Ваш радиоприемник - Сворень Рудольф Анатольевич - Страница 37

* * *

С точки зрения хорошей фильтрации сопротивление R₁ должно быть как можно больше — именно оно закрывает переменной составляющей путь к анодам. Но в то же время по этому сопротивлению проходит постоянный ток и на нем теряется часть готовой продукции — часть выпрямленного напряжения. Поэтому R₁ обычно не превышает нескольких килоом. Как следует из самой идеи фильтра, емкостное сопротивление конденсаторов должно быть во много раз меньше, чем R₁, то есть должно составлять несколько сотен, еще лучше несколько десятков ом. Частота пульсаций выпрямленного тока, а значит, частота его переменной составляющей всего 50 гц. Для того чтобы получить маленькое емкостное сопротивление при такой низкой частоте, нужны конденсаторы очень большой емкости (рис. 21).

Большой емкостью при сравнительно небольших габаритах обладают электролитические конденсаторы. В них накопление электрических зарядов на обкладках осуществляется не только обычным способом (стр. 65), но еще и за счет поляризации молекул жидкого электролита, который находится между обкладками. Этот процесс возможен только в том случае, когда к конденсатору приложено довольно большое постоянное напряжение и только под действием этого напряжения электролитический конденсатор приобретает свою номинальную емкость. Что касается выпрямителя, то это едва ли не самое подходящее место для включения электролитических конденсаторов, так как здесь к ним всегда приложено постоянное анодное напряжение.

Кстати, постоянное напряжение можно подводить к электролитическому конденсатору только в определенной полярности — к алюминиевому корпусу «—», к изолированному контактному лепестку «+». В соответствии с этим корпус конденсатора почти всегда устанавливается непосредственно на шасси приемника, куда, как уже было отмечено, подключен и минус анодного выпрямителя. Правда, в ряде случаев корпус конденсатора необходимо изолировать от шасси, так как между ними включается небольшое сопротивление (рис. 48). На корпусе конденсатора всегда указана его емкость и рабочее напряжение. Эти величины — руководство к действию при замене конденсатора. Что касается емкости, уменьшать ее крайне нежелательно, это ухудшит фильтрацию и повысит уровень фона. Увеличивать емкость, во всяком случае в 2–5 раз, можно — маслом каши не испортишь. А вот чего ни в коем случае нельзя делать, так это ставить конденсатор с меньшим рабочим напряжением, чем было раньше.

Довольно часто, особенно в многоламповых приемниках, где по сопротивлению фильтра идет большой ток (чем больше ламп, тем больше потребляемый ими ток) и на нем теряется большая часть выпрямленного напряжения, вместо этого сопротивления включают дроссель — катушку с большим числом витков и пластинчатым стальным сердечником (рис. 44, б). Такой дроссель оказывает большое сопротивление переменным составляющим пульсирующего тока и сравнительно легко пропускает его постоянную составляющую. Активное сопротивление дросселя обычно не превышает несколько сот ом.

Чтобы разгрузить сопротивление фильтра, в некоторых простых приемниках его освобождают от анодного тока выходной лампы и напряжение на ее анод подают непосредственно с первого конденсатора фильтра (рис. 44, в). К сожалению, с другими лампами проделать подобный фокус нельзя — это приведет к резкому усилению фона.

На этом мы, пожалуй, закончим рассказ о фильтрах выпрямителя и вернемся к его главному элементу — вентилю. В качестве вентиля в анодном выпрямителе можно применить полупроводниковый диод, но уже не точечный, как в детекторе, а плоскостной. Плоскостные диоды могут выпрямлять сравнительно большой ток и выдерживают большое обратное напряжение. Чтобы стало понятно, что это за обратное напряжение и почему именно оно опасно для вентиля, попробуем представить себе этот вентиль в виде сопротивления.

Это, конечно, не обычное сопротивление (иначе, зачем бы он нужен был, диод), а, образно говоря, сопротивление-хамелеон. Если приложить к диоду напряжение в прямом направлении, то есть так, чтобы диод пропускал ток, то диод этот ведет себя как очень небольшое сопротивление — единицы и десятки ом. Когда же к диоду приложено напряжение в обратной полярности, то он тока почти не пропускает. В этом случае диод эквивалентен очень большому сопротивлению, в сотни и тысячи килоом.

Если пойти на сильное упрощение схемы выпрямителя, то его можно рассматривать, как делитель напряжения, состоящий из двух частей — вентиля и нагрузки, то есть из диода и анодных цепей ламп. Напряжение па этот делитель поступает с повышающей обмотки трансформатора и распределяется по участкам цепи пропорционально их сопротивлению. В тот момент, когда диод пропускает ток, сопротивление его мало и почти все напряжение падает на нагрузке. Во время следующего, обратного полупериода большая часть напряжения приложена к диоду, так как в это время он представляет собой участок делителя с очень большим сопротивлением. Вот почему диод, да и не только диод, а вообще любой вентиль, больше всего боится обратного напряжения и должен быть рассчитан именно на это напряжение, причем с большим, обычно двухкратным, а иногда и трехкратным запасом.

На рисунке 45, а показана схема выпрямителя, где работают полупроводниковые диоды. Два диода включают последовательно тогда, когда один может не выдержать большого обратного напряжения.

Рис. 45

У вас, по-видимому, вызывают удивление сопротивления R₁ и R₂, шунтирующие каждый из диодов. Действительно, эти сопротивления заметно снижают обратное сопротивление диода, ухудшают его выпрямительные свойства. И несмотря на это, шунтирующие сопротивления совершенно необходимы при последовательном включении полупроводниковых диодов. Дело в том, что отдельные экземпляры диодов не одинаковы, у них существует некоторый разброс параметров, в частности, разброс величины обратных сопротивлений. Это значит, что во время обратного полупериода напряжение распределяется на диодах не поровну — большая часть обратного напряжения будет приложена к диоду с большим обратным сопротивлением. Пример: диоды, рассчитанные на 300 в каждый, включены последовательно в цепь, где обратное напряжение не превышает 500 в. Казалось бы, все в порядке и даже есть небольшой запас электрической прочности — 100 в. Но представьте себе, что обратное сопротивление одного диода 100 ком, а другого — 400 ком. В этом случае на первом диоде упадет не половина, а лишь пятая часть обратного напряжения, то есть 100 в, и все остальное напряжение — 400 в — достанется второму диоду. Естественно, что бедняга не выдержит такой страшной перегрузки и немедленно выйдет из строя.

Произойдет пробой рn-перехода, и диод превратится в обычный проводник так же, как и пробитый конденсатор. Немедленно вслед за этим будет пробит и второй диод — оставшись в одиночестве, он должен будет принять на себя все 500 в обратного напряжения, а это ему, конечно, не по силам.

Вот от этих неприятностей и спасают шунтирующие сопротивления. Величина их должна быть в несколько раз меньше средней величины обратного сопротивления диода. Вспомните, что при параллельном соединении общее сопротивление примерно равно наименьшему (стр. 28). Поэтому, невзирая на разброс параметров, реальное сопротивление каждого диода теперь будет определяться шунтирующими сопротивлениями и примерно составлять 50 ком. А это означает, что обратное напряжение распределится между диодами поровну.

* * *