Site Loader

Содержание

Кенотрон — выпрямитель переменного тока — Меандр — занимательная электроника

Выпрямление переменного тока является одним из весьма распространенных применений полупроводникового или вакуумного диода. Последние, предназначенные для этой цели, получили даже специальное название – кенотронов. В радиоаппаратуре с питанием от сетей переменного тока, и, в частности, в сетевых радиоприемниках или схемах выходных каскадов строчной развертки ламповых телевизоров применяют кенотронные выпрямители.

Однако кенотронный выпрямитель такого простого типа, как мы представляем классический вакуумный диод, лишь в сравнительных редких случаях пригоден для использования. Его недостаток состоит в том, что он дает пульсирующее напряжение. Чтобы разобраться в этом явлении, представим себе, что в цепь нашего выпрямителя включен какой-то потребитель тока – приемник, усилитель или какой-либо другой аппарат. В технике принято называть потребителей, пользующихся энергией из какой-нибудь цепи, нагрузкой.

В соответствии с эти сопротивление R , олицетворяющее собой нагрузку, называется сопротивлением нагрузки, нагрузочным сопротивлением, а иногда для краткости и просто нагрузкой.При прохождении тока через сопротивление нагрузки R на нем образуется падение напряжения U. Знак и величина этого напряжения зависят от направления и величины тока. Поскольку пульсирующий ток в цепи диода течет всегда в одном направлении, знак напряжения на нагрузке будет постоянным, но величина его окажется переменной. В течение положительного полупериода переменного тока напряжение на нагрузке будет возрастать вместе с током, дойдет до наибольшего значения, затем уменьшится до нуля. Во время отрицательного полупериода переменного тока напряжения на нагрузке вообще не будет. Следовательно, в итоге на нагрузке создастся пульсирующее напряжение, то появляющееся, то снова исчезающее. Между тем для питания большинства приборов и аппаратов требуется постоянное напряжение, знак и величина которого строго постоянны.
Поэтому пульсирующее напряжение, которое дает наш простейший выпрямитель, надо превратить в постоянное, надо, как говорят, сгладить пульсации. Такое сглаживание производится при помощи специальных фильтров.

Простейшим фильтром является конденсатор С, присоединенный параллельно нагрузке R. Во время прохождения по цепи импульса выпрямленного тока конденсатор этот зарядится напряжением, равным по величине наибольшему падению напряжения на нагрузке. Когда ток в цепи начнет уменьшаться, падение напряжения на сопротивлении R должно было бы точно также уменьшаться. Но наличие конденсатора меняет картину. При уменьшении величины тока в цепи конденсатор начнет разряжаться через сопротивление нагрузки, поддерживая этим самым в нагрузке ток такого же направления. Поэтому при разряде конденсатора на сопротивлении нагрузки образуется падение напряжения такого же знака, как и при прохождении выпрямленного тока.

По мере разряда конденсатора напряжение на его обкладках будет постепенно уменьшаться и падение напряжения на сопротивлении нагрузки.

Такая компенсация уменьшения напряжения может быть показана графически. Хотя ток и остается пульсирующим, но характер пульсаций изменился. Периоды, когда ток отсутствует, исчезли, хотя величина тока все же уменьшается очень значительно. Заряд, накопленный на конденсаторе, позволил заполнить просветы между импульсами выпрямленного тока.

Чем больше емкость конденсатора, тем больше и его заряд и, следовательно, тем дольше он сможет поддерживать ток в нагрузке. Если емкость конденсатора достаточно велика, то он не успевает разрядится до нуля за время отрицательного полупериода переменного тока, и поэтому ток в нагрузке не прекратится, а лишь уменьшится. Если бы емкость конденсатора была бесконечно велика, то конденсатор вообще не успевал бы разрядиться и напряжение на нагрузке оставалось постоянным. Поэтому на практике всегда стремятся сколь возможно увеличить емкость конденсатора фильтра.

Дальнейшее улучшение сглаживающих свойств фильтра достигается путем введения в него дросселя L – катушки со стальным сердечником, обладающей большой индуктивностью, и второго конденсатора C2. Дроссель обладает свойством препятствовать нарастанию и убыванию тока в цепи и поэтому способствует сглаживанию пульсаций выпрямленного тока. Назначение второго конденсатора С2 такое же, как и первого С1. В результате действия такого фильтра на нагрузке получается постоянное напряжение практически лишенное пульсации. В фильтрах недорогих аппаратов, потребляющий небольшой ток, вместо дросселя иногда применяют сопротивления.В рассмотренной нами схеме выпрямителя кенотрон пропускал ток в течении одного полупериода. Второй полупериод не использовался. Можно значительно улучшить выпрямитель, включив в схему не один кенотрон, а два. Проследим, как будет проходить выпрямленный ток в такой схеме.Переменное напряжение на аноды ламп будем подавать через трансформатор, вторичная обмотка которого имеет от середины отвод, соединенный с катодами. Напряжение на концах этой обмотки будет периодически изменятся относительно ее средней точки: в течение одной половины периода оно будет положительным на одном конце и отрицательным на другом. Во время второй половины периода полярность будет обратной.

Как же будут в таких условиях работать кенотроны?

Пусть в некоторый начальный момент напряжение на конце обмотки Н1, а следовательно, и на аноде кенотрона Л1 положительно. Кенотрон Л1 будет пропускать ток, который пройдет по сопротивлению нагрузки R и создаст на нем падение напряжения, полярность которого показана на схеме. На аноде второго кенотрона в это время будет минус, и ток в его цепи не возникает.

В следующий полупериод картина изменится. Положительное напряжение появится на аноде лампы Л2. Ток через лампу Л1 прекратится, он потечет уже через лампу Л2. Но направление тока в нагрузке от этого не изменится. Как в первой, так и во второй половине периода ток будет «выходить» из одного из концов обмотки, проходить через тот или иной кенотрон и «возвращаться» через нагрузку в середину обмотки. Ток в нагрузке в течении обеих половин периода будет одинакового направления.

Такая схема выпрямления называется двухполупериодной в отличие от первой, рассмотренной нами, которую называют однополупериодной.

На схеме, которую мы только что рассматривали, показаны два диода – два одинаковых кенотрона. Нельзя ли упростить устройство и заменить две лампы одной?

Сделать это можно. Из схемы видно, что катоды обеих ламп соединяются вместе, значит, у этих ламп может быть один общий катод. Аноды у ламп должны быть отдельные, потому что они присоединены к двум различным точкам обмотки трансформатора. Следовательно, можно сделать лампу, у которой будет один катод и два анода, одна лампа заменит два отдельных анода.

Большинство кенотронов имеет два анода, почему их и называют двуханодными кенотронами. Такие кенотроны широко использовались в отечественных радиоприемниках. Наиболее были распространены кенотроны 5Ц4С, 6Ц5С, 6Ц4П. Но выпускались и одноанодные кенотроны. Например, в телевизорах для выпрямления очень высокого напряжения применялись одноанодные кенотроны 1Ц1С или 1Ц11П.Полная практическая схема двухполупериодного выпрямителя несложна. Выпрямитель состоит из трех частей: трансформатора, кенотрона и фильтра. У трансформатора три обмотки – сетевая, включающаяся в бытовую сеть, накала кенотрона, с которой соединяется нить накала кенотрона и повышающая, с концов которой подается напряжение на аноды кенотрона; может быть еще обмотка накала ламп, работающих в том аппарате, который питается от выпрямителя. Повышающая обмотка обычно содержит больше витков, чем сетевая, и напряжение на ней выше напряжения сети.Если требуется небольшой выпрямленный ток, то в качестве кенотрона можно использовать детекторный диод, например 6Х6С или 6Х2П, которые с успехом будут выпрямлять ток промышленной частоты. Но обратно, т. е. замены детекторного диода кенотроном, делать нельзя, так как кенотрон по своей конструкции совершенно не приспособлен для работы в цепях высокой частоты.

Однополупериодный выпрямитель на кенотроне — Источники питания

Привет, Алексей, я тебе немного писал на твой запрос по кенотронам — дошло, не дошло? Скорее всего, думаю, не дошло. В общем с твоими выводами согласен, кроме 5Ц3С , но обработанную я не слышал, так что…

Теперь немного подробнее по позициям:

3) Ничиконы в анодном питании ламп? Что-то неприпомню в этой серии высоковольтных. 2Гн не маловата ли критическая индуктивность до прогрева накалов 6БХ7? Или прогрев утром, а «стулья» т.е. анодное вечером? Также интересны твои наблюдения, что меняется в характере звука при увеличении индуктивности?

3) Звук Мулларда как, естественно, и других ламп, зависит от года выпуска и завода (к сожалению пока не было времени этот пункт систематизировать). Еще очень хороши Бримар (только сделанные в Британии!), STC, Marconi.
Грязноватый верх? Такого не припомню. Но может быть, что я использовал лампы более старых выпусков. А вот что некоторым при некоторых сочетаниях его («верха») в Муллардах может не хватать — это да, может быть такое.

5) Tungsram для меня пока загадка, даже не знаю в чем дело (он изготовлялся на разных заводах и в Англии, и в Венгрии, и может еще черт знает где , уже не помню — может отсюда такая суматоха?). Так вот, газовый стабилитрон типа 0C3 имел очень похожее, как в твоем описании, звучание. Потом заменил на RCA и так полегчало… А, например, лампы типов ЕCC82, 83, 85, которые были очень распостранены и бывшем СССР я ставил в готовые изделия разных фирм и их звук мне неизменно нравился. Конечно, какой нибудь Муллард получше, но уж точно не по запрашиваемым деньгам. В общем, даже я бы мог спокойно жить с ихним звуком. Кенотроны разные Тунгсрам у меня тоже есть, но пока я их никуда не совал.

7) По Телефункену у меня двоякое впечатление — иногда он подходит иногда нет, зависит от схемы и примененных деталей — звук тоже по описанию похож, но бас там есть, только уж очень он строгий (впрочем как и все остальное). Ну и «Гитлеровские» ТФК ессно порядком лучше чем послевоенные.

8) Филипс мне в общем нрaвится, но только не относительно новые (середина 60-х и новее) — эти действительно, ни рыба ни мясо.

Еще есть хорошие американские кенотроны, которые мне нравятся, только очень желательно не моложе 50-х годов, лучше 30-х 40-х фирм Тung-Sol, RCA, Ken-Rad, Cunningham. Типы известные: 5Y3G, 80 (280, 380), 5R4G, 5U4G, 5Z3G, 6Х5G.

ЗЫ: А шотки, ультрафасты мне не катят не только в высоковольтном питании. Им я, в большенстве случаев, предпочитаю «старые», «обычные» диоды. И никаких шунтов. Вот.

Girius

Ламповые усилители, блок питания и применение кенотронов

Согласно утверждениям «аудиофилов» классический ламповый усилитель непременно должен быть построен с применением кенотронов в выпрямителях блока питания. По здравому размышлению могу заключить, что это собачий бред. Однако выглядит идея симпатично. И запрос обчественности на такое чудо существует, поэтому привожу основные сведения, необходимые для применения кенотронов, а также практические конструкции. Для применения кенотронов с традиционным трансформатором питания анодов лампового усилителя нужно иметь пару симметричных обмоток, рассчитанных прямо на номинальное напряжение анодов. Например для пары 6П3С с напряжением под нагрузкой +400 вольт в аноде к кенотрону нужно иметь две анодные обмотки трансформатора с напряжением около ~310-320 вольт каждая. На батарее конденсаторов напряжение подскочит до +450 вольт. Но вольт 30 просядет в кенотронах, вольт 30 просядет в медных проводах. И останется как раз +390-400 вольт. А если обмотки анодного трансформатора дохлые, намотанные тонким проводом, то и +390 не выйдет. Применение кенотронов не всегда приемлемо именно по условию наличия пары симметричных обмоток. В случае с кенотронами нужен добротный силовой трансформатор, который стоит денег. А это не всегда возможно и не всегда целесообразно. Нередко анодное напряжение приходится собирать из мелких обмоток, не свегда симметричных. Главнее при этом оказывается другое условие — мелкий ток холостого хода всех трансформаторов. А блок питания лампового усилителя при этом создаётся как автономный модуль, со всеми дополнительными устройствами внутри, компактный модуль с автоматикой и микроконтроллером, в котором кенотроны просто излишни. Именно такой принцип конструирования лампового усилителя является правильным. Я бы сказал — единственно правильным. Убавьте понты, мало цености в конструкции, создаваемой как солянка из кучек трансформаторов и ламп, которые вначале раскладывают как пасьянс на общем каркасе, а затем собирают навесным монтажом, заранее закладывая конструкционные ошибки. А затем начинают борьбу с фоном переменного тока. Проектировать и конструировать ЛУМЗЧ нужно иначе, принципиально иначе. Выделить нужно в прокте два главных модуля: 1.Блок питания с автоматикой и 2.Усилитель звука (выходные трансформаторы и лампы — 2 комплекта). После их раздельного проектирования, моделирования, конструктивной проработки, сопряжения решений, изготовления, испытания и тщательной настройки модули соединяют. Но при этом следует хорошо продумать конструкционную и электромагнитную совместимость всех узлов в рамках выбранного дизайна. Вот так.

6Ц4П — кенотрон под пальчиковый цоколь. Сравнительно удобный и малогабаритный кенотрон. Его применение будет уместным в ламповых конструкциях, построенных на пальчиковых лампах. В этом случае дизайн будет единым, а конструкция вполне лаконичной. Ну о достоинствах применения кенотронов говорить бессмысленно, поскольку таковых просто нет. Недостатков огромное количество, начиная с большого внутреннего сопротивления и большой потери напряжения на лампе. При пиках нагрузки просадка напряжения питания может приводить к дополнительным искажениям сигнала. Надёжность ламповой конструкции снижается пропорционально увеличению в усилителе электронных компонентов. Есть в применении кенотронов и проблема пусковой (пиковой) перегрузки выпрямителя. Приходится жестко ограничивать броски токов, особенно в случае применения батарей конденсаторов повышенной ёмкости. Кроме того, потребляется явно излишнее количество электроэнергии и нагревается усилитель существенно больше.

Но  зато в дизайне усилителя появляются новые разноцветные огоньки горящих лампочек. Количество понтов в ламповом усилителе с применением кенотронов увеличивается, поэтому ценник естественно уходит в гору. Ну и ладно, помашем ему рукой. Клиент пусть платит за свои капризы.

6Ц5С — мелкий кенотрон под октальный цоколь. Сравнительно малогабаритный кенотрон, использование которого будет уместным в ламповых конструкциях, построенных с применением ламп под октальную панельку. Это кенотрон считают почти полным аналогом показанного выше пальчикового кенотрона 6Ц4П, но нагревается он поменьше. Если в усилителе не нужны большие токи анода, то применение таких кенотронов вполне приемлемо. При увеличении мощности УМЗЧ до определенного предела можно рекомендовать применение сдвоенных мелких кенотронов, при параллельном включении их анодов. Конечно панелек придётся потратить вдвое больше. При этом эквивалентный ток накала будет существенно меньше, чем у здоровенных кенотронов, показанных ниже. По моему разумению применение кенотронов на 6,3 вольта предпочтительнее, чем с накалом на 5 вольт. Выше коэффициент использования накальных обмоток трансформатора и меньше токи и больше удельная мощность, загоняемая в накалы. По соображениям удобства и безопасности лучше применять кенотроны и косвенным накалом.

5Ц3С — кенотрон повышенной мощности под октальный цоколь. Указанный кенотрон может обеспечить питание одного канала мощного двухтактного лампового усилителя на 6П3С. Это довольно неплохой результат. Для питания анодов «токовых» ламп такого кенотрона уже недостаточно. Естественно, что можно применить пару 5Ц3С или перейти в следующий габарит, например использовав 5Ц8С. Излагаю вам обыкновенные тривиальные сведения, которые может рассказать столь же обыкновенный школяр. Многим инженерам и телезрителям очевидны удобства и неудобства применения тех или иных ламп. А есть у меня ещё и сведения, которые многим просто невдомёк. Но это серьёзная и основательная информация, к которой большинство лампостроителей просто не готово.

Излагаю пример. У меня есть фактические доказательства крайней вредности присутствия в ламповой конструкции нескомпенсированных переменных токов, амплитудой 4,5 и 7 ампер. А об чём собственно идёт речь? А вот об чём. Это токи питания накальных цепей ламповых монстров — кенотронов 5Ц3С и 5Ц8С. Собственно эта неприятность и является причиной моего отказа от таких ламп и вынужденной их замены мелкими собратьями. Дело всё в том, что большие переменные токи служат причиной интенсивного электромагнитного поля, создающего ощутимые наводки на звуковые цепи. Причём это взаимодействие крайне затруднительно подавить комплексом мер, описанных у классиков. Даже экранирование ферромагнитными оболочками имеет неидеальности. Ради собственного любопытства, была построена параметрическая математическая модель одного из моих ламповых усилителей. Исследование квазистационрного электромагнитного поля и совокупности нестационарных режимов выполнено с применением профессионального программного пакета Ansys. Удалось выполнить математическое моделирование полей мощного двухтактного ламповика с разными краевыми условиями. Удалось оценить импульсные электромагнитные помехи при пуске. Прозрачной стала динамика векторов плотности полной мощности и векторного магнитного потенциала в материалах разных экранов, в сердечниках трансформаторов, в горячекатанной стали, в меди обмоток. Кроме того, были получены предварительные сведения о характере распределения векторов напряженности магнитного поля в подвале стального каркаса. Оказалось, что последствия накальных синусоидальных токов большой амплитуды просто чудовищные. При особенно неудачной компоновке они могут стать причиной возникновения электрических напряженностей в мелких проводниках входных цепей величиной до 110-150 мкВ/м. Поэтому применение таких мер, борьбы, как заземление средней точки накальных цепей, с моей точки зрения, не лучше чем применение малинового варенья в борьбе с инфекционной пневмонией.

Несколько более позитивные результаты дает смещение катодов в область положительных электрических потенциалов. Однако это решение, было получено уже в области цепного представления лампового усилителя, с применением упрощенных моделей электронных ламп. Собственно поэтому результаты исследования такой гибридной цепно-полевой задачи в подсистеме анализа нелинейных цепей в известной мере следует считать приближенными. Вполне возможно, что это результаты, расположенные на уровне погрешности вычислительных методов. Как оказалось, наиболее радикальным способом противостояния фону переменного тока и электромагнитным помехам является не что иное, как питание накальных цепей постоянным током. Такое решение обеспечило крайне высокий уровень электромагнитной совместимости цепей силового питания и входных цепей первых ламп, уменьшив плотность магнитного потока рассеяния в подвале почти на два порядка. Но как получить на практике идеальный постоянный ток по 5 ампер на каждый кенотрон? А если например в двухтактном оконечном каскаде двухканального усилителя поставить 6С33С с амплитудами переменных токов в накалах около 10 ампер на каждый баллон. Это же означает присутствие в общем проводе тока с амплитудой до 40 ампер! Жесть! А вот значение эквивалентного постоянного тока выгодно отличается. Это всего 26 ампер. Но как на практике разумно обеспечить эти амперы? Полученные в исследовании результаты требуют детализации. Объём информации просто колоссальный, нужно её осмыслить и систематизировать. Некоторые картинки результатов моделирования электромагнитного поля лампового усилителя будут приведены на этом сайте позднее в специальном цикле статей. Кроме того, попутно решена задача моделирования нестационарного температурного поля ЛУМЗЧ и получены довольно любопытные результаты по теплу. В любом случае, заинтересованных телезрителей у меня будет чем порадовать. Кроме всех прочих соображений есть определённая уверенность, что рассмотрение особенностей конструирования ламповых усилителей с позиций классической теории электромагнитного поля обладает новизной. Скорее всего будут подготовлены материалы для центральной печати, возможно к исследованиям в этой области будут привлечены некоторые аспиранты.

5Ц8С — кенотрон повышенной мощности, под цоколь ПЛК-50, совместимый с лампами типа ГУ-50. Весьма дубовый, крепкий и надёжный выпрямительный баллон. Выделяет много тепла, поскольку рассеиваемая в единице мощность может достигать 30 Вт. Можно рекомендовать применение пары таких кенотронов в комплекте с четвёркой упомянутых выше 6С33С, особенно при построении теплового электрического обогревателя, успешно рассеивающего мощность 300-350 Вт.

Ну  как тут не назвать бредом сивой кобылы мысли некоторых «матёрых» авторов о малозначности таких факторов как неразумные массогабаритные показатели трансформаторов и чудовищное электропотребление самопальных ламповых усилителей, создаваемых с претензией на категорию Hi-End.

