випрямляти ЕЛЕМЕНТИ
У всіх описаних вище схемах в якості випрямляють елементів можна використовувати кенотрони або селенові стовпчики.
Кенотрони. Для бестрансформаторних схем з подвоєнням напруги випускається спеціальний кенотрон типу 30Ц6С, що має два анода, два катода і надійно ізольовану від обох катодів нитка розжарення. Напруга напруження цього кенотрона 30 в, струм розжарення 0,3 А і максимальна напруга, допустиме між катодом і ниткою, 300 в.
Максимально допустима різниця потенціалів між катодом і ниткою напруження для кенотронов, що застосовуються в схемах з множенням напруги, а також і для інших приймально-підсилювальних ламп, ланцюга розжарення яких включаються послідовно, є одним з найважливіших параметрів. У схемах бестрансформаторного харчування ця різниця потенціалів може досягти значного рівня і привести до пробою тонкого шару кераміки, ізолюючого нитка (підігрівач) від катода. В результаті такого пробою в кенотроні зазвичай перегорає нитка розжарення і виходить з ладу перший конденсатор фільтра (якщо він електролітичний), так як він виявляється підключеним безпосередньо до мережі змінного струму. Не виключена при цьому можливість і інших пошкоджень.
Тому при конструюванні приймача або іншого пристроїв а з безтрансформаторним харчуванням необхідно підраховувати для кожної лампи виникає між її катодом і ниткою розжарення максимальне (амплітудне) напруга. Це особливо важливо при використанні випрямлячів, зібраних за схемами з множенням напруги.
У табл. 2 наведені величини максимально допустимих напружень між ниткою напруження і катодом деяких кенотронов і приймально-підсилювальних ламп.
З кенотронов з ізольованим від нитки розжарення катодом, крім згаданого вище кенотрона 30Ц6С, в випрямлячах з множенням напруги можуть застосовуватися кенотрони типу 30Ц1С (з одним анодом і одним катодом) і типу 6Ц5С (з двома анодами і одним катодом). На відміну від кенотрона 30Ц6С останні є поодинокими випрямними елементами, і тому в кожну схему подвоєння напруги їх потрібно ставити по два.
Умовне позначення лампи
Максимально допустима напруга нитка-катод, в
30Ц6С, 30Ц1М, 6Х6С
12П4С, 6П6С, 6Ж8, 6Г2
Застосування двох кенотронов 30Ц1С замість одного кенотрона 30Ц6С зручно тим, що при цьому в деяких випадках відпадає необхідність в гасить опір, який включається зазвичай послідовно в ланцюг напруження ламп. Так, наприклад, ланцюг напруження п'яти- або шестілампового приймача з вихідною лампою 30П1С і двома кенотрон 30Ц1С при з'єднанні всіх ниток ламп послідовно вимагає для їх харчування 115. 120 в і може включатися прямо в мережу. Випрямляч такого приймача збирається по однополупериодной схемою з подвоєнням напруги (фіг. 12), причому нитки всіх ламп повинні бути з'єднані в порядку, зазначеному на цій схемі, так як інакше один з кенотронов 30Ц1С матиме напруга між ниткою напруження і катодом, що перевищує допустимий.
Фіг. 12. Схема бестрансформаторного харчування приймача з використанням двох кенотронов типу 30Ц1С.
Для схеми з подвоєнням напруги іноді зручно використовувати кенотрони типу 6Ц5С (6Х5С). Від випрямляча з двома такими кенотрон, з яких з'єднані між собою в кожному з них анодами, можна отримати струм до 140 мА при досить високому випрямленій напрузі. Так як кенотрони типу 6Ц5С розраховані на струм напруження 0,6 А (при 6,3 в), то з метою економічності харчування сяють їх найкраще робити від понижуючого трансформатора.
При наявності понижуючого трансформатора з трьома ізольованими обмотками, з яких дві розраховані для харчування кенотронов, а третя - для харчування приймально-підсилювальних ламп, можна застосовувати для схем подвоєння будь кенотрони.
Всі наведені вище міркування дійсні також і для схем з потроєною і учетверенное напруги.
Селенові стовпчики. Застосування в випрямлячах з множенням напруги (особливо при багаторазовому збільшенні) кенотронов незручно, так як наявність трьох, чотирьох і більше кенотронов робить конструкцію громіздкою і економічно невигідною.
Використання замість кенотронов селенових стовпчиків, в таких випадках здешевлює вартість випрямляча, звільняє від необхідності зміни перегорілих в ньому кенотронов, термін служби яких у багато разів коротше, ніж селенових елементів, підвищує к.к.д. випрямляча.
Селенові шайби, з яких збираються стовпчики, випускаються діаметром 7, 19, 25, 35, 45, 67, 86, 100 і 112 мм. Наводимо їх електричні параметри:
- Допустима постійна складова струму через шайбу за весь період дорівнює 50 мА / см 2 її робочої площі.
- Максимально допустимий ефективне робоче напруга для шайб діаметром до 45 мм становить 18 в, для шайб діаметром 67 і 86 мм - 16 в і для шайб діаметром 100 і 112 мм - 14 ст.
