RU2802800C1 - Radiation receiving device - Google Patents

Radiation receiving device Download PDF

Info

Publication number
RU2802800C1
RU2802800C1 RU2022126058A RU2022126058A RU2802800C1 RU 2802800 C1 RU2802800 C1 RU 2802800C1 RU 2022126058 A RU2022126058 A RU 2022126058A RU 2022126058 A RU2022126058 A RU 2022126058A RU 2802800 C1 RU2802800 C1 RU 2802800C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
voltage converter
latch
output
control unit
Prior art date
Application number
RU2022126058A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виллен Арнольдович Балоев
Владимир Петрович Иванов
Игорь Геннадьевич Денисов
Ренат Исламович Зарипов
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО")
Application granted granted Critical
Publication of RU2802800C1 publication Critical patent/RU2802800C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: optical instrumentation.
SUBSTANCE: invention relates to a device for receiving radiation. The technical result is to reduce the consumption of electrical energy consumed by the radiation receiving device. The result is achieved by periodically completely turning off the voltage converter in the operating mode with an open shutter while maintaining the operability of the control unit of the radiation receiving device, which also contains an input optical system, a photodetector, a shutter installed between the input optical system and the photodetector with the possibility of input-output it from the optical path using the movement unit and the shutter return mechanism. In addition, the device contains a shutter latch equipped with a control unit and a latch return mechanism. The input of the movement unit and the input of the control unit are configured to be connected to the power source of the radiation receiving device. The control unit is configured to provide control of the latch when the supply voltage is turned off and contains a mechanism for moving the latch, a voltage converter, a diode, a capacitor, and a switching unit. The device additionally includes a charge level meter and a device for switching off the voltage converter. The inputs of the charge level meter are connected to the corresponding terminals of the capacitor, and the output is connected to the input of the device for turning off the voltage converter, the output of which is connected to the control input of the voltage converter.
EFFECT: reduced consumption of electrical energy consumed by the radiation receiving device.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в системах с высокочувствительными фотоприемными устройствами, работающими в условиях с возможным воздействием на фотоприемные устройства разрушающих излучений, например, солнечной засветки при установке систем на объекты аэрокосмического базирования.The invention relates to optical instrumentation and can be used in systems with highly sensitive photodetectors operating in conditions where photodetectors may be exposed to destructive radiation, for example, solar illumination when installing systems on aerospace-based objects.

Известно устройство приема излучения (US 2016004422 А1, МПК H04N 5/238, H04N 5/33, H04N 5/225, дата публикации 11.02.2016; фиг. 6 -вариант выполнения с входной оптической системой и элементами магнитного смещения), содержащее входную оптическую систему, фотоприемное устройство, шторку, установленную между входной оптической системой и фотоприемным устройством с возможностью ввода-вывода ее из оптического тракта с помощью блока перемещения и возвратного механизма шторки.A radiation receiving device is known (US 2016004422 A1, IPC H04N 5/238, H04N 5/33, H04N 5/225, publication date 02/11/2016; Fig. 6 - embodiment with an input optical system and magnetic bias elements) containing an input optical system, a photodetector, a shutter installed between the input optical system and the photodetector with the ability to input and output it from the optical path using a movement unit and a return mechanism for the shutter.

Шторка с помощью блока перемещения может устанавливаться или в положение, когда на фотоприемное устройство поступает оптический поток (открытое положение), или, в случае отключения питания, с помощью возвратного механизма в положение, когда оптический поток блокируется (закрытое положение). Блокировка необходима для защиты фотоприемного устройства от разрушающей солнечной засветки.The shutter, using a movement block, can be installed either in a position where the optical flow enters the photodetector device (open position), or, in the event of a power failure, using a return mechanism, in a position where the optical flow is blocked (closed position). Blocking is necessary to protect the photodetector from damaging solar radiation.

Недостатком данного устройства является повышенный расход электрической энергии при удержании шторки в открытом положении, составляющий величину, как правило, равную 4-6 Вт, связанный с необходимостью компенсировать усилие возвратного механизма шторки, направленное на установку шторки в закрытое положение, что сказывается на общем потреблении электроэнергии, величина которого в ряде случаев должна быть предельно минимальной.The disadvantage of this device is the increased consumption of electrical energy when holding the curtain in the open position, which is usually equal to 4-6 W, associated with the need to compensate for the force of the curtain return mechanism aimed at installing the curtain in the closed position, which affects the overall energy consumption , the value of which in some cases should be extremely minimal.

