Для накачки активных элементов импульсных твёрдотельных лазеров часто применяют импульсные ксеноновые лампы накачки. Срок службы таких ламп увеличивается, если в них постоянно держать зажжённую дугу. Устройство, создающее дугу в лампе, называют симмером. Вариант исполнения самодельного симмера и будет представлен в этой статье.
Конструктивно любой симмер представляет собой просто источник постоянного тока. Таким образом, от симмера требуется сделать первичный пробой разрядного промежутка лампы, выполнить развитие плазменного канала до дуги и производить удержание полученной дуги.
Свой самодельный симмер я построил на основе резонансного LLC-преобразователя по следующей схеме.
Схема симмера.
Полумостовой инвертор на базе IR2153 нагружен на повышающий трансформатор через конденсатор C16 и дроссель L3. Вместе они и образуют LLC-контур. С выхода трансформатора напряжение около 250 В отправляется на совмещённый с умножителем выпрямительный мост. Напряжения с выхода моста и умножителя объединяются через диоды. Таким образом, исходно на непробитой лампе присутствует напряжение с умножителя. После пробоя разрядного канала умножитель уже не может удерживать высокое напряжение на электродах лампы, так как сопротивление дуги резко уменьшается, и в дело вступает напряжение с моста, который уже может выдавать необходимый ток лампы и держать дугу.
Для зажигания дуги используется трансформатор поджига примерно такого вида (это мой старый трансформатор поджига; сейчас в симмере трансформатор гораздо меньших габаритов). Поджигающий импульс инициируется разрядником EPSOC на 1.4 кВ.
Для расчётов LLC-преобразователя я использовал эту статью.
Результаты расчёта и заданные параметры симмера приведены на картинке ниже. Зелёным отмечены задаваемые параметры, жёлтым результаты расчёта.
Результаты расчёта LLC-симмера.
После сборки симмер требует установки частоты около 30 кГц (с учётом параметров реальных элементов).
Вот тестовый прогон варианта такого симмера.
Данный симмер был установлен в ранее разработанный блок питания из прошлой статьи. Симмер я использовал для ламп ИФП-800 и ИНП3-7/80А.
Результат работы симмера с моими твёрдотельными лазерами.
Файл расчёта в excel.
P.S. Выражаю благодарность SparkPower с сайта Lasers.org.ru за большую помощь в разработке симмера.
Ну и напоследок :)
Комментарии (16)
Megobari
29.11.2023 18:56+1Я сразу вспомнил про ДРЛ лампы и вообще про кучу ламп, где тоже требуется поджиг и потом тлеет разряд.
А вы ваш калькулятор в таблице не сделаете опенсорсным для ленивых?)
Norobe
29.11.2023 18:56Какой примерно ток удержания дуги? Интересно получится ли сделать схему более компактной.
da-nie Автор
29.11.2023 18:56Примерно 300 мА (при падении на лампе 200 В).
sim2q
29.11.2023 18:56300 мА (при падении на лампе 200 В).
ох....жарковато
помню в ИФК-120 мгновенно трескалось стекло из за расширения электродовda-nie Автор
29.11.2023 18:56Э... Там до 1 А и даже немного выше допустимо. И в Кванте именно такой ток и есть.
Просто лампу надо охлаждать водой. А без охлаждения она пару минут протянет и всё.
Mike-M
29.11.2023 18:56+1Может я не в курсе последних веяний УГО, но с каких пор горизонтальная черта стала размещаться на схеме под дросселями, а не над ними (L2, L3)?
johnfound
29.11.2023 18:56+1Радуйтесь что резисторы зиг-загами не нарисовали.
А так, схема выглядит приемлемо и читается тоже хорошо.
da-nie Автор
29.11.2023 18:56+1Согласен. Мой косяк. Видимо, когда вращал дроссель в SPlan 7 черта не вращалась. Вот и вышло, а я не заметил.
Jury_78
А что страдает, электроды?
da-nie Автор
При запуске без симмера сильнее распыляются электроды. С симмером электроды изнашиваются существенно меньше.
atrost
Как и любые лампы высокого давления - ДРЛ, МГЛ, ДНаТ и др. Люминесцентные лампы тоже страдают от этого, особенно без "прогрева электродов" ("холодный" старт). А в лампах высокого давления "прогревать" нечем физически.