6Ц10П — демпферный диод, пальчикового исполнения, компактный, с очень приличной вольтамперной характеристикой. Применение в блоке анодного питания лампового усилителя такой электронной лампы вполне может составить конкуренцию кенотронам. По напряжению диод очень хорош, даже для питания ГУ-50 и ГИ30, а характеристика падения напряжения такого демпфера превосходит большинство кенотронов. Есть на сайте отдельная статья про этот диод.

Ниже представлены практические схемы применения кенотронов в блоках питания ламповых усилителей. Как правило, показанные схемы есть воспроизведение и доработка известной схемотехники применительно к конкретному усилителю, поэтому приводимые катринки чаще всего особенностей не имеют. Возможны и ошибки, их рассматриваю как стимул для научения и преодоления трудностей при воспроизведении. В первой схеме применен плавный пуск анодного питания диодов. Накальные цепи питаются без задержки. От обмотки 20 вольт можно запитать модуль с реле, например РЭС9. Этот модуль на схеме не показан, он задерживает на 30-40 секунд замыкание контактов К1.1, пока конденсаторы не зарядятся примерно до половины напряжения через эквивалентный резистор 3 кОма. За это время параллельные резисторы изрядно нагреваются, поэтому их шесть штук. Можно применить и меньшее число резисторов, но вероятность их выгорания будет больше.

Применение балластных резисторов это стандартный приём заряда БК. Он позволяет ограничивать анодный ток при пуске. При таком подходе есть возможность увеличить в разумных пределах ёмкость батреи конденсаторов. Это весьма полезно для уменьшения пульсаций по анодному питанию усилителя. Нужно заметить, что показанные на схеме кенотроны довольно мелкие, поэтому их накальные токи сравнительно не велики. Вместе с тем, это пример не очень правильного включения накальных цепей. Можно включить накалы лучше, применив выпрямитель с импульсным регулятором. Это избавит усилитель от фона, обусловленного влиянием сильночных цепей переменного тока. 

Схема, показанная ниже, несколько лучше, поскольку накалы кенотронов включены церез импульсный источник DC-DC. В остальном картинка особенностей не имеет. Трансформатор ТАН62 выдаёт напряжения вполне пригодные для анодного питания. 

Уважаемые телезрители, помните, что применение кенотронов в блоке питания лампового усилителя, это индивидуальная прихоть, не имеющая под собой объективных показаний. Желание подчеркнуть собственную «особость» не следует порицать. Нужно просто отдавать себе в этом отчёт. Особость звучания усилителя на кенотронном питании никем не доказана и не может быть доказана в принципе. Соображения о специфическом «аудиофильском» звучании имеют под собой какие-то основания, но не имеют физического материального подтверждения. Человеку очень приятно выделить себя умением отличить качество по звуку. Желание выделиться вполне нормально, хуже обстоит дело с объективными фактами и практическим обоснованием. Среди таковых обоснований я признаю только основания типа симпатии, когда человек говорит, что ему это нравится и не признаю барабашек. Ну и пусть нравится, в добрый путь. Человеку нужно иметь почву под ногами, чтобы было за что себя любимого уважать. Если не хватает знаний и квалификации, пусть пробавляется любовью, эмоциями, заблуждениями, пусть себе пляшет с бубном в руках. Пусть оценивает искажения и качество звучания на слух. Запретить это людям никто не имеет права.

                                 Евгений Бортник, Красноярск, Россия, октябрь 2016 года

«Мягкий» пуск кенотрона. | Victor Custom Workshop


Самым тяжелым режимом работы кенотрона является момент пуска. В это время конденсаторы, являющиеся нагрузкой кенотрона, полностью разряжены и напряжение между анодами кенотрона и его катодом является максимальным.

По мере прогрева кенотрона через него начинает протекать ток заряда конденсаторов цепей питания. При этом напряжение между анодами и катодом кенотрона уменьшается, но все равно оно превышает напряжение, которое будет в установившемся режиме работы схемы. Если кенотрон имеет недостаточный вакуум вследствие дефекта или старения, то при повышенном напряжении в момент прогрева между его электродам возможен коронный разряд, что снижает срок службы кенотрона или даже может вывести кенотрон из строя, что особенно огорчительно во время концерта.

Решением этой проблемы видится в запуске кенотрона на уже предварительно заряженные конденсаторы цепей питания, по крайней мере, хотя бы того конденсатора, который непосредственно подключен к катоду кенотрона.

Предлагаемая схема на рис.1 обеспечивает такой способ пуска кенотрона, а также позволяет организовать переключение между выпрямителем на кенотроне и на диодах во время эксплуатации, если это необходимо.

Рис.1

Рассмотрим различные режимы работы схемы.

В момент подачи питания на сетевую обмотку силового трансформатора при положении тумблеров, указанных на схеме,  кенотрон начинает прогреваться без нагрузки. При включении тумблера S2 (обе группы контактов замыкаются) и первый от выпрямителя конденсатор блока питания С6 начинает заряжаться через диоды D3, D4 и нормально-замкнутые контакты реле RLY. В это же время начинают заряжаться конденсаторы С2 и С4 током проходящим через диод D1 с отвода для организации смещения выходных ламп..

Теперь, если переключить тумблер S1 нижнее по схеме положение, то через резистор R1 начнет протекать ток цепи реле RLY, конденсатора С1, резистора R4 и светодиода LED1.

При этом напряжение на реле задается величиной резистора R1, а время его включения – величиной  емкости конденсатора С1. По мере заряда конденсатора С1 напряжение на нем повышается и достигнув величины напряжения срабатывания реле RLY срабатывает и размыкает свои нормально замкнутые контакты, исключив таким образом диоды D3 и D4 из схемы заряда конденсатора анодного питания С6. Теперь конденсатор С6 заряжается от кенотрона RECT1 которому нужно только поддерживать напряжение на уже заряженном  конденсаторе С6, а не заряжать его с нуля.

Выключение тумблеров S1 и S2, равно как и обесточивание силового трансформатора, приводят к разряду конденсатора С1 через сопротивление обмотки реле RLY и отпусканию реле. Таким образом, схема переходит в первоначальное положение,  в котором диоды D3 и D4 подключены параллельно кенотрону RECT1 через нормально замкнутые контакты реле RLY. Теперь при подаче питания на сетевую обмотку силового трансформаторы и замкнутых включенных тумблерах S1 и S2  или же, если эти тумблера выключены и будут включены в дальнейшем – в любом случае конденсатор С6 будет заряжен через диоды D3 и D4 и кенотрону RECT1 не придется заряжать его с нуля. Это справедливо, даже в варианте, если тумблера S1 и S2 не нужны (в таком случае следует соединить по схеме их контакты.). Тогда при подаче напряжения на сетевую обмотку силового трансформатора конденсатор С6 заряжается через диоды D3 и D4, напряжение на реле RLY растет по мере заряда конденсатора С1, что приводит через какое-то время к срабатыванию реле и отключению диодов D3 и D4.

С этого момента конденсатор С6 начнет разряжаться из-за появления анодных токов прогревающихся ламп питаемого устройства, одновременно с этим ток заряда проходящий через кенотрон RECT1 начинает расти за счет прогрева последнего. В любом случае напряжение между анодами кенотрона и его катодом значительно меньше, чем если бы кенотрон вынужден был заряжать полностью разряженный конденсатор С6.

Схемы, подобные приведенной, очень хорошо себя зарекомендовали, они просты, и очень надежны.

При повторении конструкции напряжения срабатывания реле следует выбирать как можно ближе к напряжению на конденсаторе С4. В таком случае реле и его гасящий резистор R1 в сумме будут потреблять меньшую мощность, что может быть важно при  организации питания реле от отдельной слаботочной обмотки смещения.

Величина R4 зависит от типа и желаемой яркости свечения светодиода LED1 индикатора типа выпрямителя (диоды/кенотрон), расположенного на лицевой панели устройства.

Кенотронный выпрямитель — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Кенотронный выпрямитель

Cтраница 2

Часто кенотронные выпрямители, применяемые в электронных контрольно-измерительных приборах, отдают очень небольшой ток ( единицы ма), так как питают лишь анодные цепи усилителя напряжения.  [16]

Почему кенотронные выпрямители находят ограниченное применение в современной электронной аппаратуре.  [17]

Почему кенотронные выпрямители не применяются для заряда аккумуляторов.  [18]

Изготовляются маломощные кенотронные выпрямители на напряжения до 1000 в с выходной мощностью до нескольких сот ватт.  [19]

Схемы кенотронных выпрямителей: я — одвополупериодная при помощи одноанодного кенотрона; б — двухполупериодная с двумя одноанодными кенотронами; в т — двухполупериодная с одним двуханодным кенотроном.  [20]

В кенотронных выпрямителях в качестве вентиля используется двухэлектродная электронная лампа, называемая кенотроном.  [21]

В кенотронных выпрямителях в качестве вентиля используется кенотрон. Кенотрон представляет собой стеклянный или металлический баллон, в котором помещены два электрода: катод и анод. Катод служит для испускания электронов, анод собирает вылетевшие из катода электроны. Катод выполняют из тугоплавкого металла в виде нити, которая нагревается проходящим через нее постоянным или переменным током.  [22]

В кенотронных выпрямителях переменного тока и в резонансных усилителях мощности для получения макс, кпд в выбирается порядка неск.  [24]

Общим недостатком кенотронных выпрямителей является их большое внутреннее сопротивление.  [26]

При помощи кенотронного выпрямителя получают напряжения постоянного тока, необходимые для питания анодных цепей радиостанций.  [27]

Простейшая схема кенотронного выпрямителя приведена на рис. 7.1 а. В нагрузочном сопротивлении R протекает пульсирующий ток. Плюс выпрямленного напряжения получается со стороны катода кенотрона. Процесс выпрямления был уже рассмотрен в гл.  [29]

При длительной эксплуатации кенотронного выпрямителя иногда наблюдается резкое понижение величины выпрямленного напряжения до нескольких десятков вольт из-за неисправности кенотрона.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

Выпрямители с умножением напряжения. ВЫПРЯМЛЯЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

ВЫПРЯМЛЯЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Во всех описанных выше схемах в качестве выпрямляющих элементов можно использовать кенотроны или селеновые столбики.

Кенотроны. Для бестрансформаторных схем с удвоением напряжения выпускается специальный кенотрон типа 30Ц6С, имеющий два анода, два катода и надёжно изолированную от обоих катодов нить накала. Напряжение накала этого кенотрона 30 в, ток накала 0,3 А и максимальное напряжение, допустимое между катодом и нитью, 300 в.

Максимально допустимая разность потенциалов между катодом и нитью накала для кенотронов, применяемых в схемах с умножением напряжения, а также и для других приёмно-усилительных ламп, цепи накала которых включаются последовательно, является одним из важнейших параметров. В схемах бестрансформаторного питания эта разность потенциалов может достигнуть значительного уровня и привести к пробою тонкого слоя керамики, изолирующего нить (подогреватель) от катода. В результате такого пробоя в кенотроне обычно перегорает нить накала и выходит из строя первый конденсатор фильтра (если он электролитический), так как он оказывается подключённым непосредственно к сети переменного тока. Не исключена при этом возможность и других повреждений.

Поэтому при конструировании приёмника или другого устройств а с бестрансформаторным питанием необходимо подсчитывать для каждой лампы возникающее между её катодом и нитью накала максимальное (амплитудное) напряжение. Это особенно важно при использовании выпрямителей, собранных по схемам с умножением напряжения.

В табл. 2 приведены величины максимально допустимых напряжений между нитью накала и катодом некоторых кенотронов и приёмно-усилительных ламп.

Из кенотронов с изолированным от нити накала катодом, кроме упомянутого выше кенотрона 30Ц6С, в выпрямителях с умножением напряжения могут применяться кенотроны типа 30Ц1С (с одним анодом и одним катодом) и типа 6Ц5С (с двумя анодами и одним катодом). В отличие от кенотрона 30Ц6С последние являются одиночными выпрямительными элементами, и поэтому в каждую схему удвоения напряжения их нужно ставить по два.

Таблица 2

Условное обозначение лампы Максимально допустимое напряжение нить-катод, в
6Ц5С 450
30Ц6С, 30Ц1М, 6Х6С 300
30П1С, 6П3С 180
12П4С, 6П6С, 6Ж8, 6Г2 100

Применение двух кенотронов 30Ц1С вместо одного кенотрона 30Ц6С удобно тем, что при этом в некоторых случаях отпадает необходимость в гасящем сопротивлении, включаемом обычно последовательно в цепь накала ламп. Так, например, цепь накала пяти- или шестилампового приёмника с выходной лампой 30П1С и двумя кенотронами 30Ц1С при соединении всех нитей ламп последовательно требует для их питания 115…120 в и может включаться прямо в сеть. Выпрямитель такого приёмника собирается по однополупериодной схеме с удвоением напряжения (фиг. 12), причём нити всех ламп должны быть соединены в порядке, указанном на этой схеме, так как иначе один из кенотронов 30Ц1С будет иметь напряжение между нитью накала и катодом, превышающее допустимое.

Фиг. 12. Схема бестрансформаторного питания приёмника с использованием двух кенотронов типа 30Ц1С.

Для схемы с удвоением напряжения иногда удобно использовать кенотроны типа 6Ц5С (6Х5С). От выпрямителя с двумя такими кенотронами, с соединёнными между собой в каждом из них анодами, можно получить ток до 140 мА при достаточно высоком выпрямленном напряжении. Так как кенотроны типа 6Ц5С рассчитаны на ток накала 0,6 А (при 6,3 в), то с целью экономичности питания накал их лучше всего производить от понижающего трансформатора.

При наличии понижающего трансформатора с тремя изолированными обмотками, из которых две рассчитаны для питания кенотронов, а третья — для питания приёмно-усилительных ламп, можно применять для схем удвоения любые кенотроны.

Все приведённые выше соображения действительны также и для схем с утроением и учетверением напряжения.

Селеновые столбики. Применение в выпрямителях с умножением напряжения (особенно при многократном умножении) кенотронов неудобно, так как наличие трёх, четырёх и более кенотронов делает конструкцию громоздкой и экономически невыгодной.

Использование вместо кенотронов селеновых столбиков, в таких случаях удешевляет стоимость выпрямителя, освобождает от необходимости смены перегоревших в нем кенотронов, срок службы которых во много раз короче, чем селеновых элементов, повышает к.п.д. выпрямителя.

Селеновые шайбы, из которых собираются столбики, выпускаются диаметром 7, 19, 25, 35, 45, 67, 86, 100 и 112 мм. Приводим их электрические параметры:

  1. Допустимая постоянная составляющая тока через шайбу за весь период равна 50 мА/см2 её рабочей площади.
  2. Максимально допустимое эффективное рабочее напряжение для шайб диаметром до 45 мм составляет 18 в, для шайб диаметром 67 и 86 мм — 16 в и для шайб диаметром 100 и 112 мм — 14 в.
  3. Для указанных напряжений обратный ток через шайбу не должен превышать 2…3 мА/см2 (при измерении на постоянном токе).
  4. При номинальной нагрузке падение напряжения в прямом направлении для постоянного тока не превышает 1,2…1,3 в.
  5. При испытании на пробой шайбы диаметром до 45 мм включительно выдерживают эффективное напряжение 30 в, шайбы диаметром 67 и 86 мм — 24 в и шайбы диаметром 100 и 112 мм — 22 в.
  6. Допустимая рабочая температура лежит в пределах минус 50 — плюс 75° С.

Приведённые электрические параметры являются ориентировочными, так как нормальная работа и отдача выпрямителя с селеновыми выпрямительными элементами во многом зависят от электрической схемы, вида и характера нагрузки, длительности разового включения, правильного расположения групп столбиков (предусматривающего лучшее охлаждение) и расстояния между шайбами.

В табл. 3 приведены максимально допустимые значения выпрямленного тока для выпрямителя с селеновыми столбиками в зависимости от его электрической схемы, размера шайб и расстояния между ними.

Таблица 3

Диаметр шайбы, мм Расстояние между шайбами, мм Максимальный выпрямленный ток, А
Однополупериодная схема Двухполупериодная схема Схема с удвоением напряжения Схема с утроением напряжения Схема с учетверением напряжения
19 3 0,04 0,075 0,04 0,025 0,02
25 3 0,075 0,15 0,075 0,05 0,037
25 5 0,11 0,22 0,11 0,07 0,055
35 4 0,15 0,30 0,15 0,10 0,075
35 6 0,23 0,45 0,23 0,15 0,11
45 4 0,30 0,60 0,30 0,20 0,15
45 6 0,39 0,78 0,39 0,26 0,19
67 6 0,60 1,2 0,60 0,40 0,30
67 10 0,78 1,6 0,78 0,57 0,39
86 со 1,2 2,4 1,2 0,80 0,60
86 10 1,5 3,1 1,5 1,05 0,76
100 7 1,6 3,2 1,6 1,07 0,80
112 7 2,0 4,0 2,0 1,35 1,0
112 11 2,6 5,2 2,6 1,75 1,3

Примечания:

  • 1. Приведённые данные соответствуют непрерывной работе в течение 6-8 час. с исследующим перерывом такой же продолжительности.
  • 2. Окружающая температура не должна превышать 35° С.
  • 3. Количество шайб в одной группе (столбике) не должно превышать 35 шт. при диаметре шайбы 35 мм и 40 шт. — при диаметре 45 мм (и больше).

Приведённые в табл. 3 данные являются основными для выбора и расчёта нужных групп выпрямительных элементов. Следует заметить, что, улучшив условия теплоотвода (увеличив, например, расстояние между шайбами), можно допустить значительно большую нагрузку селенового выпрямителя, но при этом его к.п.д. несколько снизится из-за увеличения падения напряжения на выпрямительных элементах.

Качество селенового выпрямительного элемента определяется отношением прямого тока в нем к обратному току. Чем больше это отношение, тем лучше будет работать выпрямитель. Выпрямительный элемент можно, считать пригодным к работе в том случае, если при полной нагрузке обратный ток его не превышает 5% прямого, (величина этих токов определяется сопротивлением выпрямительного элемента в прямую и обратную стороны).

Селеновые выпрямительные элементы работают, как правило, группами, в которых шайбы одного диаметра соединяются последовательно, параллельно или комбинированно. Групповое соединение шайб предъявляет строгие требования к равенству их сопротивлений, так как иначе между отдельными шайбами получится неравномерное распределение напряжений или токов, что может вызвать для некоторых из шайб превышение допустимых значений и повреждение их, а неисправность хотя бы одной шайбы нарушит нормальную работу выпрямителя.

Вследствие того, что в селеновых выпрямительных элементах с уменьшением плотности тока возрастает их сопротивление в прямом и обратном направлениях и уменьшается соотношение между ними (что приводит к ухудшению выпрямительных свойств), при малых токах необходимо применять шайбы с соответственно малой площадью.

С повышением температуры сопротивление селеновых выпрямительных элементов падает (отрицательный коэффициент сопротивления), в связи с чем уменьшаются потери и повышается к.п.д. выпрямителя.

При постройке выпрямителей с селеновыми выпрямительными элементами следует ещё учитывать их подверженность старению. С течением времени, особенно в процессе эксплуатации, сопротивление таких элементов в прямом направлении растёт, растут также потери в них и увеличивается их нагрев. По истечении 1000 — 2000 часов работы сопротивление выпрямительного элемента увеличивается настолько, что падение напряжения на нём возрастает на 20-25%, а в отдельных случаях и на 50%. Последующая эксплуатация вызывает лишь незначительное увеличение сопротивления, и нормальный срок службы выпрямительных шайб достигает 10000 — 20000 час.

Повышение прямого сопротивления наблюдается также и в неработающих селеновых элементах, хранящихся при комнатной температуре. При работе в условиях низких температур мощность, отдаваемая селеновым выпрямителем, падает. Так, при температуре минус 40° С мощность, отдаваемая выпрямителем, падает на 25% относительно мощности, отдаваемой при температуре плюс 20° С. Чем выше температура выпрямительной шайбы, тем меньшая допускается плотность тока. Если, например, при температуре окружающего воздуха плюс 35° С допустимую плотность тока принять за номинальную, то при повышении температуры, например до плюс 70° С, плотность тока не должна быть выше 20% от номинальной.

Кратковременная работа селеновых шайб при температурах до плюс 80-85° С не влечёт за собой немедленной их гибели, но длительная работа при таких температурах может вызвать усиленное старение, а в связи с этим — дальнейшее повышение температуры шайб и выход их из строя.

