Автор Тема: БП лазера с деж. дугой и разрядом конденсаторов через тиристор  (Прочитано 14003 раз)

0 Пользователей и 2 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн Охотник

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 140
  • Репутация: +13/-0
Собрался я собрать такой блочек питания, знающие люди посмотрите правильно ли составил схемку разрядного контура. БП kayser 1000J/s, источник дежурной дуги Wilmore. На схеме номиналы резисторов,катушки и боевого конденсатора пока от балды проставлены. Тиристор 1200в 110а постоянки и 2700а в импульсе 10мс.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Если источник дежурной дуги дает 1200 вольт, а на конденсаторах всего 750 вольт, тиристор не откроется вообще. На нем ОБРАТНОЕ, запирающее напряжение.

Оффлайн Охотник

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 140
  • Репутация: +13/-0
ну 1200 это холостой ход,когда лампа пробъется то гораздо меньше становится

Оффлайн nerv

  • не ругайтесь на опечатки, кнопки же такие маааленькие!!!
  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 264
  • Репутация: +27/-0
А конкретней? Никто еще не измерял падение напряжения на лампе при дежурке?
А по схемке - резистора на 1к как-то многовато для надежного открытия мощного тиристора, току может не хватить.
« Последнее редактирование: 23 Апрель 2012, 20:37:15 от nerv »

Оффлайн Охотник

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 140
  • Репутация: +13/-0
Ну яж написал что номиналы от балды пока, внимательнее! :smile:
То что 1к мало это понятно, там счет на десятки ,максимум пару сотен ом идет.
А измерить тебе быстрее получится, ты же уже запускал вилмор, замерь. Думаю там вольт 100 максимум.
« Последнее редактирование: 23 Апрель 2012, 21:04:09 от Охотник »

Оффлайн nerv

  • не ругайтесь на опечатки, кнопки же такие маааленькие!!!
  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 264
  • Репутация: +27/-0
Блин, какие все ленивые. И ведь специально разжигают во мне интерес, шоб самим ничо не делать :)

Так уж и быть, сразу после поджига на лампе 197 вольт, измеренных китайским мультиметром, ибо в ВВ цепи своим хорошим и дорогим Я не полезу :)
По мере прогрева лампы напаруга растет, при температуре градусов 70-80 там уже 250В, так что иё(лампу) охлаждать обязательно. И это, ессно, с моими токовыми настройками. Как там будет у тебя - Я не знаю, но не думаю что сильно будет отличаться.

п.с. лампа ИНП4-5/60.
« Последнее редактирование: 23 Апрель 2012, 21:59:41 от nerv »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Offtopic: как раз ВВ цепи лучше проверять хорошими и дорогими мультиметрами - у них защита адекватная. Были случаи, китайские загорались в руках или пробивались на руку держащую. На eevblog.com были даже видео тестов.

Оффлайн Охотник

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 140
  • Репутация: +13/-0
Что-то по теме мне так и не ответил никто, выкладываю еще вариант схемы, может так лучше?

Повторюсь, на номиналы резисторов не смотрите, мне схему нужно правильно составить, а номиналы потом проставлю.
Накопитель будет по типу формирующей линии из индуктивностей и емкостей. Задача сделать БП для сварочника, а там нужно довольно длинные импульсы получить.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
А почему лучше?

Недостаток схемы очевиден: добавился диод - "бутылочное горлышко", через который будет прокачиваться вся энергия лазера. В чем смысл диода VD4?

Добавление диода VD3 разумно, но необязательно.

Оффлайн nerv

  • не ругайтесь на опечатки, кнопки же такие маааленькие!!!
  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 264
  • Репутация: +27/-0
А смысл Д4, видится мне, в недопущении этих самых 1200в на ноги тиристора. Ибо до зажигания дуги в лампе эти 1200в там таки есть. Но можно обойтись методикой попроще - поставить более вольтисый тирик.

Оффлайн Охотник

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 140
  • Репутация: +13/-0
Да, именно в недопущении этих +1200в до тиристора. Другого тирика нет, а диод на 1600в 1100А импульсного есть.
Снаббером обвязывать тиристор обязательно?
За неимением хороших импульсных капов с хорошей емкостью попробую на первой на электролитах собрать. Их еще диодами обвязать придется обратно включенными.

Оффлайн nerv

  • не ругайтесь на опечатки, кнопки же такие маааленькие!!!
  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 264
  • Репутация: +27/-0
А что за тирик хочешь использовать?
Так вроде у тебя был приличный запас К75-17, почему бы их и не использовать?

