Содержание

Общие сведения,
классификация
Устройство и работа диода
Устройство и работа триода
Электронная эмиссия
Термоэлектронные катоды
Особенности устройства
электронных ламп
Физические процессы
Закон степени трех вторых
Анодная характеристика
Параметры
Рабочий режим. Применение
диода для выпрямления
переменного тока
Основные типы
Физические процессы
Токораспределение
Действующее напряжение и
закон степени трех вторых
Характеристики
Параметры
Особенности
Усилительный каскад с
триодом
Параметры усилительного
каскада
Аналитический расчет и
эквивалентные схемы
усилительного каскада
Графоаналитический расчет
режима усиления
Генератор с триодом
Межэлектродные емкости
Каскады с общей сеткой и
общим анодом
Недостатки триодов
Основные типы приемно-
усилительных триодов
Устройство и работа тетрода
Устройство и работа пентода
Схемы включения тетродов
и пентодов
Характеристики тетродов
и пентодов
Параметры тетродов и
пентодов
Межэлектродные емкости
тетродов и пентодов
Устройство и работа
лучевого тетрода
Характеристики и параметры
лучевого тетрода
Рабочий режим тетродов
и пентодов
Пентоды переменной
крутизны
Краткие сведения о
различных типах
тетродов и пентодов
Специальные лампы
Общие сведения
Электростатические
электронно-лучевые трубки
Магнитные электронно-
лучевые трубки
Люминесцентный экран
Краткие сведения о
различных электронно-
лучевых трубках
Электрический разряд
в газах
Тлеющий разряд
Стабилитроны
Тиратроны тлеющего разряда
Индикаторные приборы
Дисплеи
Краткие сведения о
различных газоразрядных
приборах
Фотоэлектронная эмиссия
Электровакуумные
фотоэлементы
Фотоэлектронные умножители
Причины собственных шумов
Шумовые параметры
Межэлектродные емкости
и индуктивности выводов
Инерция электронов
Наведенные токи в
цепях электродов
Входное сопротивление
и потери энергии
Импульсный режим
Основные типы электронных
ламп для СВЧ
Общие сведения
Пролетный клистрон
Отражательный клистрон
Магнетрон
Лампы бегущей и
обратной волны
Амплитрон и карматрон
Надежность и испытание
электровакуумных приборов
Усилитель на триоде
с общим катодом
Ограничения по выбору
рабочей точки
Режим в рабочей точке
Катодное смещение
Выбор величины
сопротивления резистора
в цепи сетки
Выбор выходного
разделительного
конденсатора
Вредное влияние проходной
емкости лампы и пути
его уменьшения
Применение
экранированных ламп
Каскод (каскодная схема)
Катодный повторитель
Каскад с общим катодом
как приемник
неизменяющегося тока
Пентоды в качестве
приемников
неизменяющегося тока
Катодный повторитель
с активной нагрузкой
Катодный повторитель Уайта
μ-повторитель
Выбор верхней лампы для
μ -повторителя
Параллельно управляемый
двухламповый усилитель
(SRPP)
β-повторитель
Дифференциальная пара
(дифференциальный каскад)
Коэффициент реакции
питающего напряжения
(PSRR)
дифференциальной пары
Полупроводниковые
приемники неизменяющегося
тока для
дифференциальной пары
Использование транзисторов
в качестве активной нагрузки
для электронных ламп
Классификация искажений.
Принципы оценки линейных
искажений
Принципы измерения
нелинейных искажений
Измерение и интерпретация
искажений
Совершенствование
измерений нелинейных
гармонических искажений
Цифровая обработка сигналов
Особенности проектирования
усилителей с малыми
искажениями
Работа с сеточным током
и нелинейные искажения
Уменьшение искажений
подавлением (компенсацией)
Проблемы смещения
по постоянному току
Выбор электронной лампы по
критерию низких искажений
Проблема сопряжения одного
каскада со следующим
Усилитель класса А для
электромагнитных головных
телефонов с непосредств.
междукаскадной связью
Радиокомпоненты -
Общие сведения
Ряды стандартизованных
значений сопротивлений
Металлизированные
пленочные резисторы
Проволочные резисторы
Конденсаторы -
Общие сведения
Металлические конденсаторы
с воздушным диэлектриком
Пленочные конденсаторы,
изготовленные
металлизацией диэлектрика
Алюминиевые
электролитические
конденсаторы
Основные вопросы,
возникающие при
выборе конденсатора
Общие сведения о
катушках индуктивности
Трансформаторы -
Общие сведения
Трансформаторы.
Намагничивание и потери
Модели трансформаторов
Почему необходимо
использовать трансформаторы
Определение параметров
