Радио и телевидение?.. Это очень просто! - Айсберг Евгений Давыдович - Страница 31

Комментарий профессора Радиоля

СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ

Портативные приемники на транзисторах обычно работают от батарей, а стационарные радио- и телевизионные приемники получают необходимую энергию от электрической сети. Как обеспечить в этом случае подогрев нитей накала ламп и анодное питание? Все эти вопросы рассматриваются здесь. Профессор Радиоль объясняет, в частности, различные способы выпрямления и фильтрации анодного тока, а также устройство электролитических конденсаторов.

До сих пор, дорогие мои Любознайкин и Незнайкин, вы говорили лишь о схемах на электронных лампах. В большинстве современных приемников используют полупроводниковые приборы, но и сегодня имеется немало ламповых приемников.

В следующий раз, Незнайкин, я изложу тебе физические основы полупроводниковой техники. В настоящий момент мне предстоит удовлетворить твой голод познания рассмотрением схем питания.

Характеристики электрической сети

Всем электронным устройствам без исключения требуются источники тока. Портативные транзисторные радиоприемники питаются от батарей, напряжение которых составляет от 4,5 до 9 В. Стационарные радиоприемники и телевизоры питаются от электрической сети. Каковы ее характеристики?

В странах Европы частота тока в сети 50 Гц, а в Соединенных Штатах Америки — 60 Гц. Что касается напряжения, то повсеместно наблюдается тенденция к установлению напряжения 220 В. Однако еще существует немало сетей с напряжением 110, 127 или даже 240 В. Это означает, что схемы питания должны по мере возможности быть пригодными для всех этих значений напряжения.

Питание ламп в сетевых приемниках

Рассмотрим сначала, какие токи и напряжения требуются для питания ламповых радио- и телевизионных приемников. Прежде всего необходимо обеспечить подогрев нитей накала ламп. В этой области, к счастью, господствует всемирное единство: практически все лампы для накала требуют одинакового напряжения 6,3 В.

Благодаря тому, что чаще всего лампы имеют косвенный накал, нити накала можно без каких-либо опасений питать переменным током.

Для подачи смещения на сетки дополнительных источников питания не требуется; для этой цели используют падение напряжения на резисторах. Ты уже знаешь это, как, впрочем, и способ получения напряжения, необходимого для питания экранирующих сеток.

Для питания анодных цепей требуется обязательно постоянное напряжение. В зависимости от типа используемых ламп анодное напряжение может достигать нескольких сотен вольт. Значение тока может быть от нескольких миллиампер до долей ампера в случае использования мощных ламп.

Как получают напряжение накала и анодное напряжение

Для снижения напряжения сети до 6,3 В, необходимого для питания нитей накала электронных ламп, используют трансформатор. Его первичная обмотка может иметь несколько выводов для включения в электрическую сеть с различным напряжением (рис. 102).

Рис. 102. Трансформатор, преобразующий напряжение сети 220, 127 или 110 В в напряжение накала 6,3 В.

Как ты видишь, проблема питания нитей накала решается очень просто. Не так просто решить проблему анодного напряжения, так как здесь требуется не только повысить напряжение, но и сделать его постоянным.

Для получения высокого напряжения применяют трансформатор. И я попутно обращаю твое внимание, что для всех видов питания используют только один трансформатор, имеющий несколько вторичных обмоток. Одна из них дает 6,3 В для нитей накала ламп, о чем мы только что говорили. С помощью другой получают высокое напряжение, которое еще предстоит преобразовать в постоянное. Для этой цели ток надлежит выпрямить. Ты уже знаешь устройство, выполняющее такую задачу. Это диод.

Посмотри на схему, на которой я стрелками показал направление электронного тока, выпрямленного диодом (рис. 103).

Рис. 103. Однополупериодная схема выпрямления высокого напряжения.

Ты видишь, что таким образом пропускают один полупериод из двух (рис. 104).

Рис. 104. Полупериоды напряжения, проходящего через диод, показаны сплошной линией. Пунктиром обозначены задерживаемые и поэтому не используемые полупериоды напряжения.

Полученное таким образом однонаправленное пульсирующее высокое напряжение довольно трудно выровнять. Вот почему желательно выпрямлять оба полупериода напряжения. Как это осуществить?

Я нарисовал тебе схему с двумя выпрямителям». В один из полупериодов ток проходит через один из этих выпрямителей, а во второй полупериод — через другой (рис. 105).

Рис. 105. Благодаря использованию двух диодов выпрямляются оба полупериода напряжения, которое поступает в приемник в одном направлении.

Действительно ли нужно использовать два трансформатора и два диода?

Можно обойтись одним трансформатором с отводом от средней точки. А оба диода, катоды которых, как ты видишь, соединены друг с другом, можно заменить одним двойным диодом с общим катодом (рис. 106).

Рис. 106. Вместо двух диодов и двух трансформаторов, показанных на рис. 105, здесь используются двойной диод и трансформатор с отводом от средней точки.

Обрати внимание, что в каждый полупериод ток проходит только по половине вторичной обмотки трансформатора: один раз — по левой, а в другой раз — по правой. Это означает, что общее напряжение на вторичной обмотке должно быть вдвое выше того, которое хотят получить.

В действительности трансформатор будет сложнее, так как он должен иметь еще две вторичные обмотки: одну — для подогрева нитей накала ламп приемника, другую — для накаливания катода двойного выпрямительного диода.

Обрати внимание на то, что здесь используется двойной диод прямого накала — сама нить накала служит катодом (рис. 107). В этом случае положительный полюс высокого напряжения получается на отводе от средней точки обмотки, служащей для накала выпрямительного диода.

Рис. 107. Блок питания, в котором используется двойной диод с прямым накалом.

Фильтрация высокого напряжения

Форма тока, оба полупериода которого выпрямлены, приближается к горизонтальной линии, характеризующей постоянный ток (рис. 108).