Высоковольтный источник статического напряжения для электронно-оптического преобразователя

Техническое решение относится к области электроники и электронной технике, а именно к высоковольтному источнику напряжения для электронно-оптического преобразователя, входящего в состав приборов ночного видения.
Из уровня техники известен импульсный электронно-оптический преобразователь содержит блок ключевой, включающий первый преобразователь напряжения, первый микроконтроллер, второй преобразователь напряжения, формирователь импульсов; блок питания, включающий второй микроконтроллер, аналого-цифровой преобразователь, первый и второй цифро-аналоговые преобразователи, усилитель, усилитель микроканальной пластины, усилитель экрана, умножитель микроканальной пластины, умножитель экрана, умножитель фотокатода; блок вакуумный, включающий экран, микроканальную пластину и фотокатод. Патент РФ №2521599, МПК: H01J 31/50, опубликован 10.07.2014.
Известно техническое решение, выбранное в качестве ближайшего аналога, представляющее собой источник питания, содержащий преобразователь, подключенный к первичной обмотке трансформатора. Первые входы умножителей напряжения экрана и микроканальной пластины подключены к высокопотенциальному выводу вторичной обмотки, а низкопотенциальный вывод вторичной обмотки соединен с общей шиной источника питания. Выход умножителя напряжения экрана соединен с экраном. Выход умножителя напряжения микроканальной пластины соединен с выходом микроканальной пластины. Вход микроканальной пластины соединен с общей шиной источника питания. Умножитель отрицательного напряжения фотокатода первым входом соединен с высокопотенциальным выводом вторичной обмотки, умножитель положительного напряжения фотокатода первым входом соединен с высокопотенциальным выводом вторичной обмотки. Вторые низкопотенциальные выводы вторичных обмоток, а также вторые входы умножителей напряжения соединены с общей шиной источника питания. Выходы умножителей напряжения соединены с входами коммутатора фотокатода, выход которого соединен с фотокатодом. Вход контроллера автоматической регулировки яркости соединен со вторым, низковольтным входом умножителя напряжения экрана. Второй выход контроллера автоматической регулировки яркости соединен со вторым входом контроллера рабочего цикла, первый вход которого соединен с выходом задающего генератора. Вход коммутатора микроканальной пластины соединен со вторым выходом контроллера рабочего цикла. Выход коммутатора микроканальной пластины соединен со вторым входом умножителя напряжения микроканальной пластины. Первый вход сигнала обратной связи коммутатора микроканальной пластины соединен с первым выходом контроллера автоматической регулировки яркости, а второй вход сигнала обратной связи соединен с выходом усилителя обратной связи микроканальной пластины, вход которого соединен с выходом микроканальной пластины и выходом умножителя напряжения микроканальной пластины. Патент РФ №2346353, МПК: H01J 31/50, опубликован 10.02.2009.
Отличительными признаками заявляемого решения являются: выполнение трансформатора на основе одной вторичной обмотки, к выводу которой подключены входы выпрямителей с умножением напряжения микроканальной пластины, фотокатода и экрана, подключение выпрямителя с умножением напряжения микроканальной пластины к контроллеру для управления напряжением через оптопару, подключение выводов переменного резистора к контролеру для управления напряжением, подключение разделительного конденсатора к входу выпрямителя с умножением напряжения фотокатода, подключение выхода выпрямителя с умножением напряжения фотокатода к делителю напряжения, включающему в себя резистор и регулировочный элемент, и через схему защиты от ярких источников к выводу фотокатода электронно-оптического преобразователя.
Технический результат заявляемого технического решения проявляется в повышении надежности электронно-оптического преобразователя.
Технический результат достигается тем, что в высоковольтном источнике статического напряжения для электронно-оптического преобразователя, включающем генератор, выход которого подключен к первичной обмотке трансформатора, выпрямитель с умножением напряжения микроканальной пластины, подключенный к контроллеру для управления напряжением, включающий выход для подключения к выводу микроканальной пластины электронно-оптического преобразователя, выпрямитель с умножением напряжения экрана, подключенный к схеме автоматической регулировки яркости, включающий выход для подключения к выводу экрана электронно-оптического преобразователя, и выпрямитель с умножением напряжения фотокатода, выполненный с возможностью подключения к выводу фотокатода электронно-оптического преобразователя, трансформатор выполнен на основе одной вторичной обмотки, к выводу которой подключены входы выпрямителей с умножением напряжения микроканальной пластины, фотокатода и экрана, выпрямитель с умножением напряжения микроканальной пластины подключен к контроллеру для управления напряжением через оптопару, при этом к контроллеру для управления напряжением подключены выводы переменного резистора, выпрямитель с умножением напряжения фотокатода выполнен с возможностью регулировки, при этом к входу выпрямителя с умножением напряжения фотокатода подключен разделительный конденсатор, соединенный с вторичной обмоткой трансформатора, а выход подключен к делителю напряжения, включающему в себя резистор и регулировочный элемент, и через схему защиты от ярких источников к выводу фотокатода электронно-оптического преобразователя.
Применение в высоковольтном источнике статического напряжения одного трансформатора с одной вторичной обмоткой позволяет обеспечить надежность электронно-оптического преобразователя за счет снижения межвитковых потенциалов в катушке трансформатора, а также позволяет внедрять на сборочных операциях автоматизированные процессы.