Прототипом является устройство приема излучения (RU 2766857 С1, МПК H04N 5/238, G02B 26/02, опубликован 16.03.2022), содержащее входную оптическую систему, фотоприемное устройство, шторку, установленную между входной оптической системой и фотоприемным устройством с возможностью ввода-вывода ее из оптического тракта с помощью блока перемещения и возвратного механизма шторки, фиксатор шторки, снабженный блоком управления и возвратным механизмом фиксатора, вход блока перемещения и вход блока управления выполнены с возможностью подключения к источнику питания устройства приема излучения, причем блок управления выполнен с возможностью обеспечения управления фиксатором при отключении напряжения питания и содержит механизм перемещения фиксатора, преобразователь напряжения, диод, конденсатор, узел коммутации, выход которого подключен к первому входу механизма перемещения фиксатора, при этом первый вход узла коммутации соединен с входом преобразователя напряжения и является входом блока управления, положительный выход преобразователя напряжения через диод подключен ко второму входу узла коммутации и одному из выводов конденсатора, второй вывод которого соединен с отрицательным выходом преобразователя напряжения и вторым входом механизма перемещения фиксатора.The prototype is a radiation receiving device (RU 2766857 C1, IPC H04N 5/238, G02B 26/02, published 03/16/2022), containing an input optical system, a photodetector device, a curtain installed between the input optical system and a photodetector device with input-output capability it from the optical path using a movement unit and a return mechanism for the shutter, a shutter latch equipped with a control unit and a return mechanism for the lock, the input of the movement unit and the input of the control unit are configured to connect to the power source of the radiation receiving device, and the control unit is configured to provide control latch when the supply voltage is turned off and contains a mechanism for moving the latch, a voltage converter, a diode, a capacitor, a switching unit, the output of which is connected to the first input of the mechanism for moving the latch, while the first input of the switching unit is connected to the input of the voltage converter and is the input of the control unit, positive output The voltage converter is connected through a diode to the second input of the switching unit and one of the terminals of the capacitor, the second terminal of which is connected to the negative output of the voltage converter and the second input of the latch movement mechanism.

Шторка после установки в открытое положение удерживается с помощью фиксатора шторки, блокирующего перемещение шторки, что обеспечивает малое потребление энергии на ее удержание.The curtain, after being installed in the open position, is held in place by a curtain lock that blocks the movement of the curtain, which ensures low energy consumption to hold it.

Возврат в закрытое положение при отключении питания осуществляется возвратным механизмом шторки за счет разблокировки шторки механизмом перемещения фиксатора, использующим энергию, накопленную конденсатором блока управления.Return to the closed position when the power is turned off is carried out by the return mechanism of the curtain due to the unlocking of the curtain by the mechanism for moving the latch, using the energy accumulated by the capacitor of the control unit.

Заряд конденсатора осуществляется преобразователем напряжения, который выдает требуемый уровень напряжения в течение всего времени подачи питания на устройство приема излучения.The capacitor is charged by a voltage converter, which produces the required voltage level during the entire time the power is supplied to the radiation receiving device.

Мощность преобразователя напряжения выбирается достаточной для заряда конденсатора до требуемого уровня за время перехода шторки из закрытого в открытое положение с тем, чтобы сразу после перехода в открытое положение было возможно, при отключении напряжения питания, закрыть шторку.The power of the voltage converter is selected sufficient to charge the capacitor to the required level during the transition of the curtain from the closed to the open position so that immediately after the transition to the open position it is possible, when the supply voltage is turned off, to close the curtain.

Требуемое для оперативного выполнения решаемой задачи время перехода шторки из закрытого в открытое положение составляет, как правило, единицы секунд, в связи с чем для заряда конденсатора за это время необходим достаточно мощный преобразователь напряжения, как правило, с выходной мощностью 5-8 Вт, и, следовательно, достаточно большим выходным током в несколько сотен миллиампер.The time it takes for the curtain to move from the closed to the open position required to quickly complete the task being solved is, as a rule, a few seconds, and therefore, to charge the capacitor during this time, a sufficiently powerful voltage converter is required, usually with an output power of 5-8 W, and , therefore, a fairly large output current of several hundred milliamps.