Селеновые выпрямители хорошо выносят кратковременные перегрузки. Так, 15-кратная перегрузка в течение 3 сек., 8-кратная перегрузка в течение 10 сек. и 4-кратная перегрузка в течение 50 сек., повторяемые многократно с часовым перерывом для охлаждения, никаких изменений в шайбах не вызывают. Даже случайный пробой селеновой шайбы не всегда ведёт к её гибели, так как расплавленный селен, имеющий высокое удельное сопротивление, изолирует пробитое место. Однако, если при этом успеет расплавиться также и верхний электрод, изготовляемый из легкоплавкого сплава, то может произойти короткое замыкание шайбы, что приведёт её в негодность.

В случае выхода из строя селеновых столбиков, а также при применении столбиков, бывших в употреблении, когда необходима их переборка, нужно просмотреть исправность верхних электродов всех шайб и проверить их годность по отсутствию короткого замыкания и наличию выпрямляющего действия. Проверка производится в цепи постоянного тока, в которой определяется прямой и обратный ток через шайбу (более подробно это описывается ниже).

Минимальное количество шайб в столбиках каждого звена схемы умножения, рассчитанной на работу от электросети 127 составляет 13 шт., а при напряжений сети 220 в — 22 шт. Увеличение их числа на 15-25% допустимо и даже желательно в случае, когда применяются шайбы, бывшие в употреблении.

Начало. СХЕМЫ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ С УМНОЖЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ

Продолжение. НАКАПЛИВАЮЩИЕ ЁМКОСТИ

BACK MAIN PAGE

маленький ликбез: tubesound_ru — LiveJournal


Вот некоторые кенотрончики из моей коллекции — слева направо: 5U4GB современного производства от Электро-Хармоникс, 5Ц4С cоветский, 5Y3GT современного производства фирмы Совтек и 5Y3GT cтарого выпуска от Дженерал Электрик.

Кенотроны, для тех кто не знает , это фактически два диода с раздельными анодами и общим катодом в одном баллоне — они отличаются от просто двойных диодов типа 6Х2П или 6Х6С тем, что выводы катодов обоих диодов соединены вместе внутри баллона, а не выводятся наружу по отдельности. Применяются кенотроны в двухполупериодных выпрямителях переменного тока — трансформатор в таком случае должен иметь отвод от средней точки вторичной обмотки; поскольку катоды обеих диодов соединяются вместе, мостовую схему на кенотронах реализовать невозможно.

См. также статью о выпрямителях на сайте Игоря Шаева.

Кенотроны с охаль… октальным цоколем — 5Ц3С, 5U4, 5Ц4С, 5Y3 итд имеют как правило аналогичное расположение выводов и различаются в основном по потребляемому току накала и максимальному значению выпрямленного тока, который составляет порядка 120-250 мА.


У кенотронов с косвенным накалом (5Ц4С, 5Y3GT Sovtek) катод выводится на штырёк 8. У кенов с прямым накалом — 5Ц4С, 5Y3 старого выпуска, катодом является собственно нить накала и поэтому подключение «катодного вывода» к 2 или 8 штырьку здесь непринципиально (хотя существующая конвенция — подключать к 8.) Стоит заметить, что кенотроны с прямым накалом не рекомендуется устанавливать в горизонтальном положении, поскольку в этом случае возрастает физическая нагрузка на нить накала, она провисает и скорее перегорает. Особенно этому подвержены 5Ц3С советского выпуска и cтарые 5U4G.

В отличие от подавляющего большинства коммерческих полупроводниковых диодов, у кенотронов отсутствует пороговое напряжение и поэтому они не генерируют импульсы широкополосных радиочастотных помех во время работы (для борьбы с ними, диодные выпрямители часто шунтируются RC-цепочками). У них так же на несколько порядков большее внутреннее сопротивление — в следствии этого на них происходит существенное падение напряжения (от одного до нескольких десятков вольт), да и ведет себя блок анодного питания с кенотроном при динамической нагрузке иначе, нежели с выпрямителем на полупроводниковых диодах. (См. интересную дискуссию о разнице между кенотронами и диодами на форуме Александра Клячина)

У многих кенотронов максимально допустимая емкость первого конденсатора фильтра (сразу же после выпрямителя) ограничена. Например, с 5Ц3С и 5Ц4С не рекомендуется ставить значение больше 22 мкф, потому что из-за броска напряжения в момент включения кенотрон может пробить с катастрофическими последствиями для кенотрона, а то и для усилителя. Из-за высокого внутреннего сопротивления кенотрона напряжение на выходе классического выпрямителя на кенотроне с LC П-образным фильтром можно регулировать в широких пределах с помощью изменения первой емкости фильтра. Если используется достаточно качественный дроссель фильтра, значительной индуктивности, то уровень пульсаций на выходе почти не зависит от значения первой емкости.

На сайте DuncanAmps доступна очень неплохая программа по расчету блоков анодного питания — как ламповых, так и на диодах. (Скачать можно здесь)

В настоящее время выпускаются следующие кенотроны:

5U4GB Electro-Harmonix (Саратов, Россия) — фактически является прямой копией 5U4GB RCA. Полный аналог и эффективная замена для 5Ц3С (5Ц3С — аналог 5U4G). Допускает токи порядка 250-274 мА. Имеет меньшие размеры и более высокую надежность, нежели 5Ц3С — из-за того, что вместо тоненькой нити в качестве катода используется довольно широкая лента.

5Y3GT Sovtek (Саратов) — является всего лишь приближенным аналогом настоящего американского 5Y3GT. Это не копия, а довольно оригинальная разработка, в СССР наиболее близким аналогом 5Y3GT можно было считать 5Ц4М, а Совтековский 5Y3 в отличии от американского оригинала имеет косвенный накал, а по конструкции весьма напоминает 6Ц5С, только больших размеров. Я сравнивал параметры старого и нового 5Y3 и совтековский по сравнению с оригиналом рассчитан на больший выпрямленный ток (144 мА против 120 мА), а так же на нем меньше падение напряжения — на 20 вольт. В то же время, он вполне эффективен для замены лампы 5Ц4С.

5AR4 / GZ34 — популярный в гитарных усилителях кенотрон с косвенным накалом. В СССР аналога этой лампы не выпускалось (в литературе рекомендовалась замена на два 5Ц4С в параллель), сейчас выпускается Совтеком, а так же в Китае и Словакии. По выпрямленному току сравнима с 5U4/5Ц3С — 225 мА, при вдвое/втрое меньших габаритах. Падение напряжение на ней несколько ниже, чем на этих лампах. Все современные версии — хорошего качества, хотя еще 5 лет назад китайские 5AR4 страдали ужасным качеством и часто выходили из строя при первой подаче напряжения.

6CA4/ EZ81 — другой популярный кенотрон, в миниатюрном 9-штырьковом оформлении. Отечественного аналога нет (теоритически можно использовать 2 х 6Ц4П в параллель.) Работает с токами до 150 мА. Выпускается в России и Словакии.

Определение и синонимы слова kenotron в словаре английский языка

KENOTRON — Определение и синонимы слова kenotron в словаре английский языка

Educalingo Файлы cookie используются для персонализации рекламы и получения статистики веб-трафика. Мы также делимся информацией об использовании сайта с нашими партнерами по социальным сетям, рекламе и аналитике.

Скачать приложение
educationalingo

ПРОИЗВОДСТВО КЕНОТРОНА

ГРАММАТИЧЕСКАЯ КАТЕГОРИЯ KENOTRON

Кенотрон — это существительное .Существительное — это тип слова, значение которого определяет реальность. Существительные дают имена всем вещам: людям, предметам, ощущениям, чувствам и т. Д.

ЧТО ОЗНАЧАЕТ КЕНОТРОН НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ?

Выпрямитель

Выпрямитель — это электрическое устройство, которое преобразует переменный ток, который периодически меняет направление, в постоянный, который течет только в одном направлении.Этот процесс известен как ректификация . Физически выпрямители имеют ряд форм, в том числе ламповые диоды, ртутно-дуговые вентили, выпрямители на основе оксида меди и селена, полупроводниковые диоды, кремниевые выпрямители и другие полупроводниковые переключатели на основе кремния. Исторически использовались даже синхронные электромеханические переключатели и двигатели. Ранние радиоприемники, называемые кристаллическими радиоприемниками, использовали «кошачий ус» из тонкой проволоки, прижимающей кристалл галенита, чтобы служить точечным выпрямителем или «детектором кристаллов».Выпрямители имеют много применений, но часто используются в качестве компонентов источников питания постоянного тока и систем передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения. Выпрямление может выполнять другие функции, кроме генерации постоянного тока для использования в качестве источника энергии. Как уже отмечалось, детекторы радиосигналов служат выпрямителями. В системах газового отопления для определения наличия пламени используется выпрямление пламени.
Значение слова kenotron в словаре английский языка

Определение кенотрона в словаре — это тип вакуумной трубки, ранее использовавшейся в качестве высоковольтного выпрямителя, например, в схемах рентгеновских трубок.

СЛОВ, РИФМУЮЩИХСЯ СО СЛОВОМ KENOTRON


ˌsɪŋkrəʊˈsaɪkləˌtrɒn

Синонимы и антонимы слова kenotron в словаре английский языка синонимов

Перевод слова «kenotron» на 25 языков

ПЕРЕВОД КЕНОТРОНА

Узнайте, как можно перевести kenotron на 25 языков с помощью нашего многоязычного переводчика английского языка. переводов kenotron с английского на другие языки, представленные в этом разделе, были получены посредством автоматического статистического перевода; где основной единицей перевода является слово «кенотрон» на английском языке.
Переводчик с английского на
китайский 整流 二极管

1325 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
испанский kenotrón

570 миллионов говорящих

Английский кенотрон

510 миллионов говорящих

Переводчик с английского языка на
хинди КЕНОТРОН

380 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
арабский кенотрон

280 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
с русского на Кенотрон

278 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
португальский кенотрон

270 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
бенгальский кенотрон

260 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
с французского kénotron

220 миллионов говорящих

Переводчик с английского на малайский
Кенотрон

190 миллионов говорящих

Переводчик с английского на немецкий
кенотрон

180 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
на японский кенотрон

130 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
корейский кенотрон

85 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
яванский Кенотрон

85 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
вьетнамский кенотрон

80 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
тамильский кенотрон

75 миллионов говорящих

Переводчик с английского языка на
маратхи केनोरोट्रोन

75 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
турецкий кенотрон

70 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
итальянский кенотрон

65 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
польский кенотрон

50 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
украинский Кенотрон

40 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
румынский кенотрон

30 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
греческий кенотрон

15 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
африкаанс кенотрон

14 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
шведский кенотрон

10 миллионов говорящих

Переводчик с английского на
норвежский кенотрон

5 миллионов говорящих

Тенденции использования слова kenotron

ТЕНДЕНЦИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРМИНА «КЕНОТРОН»

Термин «кенотрон» используется очень мало и занимает 177 единиц.709 позиция в нашем списке наиболее широко используемых терминов в словаре английского языка. На показанной выше карте показана частотность использования термина «kenotron» в разных странах. Тенденции основных поисковых запросов и примеры использования слова kenotron Список основных поисковых запросов, предпринимаемых пользователями для доступа к нашему онлайн-словарю английского языка, и наиболее часто используемых выражений со словом «kenotron».

ЧАСТОТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРМИНА «КЕНОТРОН» ЗА ВРЕМЯ

На графике показано годового изменения частотности использования слова «kenotron» за последние 500 лет. Его реализация основана на анализе того, как часто термин «кенотрон» появляется в оцифрованных печатных источниках на английском языке в период с 1500 года по настоящее время.

Примеры использования в англоязычной литературе, цитаты и новости о кенотроне

10 АНГЛИЙСКИХ КНИГ ПО

«КЕНОТРОН»

Поиск случаев использования слова kenotron в следующих библиографических источниках.Книги, относящиеся к кенотрону , и краткие выдержки из них, чтобы представить контекст его использования в английской литературе.

1

Журнал исследований Бюро стандартов

До сих пор термин «постоянный потенциал» использовался для описания Потенциал, подаваемый от кенотрона или другого выпрямителя клапанной трубки, в котором есть, из конечно, небольшая рябь. Более точного обозначения напряжений нет …

США.Национальное бюро стандартов, 1934

2

ADV ELECTRONICS ЭЛЕКТРОННАЯ ФИЗИКА

Слово « кенотрон » произошло от греческого слова «кенос», означающего «пустой». предназначен для использования в качестве общего термина для высоковакуумных ламп. Название «плиотрон» был принят для вакуумного триодного усилителя. Новый словарь послужил …

3

Учебник оральной радиологии

Kenotron : Переключатель механического выпрямителя Snook заменен электронным. выпрямление в 1915 году, когда Саул Душман разработал выпрямительную лампу с горячим катодом назвал кенотрон (рис.3.21). Эти трубки пропускают только электрический ток. в …

4

Радио входит в дом: как пользоваться популярным радио …

KENOTRON RECTIFIER, UV-217 KENOTRON UV-217 в первую очередь предназначен для использовать с 50-ваттными силовыми лампами, чтобы производить питание пластины D.C. от A.C. источник. Он рассчитан на 150 Вт. UV-217 следует использовать вместе с МОЩНОСТЬ …

5

Справочник по подземным системам

КАБЕЛЬ ТРУБКИ KENOTRON Рис.7 — Мостовое соединение четырех кено-железо Трубки для полноволновой выпрямления приводят к появлению приложенного напряжения между заземление и кабель, ограниченный максимальной мощностью двух последовательно соединенных трубок, и ток …

Национальная ассоциация электрического освещения. Комитет подземных систем, Кэрролл Тейлор Синклер, 1931

6

Медицинская рентгенографическая техника

Современные генераторы для рентгенографии мощностью более 100 миллиамперы — это в основном двухполупериодные выпрямители, использующие четыре высоковольтных -катодные выпрямительные лампы.Рисунок 44 — фотография выпрямительной трубки (, кенотрон, ) …

Компания Дженерал Электрик. Рентгеновский отдел технического обслуживания, William L. Bloom, Glenn W. Files, 1959

КЕНОТРОН . — трансформатор; k- кенотрон ; Т — рентгеновская трубка. Kenotron соединен последовательно с рентгеновской трубкой в цепь вторичной обмотки высоковольтного трансформатора. Сила тока в схема …

В основном эти трубки можно разделить на три типа, известные: продается как кенотрон , фанотрон и трубки с ртутным бассейном. Трубки ртутного бассейна включают в себя игнитрон и большую трубку резервуара с несколькими анодами. Мы могу представить себе …


ССЫЛКА

«ОБРАЗОВАНИЕ. Kenotron [онлайн]. Доступно на . Октябрь 2021 г. ».

full% 20wave% 20rectifier% 20tube% 20power% 20Просительный лист данных и примечания по применению

2012 — MC0.063W06031

Аннотация: резистор HI-POT + b-5 + 0805
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 1/10 Вт) element14 MC0.063W06031 резистор HI-POT + b-5 + 0805
2012 — MC0402

Аннотация: MC00625W040211M MC00625 Толстопленочный чип-резистор 0402
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 400PPM / Â 200 страниц в минуту / Â 100PPM / Â element14 MC0402 MC00625W040211M MC00625 Толстопленочный чип-резистор 0402
1999 — ENFV25F80

Аннотация: HFA3783 enfv
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF HFA3783 HFA3783 600 МГц HFA37 600 МГц ENFV25F80 enfv
2012 — резистор

Аннотация: mc0.1w0805 3r3
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 400PPM / Â 200 страниц в минуту / Â 100PPM / Â element14 резистор mc0.1w0805 3r3
2000 — Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF Т-100
1999 — ENFV25F80

Резюме: HFA3783 HFA3783IN HFA3783IN96 HFA3861 MS-026BBC enfv
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF HFA3783 HFA3783 600 МГц 600 МГц ENFV25F80 HFA3783IN HFA3783IN96 HFA3861 MS-026BBC enfv
2008 — МОП-транзисторный усилитель звука MLT 22

Аннотация: Схема подключения hdmi к micro usb LMS4684LD LM2687LDX ADC081S021CISD CAT-5 Sdi IC DP83848k HDMI CONVERTER SDI IC транзистор SMD 12W инвертор ds15br400
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF DP83848K 16-бит, LQA68A) MOSFET-АУДИОУСИЛИТЕЛЬ MLT 22 Схема подключения hdmi к micro usb LMS4684LD LM2687LDX ADC081S021CISD CAT-5 Sdi IC HDMI КОНВЕРТЕР SDI IC транзисторный инвертор SMD 12W ds15br400
Спецификация IC 4051

Аннотация: ПРИМЕНЕНИЕ IC 4051 «Цифровой потенциометр» I2C-ИНТЕРФЕЙС Флэш-память «Цифровые потенциометры» 4051 ПАСПОРТ PIC12F683 4051 IC app note MAX5431 AN4051
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF PIC12F683 MAX5466: MAX5467: MAX5468: MAX5477: MAX5478: MAX5479: MAX5527: MAX5528: MAX5529: Паспорт IC 4051 ПРИМЕНЕНИЕ ic 4051 «Цифровой потенциометр» Флэш-память данных I2C-INTERFACE «Цифровые потенциометры» 4051 ТЕХНИЧЕСКИЙ ЛИСТ Примечание приложения 4051 IC MAX5431 AN4051
1999 — ул. 50113

Аннотация: BZX79-C6 c5v1 BZX79C6V2 philips C4V7 ST BZX79-C27AMO SOD27 bzx79-c philips STR W 6262 BZX79-B10
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF M3D176 BZX79 ДО-35) BZX79-A) BZX79-B) BZX79-C6V8 ул. 50113 BZX79-C6 c5v1 BZX79C6V2 Philips C4V7 ST BZX79-C27AMO SOD27 bzx79-c philips STR W 6262 BZX79-B10
1999 — CU42L

Реферат: Циркуляционный изолятор TDK XC + 872
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF CU41LX1P-X-2T CU12RX3L-X-1T CU42L Циркуляционный изолятор TDK XC + 872
2001 — Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 28-выводный 48-вывод AD9220, AD9221, AD9223, AD9224, AD9225 12-битный, AD9226
Traco Application Note

Аннотация: 3-1222WI traco dc / dc WELDING APPLICATION APPLICATION 3-1223WI Traco Traco Electronic AG TMR 3-2411WI traco dc / dc application TCK-046
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 18 В постоянного тока, 36 В постоянного тока 75 В постоянного тока 15 В постоянного тока UL94-V0 1500 В постоянного тока 3000 В постоянного тока 3-48xxWI TR-NWT-000332 инструкция по применению traco 3-1222WI traco dc / dc ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СВАРКИ 3-1223WI Traco Traco Electronic AG TMR 3-2411WI приложение traco dc / dc TCK-046
2015 — 1к40

Абстракция: fsp060-1s FSP055-50LM 2K50
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF FSPxxx-10NAAB FSP025-10NAAB-05 FSP030-10NAAB-12 FSP042-xKxx FSP030-10NAAB-24 FSP042-1K00 FSP042-1K20 1к40 fsp060-1s FSP055-50LM 2К50
traco постоянного / постоянного тока

Реферат: tmr 3-2412 TCK-047 TCK-044 traco dc / dc application 3-2423 traco Traco Power EN55022 traco 312-11 «перекрестная ссылка»
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 18 В постоянного тока, 36 В постоянного тока 15 В постоянного тока 300 мА UL94-V0 1500 В постоянного тока, UL60950-1 E188913 traco dc / dc tmr 3-2412 TCK-047 TCK-044 приложение traco dc / dc 3-2423 трако Traco Power EN55022 Traco 312-11 «перекрестная ссылка»
MAX221E IND

Аннотация: контроллер температуры MAX3140 MAX3221 с использованием микроконтроллера MAX200 MAX201 MAX202 MAX202E MAX203
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF RS-232 MAX3241: MAX3241E: MAX3243: MAX3243E: MAX3244: MAX3244E: MAX3245: MAX3245E: MAX3246E: MAX221E IND MAX3140 MAX3221 регулятор температуры с помощью микроконтроллера MAX200 MAX201 MAX202 MAX202E MAX203
ПРИМЕНЕНИЕ ic 4051

