Расчет мощности сигнала управления тиратроном

[orbviser]

Всем здравствуйте! Такая проблема, нужно разработать формирователь питающих напряжений для управления импульсным тиратроном ТГИ1500/16. Разрабатывается эта схема для накачки твердотельного лазера работающего в импульсном режиме. Тиратрон тут служит коммутационным устройством, работает в нестандартном режиме. Формирователь будет работать от сети 230В +/-10%, 50Гц. Устройство включает в себя 2 линии питания - одна даёт прямоугольный импульс до 2кВ, вторая - напряжение смещения до 500В (обе линии должны регулироваться). Следовательно, мне нужно рассчитать схемы преобразователей. Тут и проблема, ибо всё упирается в расчет мощности управляющего сигнала что бы дальше рассчитывать R нагрузки и остальные элементы. В справочных данных по тиратрону даны амплитудные значения напряжения и тока на сетке. По формуле для общего случая я нашёл действующие значения U и I, рассчитал среднюю мощность, и получил значение в 600Ватт. Проблема в том что это не верно, т.к. вся лазерная установка потребляет 700Ватт, а тут управляющий сигнал только на 600Ватт получился. Научный руководитель говорит что формулы и расчет верны, но нужно смотреть по времени коммутации, а точнее на фронт. Он сказал следующее, цитирую: " Слушай, ну отсюда можно прикинуть под твои параметры, сколько будет длительность открытия тиротрона. Посчитай, заложи туда, например, 200 Амплитуду тока и прикинь, сколько будет". Я вообще не понимаю что он имел ввиду, и как мне поможет фронт коммутации при расчете управляющего сигнала. Буду очень признателен если кто поможет решить эту задачу и разъяснить. Литературы толковой по тиратронам достаточно мало, самый подробный источник это книга Фогельсона, но там 90% содержания - физические процессы и зависимости от конструкционных параметров. Мои входные данные следующие: Длительность управляющего импульса - от 20 нс до 1мкс;
Частота управляющего импульса - от 1 до 20кГц;
Ток управляющего импульса - от 2.5 до 15А;
Напряжение управляющего импульса - от 500В до 2кВ;
Фронт управляющего импульса - 100нс.

Добавлено after 2 minutes 32 seconds:
Расчеты

Спойлер

https://img.radiokot.ru/files/153172/medium/3drpsx61ve.jpg

Паспортные данные тиратрона

Спойлер

https://img.radiokot.ru/files/153172/medium/3drpsxt5fb.jpg

Вложения

photo_2024-02-13_15-32-23.jpg

Паспортные данные тиратрона

(83.98 KiB) Скачиваний: 16

photo_2024-02-05_14-01-43.jpg

Расчеты

(81.09 KiB) Скачиваний: 12

[binary10]

Помнится работал с тиратронами МТХ-90, собирал и настраивал разные релейные схемы, и никогда не заморачивался с расчётами. Опять же, с учётом разброса параметров приборов, просто подбирал резистор в цепи управляющего электрода, начиная с 1 мОм до чёткого срабатывания реле. То есть, пресловутый метод тыка никто не отменял. Аналогично, в вашем случае надо подавать импульсы штатной длительности и напряжения, с большим периодом следования, постепенно увеличивая частоту подачи импульсов. Когда всё заработает, снимете параметры импульсов и подставите в свои расчёты. Желаю удачи!

[Дмитрий М]

Надо книгу искать по тиратронам и схемам управления. Годов 50-х..60-х. Мгновенная мощность там действительно высокая, но учитывая короткие импульсы и редкое повторение СРЕДНЯЯ будет вполне средняя, небольшая даже. Обычно там делалась схема управления на формирователях на длинных линиях. То есть подаётся низковольтный длинный импульс на вход и с помощью рассчитанных LC цепей он обостряется, при этом его амплитуда растёт а длительность уменьшается. Таких книг в интернете не найти, они редкие. К тому же это совпадает с литературой по радиолокации, поэтому книги в то время были ограниченного доступа, а потом их просто выкинули по устареванию и, скорее, невостребованности. Так что найти будет сложно.

[khach]

Поджигающий импульс обычно стреляют, разряжая конедсатор через импульсный трансформатор. Мощность в импульсе действительно большая, но заполнение низкое, и десятков ватт средней мощи вполне хватет для лазерного тиратрона.

Вот пример управления сеткой тиратрона с формирующей линией, чтобы и длительность импульса была достаточно для надежного поджига тиратрона, и ключ не греть поджигающий даром.
ЗЫ. А вот с заземлением трансформатора сетки я не согласен, там надо отрицательное напряжение через балластный резистор для надежного запирания.

Вложения

thyratron control.png

(8.76 KiB) Скачиваний: 50