Питание на высокий вкус.

(В главное меню)

    Практически ко всем электронным устройствам нужно подводить энергию от внешнего источника Усилителям эта энергия необходима для создания мощной копии сигнала (Т-126), генераторам - для создания переменных токов (Т-170), телевизионной трубке-для высвечивания экрана, устройствам автоматики - для выполнения логических или вычислительных операций, для управления исполнительными механизмами

    В подавляющем большинстве случаев электронные схемы требуют, чтобы им передали только постоянную электрическую мощность, подвели постоянное напряжение и создали в цепи определенный постоянный ток Именно постоянное напряжение необходимо для транзисторных и ламповых схем попробуйте вылепить сложный сигнал из меняющегося коллекторного тока - тут не поймешь, какие изменения тока относятся к самому сигналу, а какие к питающему напряжению Исключение составляют лишь нити накала некоторых ламп (Т-152)-их задача только нагреть катод, а для этого и переменный ток пригоден Еще питаются переменным током некоторые типы двигателей и иных исполнительных механизмов, но это уже, как правило, к самим электронным схемам отношения не имеет Очень часто источник, поставляющий энергию для электронных устройств, каким-то способом выделяют на самой схеме, в ее описании и даже в размещении элементов, в монтаже И называют этот источник блоком питания, или источником питания, или для краткости просто питанием В некоторых случаях питание даже не рисуют на схеме - неважно, каким будет источник, лишь бы давал нужное постоянное напряжение и обеспечивал нужную мощность На схеме при этом указывают, куда, к каким точкам нужно подвести напряжение и какое именно по величине, куда подать «плюс», а куда «минус» А там сами смотрите - какой хотите источник, такой и применяйте, лишь бы удовлетворить запросы «потребителя»

    Сопротивление, или, как еще говорят, электрическое сопротивление,- характеристика и всей цепи в целом, и отдельных ее участков Сопротивление - итоговая характеристика, в которой учтено множество различных сложных процессов Таких, например, как уход электронов с внешних орбит некоторых атомов, или собственные тепловые колебания атомов и молекул, или еще сложность атомов, из которых состоит вещество, наличие в этом веществе каких-либо примесей Просуммировав все эти факторы, характеристика «сопротивление» говорит о том, насколько легко генератору создавать ток в данном участке электрической цепи Даже не вдаваясь в подробности, можно представить себе, что ток создается тем легче, чем легче внешние электроны покидают атом и чем больше этой свободной рабочей силы блуждает в межатомном пространстве И еще ток создается тем легче, чем меньше размеры атома и чем дальше атомы расположены один от другого-в этом случае электрону легче двигаться в межатомном пространстве

    С химическими источниками электрической энергии - гальваническими элементами и аккумуляторами - все обстоит просто Они по самой своей природе дают постоянное напряжение, и при использовании их для питания электронных схем нужно решить лишь две задачи - подобрать гальванические элементы (аккумуляторы) так, чтобы они давали нужное напряжение и нужный ток

    Это именно две задачи, а не одна Один гальванический марганцево-цинковый элемент (Т-27. С-1) дает э д с примерно 1,6 В, и, полагая, что в самом элементе потеряется небольшая часть э д с , то есть что напряжение элемента в реальной схеме примерно равно 1,5 В, остается лишь соединить последовательно некоторое число элементов, чтобы получить нужное напряжение Если нужно4,5 В - три элемента, если н^жно 9В - шесть элементов и так далее (Р-12) Так появляется батарея из последовательных элементов, которая и дает нужное напряжение Но это еще совсем не значит, что от батареи можно получить нужный ток

    Каждый источник тока, в том числе и гальванический элемент, имеет свое собственное внутреннее сопротивление Рвнут, на котором теряется часть э д с (Т-39) И чем больше потребляемый ток, тем большая часть э д с теряется на этом сопротивлении, тем меньше напряжение на зажимах элемента Для каждого типа аккумуляторов и гальванических элементов есть некоторый разумный предел, при котором напряжение еще не слишком уменьшается Кроме того, если превысить этот предельный ток, гальванический элемент будет быстро разрушаться и выйдет из строя раньше своего срока (Р-13)