Аннотация: 8-контактный микроконтроллер PIC12F683 SIMPLE аналоговые часы проект аннотация 4051 IC приложение Примечание IC 4051 техническое описание PIC12F683 DS1846 цифровой потенциометр DS1805 MICROchip PIC12F683
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF MAX5464: MAX5465: MAX5466: MAX5467: MAX5468: MAX5477: MAX5478: MAX5479: MAX5527: MAX5528: ПРИМЕНЕНИЕ ic 4051 8-контактный микроконтроллер PIC12F683 Аннотация проекта аналоговых часов SIMPLE Примечание приложения 4051 IC Паспорт IC 4051 PIC12F683 DS1846 цифровой потенциометр DS1805 МИКРОЧИП PIC12F683
2012 — резистор

Аннотация: 1 мин. 15 мин.
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 400PPM / Â 200 страниц в минуту / Â 100PPM / Â element14 резистор 1 мин. 15 мин.
36824-1

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF PXE20 36-75 В постоянного тока 18-75 В постоянного тока 1600 В постоянного тока, UL60950-1, EN60950-1 IEC60950-1 2006/95 / ЕС, 93/68 / EEC 2004/108 / EC 36824-1
2003 — BCP65

Аннотация: JESD51-1
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF ИС-95, IMT-2000 12-бит, AD9235 AD9235 BCP65 JESD51-1
1997 — TLC2201

Аннотация: TLC2201ACD TLC2201AID TLC2201AMD TLC2201BCD TLC2201BID TLC2201CD TLC2201ID TLC2201 приложение
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF TLC220x, TLC220xA, TLC220xB, TLC220xY SLOS175 MS-001 MPDI001 TLC2201 TLC2201ACD TLC2201AID TLC2201AMD TLC2201BCD TLC2201BID TLC2201CD TLC2201ID Приложение TLC2201
Traco ten 5, инструкция по применению

Реферат: mosfet 4812 traco power TEN15 traco power tap 1212 TEN Traco Power Traco Electronic AG x200ma rev 2.1 Traco DC / DC 4812 MOSFET — описание производителя
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 18 В постоянного тока, 36 В постоянного тока 15 В постоянного тока 800 мА 36-75 В постоянного тока 1500 В постоянного тока, UL60950-1 E188913 Рекомендации по применению traco ten 5 MOSFET 4812 Traco Power TEN15 кран силы traco 1212 TEN Traco Power Traco Electronic AG x200ma версия 2.1 traco dc / dc 4812 MOSFET — описание производителя
1999 — z12 smd код sot23

Аннотация: Код SMD МАРКИРОВКА 613 sot23 код smd Z70 Маркировка SMD Z4 КОД МАРКИРОВКИ SMD Z2 Y11 код smd код smd z16 smd z17 z67 маркировка smd Z58
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF M3D088 BZX84 BZX84-A) BZX84-B) BZX84-C) BZX84-C11 BZX84-C12 BZX84-C13 BZX84-C6V8 BZX84-C15 z12 smd код sot23 Код SMD МАРКИРОВКИ 613 sot23 smd код Z70 Маркировка SMD Z4 КОД МАРКИРОВКИ SMD Z2 Y11 smd код smd код z16 smd z17 z67 smd маркировка Z58
2013 — Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 16-бит, AD9650-EP MS-026-ADD-HD 80-свинцовый СВ-80-6) AD9650USVZ-105EP AD9650USVZR7-105EP
2000 — AD11405

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 14-бит, 105 MSPS AD11405 AD11405 AD6645, 105 MSPS.
2005 — регулятор температуры с помощью микроконтроллера

Аннотация: примечания по применению MAX233 MAX3110 MAX3110E AN2141 MAX203 MAX202E MAX3206E MAX201 MAX200
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF RS232, RS-232, RS485, RS-485 RS-232 MAX3241E: MAX3243: MAX3243E: MAX3244: MAX3244E: регулятор температуры с помощью микроконтроллера Замечания по применению MAX233 MAX3110 MAX3110E AN2141 MAX203 MAX202E MAX3206E MAX201 MAX200

Как выпрямить ток — Естественные науки 2021

Получение постоянного тока из переменного тока осуществляется посредством процесса, называемого выпрямлением.Для этого используются выпрямители различной конструкции. Способ включения выпрямителя зависит от его типа.

Инструкция по эксплуатации

1

Чтобы использовать для выпрямления переменного тока специальную лампу, называемую кенотроном, используйте трансформатор с накидной обмоткой с эффективным напряжением 5 В для устройств типа 5Ц3С и 5Ц4С или 6,3 В для устройств 6Ц5С и 6Ц4П. Эта обмотка должна быть хорошо изолирована от всего остального, в том числе от нити накала. Также он должен быть рассчитан на ток лампы.Никакие другие грузы из него кормить невозможно. Вторичная обмотка, напряжение которой необходимо выпрямлять, должна иметь отвод от середины. Крайние выводы этой обмотки подключите к анодам кенотрона. Снимите положительный полюс выпрямленного напряжения с катода лампы, а отрицательный полюс — с отвода.

2

Для выполнения полуволнового выпрямления с помощью полупроводникового диода, включите его между источником переменного напряжения и нагрузкой так, чтобы катод диода был обращен ко входу нагрузки, на котором должно быть положительное напряжение.Здесь нет ошибки: диод откроется, когда на его аноде будет положительное напряжение, тем самым подключив катод к источнику питания, к которому подключена нагрузка.

3

Для выполнения полуволнового выпрямления с двумя диодами соедините их катоды вместе. В результате получится устройство, аналогичное по конфигурации кенотрону, но не требующее свечения. Он также имеет два анода и один общий катод. Далее включаем его так же, как и кенотрон, с помощью трансформатора с вторичной обмоткой, имеющей отвод с середины.Понятно, что филаментная намотка в этом случае не нужна.

4

Если на вторичной обмотке трансформатора ответвлений его нет, включите четыре диода по специальной схеме, называемой мостом, или используйте готовый выпрямительный мост. Подключите вторичную обмотку к входам моста, помеченным знаком напряжения переменного тока, и снимите выпрямленное напряжение с выходов, помеченных плюсом и минусом.

5

Во всех случаях выбирайте правильные выпрямительные устройства для таких параметров, как максимальное обратное напряжение и максимальный прямой ток.При необходимости установите их на радиаторы. Помните, что в некоторых случаях необходимо использовать отдельные радиаторы, не соединенные между собой.

6

Любой выпрямитель генерирует пульсации напряжения, подходящие, пожалуй, для питания коллекторных двигателей. Чтобы устранить пульсации, подключите электролитический конденсатор фильтра, соблюдая полярность, параллельно выходу выпрямителя. Экспериментально подбирайте его мощность, чтобы пульсация уменьшилась до приемлемого значения. Напряжение, на которое рассчитан конденсатор, должно значительно превышать выпрямленное на холостом ходу.

7

Помните, что некоторые выпрямители вырабатывают опасное для жизни напряжение и сами питаются таким напряжением. Также помните, что конденсаторы могут не только фильтровать выпрямленное напряжение, но и длительное время оставаться заряженными.

примечание

Произвести любые изменения в цепи с обесточенным выпрямителем и разряженными конденсаторами.

Прочтите электронную книгу Джона Скотта-Таггарта «Термоэлектронные лампы в радиотелеграфии и телефонии» онлайн (страница 26 из 35)

Вторичная обмотка дает напряжение около 1000 и
ток около 20 миллиампер.Шунтируется кон-
более плотный C 2 из примерно 0,02
mfd., который обслуживает двойной
цель разрешения H.F.
колебания в анодном контуре-
cuit to pass, а также
резонирующий трансформатор
TjT 2 на частоту
прорыв.

Теперь ток от
вторичной обмотки такой катушки
не является синусоидальным переменным током. Ток, индуцируемый во вторичной обмотке
,
намного сильнее в точке «обрыв»
, чем в «замке»
.«Следовательно, мы
подключаем вторичную обмотку T 2 в

к анодной цепи в таком FlG — 256. Использование обычной индукционной катушки
, i, -1 i ji для подачи на анод высокого уровня

, чтобы импульс на Обрыв ЭДС.
делает анод

положительным. В то время как анод положительный, устанавливается анодный ток на
, и цепь начинает колебаться и излучать непрерывные волны
. На «деление» влияет более слабый отрицательный импульс
. анод, но поскольку анодный ток не устанавливается, никакие колебания
не возникают до тех пор, пока не придет следующий положительный импульс
.В результате непрерывные волны излучаются группами
с частотой «разрывов» в первичном токе

. Рис. 257 показывает вид излучаемых волн. Топ
линия показывает изменение анодного напряжения. Отрицательный
напряжение на заводе указано под линией. Второй
Линия показывает анодный ток, который течет только тогда, когда
анод положительный. Третья линия показывает непрерывные волны
испускается во время протекания анодного тока.Модель
волны очень похожи на обычные затухающие волны, за исключением
в том, что каждая группа содержит больше волн, чем
случай с затухающими волновыми цугами. Можно ожидать, что
колебания продолжатся в течение короткого времени после фактического
анодный ток прекратился. На рис. 256 искровой разрядник G равен
. предоставлена. Зазор обычно слишком велик для прохождения искры.

306

ТЕРМИОННЫЕ ВАКУУМНЫЕ ТРУБКИ.

Воздушный ток, полученный по схеме рис.256,
с использованием 6 вольт на нити накала и 1000 вольт на аноде,
составляет около 0’7 ампер и будет сигнализировать о дальности около 20 миль.
Воздушный ток примерно такой же, как при использовании анодной батареи
на 600 вольт. Волны, которые
разделены на группы во время передачи, могут быть приняты
обычным приемником затухающих волн, например, детекторной схемой на кристалле
или не колеблющимся клапаном. Наилучшие результаты, как никогда, достигаются при использовании гетеродинного приема.
Услышанные затем сигналы имеют сходство как с искровыми сигналами
, так и с обычной нотой, слышимой при приеме C.W. Нота
, полученная с помощью обычного вибратора, имеет низкий уровень, и сигналы
могут быть заблокированы искровыми станциями; Применение этого класса

Анод
потенциал.

Анод
ток.

Колебания
генерируются

РИС. 257. Тип колебаний, генерируемых схемой рис. 274.

Передатчик

вызывает серьезные помехи для
соседних станций и поэтому не может быть полностью рекомендован для
большинства целей.Там, где важна легкость оборудования, расположение
превосходно. Конечно, обслуживание
намного дешевле, чем анодные батареи.

Усовершенствованная форма схемы на рис. 256 показана на рис.
258. Теперь мы используем индукционную катушку улучшенной формы, переключающая катушка
состоит из вращающегося якоря A
(в крайнем случае справа от рисунка) с приводом от небольшого двигателя
или водяной турбины. При нажатии клавиши K через T проходит ток
! которые могут прерываться со скоростью 1000 раз по
в секунду.Напряжение B x повышается индукционной катушкой
TiT 2 и подается на анод вакуумной лампы.
Излучаемые группы волн теперь имеют частоту 1 000
и будут давать четкую высокую ноту на приемной станции

ПЕРЕДАЧА НЕПРЕРЫВНЫХ ВОЛН.

307

, даже если гетеродинный прием не используется. При приеме такта
сигналы отличные и не сильно отличаются от сигналов
, полученных от станций, передающих чистые непрерывные волны
.

Эту систему иногда называют методом передачи тонического поезда между
разорванными КВ. Одна из его особенностей
состоит в том, что станциям можно давать характерные ноты, изменяя
скорость включения и выключения. Когда излучаются чистые непрерывные волны
, все станции звучат одинаково, и одна станция

V

РИС. 258. Использование индукционной катушки, снабженной роторным прерывателем, для подачи постоянного анодного напряжения.

обычно нельзя отличить от другого, кроме
позывных.

Как на Рис. 256, так и на Рис. 258 предусмотрен искровой разрядник G.
Обычно этот зазор слишком велик, чтобы пропустить искру, когда
сигнализирует ключом K. Если, однако, есть что-то неисправное в установке
и ток от T 2 не поглощается в цепи анода
, искры должны переходите по Большой.

Использование выпрямленного переменного тока. Поскольку переменный ток
можно легко повысить до любого желаемого напряжения, он особенно подходит для использования на С.W. передатчики. Выпрямляя ток
после того, как он был повышен до подходящего напряжения
, мы можем получить почти постоянный ЭДС, который затем
прикладывается к аноду передающей вакуумной лампы. Использование переменного тока
становится необходимым в передатчиках постоянного тока с высокой мощностью
, которые используют потенциал анода
5000 вольт и выше, поскольку постоянный ток этого напряжения

308

ТЕРМИОННЫЕ ВАКУУМНЫЕ ТРУБКИ.

получить нелегко.С появлением жесткой вакуумной трубки
выпрямление переменного тока стало простым делом.

Кектификаторы можно разделить на два класса: полуволновые и полуволновые
. Их также можно разделить на два дополнительных класса:

FIG. 259. Двухэлектродный вентильный выпрямитель
(J. Scott-Taggart).

РИС. 260. Трехэлектродная передающая трубка
.

, а именно те, в которых используются лампы высокого вакуума, и те, в которых присутствует газ
.*

Однополупериодные выпрямители. Этот класс выпрямителя обычно
состоит из типа клапана Флеминга, в котором нагретая нить накала
испускает электроны, которые проходят к холодному аноду. Только когда анод
положителен, течет ток. Следовательно,

ПЕРЕДАЧА НЕПРЕРЫВНЫХ ВОЛН.

309

Нить накала
Устройство реостата

очень подходит для использования в качестве выпрямителя переменного тока
. На рис. 259 показан выпрямительный клапан высокой мощности
, разработанный автором для Edison Swan Electric Company,
Ltd.Можно видеть, что соединения
анода и нити накала широко разнесены, чтобы предотвратить внешнюю или внутреннюю дугу
вдоль поверхности стекла. Существенной конструктивной особенностью
является способ крепления анода.

Такая же конструкция использована в разработанных автором трехэлектродных трубках
. . На рис. 260 показан интересный пример номера
.

На рис. 261 показана простая схема вентильного выпрямителя.
F нагревается до накала батареей B.
R изменяет ток накала.
Анод P расположен на коротком расстоянии
от нити накала. Источник
А переменного тока — это
, подключенный через анод и нить
клапана. Две выходные клеммы
Y и Z включены
в анодную цепь клапана
, сопротивление L соответствует нагрузке или внешней цепи
, в которой должен использоваться выпрямленный ток
. Более плотный конденсатор C заряжается
однонаправленными импульсами, пропущенными через клапан
.

Давайте посмотрим на эффект полного чередования
. Альтернативный ток
сначала делает анод
положительным, а нить накала
отрицательным по отношению к нему. Электроны, испускаемые F, проходят к аноду
и создают анодный ток, который проходит через внешнюю цепь
L от Y к Z, или. более правильно, заряжает
вверх конденсатор C, из которого берется ток, который
течет через L. Поскольку электронный ток течет от Y к
Z, вывод Z положительный, а вывод Y — отрицательный.
Нить накала выпрямительного клапана теперь имеет высокий положительный потенциал
по сравнению с Y, а аккумулятор B и выпрямитель
должны быть очень тщательно изолированы от земли.

Если теперь второе чередование половин воздействует на анод, то последний
станет отрицательным и анодный ток не будет протекать.

РИС. 261. Выпрямитель ламповый
переменного тока.

310 ТЕРМИОННЫЕ ВАКУУМНЫЕ ТРУБКИ.

через L. Следовательно, ток через L является однонаправленным и протекает только тогда, когда положительный полупериод воздействует на анод
.Эта форма выпрямления известна как полуволновое выпрямление
, и состояние дел
графически показано на рис. 262. Верхняя линия показывает переменный

переменного тока

выпрямленного переменного тока

r / \

/ \ / \ / \ / \

РИС. 262. Графически показан эффект Рис. 261.

ток, подаваемый на выпрямитель. Вторая строка показывает поток
тока в конденсатор C или через L, если конденсатор
отсутствует.

Величина тока, подаваемого одним из этих выпрямителей
, будет зависеть от величины тока, который может пройти между нитью
и анодом. Это будет зависеть от:

(1) Напряжение на аноде.

(2) Ток накала.

Мы видим это более ясно, обратившись к кривой анодного напряжения
анод-ток на рис. 27 и к тексту, связанному с
к ней. Мы видели, что анодный ток ограничивается сначала током накала
, а затем анодным напряжением.Следовательно, мы можем изменить ток, подаваемый на выпрямитель,
, изменяя температуру нити накала
с помощью R.
Это предполагает, что переменного напряжения достаточно для того, чтобы
произвел насыщение. Если на анод подается напряжение 1000
через положительное чередование полуволн, и 500 вольт создают насыщение
, мы, очевидно, используем излишне высокое напряжение на аноде
, и выпрямленный ток будет иметь форму волны
с плоской вершиной.

Сопротивление выпрямительного клапана обычно
зависит от значения R, поскольку реостат регулирует ток
, проходящий через клапан.Следовательно, напряжение, подаваемое
во внешнюю цепь L, будет зависеть от значения R. Ток
, потребляемый L, конечно, ограничен током
через выпрямительный клапан.

Студенты иногда не понимают, почему нить накала
выпрямителя подключена к положительной клемме внешней цепи
, когда очевидно, что она сделана отрицательной из-за альтернативного

ПЕРЕДАЧА НЕПРЕРЫВНЫХ ВОЛН. 311

nator A. Проблема упрощается, если рассматривать ALFPA
как простую схему, содержащую два сопротивления, одно из которых представляет собой L, а другое —
, другое — путь FP клапана.Поскольку P имеет более высокий потенциал
, чем F, наблюдается падение потенциала по всей цепи
. Анод положительный по отношению к нити накала. Нить накала
F положительна относительно вывода Z. Вывод
Z положительна относительно Y и так далее. Следовательно, хотя
нить накала отрицательна по отношению к аноду, она положительна
по сравнению с концом Y внешнего сопротивления.

Выпрямители Душмана. Ранее мы обсуждали
выпрямитель Kenotron, разработанный компанией General Electric
из США.S.A. Saul Dushman из этой компании имеет
, описанные в британском патенте 100104 (20/15 февраля), несколько форм
выпрямителей для использования до 100000 вольт. В одном варианте анод
состоит из двух пластин, установленных по обе стороны от катода накала
. Две пластины
электрически соединены и имеют противоположное электростатическое притяжение к нити накала.
Другая форма — это обычный цилиндрический анод, через центр которого проходит нить
. Еще одна конструкция
состоит из чашеобразного анода и катода в форме короткой спирали
, выступающей по центру в чашеобразный анод.

Представляют интерес следующие сведения о производстве.
Колба (или стеклянная колба) подвергается предварительной откачке
и запеканию, как при производстве ламп накаливания, причем последние стадии откачки
предпочтительно выполняются с помощью
молекулярного насоса Gaede. Когда пространство внутри оболочки
исчерпано до давления примерно
или 0-000001 миллиметр, нить накаливания нагревается до
опускания, и между нитью накала и анодом прикладывается потенциал
от 2000 до 3000 вольт, в результате чего разряд электронов
через вакуум и, таким образом, высвобождение любого газа
, перекрываемого анодом.Тем временем продолжается откачка
для удаления этого газа. Следует проявлять осторожность, чтобы прекратить
продолжение разряда электронов, если выделение газа
становится достаточно большим, чтобы вызвать появление синего свечения
в трубке, поскольку это указывает на положительную ионизацию, которая, если ее продолжить,
будет пагубно влиять на катодная нить накала.

Дополнительные сведения о выпрямителях Kenotron приведены в
S. Dushman в General Electric Review за март 1915 г.*

Следует отметить, что если анод становится слишком горячим
из-за электронной бомбардировки, выпрямление имеет тенденцию становиться

* См. Также реферат в Электрик, 28 мая 1916 года.

312 ТЕРМИОННЫЕ ВАКУУМНЫЕ ТРУБКИ.

несовершенный. Если анод накаляется, он сам испускает
электронов, а выпрямитель будет работать в обоих направлениях, при этом действие клапана
будет потеряно или частично потеряно. Большинство выпрямителей
спроектировано так, что анод или пластина могут быть удобно охлаждены
.Душман заявляет, что около 10 ватт на квадратный
сантиметр анодной площади является допустимым, что соответствует температуре
около 1600 К. Автор данной статьи считает
, что выпрямители, предназначенные для практической передачи большой мощности
, не должны работать при мощности более 5 ватт на единицу. квадратных сантиметров —
метров.