После заряда конденсатора при закрытом узле коммутации величина потребляемого выходного тока преобразователя напряжения будет определяться скоростью разряда (токами утечки) конденсатора, устройства коммутации и диода и составляет единицы микроампер, при этом преобразователь напряжения практически в течение всего времени подачи на него напряжения питания (за исключением времени перехода шторки из закрытого в открытое положение, то есть при работе с открытой шторкой) будет работать в режиме, близком к режиму холостого хода.After charging the capacitor with the switching unit closed, the amount of consumed output current of the voltage converter will be determined by the discharge rate (leakage currents) of the capacitor, switching device and diode and amounts to units of microamperes, while the voltage converter is practically the entire time the supply voltage is supplied to it (except for the time transition of the curtain from the closed to the open position, that is, when working with the curtain open) will operate in a mode close to the idle mode.

Преобразователь напряжения, даже при работе в режиме холостого хода, имеет внутренние потери на преобразование, которые составляют величину, как правило, равную 10-15% от номинальной выходной мощности то есть величину порядка 1,0-1,2 Вт, что для ряда систем аэрокосмического базирования, в которых применяется устройство приема излучения, критично.The voltage converter, even when operating in idle mode, has internal conversion losses, which are usually equal to 10-15% of the rated output power, that is, a value of the order of 1.0-1.2 W, which for a number of systems aerospace-based applications in which a radiation receiving device is used is critical.

Недостатком прототипа является повышенный расход электрической энергии устройства приема излучения, достигающий величины до 1,3 Вт в режиме, когда конденсатор уже заряжен до требуемого уровня, что практически совпадает по времени с процессом открытия шторки, то есть при работе со шторкой, установленной в открытое положение.The disadvantage of the prototype is the increased electrical energy consumption of the radiation receiving device, reaching up to 1.3 W in the mode when the capacitor is already charged to the required level, which practically coincides in time with the process of opening the curtain, that is, when working with the curtain set to the open position .

Техническим результатом изобретения является снижение расхода электрической энергии за счет периодического выключения преобразователя напряжения при работе со шторкой, находящейся в открытом положении с сохранением напряжения на конденсаторе в требуемом интервале, достаточном для срабатывания механизма фиксатора шторки.The technical result of the invention is to reduce electrical energy consumption by periodically turning off the voltage converter when working with the curtain in the open position while maintaining the voltage on the capacitor in the required interval, sufficient for the shutter lock mechanism to operate.

Технический результат достигается тем, что в устройство приема излучения, содержащее входную оптическую систему, фотоприемное устройство, шторку, установленную между входной оптической системой и фотоприемным устройством с возможностью ввода-вывода ее из оптического тракта с помощью блока перемещения и возвратного механизма шторки, фиксатор шторки, снабженный блоком управления и возвратным механизмом фиксатора, при этом вход блока перемещения и вход блока управления выполнены с возможностью подключения к источнику питания устройства приема излучения, причем блок управления выполнен с возможностью обеспечения управления фиксатором при отключении напряжения питания, при этом блок управления содержит механизм перемещения фиксатора, преобразователь напряжения, диод, конденсатор, узел коммутации, выход которого подключен к первому входу механизма перемещения фиксатора, при этом первый вход узла коммутации соединен с входом преобразователя напряжения и является входом блока управления, положительный выход преобразователя напряжения через диод подключен ко второму входу узла коммутации и одному из выводов конденсатора, второй вывод которого соединен с отрицательным выходом преобразователя напряжения и вторым входом механизма перемещения фиксатора, согласно настоящему изобретению, дополнительно введены измеритель уровня заряда и устройство выключения преобразователя напряжения, при этом входы измерителя уровня заряда подключены к соответствующим выводам конденсатора, а выход -к входу устройства выключения преобразователя напряжения, выход которого подключен к входу управления преобразователя напряжения.The technical result is achieved by the fact that in a radiation receiving device containing an input optical system, a photodetector device, a shutter installed between the input optical system and the photodetector device with the ability to input and output it from the optical path using a movement unit and a shutter return mechanism, a shutter latch, equipped with a control unit and a return mechanism of the latch, wherein the input of the movement unit and the input of the control unit are configured to connect to the power source of the radiation receiving device, and the control unit is configured to provide control of the latch when the supply voltage is turned off, and the control unit contains a mechanism for moving the latch , voltage converter, diode, capacitor, switching unit, the output of which is connected to the first input of the latch movement mechanism, while the first input of the switching unit is connected to the input of the voltage converter and is the input of the control unit, the positive output of the voltage converter is connected through a diode to the second input of the switching unit and one of the terminals of the capacitor, the second terminal of which is connected to the negative output of the voltage converter and the second input of the latch moving mechanism, according to the present invention, a charge level meter and a device for turning off the voltage converter are additionally introduced, while the inputs of the charge level meter are connected to the corresponding terminals of the capacitor, and output - to the input of the voltage converter shutdown device, the output of which is connected to the control input of the voltage converter.

