Устройство питания для электронно-оптического преобразователя

Вторичный источник питания для электронно-оптического преобразователя относится к электротехнике и может быть использован в комплексе с различными устройствами, где применяются первичные источники питания. Целью предлагаемого технического решения является обеспечение стабильности выходных напряжений независимо от внешних воздействующих факторов, введение их цифровой регулировки, расширение диапазона АРЯ и уменьшение габаритов устройства. ВИЛ содержит: преобразователь напряжения, источник опорного напряжения, микроконтроллер, два ЦАП, интегратор АРЯ, ключевое устройство, генераторы напряжений МКП и экрана, умножители напряжений. В устройстве производится автоматическая корректировка выходных напряжений умножителей в зависимости от температуры окружающей среды, при одновременном контроле тока АРЯ.

Предлагаемое устройство питания относится к области электротехники и может быть использовано в комплексе с различными устройствами для получения необходимых высоковольтных напряжений, обеспечивающих работоспособность электронно-оптического преобразователя (ЭОП).

Известно устройство питания (ЭОП) 2002С (рекламный проспект Form 706-0699) фирмы "К and M Electronics, Inc." - разработчик и производитель не только разнообразных военных источников питания высокой надежности, но и электронных компонентов, их составляющих (11 Interstate Drive, West Springfield, MA 01089-4531 USA, http://www.kandm.com). Недостаток данного устройства в его зависимости выходных напряжений от климатических условий, а также в его недостаточном быстродействии, в связи с чем возникает неудовлетворительный режим работы вакуумной части и преждевременный выход ее из строя.

Наиболее близким к заявленному техническому решению - прототипом - является вторичный источник питания для ЭОП патент США №3739178 от 12.06.73 г., содержащий два генератора 51 и 53, два умножителя напряжения для питания фотокатода 12, микроканальной пластины (МКП) 16 и экрана 20, а также схему автоматической регулировки яркости (АРЯ) 57.

Прототип имеет общие с заявленным устройством признаки:

- генераторы синусоидальных сигналов;

- умножители напряжений;

- схему АРЯ.

Прототип имеет следующие недостатки:

1. Отсутствует регулировка величины порогового тока АРЯ.

2. Регулировка уровней напряжений МКП и экрана производится вручную с помощью многооборотных резисторов. Это приводит к снижению надежности блока по сравнению с электронной регулировкой.

3. Большое время готовности вторичного источника питания (ВИЛ) (время, за которое выходные напряжения ВИЛ достигают уровней 0,9 от номинальных).

Целью предлагаемого технического решения является:

- введение схемы термокомпенсации на микроконтроллере для обеспечения стабильности выходных напряжений независимо от внешних воздействующих факторов;

- введение интегратора на операционном усилителе с низким уровнем шумов и высоким коэффициентом усиления для регулировки диапазона АРЯ и уменьшения времени срабатывания АРЯ;

- регулировка значений выходных напряжений с помощью микроконтроллера через шину данных;

- введение ключевого устройства для уменьшения времени готовности ВИЛ;

- уменьшение габаритов устройства за счет применения современной элементной базы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем микроконтроллер 3, происходит цифровая обработка сигналов обратной связи. Стабильность выходных напряжений ВИЛ достигается введением высокостабильного источника опорного напряжения (ИОН).

Предложенное устройство иллюстрируется следующими графическими материалами:

Фиг.1 - устройство питания для ЭОП;

Фиг.2 - схема электрическая принципиальная.

Устройство ВИЛ (фиг.2) содержит: преобразователь напряжения 1, источник опорного напряжения (ИОН) 2, микроконтроллер 3, два цифроаналоговых

преобразователя (ЦАП) 4 и 5, интегратор АРЯ 6, ключевое устройство 7, генераторы синусоидальных сигналов 8 и 9, умножители напряжений 10 и 11.

Преобразователь 1 формирует постоянное напряжение (3.3-3.6) В для питания микроконтроллера, ИОН и ЦАП.ИОН формирует стабильное опорное напряжение 1,2 В для микроконтроллера и ЦАП. Микроконтроллер 3 предназначен для управления режимами работы ВИЛ и корректировки выходных напряжений в зависимости от внешних воздействующих факторов. ЦАП 4 и 5 задают режим работы генераторов 8 и 9. Ключевое устройство 7 служит для уменьшения времени готовности ВИЛ (времени, за которое выходные напряжения устанавливаются на уровень 0,9 от их номинальных значений). Генераторы 8 и 9 предназначены для формирования синусоидальных сигналов, которые затем подаются на умножители 10 и 11, а умножители, в свою очередь, формируют высокие постоянные напряжения Uфк1, Uфк2, Uмкп и Uэкр.

Вторичный источник питания для ЭОП работает следующим образом. Напряжение питания Uпит подается на преобразователь 1 и, одновременно, на генератор 8 и генератор 9. Микроконтроллер 3, в зависимости от температуры окружающей среды и установленных первоначальных значений, выдает сигнал управления на ЦАП 5, который, в свою очередь, управляет генератором экрана 9. В этот момент срабатывает ключевое устройство 7. Сигнал обратной связи с генератора 9 поступает на интегратор АРЯ 6, усиливается и передается на вход обратной связи микроконтроллера 3. Затем микроконтроллер 3, в зависимости от температуры окружающей среды и тока АРЯ, выдает сигнал управления на ЦАП 4, который, в свою очередь, управляет генератором 8.

Положительный эффект предлагаемого технического решения заключается в том, что устройство, имеющее небольшие габариты и вес, позволяет автоматически производить корректировку выходных напряжений умножителей в зависимости от температуры окружающей среды, выполнять

цифровую регулировку уровней напряжений МКП, экрана и тока АРЯ по шине данных и уменьшить время срабатывания АРЯ за счет введения интегратора на операционном усилителе.

1. Устройство питания для электронно-оптического преобразователя, содержащее два параллельно расположенных генератора, к каждому из которых подсоединены умножители напряжения, отличающееся тем, что в него введены преобразователь и источник опорного напряжения, устройство ключевое, микроконтроллер, интегратор автоматической регулировки яркости и цифроаналоговые преобразователи, при этом вход микроконтроллера подключен к выходу интегратора автоматической регулировки яркости, а два выхода подключены к цифроаналоговым преобразователям.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно снабжено шиной данных для цифровой регулировки уровней напряжений микроканальной пластины, экрана и тока автоматической регулировки яркости.