    Кстати, срок службы гальванического элемента, а значит, и батареи, собранной из таких элементов, измеряется не в привычных единицах времени, а в новых для нас единицах-ампер-часах (А-ч), которые, если разобраться, сводятся к единице электрического заряда, к кулону - 1 А-ч = 3600 К Для элемента нельзя просто указать срок службы, этот срок зависит оттого, как сложит элемент, насколько энергично работает В ампер-часах фактически показывают, какой суммарный заряд гальванический элемент способен направить в цепь за время своей жизни, и называется такая характеристика емкостью Зная емкость элемента и потребляемый от него ток, легко подсчитать срок службы уже в часах Так, например, если от элемента «373», емкость которого 3,2 А-ч, потреблять ток 32 мА, (0,032 А), то он проработает 100 часов, если потреблять 320 мА (0,32 А) - время непрерывной работы будет 10 часов Ну а если потреблять ток 1 Л, то запасов элемента хватит всего на 3,2 часа

    Емкость батареи зависит от емкости ее отдельных элементов при последовательном соединении общая емкость равна емкости одного элемента-количество зарядов, поставляемых в цепь, не увеличивается, возрастает только их энергия, возрастает напряжение При параллельном соединении гальванических элементов или аккумуляторов тоже получается батарея, но ее напряжение такое же, как и у одного элемента Зато если элементы соединить параллельно, емкость суммируется Соединив параллельно три элемента по 1 А-ч каждый, получим общую емкость 3 А-ч Упрощенно это можно объяснить так сначала один из параллельно соединенных элементов отдает в цепь свои запасы зарядов, потом-другой, потом-третий

    По величине емкости можно приблизительно определить допустимый потребляемый (часто говорят «разрядный») ток, для марганцево цинковых элементов он составляет примерно 3-5% от емкости Так, например, от того же элемента «373» не стоит потреблять ток более чем 100-150 мА (0,1-0,15А) Для плоской батарейки карманного фонаря, стаканчиковые элементы которой имеют емкость около 1 А-ч, желательно, чтобы потребляемый ток не превышал 30-50 мА (0,03-0.05А) Конечно, можно разряжать батарейку большим током, как делают, например, в карманных фонарях, но при этом и напряжение будет намного меньше, чем э д с , и емкость окажется меньше, чем это было бы при разряде небольшим током (Р-13) Плоская батарейка из трех элементов в карманном фонарике, где лампочка потребляет 280 мА, дает напряжение 3,3-3,7 В, и ее реальная емкость уменьшается на 15-20 процентов

    Можно получить постоянное напряжение, необходимое для питания электронных схем, и от электросети Для этого нужно произвести три операции Во-первых, нужно понизить сетевое напряжение или повысить его в зависимости оттого, какое постоянное напряжение нужно получить Во-вторых, необходимо преобразовать переменное напряжение так, чтобы в его спектре появилась постоянная составляющая, и, в-третьих, нужно с помощью фильтров отвести в сторону все переменные составляющие, оставить постоянную составляющую в чистом виде (Р-168. 1) Рассмотрим эти три операции чуть подробнее

    Переменное напряжение в сети бывает 220 В, реже 127 В и совсем редко 110 В Для транзисторных схем нужно постоянное напряжение 10-15 В, в некоторых случаях, например для мощных выходных каскадов усилителей НЧ, 25-50 В Для питания анодных и экранных цепей электронных ламп чаще всего используют постоянное напряжение 150-300 В, для питания накальных цепей переменное напряжение 6 В (точнее, 6,3 В, именно столько дают три соединенные последовательно банки кислотных автомобильных аккумуляторов, и лампы, рассчитанные на 6,3 В, можно питать от них) Все напряжения, необходимые для какого-либо устройства, получают от одного трансформатора, который называют силовым

    Силовой трансформатор собран на разборном стальном сердечнике из изолированных друг от друга тонких Ш-образных, реже П-образных пластин (Р-60) Его размеры, а точнее, площадь сечения средней части сердечника выбираются с учетом общей мощности, которую трансформатор должен передать из сети всем своим потребителям Упрощенный расчет устанавливает такую зависимость сечение сердечника S смА2, возведенное в квадрат, дает общую мощность трансформатора в Вт Например, трансформатор с сердечником, имеющим стороны 3 см и 2 см (пластины типа Ш-20, толщина набора 30 мм), то есть с площадью сечения сердечника 6 смА2, может потреблять от сети и "перерабатывать" мощность 36 Вт Это грубый, упрощенный расчет, но он дает вполне приемлемые результаты (Р-168, 2)