На фиг. 1 представлено устройство приема излучения.In fig. 1 shows a radiation receiving device.

На фиг. 2 представлен блок управления фиксатором.In fig. Figure 2 shows the lock control unit.

Устройство приема излучения (фиг. 1) содержит входную оптическую систему 1, фотоприемное устройство 2, шторку 3, установленную между входной оптической системой 1 и фотоприемным устройством 2, с возможностью ввода-вывода ее из оптического тракта с помощью блока 4 перемещения и возвратного механизма 5 шторки 3, фиксатор 6 шторки 3, снабженный блоком 7 управления и возвратным механизмом 8.The radiation receiving device (Fig. 1) contains an input optical system 1, a photodetector device 2, a shutter 3 installed between the input optical system 1 and the photodetector device 2, with the ability to input and output it from the optical path using a movement block 4 and a return mechanism 5 curtains 3, curtain 3 clamp 6, equipped with a control unit 7 and a return mechanism 8.

Вход блока 4 перемещения шторки 3 и вход блока 7 управления выполнены с возможностью подключения к источнику питания устройства приема излучения (на чертежах не показан).The input of the block 4 for moving the curtain 3 and the input of the control block 7 are designed to be connected to the power source of the radiation receiving device (not shown in the drawings).

Блок 7 управления выполнен с возможностью обеспечения управления фиксатором 6 при отключении напряжения питания.The control unit 7 is configured to provide control of the latch 6 when the supply voltage is turned off.

Блок 7 управления содержит механизм 9 перемещения фиксатора 6, преобразователь 10 напряжения, диод 11, конденсатор 12, узел 13 коммутации.The control unit 7 contains a mechanism 9 for moving the latch 6, a voltage converter 10, a diode 11, a capacitor 12, and a switching unit 13.

Выход узла 13 коммутации подключен к первому входу механизма 9 перемещения фиксатора 6, при этом первый вход узла 13 коммутации соединен с входом преобразователя 10 напряжения и является входом блока 7 управления.The output of the switching node 13 is connected to the first input of the mechanism 9 for moving the latch 6, while the first input of the switching node 13 is connected to the input of the voltage converter 10 and is the input of the control unit 7.

Положительный выход преобразователя 10 напряжения через диод 11 подключен ко второму входу узла 13 коммутации и одному из выводов конденсатора 12, второй вывод которого соединен с отрицательным выходом преобразователя 10 напряжения и вторым входом механизма 9 перемещения фиксатора 6.The positive output of the voltage converter 10 is connected through a diode 11 to the second input of the switching unit 13 and one of the terminals of the capacitor 12, the second output of which is connected to the negative output of the voltage converter 10 and the second input of the mechanism 9 for moving the latch 6.

Отличием предлагаемого устройства приема излучения является то, что в него дополнительно введены измеритель 14 уровня заряда и устройство 15 выключения преобразователя 10 напряжения.The difference between the proposed radiation receiving device is that it additionally includes a charge level meter 14 and a device 15 for turning off the voltage converter 10.

Входы измерителя 14 уровня заряда подключены к соответствующим выводам конденсатора 12.The inputs of the charge level meter 14 are connected to the corresponding terminals of the capacitor 12.

Выход измерителя 14 уровня заряда подключен к входу устройства 15 выключения преобразователя 10 напряжения.The output of the charge level meter 14 is connected to the input of the device 15 for turning off the voltage converter 10.

Выход устройства 15 выключения подключен к входу управления преобразователя 10 напряжения.The output of the shutdown device 15 is connected to the control input of the voltage converter 10.

Работает устройство приема излучения следующим образом.The radiation receiving device operates as follows.

До подачи на устройство приема излучения напряжения питания за счет действия возвратного механизма 5 шторки 3, в качестве которого может быть использована, например, пружина, шторка 3 находится в закрытом положении и блокирует поступление оптического потока на фотоприемное устройство 2 (данное положение шторки 3 изображено пунктиром на фиг. 1). Пружина при этом разжата.Before the supply voltage is applied to the radiation receiving device due to the action of the return mechanism 5 of the curtain 3, which can be used, for example, as a spring, the curtain 3 is in the closed position and blocks the flow of optical flow to the photoreceiving device 2 (this position of the curtain 3 is shown in dotted lines in Fig. 1). The spring is released.