- Для зазначених напруг зворотний струм через шайбу не повинен перевищувати 2. 3 мА / см 2 (при вимірюванні на постійному струмі).
- При номінальному навантаженні падіння напруги в прямому напрямку для постійного струму не перевищує 1,2. 1,3 в.
- При випробуванні на пробій шайби діаметром до 45 мм включно витримують ефективне напруга 30 в, шайби діаметром 67 і 86 мм - 24 в і шайби діаметром 100 і 112 мм - 22 ст.
- Допустима робоча температура лежить в межах мінус 50 - плюс 75 ° С.
Наведені електричні параметри є орієнтовними, так як нормальна робота і віддача випрямляча з селеновими випрямними елементами багато в чому залежать від електричної схеми, виду і характеру навантаження, тривалості разового включення, правильного розташування груп стовпчиків (що передбачає краще охолодження) і відстані між шайбами.
У табл. 3 наведені максимально допустимі значення випрямленого струму для випрямляча з селеновими стовпчиками в залежності від його електричної схеми, розміру шайб і відстані між ними.
Діаметр шайби, мм
Відстань між шайбами, мм
Максимальний випрямлений струм, А
- 1. Наведені дані відповідають безперервній роботі протягом 6-8 год. з досліджують перервою такої ж тривалості.
- 2. Навколишнє температура не повинна перевищувати 35 ° С.
- 3. Кількість шайб в одній групі (стовпчику) не повинно перевищувати 35 шт. при діаметрі шайби 35 мм і 40 шт. - при діаметрі 45 мм (і більше).
Наведені в табл. 3 дані є основними для вибору і розрахунку потрібних груп випрямних елементів. Слід зауважити, що, поліпшивши умови тепловідведення (збільшивши, наприклад, відстань між шайбами), можна припустити значно більше навантаження селенового випрямляча, але при цьому його ККД дещо знизиться через збільшення падіння напруги на випрямних елементах.
Якість селенового випрямного елемента визначається відношенням прямого струму в ньому до зворотного току. Чим більше це відношення, тим краще буде працювати випрямляч. Випрямний елемент можна, вважати придатним до роботи в тому випадку, якщо при повному навантаженні зворотний струм його не перевищує 5% прямого, (величина цих струмів визначається опором випрямного елемента в пряму і зворотну сторони).
Селенові випрямні елементи працюють, як правило, групами, в яких шайби одного діаметра з'єднуються послідовно, паралельно або комбіновано. Групове з'єднання шайб висуває суворі вимоги до рівності їх опорів, так як інакше між окремими шайбами вийде нерівномірний розподіл напружень або струмів, що може викликати для деяких з шайб перевищення допустимих значень і пошкодження їх, а несправність хоча б однієї шайби порушить нормальну роботу випрямляча.
Внаслідок того, що в селенових випрямних елементах зі зменшенням щільності струму зростає їх опір в прямому і зворотному напрямках і зменшується співвідношення між ними (що призводить до погіршення випрямних властивостей), при малих токах необхідно застосовувати шайби з відповідно малою площею.
З підвищенням температури опір селенових випрямних елементів падає (негативний коефіцієнт опору), в зв'язку з чим зменшуються втрати і підвищується ККД випрямляча.
Підвищення прямого опору спостерігається також і в непрацюючих селенових елементах, що зберігаються при кімнатній температурі. При роботі в умовах низьких температур потужність, що віддається селеновим випрямлячем, падає. Так, при температурі мінус 40 ° С потужність, що віддається випрямлячем, падає на 25% щодо потужності, що віддається при температурі плюс 20 ° С. Чим вище температура випрямної шайби, тим менша допускається щільність струму. Якщо, наприклад, при температурі навколишнього повітря плюс 35 ° С допустиму щільність струму прийняти за номінальну, то при підвищенні температури, наприклад до плюс 70 ° С, щільність струму не повинна бути вище 20% від номінальної.
Короткочасна робота селенових шайб при температурах до плюс 80-85 ° С не тягне за собою негайну їх загибелі, але тривала робота при таких температурах може викликати посилене старіння, а в зв'язку з цим - подальше підвищення температури шайб і вихід їх з ладу.
Селенові випрямлячі добре виносять короткочасні перевантаження. Так, 15-кратна перевантаження протягом 3 сек. 8-кратна перевантаження протягом 10 сек. і 4-кратна перевантаження протягом 50 сек. повторювані багаторазово з годинною перервою для охолодження, ніяких змін в шайбах не викликають. Навіть випадковий пробою селеновой шайби не завжди веде до її загибелі, так як розплавлений селен, що має високий питомий опір, ізолює пробите місце. Однак, якщо при цьому встигне розплавитися також і верхній електрод, виготовлений з легкоплавкого сплаву, то може статися коротке замикання шайби, що приведе її в непридатність.
Мінімальна кількість шайб у стовпчиках кожної ланки схеми множення, розрахованої на роботу від електромережі 127 становить 13 шт. а при напруг мережі 220 в - 22 шт. Збільшення їх числа на 15-25% допустимо і навіть бажано в разі, коли застосовуються шайби, що були у вжитку.