УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ГАЗОРАЗРЯДНОГО ИСТОЧНИКА СВЕТА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ГАЗОРАЗРЯДНОГО ИСТОЧНИКА СВЕТА
Предложенное в качестве полезной модели, техническое решение относится к устройству для питания импульсных газоразрядных источников света и, в частности, для питания ультрафиолетового излучателя в установках для УФ-обработки жидких сред с целью их обеззараживания, например при очистке сточных и природных вод, стерилизации воды, используемой для питья, в пишевой промышленности и т.д.
Широко известны устройства для питания импульсных газоразрядных источников света, в том числе для питания источников УФ-излучения, от сети переменного тока, содержащие выпрямитель сетевого напряжения с фильтром, блок заряда с повышаюшим трансформатором, блок разряда с накопительным конденсатором, к которому через контур разряда подключен источник излучения, блок поджига с импульсным трансформатором и блок управления (1,2).
Указанные аналоги отражают схемные особенности выполнения отдельных элементов устройства для питания импульсных гаэоразМПК: Н05В 41/29 C02F 1/32
рядных источников света и их связей, но не учитывают специфических условий их работы в установках для УФ-обработки жидких сред, в частности обеззараживания воды.
Наиболее близким из таких устройств, как по области применения, таких и по технической сущности и достигаемому результату является установка для очистки и обеззараживания водных сред с помощью источника УФ-излучения, в котором устройство для питания УФ-излучения содержит выпрямитель, блок заряда, блок разряда с накопительным конденсатором, контур инициирования разряда, импульсный трансформатор и блок управления (3).
Недостатком этого устройства являются низкие энергетические показатели, а также чрезмерные токовые нагрузки УФ-излучателя, что значительно снижает срок его службы.
Предложенное в качестве полезной модели техническое решение направлено на усовершенствование отдельных блоков входящих в устройство для питания источника УФ-излучения и связей между ними, что позволяет получить положительный технический результат, выражающийся в улучшении энергетических показателей, уменьшении габаритов и увеличении срока службы источника УФ-излучения .
Это достигается тем, что первичная обмотка повышающего трансформатора в блоке заряда состоит из двух неравных частей, меньшая из которых через средний вывод, обратный диод и ключ, коммутируемый в режиме перезаряда, замыкается на конденсатор, а вторичная обмотка импульсного трансформатора в блоке поджига одним концом соединена непосредственно с зажимом минус источника УФ-излучения, а другим - через независимый источник постоянного
тока, отсечный диод и токоограничивающее сопротивление - выведена на зажим плюс источника УФ-излучения.
Сущность устройства для питания импульсного газоразрядного источника УФ-излучения и его работа поясняются на принципиальной схеме , где:
силовой выпрямитель - 1; конденсатор фильтра - 2; отсечный диод-3; ключ перезаряда -4; повышающий трансформатор-5; дроссель -6; конденсатор -7; зарядный ключ -8; обратный диод -9; выходной выпрямитель -10; делитель напряжения - 11, 12; накопительный конденсатор -13 ; разрядный ключ -14; разрядный дроссель -15; источник УФ-излучения (ртутно-кварпевая лампа) - 16; трансформатор поджига -17; токоограничивающее сопротивление - 18; отсечный диод
-19; резистор -20; ключ поджига -21; конденсатор -22; источник питания - 23 дежурной дуги; блок управления -24.
Устройство работает следующим образом:
Выпрямленное на выпрямителе 1 и отфильтрованное конденсатором 2 напряжение сети поступает на зарядную схему. Блок управления 24 подает на зарядный ключ 8 импульс запуска, после чего происходят заряд конденсатора 7 по цепи зажим плюс конденсатора фильтра 2 - первичная обмотка повышающего трансформатора 5 дроссель 6 - конденсатор 7 - ключ 8 - зажим минус конденсатора 2. По окончании цикла заряда конденсатора 7 ключ 8 отключается, и блок управления подает импульс запуска на ключ перезаряда 4. Конденсатор 7 перезаряжается по цепи: зажим плюс конденсатора 7 дроссель 6 - часть первичной обмотки повышавшего трансформатора 5
падает до нуля и ключ отключается. Во время цикла замыкания зарядного ключа 8 напряжение первичной обмотки повышающего трансформатора 5 выпрямляется выпрямителем 10. При этом происходит заряд накопительного конденсатора 13. Циклы заряда-перезаряда конденсатора 7 повторяются до тех пор, пока с делителя напряжения 11-12 в блок управления 24 не поступит сигнал о том, что напряжение на накопительном конденсаторе 13 достигло заданного уровня.
Благодаря тому, что заряд конденсатора 7 осуществляется через всю первичную обмотку повышающего трансформатора 5, а перезаряд только через меньшую часть обмотки, достигается уменьшение габаритов трансформатора. Кроме того такое подключение трансформатора позволяет практически в течение всего цикла заряда накопительного конденсатора 13 коммутировать в цепи заряда конденсатора 7 двойное напряжение питания, так как при его заряде в цепи действует сумма напряжений снимаемых с конденсаторов 2 и 7, что позволяет уменьшить коэффициент трансформации повышающего трансформатора 5 и соответственно снизить ток в первичной сети, то есть улучшить энергетические показатели.
При достижении величины напряжения на накопитальном конденсаторе заданного уровня блок управления прерывает зарядно-разрядные циклы в цепи конденсатора 7 и подает импульс запуска на разрядный ключ 14. При этом ртутно-кварцевая лампа 16 предварительно подожжена и в ней поддерживается дежурная дуга по цепи: зажим плюс источника питания дежурной дуги 23 - отсечной диод 19 токоограничиваюшее сопротивление 20 - лампа 16 - вторичная обмотка трансформатора поджига 17 - зажим минус источника 24.
ется обратное напряжение, при этом цепь питания дежурной дуги прерывается и накопительный конденсатор 13 разряжается на лампу 16 по цепи: зажим плюс конденсатора 13 - разрядный ключ 14 дроссель 15 - лампа 16 - зажим минус конденсатора 13, в лампе возникает ультрафиолетовое излучение. По окончании разряда конденсатора 13 цепь питания дежурной дуги вновь замыкается, при этом ключ 14 выключается и восстанавливается, так как к нему приложено обратное напряжение. На время восстановления ключа 14 сигнал с блока управления блокирует заряд конденсатора 13.
Поджиг дежурной дуги лампы 16 осуществляется по сигналу блока управления 24 в начале работы устройства. При этом на ключ поджига 21 подается запускающий импульс, конденсатор 22, предварительно заряженный от накопительного конденсатора 13 через токоограничивающий резистор 20, подключается к первичной обмотке трансформатора поджига 17, высоковольтный импульс напряжения, снимаемый с вторичной обмотки этого трансформатора складывается с напряжением питания источника 23 дежурной дуги и через отсечной диод 19 и токоограничивающее сопротивление 18 прикладывается к лампе 16, последняя пробивается и в ней зажигается дежурная дуга.
Источники информации:
1.Монография Источники электропитания лазеров, авторы: И.В.Волков и В.М.Вакуленко, изд. Техника, Киев, 1976г.
2.Патент России N 2027326 по кл. Н05В, 41/392.