Выпрямитель Мейкле. Г.С. Мейкле и G.E.C. (США)
описали в патенте Великобритании 5557/15 (13/15 апреля) выпрямитель
, который подходит для использования с переменными токами более
, диапазон тока и напряжения сравним с мощностью ртутного дугового выпрямителя
.Он отличается от устройств, в которых два электрода

установлены в сильно вакуумированной оболочке
,
тем, что колбу заполняет инертный газ, такой как
, например, аргон, при значительном давлении
.
Кроме того, дуга
создается внутри клапана. Можно получить несколько
ампер

~

РИС. 26S.-dllMW. полуволна

пригодится для зарядки аккумуляторов

. Таким образом, они несколько выходят за рамки данной работы
. Интересной особенностью выпрямителя этого класса является то, что
имеет низкое сопротивление, падение напряжения на клапане
составляет всего 1-2 вольта, в то время как в выпрямителе типа kenotron типа
падение напряжения очень велико из-за высокого напряжения
. сопротивление клапана.

Типичная форма полуволнового выпрямителя показана на рис. 263.
Часть анода A вырезана, чтобы показать нитевидный катод
F. В выпрямитель
могут быть введены различные инертные газы; аргон, однако, кажется лучшим. Давление газа
может быть любым, от
миллиметра до атмосферы. Более низкие давления газа вызывают разрушение
нити. Для дополнительной защиты нити накала
были разработаны специальные экраны, описанные в британском патенте
№ 5741/15, датированном тремя днями позже.Нить накала
нагревается до накала (около 2000 градусов по Цельсию). Анод
должен быть достаточно большим, чтобы предотвратить нагрев свыше

ПЕРЕДАЧА НЕПРЕРЫВНЫХ ВОЛН.

313

727 C. Дуга возникает из-за электронной эмиссии нити накала
, но обычно сохраняется, даже если ток нити
отключен. Во время вакуумирования баллона газ
удаляется с анода путем сильного его нагревания за счет бомбардировки электронами
, а электроотрицательные газы, такие как водяной пар
, кислород или хлор, тщательно исключаются.Этот класс выпрямителя
, хотя и непригодный для выпрямления высокого напряжения
, был описан здесь как предмет
, представляющий интерес в связи с выпрямителями.

Пример o! Использование однополупериодного выпрямителя. Наиболее полезной формой выпрямителя
для малых мощностей является обычный жесткий вентиль
, содержащий анод и нить
. Можно использовать трехэлектродную вакуумную трубку
, если анод и сетка
соединены вместе. Подходящая схема выпрямителя
малой мощности показана на рис.264. Это
, состоящий из небольшого клапана и индукционной катушки
, вторичная обмотка
, которая подключена к анодной цепи
клапана. Индукционная катушка
при нажатии кнопки K де-
подает полу-переменный ток к клапану
, а батарея B 2 подключена так, что
подключен так, что максимальный импульс
(на «обрыве») E.M.F. делает
анодом P положительным. Клапан
выпрямляет полу-переменный ток
, а выпрямленные импульсы, которые
всегда в одном и том же направлении, заряжают конденсатор C
примерно на 1 мфд.емкость. Этот конденсатор действует как накопитель от
, который может потреблять постоянный ток для питания анодной схемы
передающей вакуумной лампы. Конденсатор
всегда заряжается небольшими импульсами постоянного тока, которые
не питают напрямую внешнюю цепь. В результате ток
, потребляемый от C, почти постоянный, а не пульсирующий, как
в основном имел место в схеме на Рис. 256. Небольшие выпрямленные импульсы
, однако, накладываются на постоянный ток
, снимаемый с C, и создают небольшую пульсацию на напряжении
, приложенном к C.W. передаточный клапан. Эксперимент
показывает, что эта пульсация составляет всего около 3 процентов напряжения. Сигналы
от генератора постоянного тока, использующего выпрямитель этого типа, малы

-V

РИС. 264. Использование клапана в качестве выпрямителя
переменного тока, питаемого от индукционной катушки.

314

ТЕРМИОННЫЕ ВАКУУМНЫЕ ТРУБКИ.

отличается от таковых для чистого передатчика C.W., особенно
, если частота пульсации составляет около 1000.

Использование однополупериодного выпрямителя с питанием переменного тока. На рис. 265

показан полный передатчик постоянного тока, в котором напряжение
, приложенное к аноду, получается от полуволнового выпрямителя
, работающего на переменном токе от сети. Альтернативный ток
(например, 200 вольт) повышается до примерно
1000 или более вольт трансформатором T 3 T 4. Высокое напряжение
на Т 4 подается на выпрямительный клапан Vj. Выпрямленный ток
заряжает конденсатор C t, который действует как источник анода
E.М.Ф. для передающей вакуумной лампы слева от фигуры
. Передающая схема обычного типа
и не требует пояснений.

РИС. 265. Полный передатчик постоянного тока, использующий выпрямленный переменный ток
.

Показана новая особенность — метод нагрева нити
выпрямительного клапана. Это достигается за счет использования понижающего трансформатора TjT 2
, который преобразует 200-вольтный переменный ток
, скажем, в 8-вольтный переменный ток, который теперь
служит для нагрева нити накала до накала.Реостат
R регулирует ток накала. Поскольку напряжение на T 2
меняется на противоположное, к напряжению, приложенному к аноду P выпрямительного клапана
, будет добавлено или вычтено 8 вольт поочередно. Однако этот эффект не имеет значения.

Из-за наличия высоких потенциалов все части цепи митинга транс-
должны быть очень тщательно изолированы, включая аккумулятор
, который нагревает нить передающей лампы
.Обмотки трансформаторов также должны быть полностью изолированы. Конденсатор С 3 около O’OOl м.ф. Емкость
включена в заземляющий провод и предотвращает передачу через выпрямитель

НЕПРЕРЫВНЫХ ВОЛН.

315

заземляется. Защитный зазор G соединен между Cj и
, чтобы предотвратить выход последнего из строя в случае, если трубка трансмиссии
не принимает ток. Сигнализация
осуществляется с помощью клавиши К.Читатель поймет, что
такое расположение больше подходит для передачи более высокой мощности.

Новый выпрямительный клапан. * Автор разработал
для Edison Swan Electric Co., Ltd., специальный высокомощный выпрямительный клапан
, который дал очень хорошие результаты и который
имеет много преимуществ по сравнению с обычным
. тип. В обычной выпрямительной трубке
анод
обычно представляет собой металлический цилиндр
, окружающий нить накала. Во время работы
образовавшийся пространственный заряд
стремится нейтрализовать эффект
положительного потенциала на удаленном аноде
.Следовательно, необходимы
высоких анодных потенциалов. Влияние космического заряда
тем сильнее, чем больше диаметр анода
. Аноды
клапанов автора имеют
часть металлической конструкции, построенную рядом с нитью накала, и
между нитью накала и основным цилиндрическим анодом
. Расположенная таким образом часть
имеет ажурную природу
, чтобы в значительной степени
нейтрализовала отрицательный пространственный заряд
, в то же время позволяя большей части электронов
проходить через пространства к основной части анода.

Внутренняя часть анода в клапанах большего размера,
, имеет форму спирали из молибденовой проволоки, прикрепленной к цилиндру
(рис. 266). Во время работы эта спираль
не имеет такой же потенциал, как у основной части анода.
Следовательно, объемный заряд нейтрализуется, и излучение нити накала
получает полное преимущество, таким образом,
увеличивает эффективность выпрямителя. Если требуется
увеличить мощность выпрямителя, очевидным средством является увеличение диаметра анода
.Это, однако, будет

* Патент Великобритании 154364 Дж. Скотта-Таггарта (8/19 сентября).

РИС. 266. Специальный выпрямительный клапан
пропускающий большой ток
сдает в аренду при низком напряжении. (J.
Scott-Taggart.)

316

ТЕРМИОННЫЕ ВАКУУМНЫЕ ТРУБКИ.

уменьшают анодный ток, если только анодные потенциалы не были увеличены на
. За счет использования структуры в виде сетки анодный ток
не будет изменен, поскольку эффект увеличения диаметра анода
будет компенсирован эффектом присоединения сетки
.

Клапан особенно подходит для выпрямления сильных токов
при низких потенциалах. Небольшой выпрямитель этого типа
пропускал один ампер на 500 вольт. Другой очень важной особенностью
является то, что выпрямленный ток для этого клапана
намного больше, чем для любого другого клапана при заданной рассеиваемой мощности.

Другой передатчик C.W., использующий полуволновое выпрямление-
. На рис. 267 показана практически практическая передача

. На фиг. 267. Практичный C.W. Передатчик, использующий действие однополупериодного выпрямителя.

Схема, в которой клапан V 2 выпрямляет переменный ток, подаваемый повышающим трансформатором
T 5 T 6. Конденсатор C 2 действует как резервирующее устройство для выпрямленного тока с высоким потенциалом, а также как обходной путь
для генерируемого высокочастотного тока. Нити
как выпрямительного, так и передающего клапанов нагреваются
переменным током.

Двухполупериодные выпрямители. При использовании однополупериодных выпрямителей
отрицательные полупериоды не используются и, следовательно,
теряются.Чтобы исправить это, был разработан двухполупериодный выпрямитель.
Он способен использовать энергию обоих полупериодов, при этом отрицательные полуциклы
меняют местами и заставляют заполнять промежутки между
положительными полупериодами.

ПЕРЕДАЧА НЕПРЕРЫВНЫХ ВОЛН.

317

На рис. 268 показана форма двухполупериодного выпрямителя, разработанного
G.E.C. и описан в патенте Великобритании 5557/15 (13/15 апреля).
В самом патенте описан газовый выпрямитель
, но тот же самый класс лампы
может быть использован для выпрямления малой мощности
, если
истощил лампу и использовал
в качестве кенотрона.Два анода
10 и 9 размещаются на каждой из сторон
нити накала 8.

На рис. 269 показана схема
, используемая Г.С. Мейкл, в которой
используется устройство в качестве выпрямителя полного импульса
. Такой же класс
схемы может использоваться
, когда используются высоковакуумные клапаны

. Вторичная обмотка T 2 повышающего трансформатора
T X T 2 подключена, как показано, к двум пластинам P x и P 2. Отвод
M также взят из средней точки обмотки
T 2.Две выходные клеммы Y и Z могут быть подключены к анодной цепи
передатчика C.W. Обмотка Tj
подключена к источнику переменного тока напряжением

переменного тока. SUPPL

РИС. 268. Газонаполненный выпрямитель
, заполненный газом.

ВЫХОД ПОСТОЯННОГО ТОКА
РИС. 269. Выпрямительный блок, использующий двухполупериодное выпрямление.

из которых повышаются за счет T X T 2 и выпрямляются двойным анодным клапаном
Vi.

Действие схемы следующее: Предположим, что в обмотке
Т 2 индуцирован полупериод
переменного тока.Предположим, что полуальтернация создала
E.M.F. 2000 вольт на T 2, и что конец Ej
является положительным, а конец E 2 отрицательным. Точка Ej будет положительной на
, в то время как E 2 будет отрицательной по отношению к M. Обратите внимание на
электродов, к которым эти точки подключены, мы видим

318

ТЕРМИОННЫЕ ВАКУУМНЫЕ ТРУБКИ.

, что анод P x имеет потенциал -j-1000 вольт по сравнению с
F, в то время как другой анод P 2 имеет относительное напряжение LOGO.
Следовательно, поток электронов будет иметь место к аноду
P! и следуйте по курсу ФПиЭЙМЫЗФ. Знак Y и
Z будет соответственно отрицательным и положительным. Нет тока
течет к P 2, так как он отрицательный.

Теперь предположим, что следующее получерешение идет
и дает E.M.F. 2000 вольт на T 2, причем конец E 2
на этот раз положительный, а конец E x отрицательный.
Анод P 2 теперь имеет потенциал на 1000 вольт выше F.
Электронный ток теперь будет течь от F к P 2 через

A.G.

> *

Двухполупериодное выпрямление

переменного тока

Резервуар
конденсатор
потенциал.

AAAAAAAAA

РИС. 270. Графическое изображение двухполупериодного выпрямления.

обмотка E 2 M и закругление через Y и Z к нити накала. В


Инжиниринг: Выпрямитель — HandWiki

Краткое описание
Электрическое устройство, преобразующее переменный ток в постоянный

Выпрямительный диод (выпрямитель, управляемый кремнием) и соответствующее монтажное оборудование.Тяжелая шпилька с резьбой прикрепляет устройство к радиатору для отвода тепла.

Выпрямитель представляет собой электрическое устройство, преобразующее переменный ток (AC), который периодически меняет направление, в постоянный ток (DC), который течет только в одном направлении. Обратную операцию выполняет инвертор.

Процесс известен как выпрямление , так как он «выпрямляет» направление тока. Физически выпрямители имеют ряд форм, в том числе ламповые диоды, влажные химические элементы, ртутно-дуговые клапаны, стопки пластин из меди и оксида селена, полупроводниковые диоды, кремниевые выпрямители и другие полупроводниковые переключатели на основе кремния.Исторически использовались даже синхронные электромеханические переключатели и мотор-генераторные установки. Ранние радиоприемники, называемые кристаллическими радиоприемниками, использовали «кошачий ус» из тонкой проволоки, прижимаемой к кристаллу галенита (сульфида свинца), чтобы служить точечным выпрямителем или «детектором кристаллов».

Выпрямители имеют множество применений, но часто используются в качестве компонентов источников питания постоянного тока и систем передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения. Выпрямление может выполнять другие функции, кроме генерации постоянного тока для использования в качестве источника энергии.Как уже отмечалось, детекторы радиосигналов служат выпрямителями. В системах газового отопления для обнаружения пламени используется выпрямление пламени.

В зависимости от типа источника переменного тока и схемы выпрямителя выходное напряжение может потребовать дополнительного сглаживания для получения равномерного постоянного напряжения. Для многих применений выпрямителей, таких как источники питания для радио, телевидения и компьютерного оборудования, требуется постоянное постоянное напряжение (которое вырабатывается батареей).В этих приложениях выходной сигнал выпрямителя сглаживается электронным фильтром, который может быть конденсатором, дросселем или набором конденсаторов, дросселей и резисторов, за которым, возможно, следует регулятор напряжения для создания постоянного напряжения.

Более сложная схема, которая выполняет противоположную функцию, то есть преобразовывает постоянный ток в переменный, называется инвертором.

Выпрямительные устройства

До разработки кремниевых полупроводниковых выпрямителей использовались вакуумные ламповые термоэмиссионные диоды и металлические выпрямительные батареи на основе оксида меди или селена. [1] С появлением полупроводниковой электроники ламповые выпрямители устарели, за исключением некоторых энтузиастов лампового аудиооборудования. Для выпрямления мощности от очень слабого до очень большого тока широко используются полупроводниковые диоды различных типов (переходные диоды, диоды Шоттки и т. Д.).

Другие устройства, которые имеют управляющие электроды, а также действуют как клапаны однонаправленного тока, используются там, где требуется нечто большее, чем простое выпрямление, например, когда требуется переменное выходное напряжение.В мощных выпрямителях, например, в выпрямителях постоянного тока высокого напряжения, используются кремниевые полупроводниковые устройства различных типов. Это тиристоры или другие твердотельные переключатели с управляемым переключением, которые эффективно работают как диоды, пропускающие ток только в одном направлении.

Выпрямительные схемы

Цепи выпрямителя

могут быть однофазными или многофазными. Большинство выпрямителей малой мощности для домашнего оборудования являются однофазными, но трехфазное выпрямление очень важно для промышленных приложений и для передачи энергии в виде постоянного тока (HVDC).

Выпрямители однофазные

Полупериодное выпрямление

При полуволновом выпрямлении однофазного источника питания либо положительная, либо отрицательная половина волны переменного тока пропускается, а другая половина блокируется. Поскольку только половина входного сигнала достигает выхода, среднее напряжение ниже. Для однополупериодного выпрямления требуется один диод в однофазном питании или три в трехфазном питании. Выпрямители вырабатывают однонаправленный, но пульсирующий постоянный ток; Полуполупериодные выпрямители производят гораздо больше пульсаций, чем двухполупериодные выпрямители, и для устранения гармоник частоты переменного тока на выходе требуется гораздо больше фильтрации.

Выходное постоянное напряжение холостого хода идеального однополупериодного выпрямителя для синусоидального входного напряжения составляет: [2]

Шаблон: Напряжение полуволнового выпрямителя

где:

V dc , V av — постоянное или среднее выходное напряжение,
В пик , пиковое значение фазных входных напряжений,
V rms , среднеквадратичное значение выходного напряжения.
Двухполупериодное выпрямление
Двухполупериодный выпрямитель на вакуумной лампе с двумя анодами.

Двухполупериодный выпрямитель преобразует всю форму входного сигнала в форму волны постоянной полярности (положительной или отрицательной) на выходе. Математически это соответствует функции абсолютного значения. Двухполупериодное выпрямление преобразует обе полярности входного сигнала в пульсирующий постоянный ток (постоянный ток) и дает более высокое среднее выходное напряжение. Требуются два диода и трансформатор с центральным ответвлением или четыре диода в мостовой конфигурации и любой источник переменного тока (включая трансформатор без центрального ответвления). [3] Одинарные полупроводниковые диоды, двойные диоды с общим катодом или общим анодом, а также четырех- или шестидиодные мосты изготавливаются как однокомпонентные.

Мостовой выпрямитель Гретца: двухполупериодный выпрямитель с четырьмя диодами.

Для однофазного переменного тока, если трансформатор с центральным отводом, то два диода, соединенные спина к спине (катод-катод или анод-анод, в зависимости от требуемой выходной полярности), могут образовать двухполупериодный выпрямитель. Для получения того же выходного напряжения на вторичной обмотке трансформатора требуется в два раза больше витков, чем для мостового выпрямителя, но номинальная мощность не изменяется.

Двухполупериодный выпрямитель с центральным трансформатором отвода и 2 диодами.

Среднее и среднеквадратичное выходное напряжение холостого хода идеального однофазного двухполупериодного выпрямителя составляет:

[математика] \ displaystyle {\ begin {align} V_ \ mathrm {dc} = V_ \ mathrm {av} & = \ frac {2 \ cdot V_ \ mathrm {peak}} {\ pi} \\ [8pt] V_ \ mathrm {rms} & = \ frac {V_ \ mathrm {peak}} {\ sqrt 2} \ end {align}} [/ math]

Очень распространенные двухдиодные выпрямительные вакуумные лампы содержат один общий катод и два анода внутри одной оболочки, что обеспечивает двухполупериодное выпрямление с положительным выходом.5U4 и 80 / 5Y3 (4-контактный) / (восьмеричный) были популярными примерами этой конфигурации.

Выпрямители трехфазные

Однофазные выпрямители обычно используются в источниках питания для бытовой техники. Однако для большинства промышленных и мощных применений схемы трехфазного выпрямителя являются нормой. Как и однофазные выпрямители, трехфазные выпрямители могут иметь форму полуволновой схемы, двухполупериодной схемы с использованием трансформатора с центральным отводом или двухполупериодной мостовой схемы.

Тиристоры обычно используются вместо диодов для создания схемы, которая может регулировать выходное напряжение. Многие устройства, обеспечивающие постоянный ток , фактически генерируют трехфазного переменного тока. Например, автомобильный генератор содержит шесть диодов, которые работают как двухполупериодный выпрямитель для зарядки аккумулятора.

Трехфазная, полуволновая схема
Схема управляемого трехфазного однополупериодного выпрямителя с тиристорами в качестве переключающих элементов без учета индуктивности питания

Неуправляемая трехфазная полуволновая средняя цепь требует трех диодов, по одному на каждую фазу.Это простейший тип трехфазного выпрямителя, но он страдает от относительно высоких гармонических искажений как на соединениях переменного, так и на постоянном токе. Считается, что этот тип выпрямителя имеет количество импульсов, равное трем, поскольку выходное напряжение на стороне постоянного тока содержит три отдельных импульса на цикл частоты сети:

Пиковые значения [math] \ displaystyle {V_ \ mathrm {peak}} [/ math] этого трехимпульсного напряжения постоянного тока вычисляются из среднеквадратичного значения [math] \ displaystyle {V_ \ mathrm {LN}} [/ math] входного фазного напряжения (напряжение между фазой и нейтралью, 120 В в Северной Америке, 230 В в Европе при работе от сети): [math] \ displaystyle {V_ \ mathrm {peak} = \ sqrt 2 \ cdot V _ {\ mathrm {LN}}} [/ математика].\ circ \ right) = \ frac {3 \ cdot V_ \ mathrm {peak}} {2 \ pi} \ cdot \ Biggl [- \ left (- \ frac {\ sqrt {3}} {2} \ right) + \ frac {\ sqrt {3}} {2} \ Biggl] = \ frac {3 \ cdot \ sqrt {3} \ cdot V_ \ mathrm {peak}} {2 \ pi}} [/ math]

⇒ [математика] \ displaystyle {V_ \ mathrm {dc} = V_ \ mathrm {av} = \ frac {3 \ cdot \ sqrt {3} \ cdot \ sqrt 2 \ cdot V_ \ mathrm {LN}} {2 \ pi}} [/ math] ⇒ [math] \ displaystyle {V_ \ mathrm {av} = \ frac {3 \ cdot \ sqrt 6 \ cdot V_ \ mathrm {LN}} {2 \ pi}} [/ math] ≈ 1,17 ⋅ [math] \ displaystyle {V_ \ mathrm {LN}} [/ math]
Трехфазная двухполупериодная схема с использованием трансформатора с центральным отводом
Схема управляемого трехфазного двухполупериодного выпрямителя с тиристорами в качестве переключающих элементов, с трансформатором с центральным отводом, без учета индуктивности питания

Если питание переменного тока подается через трансформатор с центральным ответвлением, можно получить схему выпрямителя с улучшенными характеристиками гармоник.Для этого выпрямителя теперь требуется шесть диодов, по одному на каждом конце каждой вторичной обмотки трансформатора. Эта схема имеет шесть импульсов и, по сути, может рассматриваться как шестифазная полуволновая схема.