При подаче на устройство приема излучения напряжения питания блок 4 перемещения, который может быть выполнен, например, на шаговом двигателе, снабженным модулем управления (на чертежах не показаны), преодолевая противодействие возвратного механизма 5 шторки 3, сжимая пружину, перемещает шторку 3 в открытое положение.When a supply voltage is applied to the radiation receiving device, the movement block 4, which can be made, for example, on a stepper motor equipped with a control module (not shown in the drawings), overcoming the resistance of the return mechanism 5 of the curtain 3, compressing the spring, moves the curtain 3 to the open position .

При этом при достижении шторкой 3 открытого положения, фиксатор 6, который может быть выполнен, например, в виде якоря соленоида (для случая, когда механизм 9 перемещения фиксатора 6 выполнен, например, в виде обмотки соленоида), блокирует возможность возвращения шторки 3 в закрытое положение.In this case, when the shutter 3 reaches the open position, the latch 6, which can be made, for example, in the form of a solenoid armature (for the case when the mechanism 9 for moving the latch 6 is made, for example, in the form of a solenoid winding), blocks the possibility of returning the shutter 3 to the closed position. position.

После осуществления определенного, заранее известного количества шагов шагового двигателя блока 4 перемещения, обеспечивающего открытое положение шторки 3, напряжения на обмотках шагового двигателя устанавливаются равными нулю вольт, то есть силовая часть блока 4 перемещения (шаговый двигатель) обесточивается. При этом шторка 3 остается в открытом положении за счет фиксатора 6. Потребление блока 4 перемещения в этом режиме минимально (приблизительно 50 мВт).After a certain, pre-known number of steps of the stepper motor of the movement block 4, ensuring the open position of the shutter 3, the voltage on the windings of the stepper motor is set equal to zero volts, that is, the power part of the movement block 4 (stepper motor) is de-energized. In this case, the curtain 3 remains in the open position due to the latch 6. The consumption of the movement unit 4 in this mode is minimal (approximately 50 mW).

Также сразу после подачи напряжения питания на устройство приема излучения, оно поступает и на преобразователь 10 напряжения, который через диод 11 заряжает конденсатор 12, и на первый управляющий вход узла 13 коммутации, что обеспечивает его установку в закрытое состояние, то есть его второй вход отключается от его выхода.Also, immediately after supplying the supply voltage to the radiation receiving device, it is supplied to the voltage converter 10, which charges the capacitor 12 through the diode 11, and to the first control input of the switching unit 13, which ensures that it is set to the closed state, that is, its second input is turned off from his exit.

Выходное напряжение преобразователя 10 напряжения соответствует требуемому напряжению питания механизма 9 перемещения фиксатора 6.The output voltage of the voltage converter 10 corresponds to the required supply voltage of the mechanism 9 for moving the latch 6.

Узел 13 коммутации может быть выполнен, например, на твердотельном нормально замкнутом оптореле (потребление оптореле -не более 40 мВт).The switching unit 13 can be made, for example, on a solid-state normally closed optorelay (optorelay consumption is no more than 40 mW).

При аварийном или штатном отключении напряжения питания устройства приема излучения, напряжение на первый управляющий вход узла 13 коммутации перестает поступать, что приводит к замыканию его второго входа и выхода.In the event of an emergency or regular shutdown of the power supply to the radiation receiving device, the voltage to the first control input of the switching unit 13 stops flowing, which leads to the short circuit of its second input and output.

При этом напряжение с заряженного конденсатора 12 подается на механизм 9 перемещения фиксатора 6.In this case, the voltage from the charged capacitor 12 is supplied to the mechanism 9 for moving the latch 6.

Конденсатор 12 разряжается, то есть обеспечивается протекание тока через механизм 9 перемещения фиксатора 6 (обмотку соленоида).Capacitor 12 is discharged, that is, current flows through the mechanism 9 for moving the latch 6 (solenoid winding).

За время протекания тока разрядки конденсатора 12 фиксатор 6, преодолевая противодействие возвратного механизма 8 фиксатора 6 (пружины), смещается (втягивается в соленоид) и выходит за пределы шторки 3.During the flow of the discharge current of the capacitor 12, the latch 6, overcoming the resistance of the return mechanism 8 of the latch 6 (spring), is displaced (pulled into the solenoid) and goes beyond the curtain 3.

Шторка 3 при этом разблокируется и под действием возвратного механизма 5 шторки 3 возвращается в закрытое положение.The curtain 3 is then unlocked and, under the action of the return mechanism 5, the curtain 3 returns to the closed position.