Оффлайн Охотник

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 140
  • Репутация: +13/-0
Этот тиристор:
http://pdf.datasheet.su/vishay%20semiconductors/st110s12p2v.pdf
капов маловато для получения длительности более 1мс, надо на 1500мкф-2200мкф набирать,учитывая емкости по 50мкф у одного капа батарея огроменная выйдет, это ж целая стойка СПИК. В дальнейшем хочу задавить жабу и купить к75-99 600мкф 1600в 3-4 штуки. Еще дросселя мотать, ты в своем первом проекте каким проводом мотал дроссель? У меня на тестовом стенде была катушка от электромагнита 500мкгн, намотанная проводом 1.8мм диаметром, она немного нагревалась после серии импульсов.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
А смысл Д4, видится мне, в недопущении этих самых 1200в на ноги тиристора. Ибо до зажигания дуги в лампе эти 1200в там таки есть. Но можно обойтись методикой попроще - поставить более вольтисый тирик.
Что гораздо проще, чем ставить ВТОРУЮ деталь, способную терпеть ТАКИЕ токи. К тому же, при последовательном включении диода и тиристора вовсе НЕ гарантируется, что диод не пустит напряжение на тиристор. Это же два закрытых диода подряд, разных марок - классика "как не надо делать", кто их знает, как они между собой это напряжение поделят? Вот если бы между ними резистор на землю - тогда бы сработало, но это потери.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Снаббером обвязывать тиристор обязательно?
В принципе и без снаббера не сдохнет. Он же не транзистор, резко закрыться не может, закроется при прекращении тока - тогда снабберу и глушить уже нечего будет.

Электролиты - какие? Большинство электролитов не работает нормально при 100% просадке напряжения. Недопустимый режим для них. А у фотовспышечных напряжение низкое очень.

Длительность - как рассчитывалась? Общая энергия какая нужна? Длительностью управлять легко, если что.

Дросселю сердечник на таких токах бесполезен. Провод выбирать по механической прочности.
« Последнее редактирование: 25 Апрель 2012, 22:28:17 от Gall »

Оффлайн Охотник

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 140
  • Репутация: +13/-0
Энергия 400дж для лампы ИНП3-7/80А, длительность по буржуйскому мануалу подсчитана
отсюда:
http://cord.org/cm/leot/course03_mod02/mod03_02.htm
кстати информация там очень полезная собрана, было бы полезно перевести и выложить на этом форуме. Хотя и без перевода там все предельно понятно расписано.

А смысл Д4, видится мне, в недопущении этих самых 1200в на ноги тиристора. Ибо до зажигания дуги в лампе эти 1200в там таки есть. Но можно обойтись методикой попроще - поставить более вольтисый тирик.
Что гораздо проще, чем ставить ВТОРУЮ деталь, способную терпеть ТАКИЕ токи. К тому же, при последовательном включении диода и тиристора вовсе НЕ гарантируется, что диод не пустит напряжение на тиристор. Это же два закрытых диода подряд, разных марок - классика "как не надо делать", кто их знает, как они между собой это напряжение поделят? Вот если бы между ними резистор на землю - тогда бы сработало, но это потери.

смотрел схемы советских БП с разрядкой через тиристор, там куча диодов в цепи и такая же куча тиристоров, схема крайне не информативно нарисована, разобрать не смог что куда идет.


Дросселю сердечник на таких токах бесполезен. Провод выбирать по механической прочности.

У меня про сердечник ничего не было написано, при таких токах он уйдет в насыщение. При экспериментах катушку использовал без сердечника.
« Последнее редактирование: 25 Апрель 2012, 23:08:22 от Охотник »

Оффлайн nerv

  • не ругайтесь на опечатки, кнопки же такие маааленькие!!!
  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 264
  • Репутация: +27/-0
Мало того, снаббер может мешать закрываться тиристору при определенных номиналах и режимах. Сталкивался с этим пару раз, был неприятно удивлен.
А длительность там считается (по одной из методик) всего через одну формулу, которую выводим из книжки Вакуленко. Она охватывает все параметры, такие как емкость, напряжение, размеры лампы, индуктивность дросселя.

Оффлайн Охотник

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 140
  • Репутация: +13/-0
по формулам, я это все знаю, даже более того, для удобства создал в маткаде файлик, только свои значения подставлять и все. Так что это было лишнее...
Вот по снабберу ясно, уберу его нафиг, хотя я такую цепь видел в бп модели БПЛхх

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Вот по снабберу ясно, уберу его нафиг, хотя я такую цепь видел в бп модели БПЛхх
Надо смотреть, почему они так сделали. Это может быть и не снаббер вовсе, а просто похожая цепь совершенно другого назначения. В советских схемах такое бывает. Особенно в старых - видел, как в гелий-неоновых лазерах стабилизировали ток до появления импульсных преобразователей?..