До того, как стали доступны твердотельные устройства, полуволновая схема и двухполупериодная схема с использованием трансформатора с центральным отводом очень широко использовались в промышленных выпрямителях с ртутно-дуговыми клапанами. [4] Это произошло потому, что три или шесть входов источника питания переменного тока можно было подавать на соответствующее количество анодных электродов на одном резервуаре с общим катодом.

С появлением диодов и тиристоров эти схемы стали менее популярными, а трехфазная мостовая схема стала наиболее распространенной схемой.

Выпрямитель мостовой трехфазный неуправляемый
Автомобильный генератор в разобранном виде с шестью диодами, составляющими двухполупериодный трехфазный мостовой выпрямитель.

Для неуправляемого трехфазного мостового выпрямителя используется шесть диодов, и схема снова имеет количество импульсов шесть. По этой причине его также часто называют шестипульсным мостом.В упрощенном виде схему B6 можно рассматривать как последовательное соединение двух трехпульсных центральных цепей.

Для применений с низким энергопотреблением двойные диоды, соединенные последовательно, с анодом первого диода, соединенным с катодом второго, изготавливаются как единый компонент для этой цели. У некоторых имеющихся в продаже двойных диодов есть все четыре клеммы, поэтому пользователь может настроить их для использования с однофазным разделенным питанием, полумостом или трехфазным выпрямителем.

Для приложений с более высокой мощностью обычно используется одно дискретное устройство для каждого из шести плеч моста.Для самых высоких мощностей каждое плечо моста может состоять из десятков или сотен отдельных устройств, включенных параллельно (где требуется очень большой ток, например, при выплавке алюминия) или последовательно (где требуются очень высокие напряжения, например, в высоковольтная передача электроэнергии постоянного тока). \ circ \ right) = \ frac {3 \ cdot \ sqrt 3 \ cdot V_ \ mathrm {peak}} {\ pi} \ cdot \ Biggl [- \ left (- \ frac {1} {2} \ right) + \ frac {1} {2} \ Biggl] = \ frac {3 \ cdot \ sqrt {3} \ cdot V_ \ mathrm {peak}} {\ pi}} [/ math]

⇒ [математика] \ displaystyle {V_ \ mathrm {dc} = V_ \ mathrm {av} = \ frac {3 \ cdot \ sqrt {3} \ cdot \ sqrt 2 \ cdot V_ \ mathrm {LN}} {\ pi}} [/ math] ⇒ [math] \ displaystyle {V_ \ mathrm {av} = \ frac {3 \ cdot \ sqrt 6 \ cdot V_ \ mathrm {LN}} {\ pi}} [/ math] ≈ 2 , 34 ⋅ [math] \ displaystyle {V_ \ mathrm {LN}} [/ math]
Формы выходных сигналов трехфазного переменного тока, полуволнового и двухполупериодного выпрямленного постоянного тока

Если трехфазный мостовой выпрямитель работает симметрично (как положительное, так и отрицательное напряжение питания), центральная точка выпрямителя на выходной стороне (или так называемый изолированный опорный потенциал) противоположна центральной точке трансформатора (или нейтральный проводник) имеет разность потенциалов в виде треугольного синфазного напряжения.По этой причине эти два центра никогда не должны быть соединены друг с другом, иначе могут протекать токи короткого замыкания. Таким образом, заземление трехфазного мостового выпрямителя при симметричном режиме работы развязано от нейтрального проводника или земли сетевого напряжения. При питании от трансформатора возможно заземление центральной точки моста при условии, что вторичная обмотка трансформатора электрически изолирована от напряжения сети и точка звезды вторичной обмотки не находится на земле.Однако в этом случае (пренебрежимо малые) токи утечки протекают по обмоткам трансформатора.

Синфазное напряжение формируется из соответствующих средних значений разницы между положительным и отрицательным фазными напряжениями, которые образуют пульсирующее напряжение постоянного тока. Пиковое значение дельта-напряжения [math] \ displaystyle {\ hat v _ {\ mathrm {common-mode}}} [/ math] составляет ¼ пикового значения фазного входного напряжения [math] \ displaystyle {V_ \ mathrm {peak}} [/ math] и вычисляется с помощью [math] \ displaystyle {V_ \ mathrm {peak}} [/ math] минус половина напряжения постоянного тока при 60 ° периода:

[математика] \ displaystyle {\ hat v _ {\ mathrm {common-mode}} = V_ \ mathrm {peak} — \ frac {\ sqrt 3 \ cdot V_ \ mathrm {peak} \ cdot \ sin 60 ^ \ circ } {2} = V_ \ mathrm {пик} \ cdot \ Biggl (1- \ frac {\ sqrt 3 \ cdot \ sin 60 ^ \ circ} {2} \ Biggl)} [/ math] = [математика] \ displaystyle {V_ \ mathrm {peak}} [/ math] · 0,25

Среднеквадратичное значение синфазного напряжения рассчитывается из форм-фактора для треугольных колебаний:

[math] \ displaystyle {V _ {\ mathrm {common-mode}} = \ frac {\ hat v _ {\ mathrm {common-mode}}} {\ sqrt 3}} [/ math]

Если Схема работает асимметрично (как простое напряжение питания с одним положительным полюсом), как положительный, так и отрицательный полюса (или изолированный опорный потенциал) пульсируют напротив центра (или земли) входного напряжения аналогично положительному и отрицательному осциллограммы фазных напряжений.Однако различия в фазных напряжениях приводят к шестиимпульсному постоянному напряжению (в течение периода). Строгое отделение центра трансформатора от отрицательного полюса (в противном случае будут протекать токи короткого замыкания) или возможное заземление отрицательного полюса при питании от изолирующего трансформатора применимы, соответственно, к симметричной работе.

Трехфазный мостовой выпрямитель с управлением

В управляемом трехфазном мостовом выпрямителе вместо диодов используются тиристоры.Выходное напряжение уменьшается на коэффициент cos (α):

[математика] \ displaystyle {V_ \ mathrm {dc} = V_ \ mathrm {av} = \ frac {3 \ cdot {\ sqrt 3} \ cdot V_ \ mathrm {peak}} {\ pi} \ cdot \ cos \ alpha} [/ math]

Или, выраженное через линейное входное напряжение: [5]

[математика] \ displaystyle {V_ \ mathrm {dc} = V_ \ mathrm {av} = \ frac {3 \ cdot V_ \ mathrm {LLpeak}} {\ pi} \ cdot \ cos \ alpha} [/ math]

Где:

В LLpeak , пиковое значение линейных входных напряжений,
В пиковое значение , пиковое значение фазных входных напряжений (между фазой и нейтралью),
α, угол включения тиристора (0, если для выпрямления используются диоды)

Приведенные выше уравнения действительны только в том случае, если ток не поступает из источника переменного тока или в теоретическом случае, когда соединения источника переменного тока не имеют индуктивности.На практике индуктивность источника питания вызывает снижение выходного напряжения постоянного тока с увеличением нагрузки, обычно в диапазоне 10–20% при полной нагрузке.

Влияние индуктивности питания заключается в замедлении процесса переключения (называемого коммутацией) от одной фазы к другой. В результате при каждом переходе между парой устройств существует период перекрытия, в течение которого три (а не два) устройства в мосте проводят одновременно. Угол перекрытия обычно обозначается символом μ (или u) и может составлять 20–30 ° при полной нагрузке.

С учетом индуктивности питания выходное напряжение выпрямителя уменьшается до:

[математика] \ displaystyle {V_ \ mathrm {dc} = V_ \ mathrm {av} = \ frac {3 \ cdot V_ \ mathrm {LLpeak}} {\ pi} \ cdot \ cos (\ alpha + \ mu) } [/ math]

Угол перекрытия μ напрямую связан с постоянным током, и приведенное выше уравнение можно переформулировать как:

[математика] \ displaystyle {{V_ \ mathrm {dc} = V_ \ mathrm {av} = \ frac {3 \ cdot V_ \ mathrm {LLpeak}} {\ pi} \ cdot \ cos (\ alpha)} — {6 f L_ \ mathrm {c} I_ \ mathrm {d}}} [/ math]

Где:

L c , коммутирующая индуктивность на фазу
I d , постоянный ток
Трехфазный мостовой выпрямитель Гретца при альфа = 0 ° без перекрытия Трехфазный мостовой выпрямитель Гретца при альфа = 0 ° с углом перекрытия 20 °
Трехфазный мостовой выпрямитель Гретца с альфа = 20 ° и углом перекрытия 20 ° Трехфазный мостовой выпрямитель Гретца с альфа = 40 ° и углом перекрытия 20 °
Двенадцатиимпульсный мост
Двенадцатиимпульсный мостовой выпрямитель с тиристорами в качестве переключающих элементов.Один шестиимпульсный мост состоит из тиристоров с четными номерами, другой — из набора с нечетными номерами.

Хотя схемы шестипульсного выпрямителя лучше, чем однофазные или трехфазные полуволновые выпрямители, они по-прежнему создают значительные гармонические искажения как на соединениях переменного, так и на постоянном токе. Для выпрямителей очень большой мощности обычно используется двенадцатипульсное мостовое соединение. Двенадцатиимпульсный мост состоит из двух шестиимпульсных мостовых схем, соединенных последовательно, причем их соединения переменного тока питаются от трансформатора питания, который обеспечивает сдвиг фазы на 30 ° между двумя мостами.Это подавляет многие характерные гармоники, которые создают шестиимпульсные мосты.

Фазовый сдвиг на 30 градусов обычно достигается за счет использования трансформатора с двумя наборами вторичных обмоток: один соединен звездой (звездой), а другой — треугольником.

Выпрямители с умножением напряжения

Главная страница: Разработка: Умножитель напряжения
Переключаемый полный мост / удвоитель напряжения.

Простой однополупериодный выпрямитель может быть построен в двух электрических конфигурациях с диодами, направленными в противоположных направлениях, одна версия подключает отрицательную клемму выхода напрямую к источнику переменного тока, а другая подключает положительную клемму выхода напрямую к переменному току. поставка.Комбинируя оба этих параметра с отдельным сглаживанием выходного сигнала, можно получить выходное напряжение, почти вдвое превышающее пиковое входное напряжение переменного тока. Это также обеспечивает отвод посередине, что позволяет использовать такую ​​схему в качестве источника питания с раздельной шиной.

Вариантом этого является использование двух последовательно соединенных конденсаторов для сглаживания выходного сигнала на мостовом выпрямителе, а затем установка переключателя между средней точкой этих конденсаторов и одной из входных клемм переменного тока. При разомкнутом переключателе эта схема действует как обычный мостовой выпрямитель.Когда переключатель замкнут, он действует как выпрямитель с удвоением напряжения. Другими словами, это позволяет легко получить напряжение примерно 320 В (± 15%, прибл.) Постоянного тока из любого источника питания 120 В или 230 В в мире, которое затем можно подать в относительно простой коммутируемый режим. источник питания. Однако для заданной желаемой пульсации значение обоих конденсаторов должно быть вдвое больше, чем значение одного конденсатора, требуемого для обычного мостового выпрямителя; когда переключатель замкнут, каждый из них должен фильтровать выход полуволнового выпрямителя, а когда переключатель разомкнут, два конденсатора соединены последовательно с эквивалентной величиной, равной половине одного из них.

Умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона

Для создания умножителя напряжения можно добавить каскадные диодные и конденсаторные каскады (схема Кокрофта-Уолтона). Эти схемы способны создавать потенциал выходного постоянного напряжения, примерно в десять раз превышающий пиковое входное напряжение переменного тока, что на практике ограничивается токовой нагрузкой и проблемами регулирования напряжения. Диодные умножители напряжения, часто используемые в качестве промежуточного каскада повышения или первичного источника высокого напряжения (ВН), используются в источниках питания высоковольтных лазеров, питающих устройствах, таких как электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) (например, те, которые используются в телевидении на ЭЛТ, радарах и сонарах. дисплеев), устройства для усиления фотонов, используемые в усилителях изображения и фотоумножителях (ФЭУ), и радиочастотные (RF) устройства на основе магнетронов, используемые в радиолокационных передатчиках и микроволновых печах.До появления полупроводниковой электроники в бестрансформаторных ламповых приемниках, питаемых непосредственно от сети переменного тока, иногда использовались удвоители напряжения для генерации примерно 300 В постоянного тока из линии электропередачи 100–120 В.

Количественная оценка выпрямителей

В этом разделе отсутствует информация о коэффициентах преобразования, по крайней мере, для трехфазного однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей, поскольку эти выпрямители имеют свои собственные разделы в этой статье. .Пожалуйста, разверните раздел, чтобы включить эту информацию. Более подробная информация может быть на странице обсуждения. (октябрь 2017 г.)

Несколько соотношений используются для количественной оценки функции и производительности выпрямителей или их выхода, включая коэффициент использования трансформатора (TUF), коэффициент преобразования ( η ), коэффициент пульсации, форм-фактор , и пик-фактор. Двумя основными показателями являются постоянное напряжение (или смещение) и пульсирующее напряжение пик-пик, которые являются составными компонентами выходного напряжения.

Коэффициент преобразования

Коэффициент преобразования (также называемый «коэффициентом выпрямления» и, что сбивает с толку, «КПД») η определяется как отношение выходной мощности постоянного тока к входной мощности от источника переменного тока. Даже с идеальными выпрямителями это соотношение меньше 100%, потому что некоторая выходная мощность является мощностью переменного тока, а не постоянного тока, что проявляется в виде пульсации, наложенной на форму сигнала постоянного тока. Это соотношение можно улучшить с помощью схем сглаживания, которые уменьшают пульсации и, следовательно, уменьшают содержание переменного тока на выходе.Коэффициент преобразования уменьшается из-за потерь в обмотках трансформатора и рассеяния мощности в самом выпрямительном элементе. Это соотношение не имеет большого практического значения, потому что за выпрямителем почти всегда следует фильтр для увеличения постоянного напряжения и уменьшения пульсаций. В некоторых трехфазных и многофазных приложениях коэффициент преобразования достаточно высок, поэтому схемы сглаживания не нужны. [6] В других схемах, таких как цепи нагревателя накала в электронике вакуумных ламп, где нагрузка почти полностью резистивная, схема сглаживания может быть опущена, потому что резисторы рассеивают мощность как переменного, так и постоянного тока, поэтому мощность не теряется.

Для однополупериодного выпрямителя коэффициент очень скромный.

[math] \ displaystyle {P_ \ mathrm {AC} = {V_ \ mathrm {peak} \ over 2} \ cdot {I_ \ mathrm {peak} \ over 2}} [/ math] (делители равны 2, а чем √2, потому что в отрицательном полупериоде мощность не поступает)
[math] \ displaystyle {P_ \ mathrm {DC} = {V_ \ mathrm {peak} \ over \ pi} \ cdot {I_ \ mathrm {peak} \ over \ pi}} [/ math]

Таким образом, максимальный коэффициент преобразования для полуволнового выпрямителя равен,

[math] \ displaystyle {\ eta = {P_ \ mathrm {DC} \ over P_ \ mathrm {AC}} \ примерно 40.5 \%} [/ math]

Аналогично для двухполупериодного выпрямителя

[математика] \ displaystyle {P_ \ mathrm {AC} = {V_ \ mathrm {peak} \ over \ sqrt 2} \ cdot {I_ \ mathrm {peak} \ over \ sqrt 2}} [/ math]
[математика] \ displaystyle {P_ \ mathrm {DC} = {2 \ cdot V_ \ mathrm {peak} \ over \ pi} \ cdot {2 \ cdot I_ \ mathrm {peak} \ over \ pi}} [/ math]
[math] \ displaystyle {\ eta = {P_ \ mathrm {DC} \ over P_ \ mathrm {AC}} \ приблизительно 81,0 \%} [/ math]

Трехфазные выпрямители, особенно Трехфазные двухполупериодные выпрямители имеют гораздо более высокие коэффициенты преобразования, потому что пульсации по своей сути меньше.

Для трехфазного однополупериодного выпрямителя,

[математика] \ displaystyle {P_ \ mathrm {AC} = 3 \ cdot {V_ \ mathrm {peak} \ over 2} \ cdot {I_ \ mathrm {peak} \ over 2}} [/ math]
[математика] \ displaystyle {P_ \ mathrm {DC} = \ frac {3 \ cdot \ sqrt {3} \ cdot V_ \ mathrm {peak}} {2 \ pi} \ cdot \ frac {3 \ cdot \ sqrt { 3} \ cdot I_ \ mathrm {peak}} {2 \ pi}} [/ math]

Для трехфазного двухполупериодного выпрямителя

[математика] \ displaystyle {P_ \ mathrm {AC} = 3 \ cdot {V_ \ mathrm {peak} \ over \ sqrt 2} \ cdot {I_ \ mathrm {peak} \ over \ sqrt 2}} [/ math ]
[математика] \ displaystyle {P_ \ mathrm {DC} = \ frac {3 \ cdot \ sqrt {3} \ cdot V_ \ mathrm {peak}} \ pi \ cdot \ frac {3 \ cdot \ sqrt {3} \ cdot I_ \ mathrm {peak}} \ pi} [/ math]

Коэффициент использования трансформатора

Коэффициент использования трансформатора (TUF) схемы выпрямителя определяется как отношение мощности постоянного тока, доступной на входном резисторе, к номинальному значению переменного тока выходной катушки трансформатора. [7] [8]

[математика] \ displaystyle { T.U.F = \ frac {P_ {odc}} {\ mathrm {VA \ rating \ of \ transformer}} } [/ математика]

[math] \ displaystyle {VA} [/ math] рейтинг трансформатора можно определить как [math] \ displaystyle { VA = V _ {\ mathrm {rms}} \ dot I _ {\ mathrm {rms}} (\ mathrm {Для \ вторичной \ катушки.}) } [/ математика]

Падение напряжения выпрямителя

Реальный выпрямитель обычно снижает часть входного напряжения (падение напряжения для кремниевых устройств обычно составляет 0.7 вольт плюс эквивалентное сопротивление, в общем нелинейное), а на высоких частотах искажает форму сигнала другими способами. В отличие от идеального выпрямителя, он рассеивает некоторую мощность.

Аспектом большей части выпрямления является потеря от пикового входного напряжения до пикового выходного напряжения, вызванная встроенным падением напряжения на диодах (около 0,7 В для обычных кремниевых диодов с p – n переходом и 0,3 В для диодов Шоттки. ). Полупериодное выпрямление и двухполупериодное выпрямление с использованием вторичной обмотки с центральным отводом приводит к падению пикового напряжения в одно падение на диоде.Мостовое выпрямление имеет потерю двух диодных падений. Это снижает выходное напряжение и ограничивает доступное выходное напряжение, если необходимо выпрямить очень низкое переменное напряжение. Поскольку диоды не проводят ниже этого напряжения, цепь пропускает ток только в течение части каждого полупериода, вызывая короткие сегменты нулевого напряжения (где мгновенное входное напряжение ниже одного или двух падений диода) появляются между каждым «горбом». «.

Пиковые потери очень важны для выпрямителей низкого напряжения (например, 12 В или меньше), но незначительны в высоковольтных приложениях, таких как системы передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения.

