Рудольф Сворень - Шаг за шагом. От детекторного приемника до супергетеродина
В многоламповых приемниках, а также в выпрямителях, где нужно получить особо хорошую фильтрацию, вместо Rф обычно применяют низкочастотный дроссель, который для постоянного тока обладает сопротивлением 300–600 ом и в то же время создает очень большое сопротивление (несколько килоом) для переменной составляющей выпрямленного тока. Так, например, дроссель с индуктивностью 10 гн на частоте 50 гц имеет сопротивление более 3 ком.
Теперь, когда мы познакомились с выпрямителем, силовым трансформатором и фильтром, приступим к постройке блока питания, который можно будет использовать в любом из наших приемников. Принципиальная и монтажная схемы блока питания приведены на чертеже 9.
БЛОК ПИТАНИЯ — ПАНЕЛЬ БП
Схема блока питания не требует особых пояснений. Основой ее является силовой трансформатор Тр1, к которому через предохранитель Пр1 и выключатель питания Вк1 (совмещен с одним из переменных сопротивлений). подводится напряжение сети.
Предохранитель Пр1 используется для включения приемника на нужное напряжение сети: с помощью предохранителя можно подключить один из сетевых проводов ко всей сетевой обмотке (220 в) либо к одному из ее отводов (127 в). Другой отвод, рассчитанный на 110 в, нами не используется, так как это напряжение почти никогда не встречается.
В качестве трансформатора Тр1 в описываемом блоке питания применен силовой трансформатор от приемника «Рекорд-53», имеющий следующие данные: сердечник сечением 7,5 см2 (сталь Ш-20, набор 37 мм); секции первичной (сетевой) обмотки содержат: 1а — 558, 1б — 102 и 1в — 660 витков провода ПЭ-0,25; повышающая обмотка II содержит 1250 витков провода ПЭ-0,15, обмотка накала кенотрона III — 42 витка ПЭ-0,51 и накала ламп IV — 41 виток провода ПЭ-0,93. Нижние по схеме концы повышающей II и накальной IV обмоток соединены между собой и образуют один общий вывод.
Выпрямленное кенотроном Л5 (5Ц4С)[12] напряжение подводится к фильтру, состоящему из двух электролитических конденсаторов С35 и С34 и сопротивления R19. Параллельно второму конденсатору фильтра, то есть фактически между «плюсом» и «минусом» выпрямителя включено сопротивление Rpазp. Оно служит для того, чтобы конденсаторы C34 и С35 могли разряжаться даже в том случае, когда к блоку питания не подключены другие блоки, то есть когда выпрямитель работает без нагрузки. Оставлять конденсаторы фильтра неразряженными не рекомендуется из соображений безопасности.
Для того чтобы уменьшить ток, который проходит через сопротивление фильтра R19, а вместе с этим уменьшить падение напряжения на этом сопротивлении и теряемую в нем мощность, можно пойти на одну небольшую «хитрость» (лист 125, нижняя схема). Смысл ее заключается в том, что напряжение на анод выходной лампы снимается до сопротивления R19 (Rф), то есть непосредственное катода кенотрона. Благодаря этому через проходят анодные и экранные токи всех ламп (10–20 ма), кроме анодного тока выходной лампы (30–35 ма). Поскольку ток выходной лампы не проходит через R19, падение напряжения на этом сопротивлении не превышает 10–20 в, а рассеиваемая мощность оказывается меньше 0,5 вт. В этой схеме, правда, есть один недостаток: к аноду выходной лампы подводится выпрямленное напряжение со значительными пульсациями. Однако пульсации анодного напряжения выходной лампы лишь немного увеличивают общий уровень фона.
При желании можно уменьшить фон, пропустив весь ток через R19 и заменив это сопротивление на более мощное (2–5 вт). При этом падение напряжения на R19 увеличится в несколько раз, напряжение на выходе выпрямителя уменьшится до 180–150 в, что, в свою очередь, приведет к некоторому уменьшению выходной мощности.
Уменьшить уровень фона, не снижая выпрямленного напряжения (и даже несколько повысив его), можно в том случае, если вместо R19 применить дроссель с сопротивлением постоянному току 200–300 ом. Вот примерные данные такого дросселя: сердечник сечением 3–5 см2; число витков 2000–3000 (обычно намотку производят до полного заполнения каркаса); провод ПЭ-0,15—ПЭ-0,2; сердечник собирается не «в перекрышку», как у силового трансформатора, а «встык», с использованием тонкой бумажной прокладки.
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 Rн. Для нашего выпрямителя нагрузкой являются анодные цепи ламп. Чем больше потребляемый лампами ток, тем меньше Rн (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 Roбp), 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 Uoбр (лист 121).
Для диодов Д7Ж (ДГ-Ц27) допустимая величина Uoбр 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 Roбр-1 и Roбр-2 (лист 122), и поэтому к двум соединенным последовательно диодам можно будет приложить напряжение 800 в (для одного диода допускается Uoбp = 400 в, для двух 2 x 400 = 800 в).
Все эти расчеты были бы справедливы, если бы оба диода имели одинаковые обратные сопротивления Roбp и все обратное напряжение Uoбр распределялось бы между ними поровну. В действительности же у полупроводниковых диодов наблюдается большой разброс величины обратного сопротивления: у некоторых экземпляров Roбp составляет 100–150 ком, у других достигает нескольких мегом. Если включить последовательно два таких диода, то все обратное напряжение распределится на них пропорционально величинам Roбp (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 (Rd-1, Rd-2), величина которого значительно меньше даже самого небольшого из встречающихся обратных сопротивлений. Мы уже говорили, что встречаются диоды, в которых Rобp = 100 – 150 ком, и поэтому выбираем сопротивления Rd по 50 ком.