Оффлайн artlaser

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 19
  • Репутация: +2/-0
  • "будущее за твердотельными лазерами"
« Последнее редактирование: 04 Май 2012, 19:20:40 от artlaser »

Оффлайн nerv

  • не ругайтесь на опечатки, кнопки же такие маааленькие!!!
  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 264
  • Репутация: +27/-0
А напиши еще для остальных!

Оффлайн Охотник

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 140
  • Репутация: +13/-0
какие мы недоверчивые - ведь все все это тебе уже писал :blind:
Ни в коем случае, дело не в недоверии, я хотел также услышать ответы и от других спецов в этом деле, чем больше информации тем лучше. Да и тема на форуме пригодится не только мне, но и другим лазеростроителям.

Оффлайн artlaser

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 19
  • Репутация: +2/-0
  • "будущее за твердотельными лазерами"
« Последнее редактирование: 04 Май 2012, 19:20:26 от artlaser »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Кстати, про "вялое" нарастание мощности. Это даже неплохо, поскольку к моменту основного импульса лазер уже "прогрет", генерация устойчивая, моды определились, градиенты успели подровняться. Вероятность скачков моды генерации в процессе импульса заметно понижается. Но расход мощности, конечно. (Хочешь короткий сверхмощный лазерный импульс - модулируй добротность или делай MOPA).

Оффлайн Охотник

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 140
  • Репутация: +13/-0
мне короткий импульс как раз не нужен, мне нужен длинный

Оффлайн artlaser

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 19
  • Репутация: +2/-0
  • "будущее за твердотельными лазерами"
« Последнее редактирование: 04 Май 2012, 19:21:02 от artlaser »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
"Вялым" нарастанием считается все, что больше десятков МИКРОсекунд. Миллисекунды - это уже черепаха.

Но даже если делать нарастание медленнее, это вовсе НЕ значит, что за это время пойдет какой-то серьезный нагрев и плазма. Для "прогрева" лазера достаточно ничтожной доли его мощности. Мы можем "греть" лазер на такой малой мощности сколь угодно долго, при условии, что переход к большой мощности делается ДОСТАТОЧНО РЕЗКО. Это одна из распространенных схем, она считается хорошей. Чаще всего ее используют с модуляцией добротности, но это необязательно.

Для Nd:YAG характерное время выхода на стационарный ("непрерывный") режим - около 5-10 мкс, но возможны релаксационные колебания. Суть "медленного" разогрева - получение полезного импульса из режима, наиболее близкого к стационарному. На "медленный" разогрев мы можем без ущерба отвести до 10-30-50 мкс времени, остальное - "рабочий ход" до полного исчерпания энергии конденсаторов (от 100 мкс до 100 мс, по желанию и в зависимости от требований).

Оффлайн artlaser

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 19
  • Репутация: +2/-0
  • "будущее за твердотельными лазерами"
« Последнее редактирование: 04 Май 2012, 19:20:11 от artlaser »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Я использую общепринятую терминологию (см., например, Звелто, "Принципы лазеров"). И я ее уже Вам же и объяснял когда-то.

Режим лазера называется стационарным, или непрерывным, если время равномерной генерации (работы лазера) больше, чем характерное время релаксации энергетических уровней. В противном случае режим лазера называется нестационарным, или импульсным. В стационарном режиме энергия покидает рабочее тело по мере поступления, накопления или расходования накопленной энергии не происходит.

Характерное время для Nd:YAG - около 6 микросекунд. Любой лазер с более длинным временем работы - строго говоря, непрерывный. Даже если он работает всего несколько миллисекунд.

В технике лазеры с непрерывным режимом генерации, но включаемые на короткое время (на несколько миллисекунд), с питанием от конденсаторов, часто также называют импульсными. (Вы используете термин "импульсный" именно в этом смысле). Поэтому, чтобы не возникало путаницы, я предпочитаю использовать термины "стационарный" и "нестационарный" для обозначения явлений в кристалле лазера, а термины "непрерывный" и "импульсный" - для того, как лазер выглядит для человека.

Для изготовления лазера, разумеется, важны именно физические явления. Например, для расчета сварочных лазеров формула будет как для непрерывного лазера.

Термин "разогрев" - жаргонный. Подразумевается процесс начала генерации в кристалле лазера. Фотоны, образовавшиеся в первые микросекунды работы лазера, в значительной мере определяют структуру его луча. Поэтому первые микросекунды так важны. Если в это время накачка нарастает достаточно плавно, получится равномерный мощный (стационарный) импульс. А если резко, то начнутся релаксационные колебания: в первые микросекунды резкая генерация исчерпает энергию кристалла, генерация срывается от недостатка энергии, потом снова резкое начало генерации и т.д. Продолжаться это безобразие может много раз, долго, миллисекунды, в результате будут большие потери КПД и плохая когерентность. Этот режим обычно нежелателен.