неизвестного трансформатора
Основные виды
источников питания
Выпрямление переменного
тока
Одиночный накопительный
конденсатор в роли
сглаживающего элемента
Влияние напряжения
пульсаций на выходное
напряжение
Насыщение сердечника
трансформатора
Критерии выбора силового
трансформатора
Источник питания со
сглаживающим дросселем
Номинальное значение
тока дросселя
Выбросы тока и
демпфирующие элементы
Использование накопительного
конденсатора для снижения
высоковольтного напряжения
Частотные характеристики
используемых на практике
LC-фильтров
Широкополосная фильтрация
Выпрямители с умножением
(умножители) напряжения
Классическая схема
последовательного
стабилизатора
Двухтранзисторная схема
последовательного
стабилизатора
Стабилизатор цепи сеточного
смещения с регулируемым
выходным напряжением
Источники питания низкого
напряжения и синфазный шум
Ламповый стабилизатор
напряжения
Способы увеличения
выходного тока стабилизатора
Коэффициент режекции
источника питания
Включение сглаживающих
конденсаторов
Перенапряжения при
включении схемы
Составление предварительной
схемы блока питания
Высоковольтный выпрямитель
и стабилизатор
Особенности смещения
подогревателей ламп
Схема улучшенного
источника питания
Рабочий режим
Увеличение максимально
допустимого Vrrm
Выходной каскад класса А
с несимметричным выходом
Особенности акустических
систем
Неидеальности
трансформаторов
Режимы работы усилительных
приборов. Классы усилителей
Двухтактный выходной каскад
Выходной каскад по
ультралинейной схеме
Трансформаторный катодный
повторитель
Усилители без выходного
трансформатора
Составляющие блока
усилителя мощности
Предоконечный каскад блока
усилителя мощности
Фазоинверсный каскад
Дифференциальный усилитель
или пара с катодной связью
«Согласованный»
фазоинвертор
Общие проблемы
устойчивости усилителей
Подавление первой
доминанты ВЧ составляющей
Низкочастотное
самовозбуждение усилителя
Усилитель Williamson
Усилитель Milliard 5-20
Усилитель Quad II
Выбор выходной лампы
Выбор статической рабочей
точки с учетом Pвых и КНИ
Точное определение
выходного трансформатора
Особенность выпрямление
высоковольтного напряжения
Варианты применения
стабилизатора ВВ напряжения
Требования к каскаду
предоконечного усиления
Определение рабочей точки
предоконечного каскада
Проверка работоспособности
усилителя
Пример разработки
двухтактного УМ
Оптимизация входного и
фазоинверсного каскадов
Расчет R катодного смещения
лампы и R обратной связи
Выбор элементов
оконечного каскада
Разработка усилителей
мощностью более 10 Вт
Активные кроссоверы
и схема Зобеля
Выбор лампы для
оконечного каскада
Требования к предоконечному
каскаду усиления
Источники питания и
постоянная токовая нагрузка
Второй дифференциальный
усилитель и выходной каскад
Первый дифференциальный
усилитель и линейность х-ки
Каскодная схема постоянной
токовой нагрузки
Постоянная токовая нагрузка
первого диф. каскада
Элементы, повышающие ВЧ
устойчивость. Итоговая схема
Схема источника питания
«Потомок от усилителя Beast»
Расчет уровня фонового
шума от ИП
Особенности цифрового
сигнала от компакт-диска
Требования к предусилителю
Технические требования
к линейному каскаду
Традиционный линейный
каскад
Пути достижения заданных
требований и выбор лампы
Основные проблемы
регулирования громкости
Переключаемые аттенюаторы
Расчет переключаемого
аттенюатора
Табличные вычисления для
расчета регулятора громкости
Светочувствительные
резисторы и громкость
Входной переключатель
Частотный корректор RIAA
Влияние провода
звукоснимателя
Требования к блоку
частотной коррекции
Метод частотной коррекции
стандарта RIAA
Раздельное выравнивание
характеристики RIAA
Шумы и влияние входной
емкости входного каскада
Учет собственных
шумов лампы
Улучшение шумовых
характеристик с RIAA
Расчет элементов на 75 мкс
Параметры цепей на
3180 мкс и 318 мкс
Симметричный вход и
подключение звукоснимателя
Симметричный предусилитель
Возможности исключения
линейного каскада
Вариант RIAA с исполь-
зованием лампы типа ЕС8010
Оптимизация характеристик
входного трансформатора
Анализ работы блока RIAA
Практические методы
настройки блока RIAA
Линейный каскад
О межблочных и
акустических кабелях