Подключение выпрямителя с умножением напряжения микроканальной пластины к контроллеру для управления напряжением через оптопару позволяет осуществлять регулировку напряжения микроканальной пластины независимо от других каналов высоковольтного источника. Осуществлять независимую регулировку напряжения фотокатода позволяет подключение выхода выпрямителя с умножением напряжения фотокатода к делителю напряжения, включающему в себя резистор и регулировочный элемент, и, через схему защиты от ярких источников, к выводу фотокатода. Независимая регулировка компонентов электронно-оптического преобразователя способствует повышению его надежности, в частности, за счет возможности осуществления оптимальной настройки электронно-оптического преобразователя, с наилучшими характеристиками по усилению и разрешающей способности, в условиях серийного производства, за счет исключения разрядов и других негативных эффектов во входном промежутке вакуумной трубки электронно-оптического преобразователя.
Подключение переменного резистора к контроллеру для управления напряжением необходимо для точной настройки параметров тока электрической цепи, что необходимо для надежной работы электронно-оптического преобразователя.
Заявляемое техническое решение далее поясняется с помощью фигуры 1, на которой условно представлена схема одного из возможных вариантов исполнения высоковольтного источника статического напряжения для электронно-оптического преобразователя, включающая:
- генератор (1);
- трансформатор (2);
- выпрямитель (3) с умножением напряжения микроканальной пластины (ВУН_М);
- выпрямитель (4) с умножением напряжения фотокатода (ВУН_Ф);
- выпрямитель (5) с умножением напряжения экрана (ВУН_Э);
- контроллер (6) для управления напряжением;
- оптопара (7);
- схема (8) автоматической регулировки яркости (АРЯ);
- регулировочный элемент (9);
- схема (10) защиты от ярких источников (ЗЯИ);
- резистор (11);
- разделительный конденсатор (12) Cр;
- резистор (13) делителя напряжения;
- резистор (14) тока смещения Rсм;
- подстроечный резистор (15) фотокатода Rф.
Далее со ссылками на фигуру описана структура высоковольтного источника статического напряжения для электронно-оптического преобразователя.
Высоковольтный источник статического напряжения для электронно-оптического преобразователя включает генератор (1), выход которого подключен к первичной обмотке трансформатора (2). Трансформатор (2) выполнен на основе одной вторичной обмотки, к выводу которой подключены входы выпрямителей (3, 4, 5) с умножением напряжения микроканальной пластины, фотокатода и экрана, соответственно.
Выпрямитель (3) с умножением напряжения микроканальной пластины подключен к контроллеру (6) для управления напряжением через оптопару (7) и включает выход для подключения к выводу микроканальной пластины электронно-оптического преобразователя.
Выпрямитель (5) с умножением напряжения экрана подключен к схеме (8) автоматической регулировки яркости и включает выход для подключения к выводу экрана электронно-оптического преобразователя.
Выпрямитель (4) с умножением напряжения фотокатода выполнен с возможностью регулировки и подключения к выводу фотокатода электронно-оптического преобразователя. Регулировка напряжения фотокатода может регулироваться с помощью высоковольтного биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.
К входу выпрямителя (4) с умножением напряжения фотокатода подключен разделительный конденсатор (12), соединенный с вторичной обмоткой трансформатора (2), а выход подключен к делителю напряжения, включающему в себя резистор (13) и регулировочный элемент (9) и через схему (10) защиты от ярких источников к выводу фотокатода электронно-оптического преобразователя.
К контроллеру (6) для управления напряжением подключены выводы переменного резистора (11).
Заявленное устройство работает следующим образом.
Высоковольтный источник статического напряжения электронно-оптического преобразователя, преобразует электрическое напряжение источника постоянного тока (гальванического элемента) в три высоковольтных напряжения, для обеспечения работы вакуумной трубки с микроканальным усилением. Для работы вакуумной трубки электронно-оптического преобразователя требуется анодное (экранное) напряжение, напряжение для микроканальной пластины и напряжение для питания фотокатода.
Генератор (1), который питается от гальванического элемента, создает в первичной обмотке трансформатора (2) гармонические колебания. Наведенные токи во вторичной обмотке трансформатора (2) поступают одновременно на выпрямители (3), (4), (5) с умножением напряжения микроканальной пластины, фотокатода и экрана, соответственно. Напряжение микроканальной пластины управляется контроллером (6) для управления напряжением через оптопару (7). Регулировка напряжения осуществляется переменным резистором (11).
Питание выпрямителя (5) с умножением напряжения экрана осуществляется через схему (8) автоматической регулировки яркости, которая стабилизирует ток экрана через управление контроллером (6).
Питание выпрямителя (4) с умножением напряжения фотокатода (4) осуществляется через разделительный конденсатор (12). Далее выпрямленное напряжение подается на делитель напряжения, который состоит из регулировочного элемента (9) и резистора (13).
При применении биполярного высоковольтного транзистора, в схеме предусмотрен резистор (14) тока смещения. Регулировка напряжения фотокатода осуществляется шунтированием база-эмиттерного перехода регулировочного элемента (9) подстроечным резистором (15). Далее напряжение фотокатода с регулировочного элемента (9), через схему (10) защиты от ярких источников подключается к электроду вакуумной трубки электронно-оптического преобразователя.
Заявленное устройство может быть использовано в высоковольтном источнике статического напряжения для электронно-оптических преобразователей 2-го и 3-го поколения.
Представленные фигуры, описание конструкции и использования не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения. Возможны иные варианты исполнения и использования в объеме заявляемой формулы.