Diagnostic device for gas-filled devices for visual reproduction of the Information

Abstract

Відкриття явища тліючого розряду в газах спричинило активні наукові дослідження та дало початок великій кількості технічних засобів, що ґрунтуються на застосуванні цього явища. Цей вид розряду використовують у газосвітних трубках, лампах денного світла, плазмових панелях і стабілізаторах напруги, а також для отримання електронних та іонних пучків. Широкого застосування набули й газорозрядні засоби візуального відтворення інформації. Для їх живлення потрібна постійна висока напруга (близько 180 В), яку можна отримати різними способами, наприклад за класичною схемою — знижувальний трансформатор, діодний міст і згладжувальний фільтр. Або схемою з помножувачем напруги на діодах і конденсаторах. Недоліком цих варіантів є потреба в змінній напрузі, яку можна отримати або від мережі змінного струму, або перетворенням джерела постійної напруги на змінну за допомогою додаткових електронних схем. Ці проблеми обмежують використання згаданих способів і не підходять для мобільного та компактного варіанта пристрою, який забезпечував би швидку перевірку газонаповнених приладів і профілактичне відновлення «отруєних» катодів одразу після їх виявлення. Але після стрімкого розвитку мікросхемної техніки з’явилося багато варіантів розв’язання цих проблем, наприклад підвищувальні (STEP-UP) перетворювачі напруги постійного струму на мікросхемах, які працюють на високих частотах і можуть керувати процесом заряджання/розряджання дроселя за допомогою силових ключів. У роботі представлено результати розроблення пристрою, що використовує кілька STEP-UP перетворювачів для живлення індикаторів та мікроконтролер, який керує дешифратором (що забезпечує швидке сканування катодів знакових індикаторів), силовим ключем (для перемикання індикаторів) і часом живлення. Проведено дослідження зміни потужності газонаповнених приладів зі збільшенням напруги живлення перетворювача та перевірено можливість відновлення «отруєних» катодів знакових індикаторів. Експериментально отримано осцилограми змінної напруги в контрольних точках електричної схеми пристрою.The discovery of the phenomenon of glow discharge in gases led to active scientific research and gave rise to a large number of technical means that are based on the application of the phenomenon of glow discharge in gases. This type of discharge is used in gas light tubes, daylight lamps, plasma panels, and voltage stabilizers, as well as for obtaining electron and ion beams. Gas-discharge means of visual reproduction of information have also become widely used. A constant high voltage (about 180 V) is required to power them, which can be obtained in various ways, for example, using a classic scheme – a step-down transformer, a diode bridge, and a smoothing filter. Or a circuit with a voltage multiplier on diodes and capacitors. The disadvantage of these options is the need for alternating voltage, which can be obtained either from an alternating current network or by converting a source of direct voltage into alternating voltage using additional electronic circuits. These problems limit the use of the mentioned methods and are not suitable for a mobile and compact version of the device that would provide a quick check of gas-filled devices and preventive restoration of «poisoned» cathodes immediately after their detection. But after the rapid development of chip technology, there are many options for solving these problems, for example, STEP-UP DC voltage converters using microcircuits that operate at high frequencies and can control the charge/discharge process of the choke through power switches. The paper presents the results of the development of a device that uses several STEP-UP converters for powering the indicators and a microcontroller that controls the decoder (which ensures fast scanning of the cathodes of the sign indicators), the power switch (for changing the indicators) and the power supply time. A study of the power change of gas-filled devices with an increase in the power supply voltage of the converter was carried out, and the possibility of restoring «poisoned» cathodes of sign indicators was checked. Experimentally obtained oscillograms of alternating voltage at the control points of the device’s electrical circuit.