 

 
 

Номинальное значение тока дросселя

Несмотря на то, что бесконечно большое значение индуктивности обеспечивало бы трансформатору и дросселю номинальную величину тока, равную максимальному значению постоянного тока нагрузки, в реальности они должны обеспечивать несколько большее значение тока, при этом особое значение приобретает правильность выбора номинального значения индуктивности дросселя. Так как магнитный поток сердечника дросселя пропорционален току, протекающему в его обмотке, то при слишком высоких значениях тока сердечник насыщается и его индуктивность падает почти до нуля.

Так как в выходном напряжении выпрямителя можно выделить составляющую постоянного тока и составляющие высших гармоник (переменные составляющие), то в величине номинального тока дросселя необходимо учитывать все эти составляющие. Составляющая постоянного тока представляет собой просто ток нагрузки, однако переменная составляющая требует более внимательного анализа.

Так как в схеме после дросселя включен конденсатор, представляющий короткое замыкание по переменной составляющей, то собственно переменная составляющая выходного напряжения выпрямителя падает только на реактивном сопротивлении дросселя при протекании переменного тока. Если известна величина переменного напряжения на дросселе, то можно рассчитать величину тока.

Как уже указывалось ранее, основную роль в переменной составляющей играет вторая гармоника (как самая интенсивная из существующих), поэтому вычисления могут быть упрощены, если при расчетах учитывать только эту составляющую.

Мгновенное значение переменного напряжения на дросселе выражается:

в котором f представляет частоту второй гармоники напряжения питания сети. Реактивное сопротивление дросселя определяется выражением:

Если теперь воспользоваться законом Ома, то мгновенное значение тока, протекающего через дроссель, составит:

Так как представляет интерес максимальное значение тока, то член cos(2πft), входящий в выражение для мгновенного значения тока, будет иметь максимальное значение, равное единице, поэтому выражение может быть несколько упрощено:

Ранее было высказано утверждение, что основной вклад в переменную составляющую дает вторая гармоника, однако это утверждение требует уточнения. Если вернуться к разложению двухполупериодной последовательности в ряде Фурье, то видно, что вклад четвертой гармоники составляет 20% относительно напряжения второй гармоники (0,12/0,6). Так как с увеличением частоты индуктивное сопротивление дросселя (для четвертой гармоники) возрастет вдвое, то величина тока на четвертой гармоники в дросселе снизится в два раза. Таким образом, доля тока четвертой гармоники относительно величины тока второй гармоники составит только 10%. Поэтому использованное допущение оказывается вполне справедливым, и к тому же оставляет место для дальнейшего улучшения характеристик.

Сумма переменных токов, определяемых каждым из пяти первых членов разложения Фурье, включая составляющую восьмой гармоники, была проанализирована графически с использованием компьютера с целью определить наибольший положительный пик. Отрицательные пики не представляют значения, так как при сложении с постоянной составляющей они только снижают максимальное значение тока дросселя. Результаты графического исследования позволили изменить вид уравнения и свести его к следующему:

Однако, общий максимальный ток itotal peak сиrrent протекающий через дроссель, складывается из максимального значения переменной составляющей тока IAC(peak) и постоянной составляющей тока IDC, протекающего в нагрузке:

В качестве примера можно рассмотреть усилитель мощности класса А, в котором используется пара ламп-кенотронов типа 845 для схемы двухтактного выпрямления, и в котором используется не отфильтрованное высоковольтное напряжение 1100 В при величине тока 218 мА. В схеме выпрямителя усилителя используется дроссель с индуктивностью 10 Гн и номинальным током 350 мА, но можно ли считать такой вариант оптимальным? Трансформатор, питающий входной дроссель фильтра, имеет выходное напряжение υm(RMS) = 1224 В. Используя ранее приведенные выражения и считая, что частота сетевого напряжения питания составляет 50 Гц, получим следующие данные:

Так как общий максимальный ток составляет 324 мА, то номинальное значение тока для дросселя, равное 350 мА, оказывается вполне достаточным. Однако приведенный пример демонстрирует, что переменная составляющая тока дросселя может оказаться на достаточно большой величиной, особенно в том случае, когда предполагается использование высоких напряжений.