    И наоборот, если для питания электрического устройства нщна мощность 36 Вт, то, извлекая квадратный корень из 36, узнаем, что сердечник силового трансформатора должен иметь сечение 6 смА2 Например, должен быть собран из пластин Ш-20 при толщине набора 30 мм, или из пластин Ш-30 при толщине набора 20 мм, или из пластин Ш-24 при толщине набора 25 мм и так далее Сечение сердечника н^жно согласовать с мощностью для того, чтобы сталь сердечника не попадала в область магнитного насыщения А отсюда вывод сечение всегда можно брать с избытком, скажем, вместо 6 смА2 взять сердечник сечением 8 смА2 или 10 смА2 Х^же от этого не будет А вот взять сердечнике сечением меньше расчетного ^ке нельзя - сердечник попадет в область насыщения, индуктивность его обмоток уменьшится, упадет их индуктивное сопротивление, увеличатся токи, трансформатор перегреется и выйдет из строя

    В силовом трансформаторе несколько обмоток Во-первых, две сетевые для включения в сеть с напряжением 220 В и 127 В Правда, отдельных обмоток для каждого напряжения не делают В обмотке для напряжения 220 В витков больше, чем в обмотке для 127 В, и обмотки переключают таким образом, что при напряжении сети 220 В к обмотке 127 В просто добавляют некоторое количество витков Существуют две основные схемы такого переключения Одна из них(Р-168, 3) очень проста и пояснений не требует, вторая (Р-168, 4) несколько сложнее Здесь при напряжении сети 220 В последовательно включаются две секции по 110 В каждая При напряжении 127 В две секции включаются параллельно (это равносильно увеличению диаметра провода, что, как мы скоро увидим, необходимо) С давних времен такое переключение осуществляют с помощью восьмиштырьковой ламповой панельки и фишки, так как это показано на Р-168, 5 Кроме сетевых обмоток, в сетевом трансформаторе может быть сколько угодно вторичных, каждая на свое напряжение В трансформаторе для питания ламповых схем обычно две обмотки - накальная на 6,3 В и повышающая для анодного выпрямителя В трансформаторе для питания транзисторных схем чаще всего одна обмотка, которая питает один выпрямитель Если на какой-либо транзистор н^жно подать пониженное напряжение, то его получают от того же выпрямителя с помощью гасящего резистора или делителя напряжений

    Необходимое соотношение числа витков первичных и вторичных обмоток подсчитать нетрудно во сколько раз одно напряжение должно быть больше или меньше другого, во столько же раз и число витков должно быть больше или меньше (Т-87) Но отсюда вовсе не следует, что само число витков в обмотках может быть произвольным Число витков в обмотках определяется по важной характеристике трансформатора, которая называется «число витков на вольт», и зависит от сечения сердечника, его материала, от сорта стали Для распространенных типов стали можно найти «число витков на вольт», разделив 55-70 на сечение сердечника в смА2 Так, если из нашего примера взять сердечник с сечением 6 смА2,то для него получится «число витков на вольт» примерно 10 Это значит, что обмотки будут иметь такие данные на 110 В - 1100 витков, на 127 В - 1270 витков, на 220 В - 2200 витков Если понадобится вторичная обмотка на 25 В, то в ней будет 250 витков Теперь остается выбрать намоточный провод Для трансформаторов используют медный провод с тонкой эмалевой изоляцией (С-4), причем обычно один тип такого провода можно заменять другим Диаметр провода выбирается из соображений малых потерь энергии в самом трансформаторе и хорошего отвода тепла Если взять слишком тонкий провод, то он, во-первых, будет обладать большим сопротивлением и отбирать значительную часть энергии, которую трансформатор должен передать своим потребителям Ну а во-вторых, тонкий провод из-за малой поверхности охлаждения будет плохо отдавать тепло в окружающую среду, а это может привести к перегреву трансформатора За перегревом последует разрушение изолирующего покрытия провода, и в итоге короткое междувитковое замыкание А это явление чрезвычайно опасное - два соседних проводника, соединившись, создают так называемый короткозамкнутый виток (или группу витков), который, по сути дела, представляет собой самостоятельную обмотку трансформатора, замкнутую накоротко Сопротивление короткозамкнутого витка очень мало, ток в нем создается огромный, трансформатор раскаляется, как утюг, начинает дымиться и, конечно, быстро выходит из строя

