Рудольф Сворень - Шаг за шагом. От детекторного приемника до супергетеродина

Вместо кенотрона 6Ц5С в блоке питания можно применить селеновый вентиль или два высоковольтных плоскостных полупроводниковых диода Д7Ж или ДГ-Ц27. Диоды соединяются последовательно, и каждый из них шунтируется сопротивлением 50—100 ком (оба сопротивления должны быть одинаковыми!).

С назначением этих сопротивлений стоит познакомиться подробнее.

Сильно упростив схему выпрямителя, можно представить его в виде трех последовательно соединенных элементов: повышающей обмотки силового трансформатора, на которой действует переменное напряжение, и двух сопротивлений: сопротивления вентиля и сопротивления нагрузки выпрямителя R н . Для нашего выпрямителя нагрузкой являются анодные цепи ламп. Чем больше потребляемый лампами ток, тем меньше R н (закон Ома!), тем сильнее нагружен выпрямитель.

Что касается вентиля, то его сопротивление непрерывно меняется (см. рис. 35): когда вентиль пропускает ток, сопротивление его мало (прямое сопротивление), а в тот полупериод, когда вентиль тока не пропускает, — сопротивление его очень велико (обратное сопротивление R oбp ), и поэтому на кем действует большое напряжение (обратное напряжение).

Мы, конечно, упрощенно рассмотрели все процессы: нам следовало бы учесть постоянное напряжение, действующее на конденсаторе фильтра, ток, протекающий через вентиль, и ряд других факторов. Но даже упрощенное рассмотрение вопроса позволило нам сделать очень важный вывод: наибольшая опасность пробоя вентиля существует в тот момент, когда на нем действует обратное напряжение. Если бы мы разобрались в работе выпрямителя более подробно, то увидели бы, что обратное напряжение может в два-три раза превысить величину переменного напряжения, действующего на вторичной обмотке силового трансформатора.

Для каждого типа вентиля существует допустимая величина обратного напряжения U oбр (лист 121).

Для диодов Д7Ж (ДГ-Ц27) допустимая величина U oбр составляет 400 в. Если учесть, что переменное напряжение, которое подводится к нашему выпрямителю, составляет примерно 200–230 в и что на вентиле моментами будет действовать напряжение окаю 700 в, то станет ясно, что один диод Д7Ж включать вместо кенотрона нельзя.

Попробуем теперь включить последовательно два диода. Очевидно, на каждом из них будет действовать половина обратного напряжения, так как диоды образуют делитель напряжения, состоящий из сопротивлений R oбр-1 и R oбр-2 (лист 122), и поэтому к двум соединенным последовательно диодам можно будет приложить напряжение 800 в (для одного диода допускается U oбp = 400 в, для двух 2 x 400 = 800 в).

Все эти расчеты были бы справедливы, если бы оба диода имели одинаковые обратные сопротивления R oбp и все обратное напряжение U oбр распределялось бы между ними поровну. В действительности же у полупроводниковых диодов наблюдается большой разброс величины обратного сопротивления: у некоторых экземпляров R oбp составляет 100–150 ком, у других достигает нескольких мегом. Если включить последовательно два таких диода, то все обратное напряжение распределится на них пропорционально величинам R oбp (лист 122). При этом на диоде с большим обратным сопротивлением может появиться недопустимо большое напряжение, и этот диод может выйти из строя — в результате электрического «пробоя» его зоны n и р окажутся соединенными накоротко. А после того, как будет «пробит» первый диод, сразу же выйдет из строя и второй, так как все обратное напряжение теперь будет приложено к нему.

Вся эта страшная картина, по-видимому, заставила вас сделать вывод, что полупроводниковые диоды нельзя соединять последовательно. Такой вывод является преждевременным.

Попробуем параллельно каждому из соединенных последовательно диодов подключить сопротивление — шунт ( R d-1, R d-2 ), величина которого значительно меньше даже самого небольшого из встречающихся обратных сопротивлений. Мы уже говорили, что встречаются диоды, в которых R об p = 100 – 150 ком, и поэтому выбираем сопротивления R d по 50 ком.

Как известно (лист 29), при параллельном соединении сильно отличающихся сопротивлений общее сопротивление примерно равно наименьшему из них. Поэтому обратные сопротивления включенных последовательно диодов с учетом подключенных к ним сопротивлений — шунтов R d во всех случаях будут составлять примерно 50 ком, а это значит, что обратное напряжение распределится на диодах поровну.