После разряда конденсатора 12 (время разряда зависит от емкости конденсатора 12, величина которого выбирается достаточной для возвращения шторки 3 в закрытое положение) возвратный механизм 8 фиксатора 6 (пружина) разжимается. Диод 11 препятствует разряду конденсатора 12 через преобразователь 10 напряжения при отключении напряжения питания устройства приема излучения.After the discharge of capacitor 12 (the discharge time depends on the capacitance of capacitor 12, the value of which is selected sufficient to return the curtain 3 to the closed position), the return mechanism 8 of the latch 6 (spring) is released. Diode 11 prevents the discharge of capacitor 12 through voltage converter 10 when the supply voltage to the radiation receiving device is turned off.

В течение всего времени подачи на устройство приема излучения напряжения питания измеритель 14 уровня заряда измеряет напряжение на конденсаторе 12.During the entire time the supply voltage is supplied to the radiation receiving device, the charge level meter 14 measures the voltage on the capacitor 12.

Для нормальной работы механизма 9 перемещения фиксатора 6 это напряжение должно быть не менее определенной величины Umin.For normal operation of the mechanism 9 for moving the latch 6, this voltage must be at least a certain value U min .

С преобразователя 10 напряжения на конденсатор 12 поступает (с учетом падения на диоде 11) напряжение Umax.From the voltage converter 10, the voltage U max is supplied to the capacitor 12 (taking into account the drop across the diode 11).

Измеритель 14 уровня заряда работает в компараторном режиме с гистерезисом, равным ΔU=Umax - Umin.The charge level meter 14 operates in comparator mode with a hysteresis equal to ΔU=U max - U min .

В начале, при подаче на устройство приема излучения напряжения питания, напряжение на конденсаторе 12 будет равно нулю вольт.Initially, when supply voltage is applied to the radiation receiving device, the voltage on capacitor 12 will be equal to zero volts.

В этом случае измеритель 14 уровня заряда через устройство 15 выключения включает преобразователь 10 напряжения.In this case, the charge level meter 14 turns on the voltage converter 10 through the shutdown device 15.

Напряжение на конденсаторе 12 начинает расти и при достижении значения Umax измеритель 14 уровня заряда через устройство 15 выключения выключает преобразователь 10 напряжения.The voltage on the capacitor 12 begins to increase and when the value U max is reached, the charge level meter 14 turns off the voltage converter 10 through the shutdown device 15.

Конденсатор 12 медленно разряжается (за счет токов утечки конденсатора 12, узла 13 коммутации и диода 11), и при достижении напряжения на нем уровня Umin измеритель 14 уровня заряда через устройство 15 выключения вновь включает преобразователь 10 напряжения.The capacitor 12 is slowly discharged (due to the leakage currents of the capacitor 12, the switching unit 13 and the diode 11), and when the voltage on it reaches the level U min , the charge level meter 14 through the shutdown device 15 turns on the voltage converter 10 again.

Напряжение на конденсаторе 12 вновь будет увеличиваться до уровня Umax, то есть напряжение на конденсаторе 12 будет периодически (с периодом Т) меняться в пределах от Umax до Umin. При этом время tвкл. нахождения преобразователя 10 напряжения во включенном состоянии будет значительно меньше времени нахождения в выключенном состоянии.The voltage on capacitor 12 will again increase to the level U max , that is, the voltage on capacitor 12 will periodically (with period T) change from U max to U min . In this case, time t is on. the time the voltage converter 10 is in the on state will be significantly less than the time it is in the off state.

Соотношение между Т и tвкл., то есть скважность, будет определяться качеством (токами утечки) конденсатора 12, узла 13 коммутации и диода 11. Обычно скважность в подобных случаях имеет величину порядка 200 - 1000.The relationship between T and t on. , that is, the duty cycle will be determined by the quality (leakage currents) of the capacitor 12, the switching unit 13 and the diode 11. Typically, the duty cycle in such cases is on the order of 200 - 1000.

Мощность, потребляемая преобразователем 10 напряжения при заряде конденсатора 12 от напряжения Umin до напряжения Umax, незначительная, как правило, не более 30% от его номинальной мощности, и зависит, в том числе от величины гистерезиса ΔU, которая, как правило, невелика.The power consumed by the voltage converter 10 when charging the capacitor 12 from voltage U min to voltage U max is insignificant, as a rule, no more than 30% of its rated power, and depends, among other things, on the value of hysteresis ΔU, which is usually small .