Управлять временем нарастания в любительской конструкции не стоит, ибо выбора компонентов обычно все равно нет. Просто не надо слишком далеко уходить от идеальной формы импульса (проще говоря - не выпендриваться, пытаясь сделать импульс в пике помощнее). Если длительность генерации лазера больше примерно 100 мкс (как обычно и бывает), то будет лучше, если первые 10-20-50 мкс накачка будет плавно расти, а затем все оставшееся время поддерживаться на примерно постоянном уровне. При этом быстрее, чем линейно, лучше не наращивать - быстрый рост в первые микросекунды тоже работает как "резкое включение", даже если на номинальную мощность лазер выходит медленно. На самом деле накачка просто не должна слишком опережать развитие генерации.
« Последнее редактирование: 02 Май 2012, 20:24:32 от Gall »

Оффлайн artlaser

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 19
  • Репутация: +2/-0
  • "будущее за твердотельными лазерами"
надоело
Речь идет о плазме в сварочной зоне и все вышеозначенное относится к импульсу в масштабах МИЛЛисекунд.
« Последнее редактирование: 04 Май 2012, 19:21:20 от artlaser »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Речь идет о плазме в сварочной зоне и все вышеозначенное относится к импульсу в масштабах МИЛЛисекунд.
На колу мочало. От того, что импульс длинный, физика начала генерации не меняется.

Испортишь первые 10 МИКРОсекунд импульса - испортишь весь МИЛЛИсекундный импульс. Начало генерации, "разогрев" - первые 1-5-10% длительности импульса. Если в этот момент накосячить, половина накачки псу под хвост отправится: оставшиеся сколько-то там МИЛЛИсекунд лазер будет еще тужиться что-то выдать, но луч будет хреновый, с плохой когерентностью, нестабильной структурой, низким КПД. Оно надо?

Хочешь хороший импульс - думай о том, как нарастает накачка в первые микросекунды импульса. Для МИЛЛИсекундных импульсов это важно. (Вот для микросекундных и короче - наоборот, наплевать: там все просто, накачай побыстрее и готово. Для очень длинных импульсов, для совершенно непрерывного режима тоже по барабану - расколбас от плохого включения больше нескольких миллисекунд не продолжается.)
« Последнее редактирование: 04 Май 2012, 18:01:07 от Gall »

Оффлайн artlaser

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 19
  • Репутация: +2/-0
  • "будущее за твердотельными лазерами"
надоело долбить....

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
надоело долбить....
Да. Поймите наконец разницу между НАЧАЛОМ импульса и самим импульсом. Импульс длится МИЛЛИсекунды, но его начало длится МИКРОсекунды. Начало импульса определяется только дросселем, а длительность - дросселем и конденсаторами.

Оффлайн nerv

  • не ругайтесь на опечатки, кнопки же такие маааленькие!!!
  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 264
  • Репутация: +27/-0
А мож хватит? Вы сретесь непонятно по какой причине.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
А мож хватит? Вы сретесь непонятно по какой причине.
Хватит. Думаю, объяснения физики явления понятны всем, кому надо. И что с этим делать - в общем тоже.

Коротко: оптимальное время розжига лампы до рабочей интенсивности - около 10-20 микросекунд. Весь последующий импульс, независимо от его длительности, желательно поддерживать постоянную интенсивность. Строго соблюдать необязательно, но розжиг по возможности не должен быть короче 6-10 микросекунд. Из этих соображений считается дроссель.

Оффлайн Охотник

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 140
  • Репутация: +13/-0
artlaser, ты можешь замерить индуктивность дросселя в стойке СПИК? там вроде все они одинаковые, из этого можно подсчитать длительность фронта импульса до рабочей интенсивности лампы. Что-то у меня предчувствие что там никак не меньше нескольких сотен микросекунд в реально работающем аппарате.

ПС зря ты все поудалял
« Последнее редактирование: 05 Май 2012, 14:44:21 от Охотник »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
artlaser, ты можешь замерить индуктивность дросселя в стойке СПИК? там вроде все они одинаковые, из этого можно подсчитать длительность фронта импульса до рабочей интенсивности лампы. Что-то у меня предчувствие что там никак не меньше нескольких сотен микросекунд в реально работающем аппарате.
Только не до пиковой интенсивности надо считать, а до номинальной. Больше 200 мкс делать по доброй воле никто не будет, разве что из-за технических проблем. Скорее всего 100-200 мкс и есть. У импульса разряда все равно длинный "хвост". Как-то так:
« Последнее редактирование: 05 Май 2012, 19:53:53 от Gall »

 



SimplePortal 2.3.3 © 2008-2010, SimplePortal