    Диаметр провода выбирают из расчета 2-2,5 ампера на каждый квадратный миллиметр сечения провода При выборе провода удобно пользоваться таблицей С^ В одной из колонок этой таблицы указано, сколько витков провода может поместиться в одном квадратном сантиметре окна сердечника при сплошной намотке или намотке рядами с тонкой изолирующей прокладкой между слоями провода По этим данным можно подсчитать, уместится ли вся обмотка в окне А если вдруг окажется, что обмотка не умещается, что окно сердечника слишком мало для нее? Диаметр провода уменьшать нельзя, число витков тоже, остается собирать сердечник из пластин с большим окном Или другой выход использовать тот же тип пластин, но увеличить толщину набора При этом увеличится сечение сердечника, а значит, меньше станет «число витков на вольт» и вместе с ним общее число витков

    При изготовлении силового трансформатора нужно проявить все свое терпение и аккуратность Провод укладывают слоями, между слоями Кладут тонкую бумагу, особое внимание обращают на то, чтобы с краев один слой не проваливался на другой Конечно, в наше время силовые трансформаторы изготавливать самому приходится редко, в продаже бывают трансформаторы самых разных типов Но даже с учетом этого приведенные простейшие расчетные соотношения и справочные данные могут быть полезны для того, чтобы выбрать трансформатор, проверить, подходит ли он для данного блока питания Кроме того, иногда приходится переделывать трансформаторы, например, трансформатор от лампового приемника приспосабливать для питания транзисторных схем В этом случае, убедившись, что трансформатор подходит по мощности, по диаметру провода первичной (сетевой) обмотки, можно эту обмотку оставить нетронутой и только намотать новую вторичную обмотку, предварительно рассчитав ее Все эти работы, еще раз повторяем, нужно делать очень аккуратно

    При всех расчетах трансформаторов возникает вопрос на какое напряжение должна быть рассчитана вторичная обмотка? Напряжение, которое указано для сети,-это эффективное напряжение, амплитуда в сети 220 В достигает 310 В, в сети 127 В-амплитуда 180 В (Т-69) И при расчете вторичных обмоток тоже исходят из эффективного напряжения на них, понимая, что амплитуда будет на 40% выше А вот если напряжение со вторичной обмотки подать на выпрямитель, то чему будет равно выпрямленное, постоянное напряжение? Амплитуде переменного? Его эффективному значению? Или, может быть, какой-либо иной величине?

    Поставим вопрос иначе если задано выпрямленное напряжение, то как его получить, какое для этого н^жно иметь переменное напряжение? Оказывается, что это зависит от выбора схемы выпрямителя и от элементов фильтра

    Простейшая схема выпрямления-однополупериодная, уже знакомая нам по детекторным каскадам приемника Но только там мы выделяли одну из переменных составляющих (низкочастотную), а постоянную отбрасывали, не пускали к усилителю НЧ А в выпрямителе нам нщна именно постоянная составляющая пульсирующего тока (Р-168, 1), и только ее н^жно подвести к нагрузке Однополупериодный выпрямитель работает через такт, использует энергию только одного полупериода переменного напряжения При этом частота импульсов такая же, как и частота сетевого напряжения, то есть 50 Гц, а постоянная составляющая в спектре пульсирующего тока составляет примерно 32% от амплитуды импульса (Р-169, 1)

    Если взять два однополупериодных выпрямителя, включить в них диоды таким образом, чтобы они пропускали ток поочередно, и затем выпрямленный ток от каждого из них направить в общую нагрузку, то получится двухполупериодный выпрямитель (Р-169, 2) Благодаря такому остроумному схемному фокусу ток по нагрузке будет протекать без пауз, частота пульсаций станет в два раза выше и составит уже 100 Гц, а постоянная составляющая увеличится до 64% от амплитуды Все это, конечно, достоинства в двухполупериодной схеме заданное постоянное напряжение можно получить при меньшем переменном, а пульсации с более высокой частотой легче сгладить конденсатором, фильтрам легче отводить от нагрузки переменную составляющую Ну, а плата за эти достоинства -усложнение схемы теперь в ней, по сути дела, два выпрямителя вместо одного

