ИМПУЛЬСНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОГО УСТРОЙСТВА

Полезная модель относится к плазменной технике и может быть использована для стабилизации питания газоразрядной плазмы при высоком и низком давлении.
Известен источник питания постоянного тока для источника ионов, содержащий входной регулируемый автотрансформатор, входные выводы которого присоединены к электрической сети по однофазной схеме, а выходные к повышающему трансформатору, подключенному к выходному выпрямителю, к выходу которого последовательно с балластным резистором подключается нагрузка. [Блок питания источника ионов «БП-94», «ИОНТЕКС», М., 1994]
Недостатком известного устройства являются отсутствие стабилизации выходного напряжения, низкое КПД, большие габариты и масса.
Наиболее близким к данной полезной модели является источник питания газоразрядных устройств, содержащий входной выпрямитель, выход которого подключен к входу преобразователя постоянного напряжения понижающего типа, выходом соединенного с входом инвертора, к выходу которого подключена первичная обмотка выходного трансформатора, а вторичная обмотка присоединяется к выходному выпрямителю, параллельно с которым включен демпфирующий дроссель последовательно с нагрузкой через датчик выходного напряжения и тока к схеме управления [Пат. №68777 Российская Федерация, МПК H01J 37/248. Источник питания газоразрядных устройств / Сочугов Н.С; Павлинский А.В; Миков А.В; Арсланов И.Р; заявитель и патентообладатель Томский ООО «Прикладная электроника»; №2007100576; заявл. 09.01.2007; опубл. 27.11.2007].
К недостаткам прототипа можно отнести то, что сигнал после высоковольтного трансформатора выпрямляется, что негативно влияет на энергоэффективность горения разряда и уменьшает общее КПД источника, большие масса и габариты устройства.
Техническим результатом является снижение энергозатрат импульсного источника питания одновременно с повышением эффективности - образования активных частиц в плазме при ее горении, а так же увеличение КПД, снижение массы и габаритов устройства.
Указанный результат достигается тем, что в импульсном источнике питания газоразрядного устройства, содержащем преобразователь постоянного напряжения понижающего типа, инвертор, подключенный к первичной обмотке повышающего трансформатора, датчики тока нагрузки и выходного напряжения, схему управления, согласно полезной модели, на монтажную панель, привернутую к дну корпуса, закреплены винтами преобразователь постоянного напряжения понижающего типа, выполненный импульсным и соединенный токопроводящей шиной со схемой управления на микропроцессоре, выполненной в виде печатной платы, соединенной с силовой частью инвертора токопроводящей шиной, через которую дополнительно подключен блок формирования входного напряжения, а к передней панели корпуса дополнительно привернуты цифровые системы индикации и регулирования, связанные со схемой управления токопроводящей шиной, а повышающий трансформатор помещен между двумя диэлектрическими пластинами, притянутыми шпильками в задней части корпуса и привернут к монтажной панели, первичная обмотка которого соединена токопроводящей шиной с инвертором.
Технический результат достигается за счет того, что в схеме построения источника питания газоразрядных устройств применяется импульсная система построения вместо постоянной системы, которые имеют большую массу и габариты устройства, так же применение импульсной системы привело к снижению массы и габаритов устройства, увеличило КПД до 95%, а использование современной планарной электронной элементной базы позволило осуществить реализацию и управление широтно-импульсной модуляции, а так же регулировку скважности импульса, совместно с которым блок формирования плавно возрастающего напряжения снизил пусковые токи устройства, и совместно улучшили энергоэффективность разряда, и позволяют снижать температуру его горения, в совокупности это способствует повышению числа образования и гибели активных частиц, которые являются основным инструментом в газоразрядных устройствах для активации, очистки и модификации различных материалов.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена блок-схема импульсного источника питания газоразрядных устройств, на фиг. 2 - фотография устройства.
Импульсный источник питания газоразрядного устройства состоит из следующих частей и узлов (фиг. 1): металлический 19" корпус 1, изготовленный по стандарту (ГОСТ 28601-90 Система несущих конструкций серии 482,6 мм. Панели и стойки) для возможного встраивания в телекоммуникационную стойку, содержит во внутренней части привернутую монтажную панель 2, к которой привернуты: преобразователь постоянного напряжения понижающего типа в виде низковольтного импульсного блока питания 3, печатная плата системы управления 4 вместе с инвертором 5. Повышающий импульсный трансформатор 8 помещен между двумя диэлектрическими пластинами, стянутыми шпильками в задней части корпуса 1. Рядом с блоком питания 3 закреплен блок формирования входного напряжения 9 соединенный с инвертором 5. В передней части корпуса привернуты системы индикации 6 и регулирования 7 (фиг. 2). Вторичная обмотка высоковольтного трансформатора соединена с датчиками напряжения 10, тока 11, а также с высоковольтным разъемом для подключения к газоразрядному устройству на передней панели корпуса 1. Между собой электрические части устройства соединены токопроводящей шиной 12.
Импульсный источник питания газоразрядного устройства (фиг. 1) работает следующим образом: после того, как электроды подключены к питающемуся газоразрядному устройству, источник включается, и система управления 4 начинает инициализацию, о чем свидетельствует надпись на LCD дисплее системы индикации, а так же свечение светового индикатора на передней панели системы индикации 6. После загрузки настроек на дисплее появится меню, через которое можно установить рабочие параметры, основные из которых - частота разряда и скважность импульсов. Эти параметры устанавливаются системой регулирования 7, выполненной в виде инкрементного датчика угла поворота со встроенной в него кнопкой. Так же через меню, показываемом на дисплее системы индикации 6 при помощи системы регулирования 7, запускается генератор, включенный в состав микропроцессора системы управления 4, приводящей в действие инвертор 5 и высоковольтный трансформатор 8, напряжение на выходах которого составляет несколько киловольт и изменяется системой регулирования 7. Генерируемое высокое напряжение детектируется датчиками напряжения 10 и тока 11, сигнал с которых подается на микропроцессор 4, полученные сигналы обрабатываются и выводятся на дисплей системы индикации 6 (фиг. 2). Описываемый источник снабжен плавным пуском зажжения и горения разряда, за что отвечает блок формирования входного напряжения 9, управляемый системой регулирования 7 (фиг. 2) через систему управления 4. Система управления 4 соединена с инвертором 5, системой регулирования 7, и индикации 6, датчиками напряжения 10 и тока 11 - токопроводящей шиной 12, выполненной виде многожильного экранированного кабеля для повышения помехоустойчивости всего источника питания.
Применение импульсной системы построения источника питания газоразрядных устройств вместо постоянной системы построения источника питания, имевшей большие массу и габариты устройства, привело к снижению массы и габаритов устройства, увеличило КПД до 95%, а использование широтно-импульсной модуляции для регулировки скважности импульса совместно с блоком формирования плавно возрастающего напряжения улучшили энергоэффективность разряда и снижение его температуры, что так же способствует числу образования и гибели активных частиц, которые являются основным инструментом в газоразрядных устройствах для активации, очистки и модификации различных материалов.