Источник питания для ксеноновой лампы высокой интенсивности ДКСШ-3000. Часть 1. Импульсно-зажигающее устройство⁠⁠

Всем привет, сегодня расскажу вам об изготовлении блока розжига для ксеноновых дуговых лампочек высокой интенсивности. На канале так же был пост, где я написал коротенький обзор ксеноновой шаровой лампы ДКСШ-3000. Считаю, что для завершенности нужно описать способы вывода данной лампы в рабочий режим. Планирую разбить информацию на несколько частей, поскольку тестовая версия источника питания находится в процессе изготовления.

Немного о безопасности. Все описываемые действия настоятельно рекомендую не повторять если нет уверенности в их последствиях. Вся информация в данном посте предназначена для ознакомления. Вероятность разрыва колбы во время эксплуатации и хранения достаточно высока. К тому же, во время запуска на лампе присутствует высокое напряжение, что может повлечь неприятные последствия.

Итак, запуск короткодуговых ксеноновых ламп можно разделить на два этапа:

1. Ионизация газового промежутка с помощью импульса высокого напряжения
2. Протекание тока через ионизированный канал (сопровождающееся интенсивным выделением света)

Для реализации первого пункта как раз и потребуется импульсно-зажигающее устройство. Оно включается в работу только на несколько миллисекунд для подачи на лампу последовательности импульсов высокого напряжения амплитудой до 30 киловольт. Этого напряжения, как правило, достаточно для того, чтобы образовать ионизированный канал между электродами. Благодаря этому происходит значительное уменьшение сопротивления между катодом и анодом и в случае, если в этот момент к клеммам лампы подключен мощный низковольтный источник постоянного тока (при этом напряжение холостого хода должно составлять порядка 70-90 вольт) произойдет "подхватывание" дуги (кажется, это очень похоже на работу осциллятора в сварочных аппаратах). На данном этапе источник питания должен работать в режиме стабилизации тока, чтобы обеспечить стабильное горение дуги. Объяснение не охватывает всех физических тонкостей и дается для примерного понимания функционирования схемы, представленной на рисунке ниже.

Изначально в качестве генератора высокого напряжения использовалась автомобильная катушка зажигания, но нашелся более дешевый вариант, а именно китайский источник высокого напряжения. Качество и надежность у него оставляет желать лучшего. Достаточно часто пробивает либо диоды либо конденсаторы умножителя напряжения, но для тестов сгодится и длительной работы от такого модуля не требуется. На выходе, согласно описанию что-то порядка 20 киловольт.

Пару слов о конденсаторе, я поставил КВИ-3-3300 пФ на 10 кВ, но как оказалось, схема так же будет работать при использовании встроенного в умножитель выходного конденсатора.

Все это поместилось в обычную распределительную коробку.

Разрядник, наверное, самая сложно доставаемая часть схемы, поэтому самым приемлемым вариантом оказалась обычная свеча зажигания с небольшой доработкой.

В представленной схеме так же используется повышающий импульсный трансформатор T3. Его задача кратковременно приложить к электродам лампы высокое напряжение для пробоя межэлектродного промежутка. В наличии был ферритовый сердечник с параметрами Dxdxh 185x110x20, на него намотано 25-30 витков вторичной обмотки проводом 6 кв. мм. Учтите, что сечение провода должно выбираться исходя из рабочего тока лампы (я взял меньше потому что другого провода не было). Первичная обмотка намотана высоковольтным проводом с толстой изоляцией, достаточно 2-3 витков. В идеальном случае, всю эту конструкцию нужно залить эпоксидной смолой, но поскольку я планирую перемотать вторичную обмотку более толстым проводом, решил оставить все как есть.

В конечном итоге вся описанная конструкция выглядит следующим образом.

Полученная схема поджига успешно прошивает газовый промежуток внутри лампы и даже выходные цепи блока питания, если их не защитить. В качестве источника стабилизированного тока может выступать обычный инверторный сварочный аппарат с небольшими доработками, для обеспечения защиты управляющих цепей и снижения выходных пульсаций постоянного напряжения.

На этом все, всем спасибо за уделенное время. В конце несколько фото с экспериментов. Продолжение следует...