Источники питания генераторов плазмы, страница 11

И так мы выяснили какие требования накладывает работа ИВЭП на его выходную характеристику. Но одновременно возникает несколько вопросов. Первый можно сказать исторического плана. Суть его в том, что газовый разряд используется достаточно давно и использовался в те времена когда транзисторов и даже тиристоров не то что мощных, а вообще никаких не было. И что же все возможности управления или стабилизации газового разряда ограничивались разными видами балластных устройств по входу или выходу ИВЭП? Разумеется, нет. Кроме балластных устройств постоянного тока: резисторов, дросселей, использовались и стабилизаторы тока типа ИВЭП, и стабилизаторы тока с регулирующими элементами на электронных лампах и газоразрядных устройствах. В качестве балластных устройств, устанавливаемых на входе ИВЭП, т.е. по переменному току, использовались регулируемые ИВЭП, дроссели насыщения, магнитные усилители и т.п. Кроме балластного решения вопросов согласования внешней характеристики источника питания с генератором плазмы, существуют и другие методы придания выходной характеристике отрицательного наклона.

2.8-9.6. Принципы формирования падающей выходной характеристики ИВЭП. Падающая ВАХ (выходная) классического ИВЭП может быть сформирована за счет введения в магнитопровод силового трансформатора рассеивающего шунта. Это собственно говоря зазор в сердечнике трансформатора между его кернами на которых помещены входная и выходная обмотки. Схема замещения магнитной цепи такого устройства достаточно проста, в ней включены последовательно в замкнутой цепи источник магнитного потока , зазор магнитопровода (который можно представлять как некое сопротивление ) и наконец вторичная обмотка с подключенной к ней нагрузкой (цепочка: выпрямитель, выходной фильтр, источник плазмы), которая может быть представлена как некое сопротивление нагрузки. Увеличение тока нагрузки приводит к уменьшению сопротивления всей цепи (магнитной), а, следовательно, к увеличению магнитного потока в сердечнике, и одновременно к увеличению потерь на магнитном шунте, т.е. при этом происходит перераспределение энергии между нагрузкой и зазором в магнитопроводе в результате чего ЭДС вторичной обмотки уменьшается и напряжение на нагрузке падает тем сильнее, чем больше ее ток. Таким образом и может быть сформирована падающая выходная характеристика источника питания.

Еще один пример. В высоковольтных источниках питания достаточно часто используется схема выпрямителя с так называемым последовательным умножением напряжения. Эта схема имеет некоторое количество вариантов реализации. Но главное в ней другое, она имеет весьма специфическую выходную ВАХ несколько похожую по форме на кривую Пашена. Если в работе используется нисходящая ветвь выпрямителя, то она вполне может гарантировать устойчивую работу генератора плазмы. К сожалению при дальнейшем увеличении тока стабилизирующее действие этого выпрямителя ухудшается в связи с переходом на участок ВАХ где отрицательное дифференциальное сопротивление существенно ниже. Очень хороший эффект дает использование такого выпрямителя в одном ИВЭП с вышеописанным трансформатором. Кстати, такая компоновка используется в источниках питания для титановых сорбционных насосов типа НОРД и им подобных.

Второй из вопросов о котором говорилось выше: А нет ли какого-нибудь универсального принципа создания или преобразования необходимой нам падающей выходной характеристики ИВЭП? Такой принцип есть – это использование отрицательной обратной связи по току и напряжению, т.е. источник питания должен оканчиваться следующей схемой (см. рисунок 2.8-9.16). Важно, что вид этой схемы, а вернее заложенный в ней принцип не изменяется при изменении вида закона регулирования. Необходимо так же обратить внимание что этот принцип используется в стабилизаторах тока уже рассмотренных выше.