Источник питания прибора ночного видения «Диполь», инженерные заметки

Речь идёт о блоке питания для приборов ночного видения для ф.Диполь.

  • Подключение

Блок питания ПНВ подключается к прибору с помощью пайки, т.к. ничего надёжнее пока не придумали. Подключение показано на фото, вид со стороны трансформатора. Точка GND подключается к металлическому корпусу девайса и к минусу батареи, BAT+ подключается к плюсу батареи, MP_MAIN — к белому проводу умножителя, PHR — к выводу фоторезистора защиты (другой вывод фоторезистора подключен к GND).

Блок питания ПНВ - подключение

  • Принципиальная схема

Схема источника питания ПНВ - DIPOL

  • Оживление и настройка

Собранный источник питания требует только подстройки уровня выходного напряжения перемычками J_UP, J_DN. Настройка проводится путём установки высокого напряжения по высоковольтному вольтметру при подключенном умножителе. Замыкание перемычки J_UP повышает выходное напряжение, замыкание перемычки J_DN – понижает. Всего 32 шага регулировки. Если было изменение шага (регулировка не «упёрлась» в минимум или максимум), то мигнёт светодиод при наличии на плате компонентов R4, VD1. Исправный источник без нагрузки на умножителе должен потреблять около 2…6 mA при напряжении питания 3.2V; максимальное напряжение питания — 4.0V, минимально допустимое напряжение питания  – 2.1V. Источник может начать потреблять значительный ток при более низком напряжении питания (более 40mA) вследствие приближения режимов работы VT1 и DD1 к критическим; КПД источника в таком режиме резко падает.
Во время настройки источника питания, при заряженном умножителе, следует соблюдать осторожность, т.к. касание руками в области VT1 приведёт к выходу VT1 из строя!

  • Проверка времени работы источника

Время активной работы источника можно узнать, выпаяв DD1 и считав содержимое EEPROM. Счётчик времени работы состоит из 4х байт и находится по адресу 0x20; значение хранится в порядке младший-старший.

  • Программирование микроконтроллера DD1 (инженерная часть)

Программирование микроконтроллера DD1 производится в программаторе по алгоритму High Voltage. В кодовую память записывается файл dipol_pwr_v1.hex, в EEPROM записывается файл dipol_pwr_v1.eep, фьюзы RSTDISBL, EESAVE, WDTON, SUT0, CKSEL1 устанавливаются равными 0, значение остальных фьюзов должно быть равно 1. Допускается не программировать EEPROM, т.к. эта область контроллера будет инициализирована автоматически при регулировке.

Старт источника происходит в 3 этапа: 0) первичная накачка умножителя, 1) «разгон», 2) рабочий режим. Первые два этапа – стартовые, первичная накачка нужна для безопасной работы VT1 при разряженном умножителе, «разгон» требуется для быстрой установки выходного напряжения.

Замыкание перемычек J_UP, J_DN изменяет ширину импульса накачки умножителя, однако, зависимость периода следования импульсов (высокое напряжение) от напряжения питания жёстко задана в теле программы. В случае изменения расчётных параметров трансформатора T1 или умножителя, зависимость напряжения на выходе умножителя от напряжения питания в рабочем режиме корректируется таблично в исходном тексте программы.

Параметры старта источника задаются в исходном тексте программы в следующем виде:

.equ STRT0_SWD = 10 ; установка ширины импульса PWM при старте
.equ STRT0_FRQ = 1 ; установка частоты PWM при старте (макс.)
.equ STRT0_TM = 300 ; кол-во импульсов для старта
.equ STRT1_SWD = WRK_SWD+(MAX_VCN*3/5) ; установка ширины импульса PWM при старте
.equ STRT1_FRQ = 1 ; установка частоты PWM при старте (макс.)
.equ STRT1_TM = 1500 ; кол-во импульсов для старта

Параметры STRT0_xxx описывают стартовый этап 0, параметры STRT1_xxx описывают стартовый этап 1.
Значение STRT0_SWD не может быть более 10, т.к. число 10 кодирует максимально возможную ширину импульса для безопасного запуска источника питания. Т.к. связанная индуктивность при разряженном умножителе низкая, увеличение ширины импульса приведёт к попаданию трансформатора в насыщение, что соответственно приведёт к выходу из строя VT1. Количество импульсов накачки для первичного заряда умножителя STRT0_TM должно быть не менее 100. Период следования импульсов накачки STRT0_FRQ следует установить минимальным, чтобы как можно быстрее выйти из этапа 0.

Значения STRT1_SWD и STRT1_TM выбираются экспериментально по наиболее быстрому установлению рабочего напряжения без значительного превышения напряжения рабочего режима. Период следования импульсов накачки STRT1_FRQ следует установить минимальным, чтобы как можно быстрее произвести выход источника питания на рабочий режим.

Порог срабатывания фотозащиты устанавливается константой LIGHT_CN и установлен исходя из значения сопротивления фоторезистора при освещении 1 люкс равном ~25КОм.

.equ LIGHT_CN = 0xA0 ; порог срабатывания фотозащиты

Изменить порог срабатывания фотозащиты можно изменив значение константы LIGHT_CN в исходном тексте программы, или изменив сопротивление R1.