    Существуют две разновидности двухполупериодных схем Для одной иужио иметь два вентиля, например два полупроводниковых диода, и две отдельные вторичные обмотки в силовом трансформаторе Обычно их, правда, выполняют в виде одной обмотки с отводом от средней точки и при этом автоматически получается нужная полярность напряжения, подводимого кдиодам когда на конце одной обмотки (или, точнее, одной секции) «плюс» относительно средней точки, на конце другой - «минус» и когда один диод пропускает ток, второй не пропускает Во время следующего полупериода полярность напряжения на вторичной обмотке меняется меняются местами «плюс» и «минус», и тот диод, который пропускал ток, оказывается закрытым, этот, что не пропускал,-открытым (Р-169, 2) Каждая половинка вторичной обмотки трансформатора для такой схемы должна давать расчетное напряжение, необходимое для выпрямителя, а вся обмотка - удвоенное напряжение

    В мостовой схеме (Р-169, 3) двухполупериодное выпрямление получается без двух отдельных переменных напряжений, для мостовой схемы достаточно иметь одну вторичную обмотку Но за это приходится платить двумя дополнительными диодами - в мостовой схеме их 4, а не 2 Если разобраться в начертании мостовой схемы, то окажется, что в ней просто найден такой способ включения диодов, при котором ток через нагрузку при любой полярности напряжения на вторичной обмотке идет в одну и туже сторону

    В выпрямителях блока питания используют плоскостные диоды (Т-136,С-14),хотя при небольших токах вполне могут подойти и точечные. Диоды подбирают по величине постоянного тока, который должен давать выпрямитель, и по обратному напряжению (Т-134), которое для страховки всегда считают равным удвоенной амплитуде переменного напряжения на вторичной обмотке Это, однако, еще не означает, что выпрямленное напряжение действительно получается равным амплитуде переменного напряжения, хотя такое в принципе возможно.

    Чтобы отвести от нагрузки переменную составляющую, сгладить пульсации напряжения, которое подводится к нагрузке, после диодов включают фильтр, обычно из конденсаторов и резистора (Р-170. 1, 3), реже из конденсаторов и дросселя (Р-170. 2) Элементы фильтра выбираются исходя из известных соотношений - чем больше емкость конденсаторов Сф1Сф2, тем лучше, тем большая часть переменных составляющих замыкает через них и меньшая часть идет в нагрузку И чем больше сопротивление резистора Яф, тем труднее переменным составляющим пробраться в нагрузку Есть, правда, такое ограничение чем больше сопротивление Яф, тем большая часть постоянного напряжения на нем теряется

    Здесь, наверное, уместно напомнить, что нагрузка выпрямителя Rh - это вся электронная схема, которую он питает, например коллекторные цепи всех транзисторов или анодные цепи всех ламп То есть нагрузка Rh - это не резистор, а некий условный элемент, само его сопротивление зависит оттока, который потребляется от выпрямителя чем больше этот ток, тем сопротивление нагрузки меньше, тем, как принято говорить, сильней нагружен выпрямитель Что касается сопротивления фильтра Яф, то по нему проходит весь выпрямленный ток, и нужно, чтобы этот ток не создавал на Рф слишком большого напряжения

    В некоторых случаях используют трехзвенный фильтр, показанный на Р-170, 3 Со второго звена снимают выпрямленное напряжение с несколько большими пульсациями, с третьего - напряжение, сглаженное лучше Удобство такого фильтра связано вот с чем некоторые цепи не очень-то чувствуют изменения питающего напряжения, для иныхже недопустимы даже малейшие пульсации Поэтому нет смысла весь выпрямленный ток фильтровать с одинаковой тщательностью, часть его можно пропустить только по одному из двух резисторов фильтра, получить при этом более высокое напряжение Шит и одновременно уменьшить мощность, теряемую в фильтре В качестве примера потребителя, для которого удобна такая система питания, можно назвать мощный усилитель НЧ - коллекторную цепь его выходного каскада может питать напряжение с пульсациями 1-2% (отсчет от уровня постоянного напряжения), а на предварительные каскады нужно подавать напряжение, у которого пульсации не превышают 0,01-0,05% Это легко объясняется пульсации, попавшие в первые каскады, в дальнейшем усиливаются Кстати, плохая фильтрация питающего напряжения в усилителях НЧ проявляется в виде фона с частотой 50 или 100 Гц в зависимости от схемы выпрямителя

