключения шунтирования сигнала от схемы зажигания на выходе источника питания поставлен заграждающий дроссель. Эта схема зажигания может быть включена последовательно с ГРП и источником питания. Чтобы высокочастотная составляющая инициирующего сигнала не проходила а источник питания, параллельно выходу последнего устанавливается конденсатор.

Рассмотренные способы и схемы, как правило, применяются для зажигания ГРП с потребляемой мощностью порядка нескольких десятков и сотен ватт. .Выбор той или иной схемы диктуется конструкцией ГРП, родом его литания, а также возможностью использования в схеме зажигания стандартных элементов.

1.3. Импульсные схемы зажигания

Для зажигания ГРП с потребляемой мощностью, превышающей сотни ватт, а зачастую и для Зажигания маломощных ГРП нашли широкое применение импульсные схемы зажигания. Такие схемы во многом сходны с силовыми импульсными источниками электропитания. Импульс инициирования может быть сформирован быстрой (импульсной) разрядкой предварительно заряженного емкостного накопителя энергии, индуктивного накопителя или накопителя в виде



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