Средняя мощность потребления преобразователя 10 напряжения в рассматриваемом режиме не превышает 10 мВт.The average power consumption of the voltage converter 10 in the mode under consideration does not exceed 10 mW.

Суммарная мощность, потребляемая измерителем 14 уровня заряда, который может быть выполнен, например, на маломощном компараторе, и устройством 15 выключения преобразователя 10 напряжения, которое может быть выполнено, например, на слаботочном оптореле, не превышает, как правило, 10 мВт.The total power consumed by the charge level meter 14, which can be made, for example, on a low-power comparator, and the device 15 for turning off the voltage converter 10, which can be made, for example, on a low-current opto-relay, does not usually exceed 10 mW.

В этом случае средняя мощность, потребляемая блоком 7 управления в режиме работы со шторкой 3, находящейся в открытом положении (основной рабочий, наиболее длительный режим) с учетом потребления узла 13 коммутации, равным 40 мВт, не превышает 60 мВт.In this case, the average power consumed by the control unit 7 in operating mode with the shutter 3 in the open position (main operating, longest mode), taking into account the consumption of the switching node 13 equal to 40 mW, does not exceed 60 mW.

Общая мощность, потребляемая устройством приема излучения, составит в среднем величину до 300 мВт (0,3 Вт) с учетом того, что время перехода шторки из закрытого в открытое положение значительно меньше времени нахождения шторки в открытом положении (от нескольких сотен до нескольких тысяч раз).The total power consumed by the radiation receiving device will amount to an average of up to 300 mW (0.3 W), taking into account the fact that the time of transition of the curtain from the closed to the open position is significantly less than the time the curtain is in the open position (from several hundred to several thousand times ).

Таким образом, выполнение устройства приема излучения в соответствии с предлагаемым техническим решением, позволяет снизить расход потребляемой им электрической энергии в среднем в 4-5 раз за счет периодического полного выключения преобразователя 10 напряжения в режиме работы с открытой шторкой с помощью измерителя 14 уровня заряда конденсатора и устройства 15 выключения с постоянным сохранением работоспособности блока управления.Thus, the implementation of the radiation receiving device in accordance with the proposed technical solution makes it possible to reduce the consumption of electrical energy consumed by it by an average of 4-5 times due to the periodic complete shutdown of the voltage converter 10 in operating mode with the shutter open using a capacitor charge level meter 14 and shutdown device 15 with constant preservation of the control unit’s functionality.

Claims (1)

Устройство приема излучения, содержащее входную оптическую систему, фотоприемное устройство, шторку, установленную между входной оптической системой и фотоприемным устройством с возможностью ввода-вывода ее из оптического тракта с помощью блока перемещения и возвратного механизма шторки, фиксатор шторки, снабженный блоком управления и возвратным механизмом фиксатора, при этом вход блока перемещения и вход блока управления выполнены с возможностью подключения к источнику питания устройства приема излучения, причем блок управления выполнен с возможностью обеспечения управления фиксатором при отключении напряжения питания, при этом блок управления содержит механизм перемещения фиксатора, преобразователь напряжения, диод, конденсатор, узел коммутации, выход которого подключен к первому входу механизма перемещения фиксатора, при этом первый вход узла коммутации соединен с входом преобразователя напряжения и является входом блока управления, положительный выход преобразователя напряжения через диод подключен ко второму входу узла коммутации и одному из выводов конденсатора, второй вывод которого соединен с отрицательным выходом преобразователя напряжения и вторым входом механизма перемещения фиксатора, отличающееся тем, что в него дополнительно введены измеритель уровня заряда и устройство выключения преобразователя напряжения, при этом входы измерителя уровня заряда подключены к соответствующим выводам конденсатора, а выход - к входу устройства выключения преобразователя напряжения, выход которого подключен к входу управления преобразователя напряжения.A radiation receiving device containing an input optical system, a photodetector, a shutter installed between the input optical system and the photodetector with the ability to input and output it from the optical path using a movement unit and a return mechanism for the shutter, a shutter latch equipped with a control unit and a return latch mechanism , wherein the input of the movement unit and the input of the control unit are configured to connect to the power source of the radiation receiving device, and the control unit is configured to provide control of the latch when the supply voltage is turned off, while the control unit contains a mechanism for moving the latch, a voltage converter, a diode, a capacitor , a switching unit, the output of which is connected to the first input of the latch movement mechanism, while the first input of the switching unit is connected to the input of the voltage converter and is the input of the control unit, the positive output of the voltage converter is connected through a diode to the second input of the switching unit and one of the capacitor terminals, the second the output of which is connected to the negative output of the voltage converter and the second input of the latch moving mechanism, characterized in that a charge level meter and a device for turning off the voltage converter are additionally introduced into it, while the inputs of the charge level meter are connected to the corresponding terminals of the capacitor, and the output is connected to the input of the device turning off the voltage converter, the output of which is connected to the control input of the voltage converter.
RU2022126058A 2022-10-05 Radiation receiving device RU2802800C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2802800C1 true RU2802800C1 (en) 2023-09-04