Гармонические искажения

Нелинейные нагрузки, такие как выпрямители, создают гармоники тока частоты источника на стороне переменного тока и гармоники напряжения частоты источника на стороне постоянного тока из-за поведения переключения.

Сглаживание выхода выпрямителя

Вход переменного тока (желтый) и выход постоянного тока (зеленый) однополупериодного выпрямителя со сглаживающим конденсатором. Обратите внимание на пульсацию сигнала постоянного тока.

Хотя однополупериодное и двухполупериодное выпрямители обеспечивают однонаправленный ток, ни одно из них не дает постоянного напряжения.Существует большая составляющая пульсаций переменного напряжения на частоте источника для полуволнового выпрямителя и вдвое превышающая частоту источника для двухполупериодного выпрямителя. Напряжение пульсаций обычно указывается в размахе. Для получения постоянного постоянного тока из выпрямленного переменного тока требуется сглаживающая цепь или фильтр. В простейшей форме это может быть просто конденсатор (также называемый фильтром, резервуаром или сглаживающим конденсатором), дроссель, резистор, стабилитрон и резистор или регулятор напряжения, размещенный на выходе выпрямителя.На практике в большинстве сглаживающих фильтров используется несколько компонентов для эффективного снижения пульсаций напряжения до уровня, допустимого для схемы.

Двухполупериодный диодно-мостовой выпрямитель с параллельным RC-шунтирующим фильтром

Конденсатор фильтра высвобождает свою накопленную энергию в течение той части цикла переменного тока, когда источник переменного тока не подает никакой энергии, то есть когда источник переменного тока меняет направление протекания тока.

Производительность с источником с низким сопротивлением

На приведенной выше диаграмме показаны характеристики резервуара от источника с почти нулевым сопротивлением, такого как сеть.По мере увеличения напряжения выпрямителя он заряжает конденсатор, а также подает ток на нагрузку. В конце четверти цикла конденсатор заряжается до своего пикового значения Vp напряжения выпрямителя. После этого напряжение выпрямителя начинает уменьшаться до минимального значения Vmin, когда оно входит в следующую четверть цикла. Это инициирует разряд конденсатора через нагрузку.

Размер конденсатора C определяется допустимой величиной пульсации r, где r = (Vp-Vmin) / Vp. [9]

Эти цепи очень часто питаются от трансформаторов и имеют значительное сопротивление. Сопротивление трансформатора изменяет форму волны накопительного конденсатора, изменяет пиковое напряжение и вызывает проблемы с регулированием.

Входной фильтр конденсатора

Для данной нагрузки выбор сглаживающего конденсатора является компромиссом между снижением пульсирующего напряжения и увеличением пульсационного тока. Пиковый ток определяется скоростью нарастания напряжения питания на переднем фронте входящей синусоидальной волны, уменьшенной сопротивлением обмоток трансформатора.Высокие токи пульсаций увеличивают потери I 2 R (в виде тепла) в обмотках конденсатора, выпрямителя и трансформатора и могут превышать допустимую нагрузку на компоненты или номинальную мощность трансформатора в ВА. Выпрямители с вакуумной трубкой определяют максимальную емкость входного конденсатора, а выпрямители с SS-диодами также имеют ограничения по току. Конденсаторы для этого приложения требуют низкого ESR, иначе ток пульсации может их перегреть. Чтобы ограничить пульсации напряжения заданным значением, требуемый размер конденсатора пропорционален току нагрузки и обратно пропорционален частоте питания и количеству выходных пиков выпрямителя за цикл входа.Для двухполупериодного выпрямленного выхода требуется конденсатор меньшего размера, поскольку он вдвое превышает частоту полуволнового выпрямленного выхода. Чтобы снизить пульсации до удовлетворительного предела с помощью всего лишь одного конденсатора, часто требуется конденсатор непрактичного размера. Это связано с тем, что номинальный ток пульсации конденсатора не увеличивается линейно с размером, а также могут быть ограничения по высоте. Для приложений с высоким током вместо них используются батареи конденсаторов.

Фильтр на входе дросселя

Также можно поместить выпрямленный сигнал в фильтр на входе дросселя.Преимущество этой схемы состоит в том, что форма волны тока более плавная: ток потребляется в течение всего цикла, а не импульсами на пиках переменного напряжения в каждом полупериоде, как в конденсаторном входном фильтре. Недостатком является то, что выходное напряжение намного ниже — среднее значение полупериода переменного тока, а не пиковое; это примерно 90% среднеквадратичного напряжения по сравнению с умноженным на [math] \ displaystyle {\ sqrt 2} [/ math] среднеквадратичным напряжением (без нагрузки) для конденсаторного входного фильтра. Это смещение обеспечивает превосходное регулирование напряжения и более высокий доступный ток, что снижает требования к пиковому напряжению и току пульсаций на компонентах источника питания.Для индукторов требуются сердечники из железа или других магнитных материалов, что увеличивает их вес и размер. Поэтому их использование в источниках питания для электронного оборудования сократилось в пользу полупроводниковых схем, таких как регуляторы напряжения. [10]

Резистор в качестве входного фильтра

В случаях, когда пульсации напряжения незначительны, например, в зарядных устройствах аккумуляторов, входной фильтр может быть одним последовательным резистором для регулировки выходного напряжения в соответствии с требованиями схемы. Резистор пропорционально снижает выходное напряжение и пульсирующее напряжение.Недостатком входного фильтра резистора является то, что он потребляет мощность в виде отработанного тепла, которое недоступно для нагрузки, поэтому он используется только в слаботочных цепях.

Фильтры высшего порядка и каскадные фильтры

Для дальнейшего уменьшения пульсаций за начальным фильтрующим элементом могут быть установлены дополнительные компоненты переменного последовательного и шунтирующего фильтров или регулятор напряжения. Компоненты последовательного фильтра могут быть резисторами или дросселями; шунтирующие элементы могут быть резисторами или конденсаторами. Фильтр может повышать напряжение постоянного тока как а также уменьшить пульсацию.Фильтры часто состоят из пар последовательных / шунтирующих компонентов, называемых RC-секциями (последовательный резистор, шунтирующий конденсатор) или LC (последовательный дроссель, шунтирующий конденсатор). Две распространенные геометрии фильтров известны как фильтры Pi (конденсатор, дроссель, конденсатор) и T (дроссель, конденсатор, дроссель). Иногда последовательными элементами являются резисторы — потому что резисторы меньше и дешевле — когда более низкий выход постоянного тока желателен или допустим. Другой разновидностью фильтра особой геометрии является последовательный резонансный дроссель или настроенный дроссельный фильтр.В отличие от фильтров с другой геометрией, которые представляют собой фильтры нижних частот, резонансный дроссельный фильтр является полосовым фильтром: это параллельная комбинация дросселя и конденсатора, которая резонирует на частоте пульсационного напряжения, создавая очень высокий импеданс для пульсации. . За ним может последовать шунтирующий конденсатор для завершения фильтра.

Регуляторы напряжения

Более обычной альтернативой дополнительным фильтрующим компонентам, если нагрузка постоянного тока требует очень низких пульсаций напряжения, является установка регулятора напряжения после входного фильтра.Стабилизатор напряжения работает по другому принципу, чем фильтр, который, по сути, представляет собой делитель напряжения, который шунтирует напряжение с частотой пульсаций от нагрузки. Скорее, регулятор увеличивает или уменьшает ток, подаваемый на нагрузку, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение.

Простой пассивный шунтирующий стабилизатор напряжения может состоять из последовательного резистора для понижения напряжения источника до требуемого уровня и шунта на стабилитроне с обратным напряжение, равное установленному напряжению. Когда входное напряжение возрастает, диод сбрасывает ток, чтобы поддерживать установленное выходное напряжение.Этот тип стабилизатора обычно используется только в цепях низкого напряжения и тока, поскольку стабилитроны имеют ограничения как по напряжению, так и по току. Еще он очень неэффективен, так как сбрасывает лишний ток, недоступный нагрузке.

Более эффективная альтернатива шунтирующему регулятору напряжения — активная схема регулятора напряжения. В активном регуляторе используются реактивные компоненты для хранения и разряда энергии, так что большая часть или весь ток, подаваемый выпрямителем, передается на нагрузку.Он также может использовать отрицательную и положительную обратную связь в сочетании по крайней мере с одним компонентом усиления напряжения, таким как транзистор, для поддержания выходного напряжения при падении напряжения источника. Входной фильтр должен предотвращать падение пульсаций ниже минимального напряжения, требуемого регулятором для получения требуемого выходного напряжения. Регулятор служит как для значительного уменьшения пульсаций, так и для устранения отклонений в характеристиках питания и нагрузки.

Приложения

Основное применение выпрямителей — получение энергии постоянного тока от источника переменного тока (преобразователь переменного тока в постоянный).Выпрямители используются в блоках питания практически всего электронного оборудования. Источники питания переменного / постоянного тока можно в общих чертах разделить на линейные источники питания и импульсные источники питания. В таких источниках питания выпрямитель будет включен последовательно за трансформатором, за ним будет следовать сглаживающий фильтр и, возможно, регулятор напряжения.

Преобразование постоянного тока из одного напряжения в другое намного сложнее. Один метод преобразования постоянного тока в постоянный сначала преобразует мощность в переменный ток (с помощью устройства, называемого инвертором), затем использует трансформатор для изменения напряжения и, наконец, выпрямляет мощность обратно в постоянный ток.Обычно используется частота в несколько десятков килогерц, поскольку для этого требуется гораздо меньшая индуктивность, чем на более низких частотах, и исключается использование тяжелых, громоздких и дорогих устройств с железным сердечником. В другом методе преобразования постоянного напряжения используется накачка заряда с использованием быстрого переключения для изменения соединений конденсаторов; этот метод обычно ограничивается мощностью до пары ватт из-за размера требуемых конденсаторов.

Выходное напряжение двухполупериодного выпрямителя с управляемыми тиристорами Выпрямители

также используются для обнаружения радиосигналов с амплитудной модуляцией.Перед обнаружением сигнал может быть усилен. В противном случае следует использовать диод с очень низким падением напряжения или диод с фиксированным напряжением. При использовании выпрямителя для демодуляции необходимо тщательно согласовать сопротивление конденсатора и нагрузки: слишком низкая емкость заставляет высокочастотную несущую проходить к выходу, а слишком высокая заставляет конденсатор просто заряжаться и оставаться заряженным.

Выпрямители подают поляризованное напряжение для сварки. В таких схемах требуется контроль выходного тока; Иногда это достигается заменой некоторых диодов в мостовом выпрямителе тиристорами, то есть диодами, выходное напряжение которых можно регулировать путем включения и выключения с помощью фазных контроллеров.

Тиристоры используются в различных классах систем железнодорожного подвижного состава, так что можно добиться точного управления тяговыми двигателями. Тиристоры отключения затвора используются для выработки переменного тока от источника постоянного тока, например, в поездах Eurostar для питания трехфазных тяговых двигателей. [11]

Ректификационные технологии

Электромеханический

Примерно до 1905 года, когда были разработаны ламповые выпрямители, устройства преобразования энергии имели чисто электромеханическую конструкцию.В механических выпрямителях использовалась некоторая форма вращения или резонансной вибрации, приводимой в действие электромагнитами, которые приводили в действие переключатель или коммутатор для изменения направления тока.

Эти механические выпрямители были шумными и требовали больших затрат на техническое обслуживание. Подвижные части имели трение, которое требовало смазки и замены из-за износа. Размыкание механических контактов под нагрузкой приводило к возникновению электрических дуг и искр, которые нагревали и разъедали контакты. Они также не могли работать с частотами переменного тока выше нескольких тысяч циклов в секунду.

Выпрямитель синхронный

Для преобразования переменного тока в постоянный в электровозах может использоваться синхронный выпрямитель. (Цитата?) Он состоит из синхронного двигателя, приводящего в действие набор мощных электрических контактов. Двигатель вращается в соответствии с частотой переменного тока и периодически меняет местами подключения к нагрузке в тот момент, когда синусоидальный ток проходит через нулевой уровень. Контакты не должны переключать большой ток, но они должны иметь возможность передавать большой ток для питания тяговых двигателей постоянного тока локомотива.

Вибрационный выпрямитель
Главная страница: Engineering: Механический выпрямитель
Зарядное устройство с вибратором 1922 года. Оно производило 6 А постоянного тока при 6 В для зарядки автомобильных аккумуляторов.

Они состояли из резонансного язычка, вибрирующего под действием переменного магнитного поля, создаваемого электромагнитом переменного тока, с контактами, которые меняли направление тока на отрицательных полупериодах. Они использовались в устройствах с низким энергопотреблением, таких как зарядные устройства для аккумуляторов, для выпрямления низкого напряжения, создаваемого понижающим трансформатором.Другое применение было в источниках питания от батарей для портативных радиоприемников на электронных лампах, чтобы обеспечить высокое постоянное напряжение для ламп. Они работали как механическая версия современных твердотельных переключающих инверторов с трансформатором для повышения напряжения батареи и набором контактов вибратора на сердечнике трансформатора, управляемым его магнитным полем, для многократного прерывания тока батареи постоянного тока для создания импульсный переменный ток для питания трансформатора. Затем второй набор контактов выпрямителя на вибраторе выпрямлял высокое переменное напряжение от вторичной обмотки трансформатора до постоянного тока.

Мотор-генератор
Небольшая мотор-генераторная установка

Мотор-генератор или аналогичный роторный преобразователь не является строго выпрямителем, поскольку на самом деле не выпрямляет ток , а, скорее, генерирует постоянного тока из источника переменного тока. В «наборе M-G» вал двигателя переменного тока механически соединен с валом генератора постоянного тока. Генератор постоянного тока вырабатывает многофазные переменные токи в своих обмотках якоря, которые коммутатор на валу якоря преобразует в выход постоянного тока; или униполярный генератор производит постоянный ток без необходимости в коммутаторе.Наборы MG полезны для производства постоянного тока для тяговых двигателей железных дорог, промышленных двигателей и других сильноточных приложений и были распространены во многих источниках постоянного тока большой мощности (например, в проекторах угольно-дуговых ламп для уличных кинотеатров) до того, как стали применяться мощные полупроводники. широко доступный.

Электролитический

Электролитический выпрямитель [12] был устройством начала двадцатого века, которое больше не используется. Самодельная версия проиллюстрирована в книге 1913 года Мальчик-механик [13] , но она подходит для использования только при очень низких напряжениях из-за низкого напряжения пробоя и риска поражения электрическим током.Более сложное устройство такого типа было запатентовано Дж. У. Карпентером в 1928 г. (патент США 1671970). [14]

Когда два разных металла находятся во взвешенном состоянии в растворе электролита, постоянный ток, протекающий в одном направлении через раствор, испытывает меньшее сопротивление, чем в другом направлении. В электролитических выпрямителях чаще всего используются алюминиевый анод и свинцовый или стальной катод, суспендированные в растворе ортофосфата аммония.

Выпрямляющее действие происходит из-за тонкого покрытия из гидроксида алюминия на алюминиевом электроде, образованного сначала путем подачи сильного тока на элемент для создания покрытия.Процесс ректификации чувствителен к температуре, и для достижения максимальной эффективности не должен работать при температуре выше 86 ° F (30 ° C). Также существует пробивное напряжение в местах проникновения покрытия и короткого замыкания ячейки. Электрохимические методы часто более хрупкие, чем механические, и могут быть чувствительны к вариациям в использовании, которые могут резко изменить или полностью нарушить процессы ректификации.

Подобные электролитические устройства использовались в качестве молниеотводов примерно в ту же эпоху путем подвешивания многих алюминиевых конусов в резервуаре с раствором ортофосфата аммония.В отличие от выпрямителя, описанного выше, использовались только алюминиевые электроды, которые использовались на переменном токе, не было поляризации и, следовательно, действия выпрямителя, но химический состав был аналогичным. [15]

Современный электролитический конденсатор, важный компонент большинства схем выпрямителя, также был разработан на основе электролитического выпрямителя.

Тип плазмы

Развитие ламповой технологии в начале 20 века привело к изобретению различных ламповых выпрямителей, которые в значительной степени заменили шумные и неэффективные механические выпрямители.

Меркурий-дуга
Основная страница: Химия: Ртутно-дуговый клапан

Ранняя трехфазная промышленная выпрямительная трубка на парах ртути

Ртутно-дуговый клапан на 150 кВ на гидроэлектростанции Манитоба, Рэдиссон, Канада преобразовал гидроэнергетику переменного тока в постоянный ток для передачи на дальние расстояния города.

Выпрямитель, используемый в системах электропередачи постоянного тока высокого напряжения (HVDC) и промышленной обработке в период с 1909 по 1975 год, представляет собой ртутно-дуговый выпрямитель или ртутно-дуговый клапан .Устройство заключено в стеклянный сосуд с луковицей или большую металлическую ванну. Один электрод, катод, погружен в резервуар с жидкой ртутью на дне резервуара, а один или несколько графитовых электродов высокой чистоты, называемых анодами, подвешены над резервуаром. Для зажигания и поддержания дуги может быть несколько вспомогательных электродов. Когда между катодной ванной и подвешенными анодами возникает электрическая дуга, поток электронов течет от катода к анодам через ионизированную ртуть, но не наоборот (в принципе, это более мощный аналог выпрямления пламенем, который использует те же свойства односторонней передачи тока, что и плазма, естественно присутствующая в пламени).

Эти устройства могут использоваться на уровнях мощности в сотни киловатт и могут быть сконструированы для обработки от одной до шести фаз переменного тока. Ртутно-дуговые выпрямители были заменены кремниевыми полупроводниковыми выпрямителями и мощными тиристорными схемами в середине 1970-х годов. Самые мощные из когда-либо построенных ртутно-дуговых выпрямителей были установлены в проекте HVDC Manitoba Hydro Nelson River Bipole с суммарной мощностью более 1 ГВт и 450 кВ. [16] [17]

Электронная трубка на газе аргоне
Луковицы тунгара образца 1917 г., 2 ампера (слева) и 6 ампер

Выпрямитель General Electric Tungar представлял собой пары ртути (напр.: 5B24) или аргоновое (например: 328) устройство с газовой электронной лампой с катодом из вольфрамовой нити и угольным анодом. Он работал аналогично термоэмиссионному диоду на вакуумной трубке, но газ в трубке ионизировался во время прямой проводимости, что давало ему гораздо меньшее падение прямого напряжения, поэтому он мог выпрямлять более низкие напряжения. Он использовался для зарядных устройств аккумуляторов и аналогичных приложений с 1920-х годов, пока его не вытеснили более дешевые металлические выпрямители, а затем и полупроводниковые диоды. Они были рассчитаны на несколько сотен вольт и несколько ампер и по некоторым размерам сильно напоминали лампу накаливания с дополнительным электродом.

0Z4 представлял собой газонаполненную выпрямительную трубку, которая широко использовалась в автомобильных радиоприемниках с электронными лампами в 1940-х и 1950-х годах. Это была обычная двухполупериодная выпрямительная лампа с двумя анодами и одним катодом, но она была уникальна тем, что не имела нити накала (отсюда «0» в ее типовом номере). Электроды имели такую ​​форму, что обратное напряжение пробоя было намного выше, чем прямое напряжение пробоя. Как только напряжение пробоя было превышено, 0Z4 переключился в состояние с низким сопротивлением с прямым падением напряжения около 24 В.

Трубка вакуумная диодная (вентиль)

Термоэмиссионный ламповый диод, первоначально называвшийся клапаном Флеминга, был изобретен Джоном Амброузом Флемингом в 1904 году в качестве детектора радиоволн в радиоприемниках и превратился в обычный выпрямитель. Он состоял из вакуумированной стеклянной колбы с нитью накала, нагреваемой отдельным током, и металлической пластины анода. Нить накала испускала электроны за счет термоэлектронной эмиссии (эффект Эдисона), открытого Томасом Эдисоном в 1884 году, и положительное напряжение на пластине вызывало ток электронов через трубку от волокна к пластине.Поскольку только нить накала генерирует электроны, трубка будет проводить ток только в одном направлении, позволяя трубке выпрямлять переменный ток.