    Кондиционеры фильтра не только сглаживают пульсации, они, особенно первый Сф1, влияют еще и на величину выпрямленного напряжения ипит, подводимого к нагрузке Импульсы тока через диод выпрямителя заряжают конденсатор Сф1, и потом он постепенно разряжается через нагрузку Rh Чем больше емкость конденсатора, тем медленнее он разряжается и тем больше среднее напряжение на нем (Р-170, 4) В этом процессе, правда, есть еще одно действующее лицо, от которого тоже зависит скорость разряда конденсатора Сф1 Это сама нагрузка чем меньше сопротивление Rh, тем быстрей разряжается конденсатор, тем меньше выпрямленное напряжение и выше уровень пульсаций Отсюда практический вывод чем меньше сопротивление нагрузки Rh, to есть чем больше потребляемый от выпрямителя ток, тем больше должна быть емкость конденсаторов фильтра Сф1 и Сф2 И еще выпрямленное напряжение определяется не только подводимым к выпрямителю переменным напряжением, но также потребляемым током и емкостью первого конденсатора фильтра Сф1 чем меньше этот ток и чем больше Сф1, тем больше выпрямленное напряжение (Р-170, 4) При достаточно большой емкости Сф2 выпрямленное напряжение довольно близко к амплитуде переменного

    В приближенных расчетах можно считать, что выпрямленное напряжение получится таким, как эффективное значение напряжения на вторичной обмотке И если, скажем, нужно питать усилитель напряжением 22 В, то нужен силовой трансформатор с коэффициентом трансформации 0,1 (при напряжении сети 220 В) Конденсаторы фильтра, однако, во всех случаях нужно рассчитывать на амплитуду напряжения - в какой-то момент выпрямитель может остаться без нагрузки, конденсаторы разряжаться не будут, и напряжение на них поднимется до уровня амплитуды При этом в такие моменты к нему будет добавляться сама амплитуда переменного напряжения и общее напряжение как раз и станет равным удвоенной амплитуде, на нее должны быть рассчитаны диоды

    Открытый транзистор легко пропускает постоянный ток, его сопротивление для этого тока мало, и падение напряжения на участке коллектор-эмиттер составляет несколько вольт В то же время коллекторное напряжение слабо влияет на величину коллекторного тока, и поэтому изменения напряжения 1_1к вызывают незначительные изменения 1к То есть для меняющегося тока транзистор представляет большое сопротивление Сочетание этих свойств (малое сопротивление для постоянного тока и большое для переменного) делает открытый транзистор идеальным элементом фильтра выпрямителя (Р-170. 5) -он не пропускает к нагрузке переменную составляющую выпрямленного тока и в то же время не оказывает препятствий постоянной составляющей, не снижает выпрямленного напряжения

    Включение транзистора в качестве элемента фильтра позволяет воспользоваться эффективными системами стабилизации напряжения Стабилизатор напряжения, как об этом говорит само название, поддерживает неизменным выпрямленное напряжение, если по каким-то причинам изменится напряжение на его входе (это может произойти из-за изменений напряжения в сети или если изменится режим самой нагрузки, например увеличится или уменьшится потребляемый ток)

    Основа большинства стабилизирующих схем - особый кремниевый диод, стабилитрон (Р-171. 1), который сам по себе предназначен для стабилизации напряжения Особенность его состоит в том, что в определенном режиме сопротивление этого диода сильно меняется при изменении пропускаемого им тока (такая характеристика у стабилитрона получается за счет определенных свойств самого полупроводникового материала), и в итоге напряжение на диоде остается неизменным Если собрать делитель с кремниевым стабилитроном (Р-171, 2) и менять подводимое к этому делителю напряжение, то сопротивление диода будет меняться и напряжение, снимаемое с диода, окажется стабилизированным

    Используя стабилитрон в качестве источника опорного постоянного напряжения, можно создать электронную схему, которая будет управлять работой транзисторного фильтра и менять его режим таким образом, чтобы напряжение на выходе во всех случаях оставалось неизменным Это настоящий электронный автомат, со следящей системой (Т-265),- он следит за изменением подводимого напряжения И с памятью в виде стабилитрона на нем записано опорное напряжение, по которому нужно равняться (Р-171, 4)