Family

ID=

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87209039U (en) * 1987-06-10 1988-05-04 韩荣庆 Infrared remote-control shutter device of camera
EP0466132A2 (en) * 1990-07-13 1992-01-15 BODENSEEWERK GERÄTETECHNIK GmbH Protection device for the protection of electronic systems against gamma-rays
US5781399A (en) * 1996-08-05 1998-07-14 Lanigan; William P. Energy efficient control circuit for solenoid actuated locking device
FR2857793A1 (en) * 1992-03-21 2005-01-21 British Aerospace CIRCUIT FOR SWITCHING AN ELECTRONIC COMPONENT AND A POWER SUPPLY
US7484885B1 (en) * 2004-06-30 2009-02-03 Raytek Corporation Thermal imager having sunlight exposure protection mechanism
US8360664B2 (en) * 2010-06-07 2013-01-29 Dräger Safety AG & Co. KGaA Thermal imaging camera with a fast electromechanical shutter device
RU2690718C1 (en) * 2018-09-28 2019-06-05 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Optical radiation receiver
RU2766857C1 (en) * 2021-01-11 2022-03-16 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") Radiation receiving device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87209039U (en) * 1987-06-10 1988-05-04 韩荣庆 Infrared remote-control shutter device of camera
EP0466132A2 (en) * 1990-07-13 1992-01-15 BODENSEEWERK GERÄTETECHNIK GmbH Protection device for the protection of electronic systems against gamma-rays
FR2857793A1 (en) * 1992-03-21 2005-01-21 British Aerospace CIRCUIT FOR SWITCHING AN ELECTRONIC COMPONENT AND A POWER SUPPLY
US5781399A (en) * 1996-08-05 1998-07-14 Lanigan; William P. Energy efficient control circuit for solenoid actuated locking device
US7484885B1 (en) * 2004-06-30 2009-02-03 Raytek Corporation Thermal imager having sunlight exposure protection mechanism
US8360664B2 (en) * 2010-06-07 2013-01-29 Dräger Safety AG & Co. KGaA Thermal imaging camera with a fast electromechanical shutter device
RU2690718C1 (en) * 2018-09-28 2019-06-05 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Optical radiation receiver
RU2766857C1 (en) * 2021-01-11 2022-03-16 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") Radiation receiving device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5398912B2 (en) Low voltage drop closed loop unidirectional electronic valve
US20090184746A1 (en) Low Voltage Drop Unidirectional Electronic Valve
US8643349B2 (en) Power supply controller and method
CN103337960A (en) Power converter and method for controlling output of the power converter
US5978195A (en) Circuit protection arrangement
RU2802800C1 (en) Radiation receiving device
US4072965A (en) Electronic shutter control circuit
US5608385A (en) Device for determining state of electricity generation of solar battery
RU215766U1 (en) RADIATION RECEIVING DEVICE
US3879137A (en) Control circuit for an exposure meter
KR100611295B1 (en) Power supply circuit
US4890004A (en) Emergency light control and battery charging system
RU204092U1 (en) RADIATION RECEIVING DEVICE
US6288523B2 (en) Precise rail tracking method for powering dual voltage integrated circuits
JP2002258363A (en) Lighting device for photography
RU2766857C1 (en) Radiation receiving device
CN116073484A (en) Power supply control device and power supply control method
US7176657B2 (en) Capacitor charging circuit with a soft-start function
JPS58219537A (en) Method for checking power supply voltage of camera
US10523198B1 (en) Optically isolated latching solid state relay with low on resistance and linear operation
US9680372B1 (en) Hold up converter
JP2001109034A (en) Exposure controlling and driving device
JP6770602B2 (en) Power management integrated circuit
US6943536B2 (en) Power supply circuit for charging a bootstrap capacitor
RU2295159C1 (en) Smoke fire alarm