Лучшим способом подобрать соответствующий по своим параметрам дроссель для источника питания — это вписать в широкоформатные таблицы различные соотношения для дросселей, а затем анализировать их в отношении пригодности по множеству параметров. Из общих соображений сглаживающий дроссель для высоковольтного источника питания должен иметь, как правило, индуктивность более 15 Гн, так как в противном случае величина переменных составляющих выходного тока источника питания становится именно тем фактором, который будет вносить наибольший вклад в потерю качества усилителя..

Номинальный ток трансформатора, используемого в источнике питания со сглаживающим дросселем

Максимальный ток, протекающий в дросселе, также протекает и по обмоткам силового трансформатора, поэтому последний также должен удовлетворять рассматриваемому критерию. Однако так как при определении номинальных параметров трансформатора предполагается, что ток имеет синусоидальную форму и имеется чисто резистивная нагрузка, то значения номинальных токов следует учитывать как среднеквадратические значения синусоидального сигнала, то есть максимальные (или пиковые, амплитудные) значения токов могут превышать эти значения в 12 раз. Поэтому для рассмотренного в качестве последнего примера случая понадобился бы трансформатор с номинальным среднеквадратическим значением синусоидального тока, равным 229 мА (что составляет 324 мА амплитудного или максимального значения). Этот результат достаточно хорошо (в пределах погрешности 5%) совпадает со значением постоянной составляющей тока нагрузки, равной 218 мА. Поэтому в качестве стандартного приближения при расчетах очень часто принимается, что для трансформатора достаточным является номинальный ток, выраженный в виде среднеквадратического значения синусоидального тока, величина которого равнялась бы величине постоянной составляющей тока нагрузки.

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Источники питания со сглаживающим дросселем вовсе не являются идеальными элементами и имеют две основные проблемы, которые связаны с выбросами токов при переключении и механическими вибрациями.

Хотя ранее указывалось, что источник питания со сглаживающим дросселем потребляет от силового трансформатора почти неизменный по величине ток, это не совсем соответствует действительности. Так как для включения выпрямительного диода напряжение на нем должно превысить некоторое значение (вне зависимости от того, используются ли полупроводниковые выпрямители, или термоэлектронные лампы), то это означает, что необходим некоторый промежуток времени, для того, чтобы значение синусоидального напряжения возросло от нулевого значения до такого, которое было бы равно напряжению включения любого из выпрямляющих диодов. Следовательно, ток, протекающий в трансформаторе, не будет совершенно неизменным по величине, а в некоторые моменты времени он может снижаться даже до нулевого значения. Дроссель будет пытаться поддержать неизменное значение тока, поэтому на нем возникнет напряжение самоиндукции, которое определяется выражением:

В любой схеме двухполу-периодного выпрямления диоды выключаются с частотой, равной удвоенному значению частоты тока сети питания, и в этот момент времени изменение тока во времени, di/dt = ∞, поэтому с частотой, равной удвоенной частоте тока сети питания, в дросселе возникают выбросы напряжения, размах которых теоретически стремится к бесконечности (рис. 6.16).

Хотя протекание значительного по величине тока заметно ослабляет переходные процессы (или так называемый «звон» в дросселе) на осциллограмме тока все равно наблюдаются выбросы (рис. 6.17).

Для защиты межвитковой изоляции силового трансформатора от возникающих перенапряжений часто используется традиционная схема демпфирующей (то есть уменьшающей колебания) цепи, состоящей из резистора и конденсатора и включенной параллельно выводам дросселя (рис. 6.18а).

Хотя установка параллельно дросселю традиционно используемой цепочки из конденсатора с емкостью 10 нФ и резистора с сопротивлением 10 кОм и снижает опасность пиков перенапряжения, она значительно ухудшает условия фильтрации на высокой частоте и увеличивает выбросы на осциллограмме тока (рис. 6.19).

 
 
Сайт создан в системе