    Некоторые варианты стабилизированного выпрямителя, например схема, показанная на Р-171, 5, позволяют в широких пределах регулировать выпрямленное напряжение Шит Изменяя с помощью RycT «минус» на базе, мы меняем опорное напряжение и в итоге выпрямленное напряжение Ывых, которое достается нагрузке Одна из практических схем такого выпрямителя с регулируемым напряжением приводится на К-15

    Понизить выпрямленное напряжение всегда просто для этого достаточно увеличить сопротивление фильтра, ввести дополнительный гасящий резистор или делитель напряжения А вот для того, чтобы получить выпрямленное напряжение побольше, нужно переделать или заменить силовой трансформатор, увеличить напряжение на его вторичной обмотке, которое подводится к выпрямителю Есть, правда, и другой путь-умножение напряжения, но пользуются им сравнительно редко

    Самый простой из умножителей-это удвоитель напряжения (Р-172. 1), он увеличивает напряжение вдвое Происходит это за счет того, что в течение одного полупериода выпрямитель через Д1 заряжает до амплитуды переменного напряжения конденсатор С1, а в течение второго полупериода заряжает через Д2 конденсатор С2 Оба конденсатора включены последовательно по отношению к нагрузке, и поэтому напряжение на нагрузке (это, конечно, уже выпрямленное напряжение) равно сумме напряжений на С1 и С2 То есть равно удвоенному переменному напряжению, которое подводилось к выпрямителю Из нескольких цепочек конденсатор - диод можно собрать утроитель напряжения, учетверитель и так далее Схемы умножения, как уже говорилось, применяются редко, как правило, проще изменить данные вторичной обмотки силового трансформатора, увеличить напряжение на ней и использовать привычную схему выпрямителя без умножения

    Если источник питания дает переменное напряжение, как, например, электросеть, то изменить это напряжение, повысить его или понизить, можно с помощью трансформатора Но если питание осуществляется от источника постоянного напряжения, например от аккумулятора или гальванического элемента, то напряжение можно только уменьшить, так как постоянное напряжение не трансформируется (вспомните переменное напряжение во вторичной обмотке трансформатора наводится только при изменении тока в первичной-Т-56.Т-60). и поэтому повысить его никак нельзя А бывает, что повысить постоянное напряжение нужно обязательно Например, при питании лампового приемника или передатчика от автомобильного аккумулятора он дает напряжение 12 В, а на аноды ламп нужно подать 150-200 В Когда-то эту задачу решали с помощью машинных преобразователей-1 умформеров, где в одной машине объединены электродвигатель с электрогенератором Двигатель приводится в движение низким напряжением, он вращает ротор генератора, который уже дает высокое напряжение

    А вот другой путь можно постоянное напряжение превратить в переменное, например, периодически разрывая цепь, а затем уже это переменное напряжение повысить с помощью трансформатора В дотранзисторную эпоху такая операция осуществлялась с помощью вибропреобразователей (Р-172. 3) Как только в обмотке I появляется ток, якорь притягивается, контакты 1, 2 разрываются, и ток прекращается Тогда якорь возвращается на место, контакты 1, 2 замыкаются, и весь процесс начинается сначала С появлением транзисторов открылась возможность строить более надежные преобразователи, без непрерывно движущихся и часто подгорающих контактов Транзисторный преобразователь напряжения - это, по сути дела, генератор, например, двухтактный мультивибратор (К-15, 5) или блокинг-генератор (Р-172, 2) Повышенное напряжение снимают с отдельной обмотки трансформатора и затем подают на обычный выпрямитель Частоту переменного напряжения делают сравнительно высокой (килогерцы и десятки килогерц), при этом уменьшаются габариты трансформатора Соображения по выбору сердечника, приведенные в Т-282, относятся к частоте переменного тока 50 Гц, с увеличением частоты сердечник может иметь меньшее сечение и число витков на вольт тоже будет меньше Выпрямители, если они собраны правильно, сразу же работают нормально, а вот более сложные схемы после включения нередко приходится налаживать Этой интересной сложной работе - налаживанию электронных схем посвящена следующая глава

(В главное меню)