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

в

ТСУ

н

2.1. Маломощные источники тока

Источники электропитания мощностью до сотен ватт зпринято считать маломощными. Такие источники нашли широкое применение в устройствах питания ГРП, ис-лользуемых для создания прежде всего газовых атомар-.яых и молекулярных лазеров.

Помимо заданного диапазона изменения тока, вели-чины его пульсаций и нестабильности на нагрузке, .источники питания должны обеспечить надежное инициирование зажигания газового разряда. Принципы построения схем зажигания

тшш^м- ГРП рассмотрены в преды-

дущей главе, поэтому рассмотрим возможные варианты реализации силовой части источников питания га-Фис. 2.2. Обобщенная струк- зовых излучателей, туркая схема источника тока Обобщенная структур-

ная схема источника питания изображена на рис. 2.2. В состав схемы входят следующие блоки: регулятор напряжения рн, выпрямительное устройство в, состоящее из согласующего силового -трансформатора, вентилей и фильтра, токостабилизи--.рующее устройство тсу и нагрузка н. Состав этих -функциональных блоков может меняться в зависимости :От технических требований, предъявляемых к выходным параметрам источников тока, и принятой схемы источника электропитания.

В простейшем случае источник тока может состоять .из выпрямителя в, выполненного по одной из схем од--нофазного или трехфазного питания с фильтром для уменьшения уровня пульсаций тока, и пассивного токо-Ограничивающего балластного резистора в составе ТСУ'[18, 19]. Расчет величины Rq производится из условий устойчивости, при этом /?б всегда должно быть больше динамического сопротивления в любой точке -рабочего участка вольт-амперной характеристики газового разряда. Максимальная величина re должна быть гири минимальном значении рабочего тока, так как ди-..намическое сопротивление газоразрядного промежутка в этой точке наибольшее.

На рис. 2.3 приведена электрическая схема источника литания гелий-неонового лазера ОКГ-13. Схема особых



пояснений не требует. Отметим лишь, что для зажигания разряда используется разрядка конденсатора СЗ на резистор R4. Конденсатор СЗ после нажатия кнопки Кн заряжается до напряжения, близкого к амплитуде напряжения вторичной обмотки повышающего трансформатора. В момент отпускания кнопки напряжение на выходном конденсаторе фильтра С2, складываясь с амплитудой импульса напряжения на резисторе R4, образованного в результате разрядки конденсатора СЗ,


Звшгвние

Рис. 2..3. Схема источника питания с балластными резисторами

обеспечивает пробой и последующее зажигание газового разряда. Регулировка тока нагрузки в пределах от 5 до 15 мА производится переменными резисторами RI и R5. Последний одновременно выполняет роль балластного резистора. Габаритные размеры блока питания 240X180X180 мм, масса не более 3,5 кг.

В схеме на рис. 2.3 зажигание газоразрядной трубки осуществляется вручную (нажатием кнопки), при этом исключается возможность повторного автоматического зажигания. Этот недостаток устранен в схемах, использующих умножение постоянного напряжения [17]. Одна из таких схем показана на рис. 2.4. Диоды Д1-Д9 Ш218) и конденсаторы С1~С8 (5 мкФ) образуют схему утроения входного, сетевого напряжения, на выходе которой без нагрузки появляется напряжение около 2700 В (при напряжении . вторичной обмотки силового трансформатора 620 В). К этому напряжению добавляется напряжение умножителя на конденсаторах С9- С12 (0,01 мкФ) и диодах ДЮ-Д21 (Д218). Через ограничивающий резистор R16 суммарное напряжение при-



кладывается к электродам трубки, производя зажигание газового разряда. Рабочий ток направляется по цепи балластных резисторов R9-R15 и блокирующих диодов Д22-Д24. При токе нагрузки 5 мА схема обеспечивает напряжение между электродами 1700 В. В связи с тем, что емкость конденсаторов С1-С8 много больше емкости конденсаторов С9-С12, после пробоя междуэлектродного промежутка умножитель напряжения не оказывает влияния на рабочие процессы.

r-W-ОЬ

crr -Й---Kb- д16~д1в

Н>1---х^г-д1~д15

-I- с72.

Kl---Kb д10~д1г

Н>1-1>

r9 ~c3-c6

1-с

дгг-дг1* 3-D+-C>i-

/?7

b4ZZ>

Рис. 2.4. Схема источника питания с автоматическим зажиганием

Регулирование тока нагрузки в схемах с балластным резистором можно производить, изменяя его сопротивление, или с помощью специального регулятора напряжения. Такими регуляторами могут быть: переключатель отводов на обмотках силового трансформатора, автотрансформатор, транзисторный или тиристорный коммутаторы, включаемые в первичную обмотку силового трансформатора.

При неизменном значении сопротивления балластного резистора увеличение тока нагрузки приводит к возрастанию потерь на нем. Этого можно избежать, если одновременно с увеличением тока автоматически уменьшать величину б, но так, чтобы сохранилось неравенство rb>dups.5ldIpa6 [20]. Величина пульсаций тока в нагрузке зависит от выбранного способа регулирования тока и размеров фильтра выпрямительного устройства.



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