Термоэлектронные диодные выпрямители широко использовались в источниках питания в электронных устройствах с электронными лампами, таких как фонографы, радиоприемники и телевизоры, например, в радиоприемнике All American Five, для обеспечения высокого пластинчатого напряжения постоянного тока, необходимого для других электронных ламп. «Двухполупериодные» версии с двумя отдельными пластинами были популярны, потому что их можно было использовать с трансформатором с центральным отводом для создания двухполупериодного выпрямителя.Выпрямители с вакуумной трубкой были изготовлены для очень высоких напряжений, такие как источник питания высокого напряжения для электронно-лучевой трубки телевизионных приемников и кенотрон, используемый для питания в рентгеновском оборудовании. Однако, по сравнению с современными полупроводниковыми диодами, ламповые выпрямители имеют высокое внутреннее сопротивление из-за объемного заряда и, как следствие, высокие падения напряжения, вызывающие большое рассеивание мощности и низкий КПД. Они редко могут выдерживать токи, превышающие 250 мА из-за ограничений рассеиваемой мощности пластин, и не могут использоваться для устройств с низким напряжением, таких как зарядные устройства для аккумуляторов.Еще одно ограничение вакуумного лампового выпрямителя состоит в том, что источник питания нагревателя часто требует специальных приспособлений для изоляции его от высоких напряжений в цепи выпрямителя.

Твердотельный

Детектор кристаллов
Основная статья: Техника: Детектор кристаллов
Детектор усов кошки галенита

Кристаллический детектор был первым типом полупроводникового диода. Изобретенный Джагадиш Чандра Бозе и разработанный Дж. У. Пикардом, начиная с 1902 года, он был значительным улучшением по сравнению с более ранними детекторами, такими как когерер.Кристаллический детектор широко использовался до появления электронных ламп. Один популярный тип кристаллического детектора, часто называемый детектором кошачьих усов , состоит из кристалла какого-то полупроводникового минерала, обычно галенита (сульфида свинца), с легкой пружинящей проволокой, касающейся его поверхности. Его хрупкость и ограниченный ток сделали его непригодным для источников питания. В 1930-х годах исследователи уменьшили размер и улучшили кристаллический детектор для использования на микроволновых частотах.

Выпрямители из оксидов селена и меди
Основная статья: Техника: Металлический выпрямитель

Когда-то распространенные, пока не были заменены более компактными и менее дорогими кремниевыми твердотельными выпрямителями в 1970-х годах, в этих устройствах использовались пакеты металлических пластин с оксидным покрытием и преимущества полупроводниковых свойств оксида селена или меди. [18] Хотя селеновые выпрямители были легче по весу и потребляли меньше энергии, чем сопоставимые ламповые выпрямители, они обладали недостатком в виде конечного срока службы, увеличения сопротивления с возрастом и подходили для использования только на низких частотах.Выпрямители из оксида селена и меди несколько лучше выдерживают кратковременные скачки напряжения, чем кремниевые выпрямители.

Обычно эти выпрямители состояли из стопок металлических пластин или шайб, скрепленных центральным болтом, причем количество стопок определялось напряжением; каждая ячейка была рассчитана примерно на 20 В. Выпрямитель автомобильного зарядного устройства мог иметь только одну ячейку: высоковольтный источник питания для вакуумной лампы мог иметь десятки уложенных друг на друга пластин. Плотность тока в селеновой батарее с воздушным охлаждением составляла около 600 мА на квадратный дюйм активной площади (около 90 мА на квадратный сантиметр).

Кремниевые и германиевые диоды
Основная статья: Техника: Диод
Разнообразные кремниевые диоды с разными номинальными токами. Слева мостовой выпрямитель. На трех центральных диодах окрашенная полоса обозначает катодный вывод.

Кремниевые диоды являются наиболее широко используемыми выпрямителями для более низких напряжений и мощностей и в значительной степени заменили другие выпрямители. Благодаря существенно более низкому прямому напряжению (0,3 В против 0,7 В для кремниевых диодов) германиевые диоды имеют неотъемлемое преимущество перед кремниевыми диодами в цепях низкого напряжения.

Высокая мощность: тиристоры и новые кремниевые преобразователи напряжения
Основная страница: Конструирование: выпрямитель с кремниевым управлением
Два из трех блоков тиристорных вентилей большой мощности, используемых для передачи электроэнергии на большие расстояния от плотин Манитоба. Сравните с ртутно-дуговой системой на том же участке плотины, приведенном выше.

В приложениях большой мощности с 1975 по 2000 годы большинство дуговых выпрямителей с ртутным вентилем были заменены пакетами из тиристоров очень большой мощности, кремниевыми устройствами с двумя дополнительными слоями полупроводника по сравнению с простым диодом.

В системах передачи средней мощности даже более сложные и изощренные кремниевые полупроводниковые выпрямительные системы с преобразователем напряжения (VSC), такие как биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) и тиристоры отключения затвора (GTO), уменьшили постоянное напряжение высокого напряжения. системы передачи электроэнергии экономичные. Все эти устройства работают как выпрямители.

(По состоянию на 2009 год) ожидалось, что эти мощные кремниевые «самокоммутирующиеся переключатели», в частности IGBT и вариант тиристора (связанный с GTO), называемый интегрированным тиристором с коммутацией затвора (IGCT), будут масштабированы. — повышение номинальной мощности до такой степени, что они в конечном итоге заменят простые тиристорные системы выпрямления переменного тока для приложений постоянного тока с самой высокой передачей мощности. [19]

Активный выпрямитель
Главная страница: Техника: Активное выпрямление
Падение напряжения на диоде и полевом МОП-транзисторе. Низкое сопротивление в открытом состоянии полевого МОП-транзистора снижает омические потери по сравнению с диодным выпрямителем (в данном случае ниже 32 А), который демонстрирует значительное падение напряжения даже при очень низких уровнях тока. Параллельное подключение двух полевых МОП-транзисторов (розовая кривая) дополнительно снижает потери, в то время как параллельное подключение нескольких диодов не приведет к значительному снижению прямого падения напряжения.

Активное выпрямление — это метод повышения эффективности выпрямления путем замены диодов активно управляемыми переключателями, такими как транзисторы, обычно силовые MOSFET или силовые BJT. [20] В то время как обычные полупроводниковые диоды имеют примерно фиксированное падение напряжения около 0,5–1 вольт, активные выпрямители действуют как сопротивления и могут иметь произвольно низкое падение напряжения.

Исторически переключатели с приводом от вибратора или коммутаторы с приводом от двигателя также использовались для механических выпрямителей и синхронного выпрямления. [21]

Активное выпрямление имеет множество применений. Он часто используется для массивов фотоэлектрических панелей, чтобы избежать обратного тока, который может вызвать перегрев с частичным затемнением при минимальных потерях мощности.

Текущие исследования

Основной областью исследований является разработка высокочастотных выпрямителей, способных выпрямлять терагерцовые и световые частоты. Эти устройства используются для обнаружения оптических гетеродинов, которые находят множество применений в оптоволоконной связи и атомных часах.Другое перспективное применение таких устройств — прямое выпрямление световых волн, улавливаемых крошечными антеннами, называемыми нанотеннами, для выработки электроэнергии постоянного тока. [22] Считается, что антенные решетки могут быть более эффективным средством производства солнечной энергии, чем солнечные элементы.

Смежная область исследований — разработка выпрямителей меньшего размера, поскольку меньшее устройство имеет более высокую частоту среза. В исследовательских проектах делается попытка разработать мономолекулярный выпрямитель — единственную органическую молекулу, которая могла бы функционировать как выпрямитель.

См. Также

Список литературы

  1. ↑ Моррис, Питер Робин (1990). История мировой полупроводниковой промышленности . п. 18. ISBN 978-0-86341-227-1. https://books.google.com/books?id=rslXJmYPjGIC&pg=PA18.
  2. ↑ Lander, Cyril W. (1993). «2. Выпрямительные схемы». Силовая электроника (3-е изд.). Лондон: Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-707714-3.
  3. ↑ Уильямс, Б. У. (1992). «Глава 11». Силовая электроника: устройства, драйверы и приложения (2-е изд.). Бейзингстоук: Макмиллан. ISBN 978-0-333-57351-8.
  4. ↑ Хендрик Рисик (1941). Ртутно-дуговые преобразователи тока [так в оригинале]: введение в теорию и практику устройств пародугового разряда и изучение явлений выпрямления . Сэр И. Питман и сыновья, лтд .. https://books.google.com/books?id=S4MhAAAAMAAJ.
  5. ↑ Кимбарк, Эдвард Уилсон (1971). Передача постоянного тока. (4-е печатн. Изд.). Нью-Йорк: Wiley-Interscience. С. 508. ISBN 978-0-471-47580-4.https://archive.org/details/directcurrenttra0000kimb.
  6. ↑ Венди Миддлтон, Мак Э. Ван Валкенбург (ред.), Справочные данные для инженеров: радио, электроника, компьютер и связь , стр. 14. 13, Newnes, 2002 ISBN: 0-7506-7291-9.
  7. ↑ Рашид, Мухаммад (13.01.2011). РУКОВОДСТВО ПО ЭЛЕКТРОНИКЕ . Эльзевир. п. 153. ISBN 9780123820372. https://books.google.com/books?id=eS1z95mzi28C&pg=PA153.
  8. ↑ А.П. Годсе, У.А. Бакши (1 января 2008 г.). Элементы электронной техники .Технические публикации. п. 8. ISBN 9788184312928. https://books.google.com/books?id=1uP2oVwXEZAC&pg=SA8-PA16.
  9. ↑ Картрайт, Кеннет; Каминский, Edit (2017). «Новые уравнения емкости и пульсации в источниках питания». Латиноамериканский журнал физического образования 11 (1): 1301–01 1301–11. http://www.lajpe.org/mar17/1301_Kenneth_2017.pdf.
  10. ↑ H. P. Westman et al., (Ed), Reference Data for Radio Engineers Fifth Edition , 1968, Howard W.Самс с. 12–14, 12–15, 12–16.
  11. ↑ Mansell, A.D .; Шен, Дж. (1 января 1994 г.). «Импульсные преобразователи в тяговых приложениях». Энергетический журнал 8 (4): 183. DOI: 10.1049 / pe: 19940407.
  12. ↑ Хокинс, Неемия (1914). «54. Выпрямители». Руководство Хокинса по электричеству: Принципы электричества, магнетизма, индукции, экспериментов, динамо-машины . Нью-Йорк: Т. Одель. https://archive.org/details/hawkinselectric02hawkgoog.
  13. ↑ «Как сделать электролитический выпрямитель».Chestofbooks.com. http://chestofbooks.com/crafts/popular-mechanics/The-Boy-Mechanic-700-Things-for-Boys-to-Do/How-To-Make-An-Electrolytic-Rectifier.html.
  14. ↑ «Liquid Rectifier» Патент США 1671970, выдан 1928-06-05.
  15. ↑ Американское техническое общество (1920). Циклопедия прикладного электричества . 2 . Американское техническое общество. п. 487. https://books.google.com/books?id=PcN-AAAAMAAJ.
  16. ↑ Фотографии ртутно-дугового выпрямителя в действии можно увидеть здесь: выпрямитель для глубокого укрытия Belsize Park 1, выпрямитель для глубокого укрытия Belsize Park 2
  17. ↑ Суд, Виджай К. (31 мая 2004 г.). Контроллеры HVDC и FACTS: применение статических преобразователей в энергосистемах . Springer-Verlag. п. 1. ISBN 978-1-4020-7890-3. https://www.amazon.com/gp/reader/1402078900/ref=sib_fs_top?ie=UTF8&p=S00T&checkSum=kIuBlcbI0cpOJz1UiVfSKdIqFhPcDOXQ98WG3SabLpA%3D#reader. «Первые 25 лет высоковольтной передачи постоянного тока поддерживались преобразователями с ртутными дуговыми клапанами до середины 1970-х годов. Следующие 25 лет до 2000 года поддерживались преобразователями с коммутацией линий, использующими тиристорные клапаны.Прогнозируется, что следующие 25 лет будут преобладать преобразователи с принудительной коммутацией [4]. Первоначально эта новая эра с принудительной коммутацией началась с преобразователей с конденсаторной коммутацией (CCC), которые в конечном итоге были заменены самокоммутируемыми преобразователями из-за экономической доступности мощных коммутирующих устройств с их превосходными характеристиками ».
  18. ↑ H. P. Westman et al., (Ed), Reference Data for Radio Engineers, Fifth Edition , 1968, Howard W. Sams and Co., без ISBN, Библиотека Конгресса Card No.43-14665 Глава 13
  19. ↑ Arrillaga, Jos; Лю, Юнхэ Х; Уотсон, Невилл Р.; Мюррей, Николас Дж (12 января 2010 г.). Самокоммутирующиеся преобразователи для приложений большой мощности . Джон Вили и сыновья. ISBN 978-0-470-68212-8.
  20. ↑ Али Эмади (2009). Интегрированные силовые электронные преобразователи и цифровое управление . CRC Press. С. 145–146. ISBN 978-1-4398-0069-0. https://books.google.com/books?id=phX659AzaxUC&pg=PA145.
  21. ↑ Морис Агнус Уден (1907). Стандартные многофазные аппараты и системы (5-е изд.). Ван Ностранд. п. 236. https://archive.org/details/standardpolypha00oudigoog. «Коммутатор синхронного выпрямителя».
  22. ↑ Национальная лаборатория Айдахо (2007). «Сбор солнечной энергии с помощью антенн». https://inlportal.inl.gov/portal/server.pt?open=514&objID=1269&mode=2&featurestory=DA_10104.

клапанных трубок | Музей радиации и радиоактивности

Трансформаторы, обеспечивающие высокое напряжение для рентгеновских систем, требуют переменного тока.Поскольку наведенный ток на вторичной стороне трансформатора также является переменным током, его полярность постоянно меняется с положительной на отрицательную и обратно — частота тока составляет 60 циклов в секунду, а продолжительность полного цикла составляет 1/60 от Второй. В данном цикле потенциал положительный в течение 1/120 секунды и отрицательный в течение 1/120 секунды.

Это создает потенциальную проблему (каламбур) для рентгеновских трубок, поскольку последние предназначены для работы с определенной полярностью: отрицательный катод и положительный анод (мишень).Предполагается, что электроны переходят от нагретой нити катода к аноду (мишени), на котором производится рентгеновское излучение. Если переменный ток вызывает изменение потенциала на трубке так, что «катод» становится положительным, а «анод» отрицательным, существует вероятность того, что поток электронов в трубке может измениться, так что рентгеновские лучи будут производиться электронами. ударяя по катоду. В результате рентгеновские лучи больше не будут фокусироваться, поскольку они исходят из двух частей трубки.Вдобавок интенсивность и энергия рентгеновских лучей будут различаться.

На следующей схеме показаны две цепи высокого напряжения для рентгеновской системы: одна для обеспечения потенциала на трубке (с двухполупериодным выпрямлением), а другая для подачи тока на нить накала. Первая схема контролирует энергию рентгеновских лучей, а вторая схема контролирует интенсивность рентгеновских лучей.

Понижающий трансформатор используется в цепи накала для понижения высокого напряжения с 110/120 вольт до 12 вольт.

Поскольку в этих рентгеновских трубках Кулиджа используется вакуум, электроны не будут течь в неправильном направлении от отрицательно заряженного анода к положительному катоду, если анод не будет достаточно горячим, чтобы испускать электроны. Например, аноды (мишени) радиаторных трубок никогда не нагреваются до такой степени, чтобы электроны могли быть выброшены. Таким образом, электроны могут течь только в одном направлении, и эти трубки называются «самовыпрямляющимися». На следующей диаграмме показан правильный поток электронов через самовыпрямляющуюся трубку в течение половины цикла переменного тока, когда анод положительный, а нагретый катод отрицательный.Рентгеновские лучи испускаются от мишени.

На следующей диаграмме показано, что электроны не проходят через самовыпрямляющуюся трубку в течение половины цикла переменного тока, когда анод отрицательный, а нагретый катод положительный. Рентгеновские лучи не испускаются из трубки.

На следующей диаграмме показано возможное высокое напряжение на самовыпрямляющейся лампе и ток через лампу в течение двух полных циклов. Это полуволновое выпрямление.

Некоторые лампы, например «Универсальная» лампа, не являются самовыпрямляющимися.Для достижения показанного выше полуволнового выпрямления можно использовать схему, в которой используются две ламповые лампы (или твердотельные диоды).

Клапанные трубки — это, по сути, рентгеновские трубки с самовыпрямлением, которые предназначены для получения рентгеновских лучей с минимально возможной интенсивностью. Катод представляет собой нить накала с центральным обогревом, окруженную большим кольцевым анодом. Электроны с катода не фокусируются и попадают на всю поверхность анода. Поскольку последний никогда не нагревается настолько, чтобы испускать электроны, ток может течь только в одном направлении.Другими словами, это односторонний клапан!

Используя перемычку с четырьмя вентильными трубками внутри, мы можем добиться двухполупериодного выпрямления и удвоить выход рентгеновского излучения трубки. Такая двухполупериодная схема выпрямления будет работать, как показано на следующих двух схемах.

На следующей диаграмме показано возможное высокое напряжение на трубке и ток через трубку в течение двух полных циклов, когда используется двухполупериодная схема выпрямления. Он также показывает, как можно сгладить диапазон (пульсацию) тока лампы, используя конденсатор в цепи лампы.Еще более плавный ток с меньшей пульсацией может быть достигнут при использовании трехфазной системы. Современные системы работают еще лучше и вырабатывают так называемый постоянный потенциал за счет использования генераторов высокой и средней частоты, которые выпрямляют, сглаживают, прерывают и инвертируют высокое напряжение на первичной стороне трансформатора высокого напряжения.

диод + выпрямитель — Перевод на китайский

▷ Моделирование двенадцатипульсного диодного выпрямителя с насыщаемыми реакторами … ▷ Модификации схем диодного выпрямителя для непрерывного измерения изоляции в сетях переменного тока, находящихся под напряжением… ▷ Подход к преобразованию мощности переменного / постоянного тока без гармоник для больших промышленных нагрузок: интеграция последовательного активного фильтра с двухрядным диодным выпрямителем … ▷ Коррекция коэффициента мощности с помощью статического синхронного компенсатора (statcom) … ▷ Сравнение качества энергии, генерируемой из dfig с различными типами роторных преобразователей … ▷ Моделирование и управление синхронным … ▷ Новый подход к повышению коэффициента мощности, эффективности и снижению гармоник в трехфазном диодном выпрямителе … ▷ Планарный 4.Преобразователь постоянного тока в постоянный ток 5 ГГц … ▷ Технические характеристики и анализ синхронного генератора с регулируемой частотой вращения с диодным выпрямителем для всех электрических самолетов с использованием подхода управления h ∞ … ▷ Трехфазный диодный выпрямитель с модулятором тока в Схема постоянного тока на основе многоканального преобразователя …

Положительные ведущие пластины плоского выпрямительного диода, положительная выходная пластина выпрямителя и отрицательная выходная пластина выпрямителя имеют конструкцию из медных пластин определенной толщины и имеют водяные каналы для тепла диссипация внутри.

该 平面 型 整流 二极管 正极 引出 板 、 整流器 正极 输出 板 和 整流器 负极 输出 均为 内部 设有 散热 的 具有 一定 的 铜板 结构。

электроника и электротехника — wipo.int

Анод диода (Dl) подключен к одному выводу конденсатора (C2) и положительному выводу схемы выпрямителя.

实用 新型 公开 一种 校正 电路 , 包括 D1-D6 C2-C4 , 电解 电容 C5 和 C6 二极管 D1 的 正极 C2 整流D1 的 负极 与 D3 的 负极 、 C5 的 正极 和 C3 的 一端 连接 , D6 的 与 C5 的 负极 、 D5 的 负极 C3 、 C4 D4 的 正极 连接 , D4 的 负极 与 D3 的 正极 、 C6 的 正极 连接 , 二极管 D2 的 负极 与 C4 的 另一 端 连接 D2 C6 D5.

электрическая и атомная промышленность — wipo.int

Раскрыта схема управления светодиодами переменного тока, содержащая четыре выпрямительных диода, один диод постоянного тока и k групп светодиодных блоков, соединенных параллельно.

发明 公开 了 一种 LED , 包括 四个 整流 二极管 、 一个 和 k 组 并联 的 LED 单元 ; 四个 整流 电路 AC1 AC2 为 桥式 整流 输入

электроника и электротехника — wipo.int

Драйвер многомодового светодиода, состоящий из выпрямителя и фильтра. схему (101), схему управления источником питания (102), вспомогательные схемы с первой по четвертую (103, 104, 105, 106) и группу селекторных переключателей (107).

一种 多 模式 发光 二极管 驱动 器 , 包括 整流器 及 滤波 电路 (101) , 电源 电路 (102) , 第一 至 第四 辅助 ((103,104,105,106) , 以及 开关 组 (107

Электроника и электротехника — wipo.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.