СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №7/2015

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 66 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2015 высокого напряжения на вторичной обмотке импульсного трансформато- ра Т4, вследствие чего возникает двух- полярный импульс высокого напря- жения зажигания импульсной ксено- новой лампы амплитудой 6 кВ между анодом А и катодом К (C) ИКЛ, приво- дящий к электрическому пробою ксе- нона и созданию стримера (затравоч- ного начального плазменного канала) между соответствующими электрода- ми лампы. Драйвер с индексом 1 формиру- ет прямоугольный импульс элек- трического сигнала управления схе- мой формирования импульса тока псевдо (импульсной) дежурной дуги в импульсной ксеноновой лампе. Этот прямоугольный импульс электриче- ского сигнала управления амплитудой 14 В и длительностью t imp.d.d = R 9 C 4 /2 = = 3,4 мс снимается с выхода 1Q микро- схемы МС1 относительно земляной шины (ЗШ) и поступает через диод VD8 на затвор IGBT-транзистора VT3, пере- водя его в режим насыщения. В течение промежутка времени t imp.d.d = R 9 C 4 /2 = = 3,4 мс, когда IGBT-транзистор VT3 находится в режиме насыщения, импульсный ток псевдо дежурной дуги протекает по контуру (см. рис. 1): а) C7 – R15 – R16 – VT3 (КЭ) – R22 – ИКЛ (АК) – Т4 (вторичная обмотка) – C7 (в том случае, когда ключ S находит- ся в положении (1)); б) C7 – R15 – R16 – VT3 (КЭ) – R22 – ИКЛ (АК) – LДР –Т4 (вторичная обмот- ка) – C7 (в том случае, когда ключ S находится в положении (2)). Под воздействием импульса напря- жения псевдо (импульсной) дежурной дуги в газоразрядной лампе стример перерастает в плазменный канал псев- до дежурной дуги, находящийся в состо- янии готовности к поступлению силово- го импульса напряжения накачки в тече- ние промежутка времени задержки t задержки прямоугольного импульса напря- жения управления относительно син- хроимпульса напряжения, поступаю- щих в электрическую схему с генера- тора импульсов напряжений G. В паузе между синхроимпульсами напряжения, снимаемого с генера- тора G: а) конденсатор C1 заряжается через диодный мост ДМ1 почти до ампли- тудного напряжения 301 В, снимае- мого со вторичной обмотки 11–17 трансформатора Т1; б) конденсатор C8 заряжается до напря- жения 301 В, равного напряжению на конденсаторе C1, по контуру ДМ1 (C1) – R1 – VD1 – C8 – Т4 (первич- ная обмотка) – R17 – ДМ1 (C1) (ЗШ). Регулируя положение движка (4) автотрансформатора Т3, задаём нуж- ное значение напряжения на блоке кон- денсаторов C7, когда ключ S находится в положении (1), или – на конденсато- ре C7, если ключ S находится в положе- нии (2) (см. рис. 1). В случае, когда ключ S находится в положении (1), выходной каскад представляет собой модулятор с частичным разрядом накопитель- ной ёмкости, и блок конденсаторов C7 выбирают такой ёмкости, чтобы он разряжался от начального напряже- ния U C7 на нём по контуру C7 – VT4 ║ VT5 – R22 – ИКЛ (АК) – T4 (вторичная обмотка) – С7 не более чем на 5% за длительность импульса тока накач- ки t t , равную длительности импуль- са напряжения управления t u , посту- пающего с генератора G (см. рис. 1). (А – анод, К (C) – катод). В этом случае электрическая схема, представленная на рисунке 1, обеспечивает квазиста- бильное напряжение накачки между электродами ИКЛ. Почти всё напря- жение, до которого заряжен блок кон- денсаторов C7 (см. рис. 1), приложено между электродами ИКЛ в течение дли- тельности импульса тока накачки t t , за исключением падения напряжения на балластном резисторе R22 и падения напряжения U CE.VT4.sat = U CE.VT5.sat  2В меж- ду коллекторами и эмиттерами IGBT- транзисторов VT4 и VT5, находящих- ся в режиме насыщения. (К (C) – кол- лектор, Э (E) – эмиттер). В модуляторе с частичным разрядом накопительной ёмкости формируется трапецеидаль- ная форма импульса тока накачки. Если ключ S находится в положе- нии (2), выходной каскад представля- ет собой разрядный LC-контур и вместо блока конденсаторов C7 в рассматрива- емую электрическую схему (см. рис. 1) включают конденсатор C7 такой ёмко- сти, при которой он полностью раз- рядится от начального напряжения U C7 (t 0 ) на нём за длительность t tm поло- жительной полуволны полусинусои- дального электрического тока накач- ки в ИКЛ по контуру C7 – VT4 ║ VT5 – R22 – ИКЛ (АК) – LДР – T4 (вторичная обмотка) – С7. (ДР (DR) – дроссель (катушка индуктивности)). В разрядном LC-контуре формируется полусинусои- дальная форма импульса тока накачки. С заданной временной задержкой t задержки у генератора импульсов напря- жений G, регулируемой в оптималь- ном интервале значений от 20 мкс до 3,3 мс, относительно синхроимпуль- са напряжения с генератора G посту- пает прямоугольный импульс напря- жения управления амплитудой 30 В через резистор R4 на затвор полевого транзистора VT1 длительностью t u = t t , заданной у генератора G и находящей- ся в пределах оптимального диапазо- на от 200 мкс до 3,5 мс. Этот прямо- угольный импульс напряжения управ- ления открывает полевой транзистор VT1, обеспечивая протекание импульс- ного электрического сигнала по конту- ру ДМ2 (C2) – VT1 (СИ) – VD10 – (R18 – VT4 (ЗЭ)) ║ (R19 – VT5 (ЗЭ)) – ДМ2 (С2) (ЗШ), переводя IGBT-транзисторы VT4, VT5 в режим насыщения и обеспечивая протекание импульсного электриче- ского тока накачки в выходном каска- де (силовом разрядном контуре): а) C7 – VT4 ║ VT5 – R22 – ИКЛ (АК) – Т4 (вторичная обмотка) – C7 (в том слу- чае, когда ключ S находится в поло- жении (1)); б) C7 – VT4 ║ VT5 – R22 – ИКЛ (АК) – LДР – Т4 (вторичная обмотка) – C7 (в том случае, когда ключ S находит- ся в положении (2)). Под воздействием силового импуль- са электрического напряжения накачки в газоразрядной лампе из плазменного канала псевдодежурной дуги формиру- ется расширяющийся неравновесный плазменный канал, затем переходящий в равновесный плазменный канал, уста- новившийся по объёму. В паузе между импульсами напряже- ния управления, снимаемого с гене- ратора G: а) конденсатор C2 заряжается через диодный мост ДМ2 почти до ампли- тудного напряжения 30 В, снимае- мого со вторичной обмотки 15–21 трансформатора Т1; б) конденсатор C7 заряжается через умножитель напряжения почти до удвоенного амплитудного напря- жения, снимаемого со вторичной обмотки 15–17 трансформатора Т2. Если ключ S находится в поло- жении (2) в электрической схеме (см. рис. 1), работающей в колебатель- ном режиме, то есть при условии ω 0 > δ , справедливо следующее равенство: , (1) , (2) , (3) © СТА-ПРЕСС