Выпрямитель высоковольтный: This page is blocked by service provider.

Высоковольтный выпрямитель и стабилизатор для лампового УМЗЧ

Если не принимать во внимание идеологические соображения, то стабилизатор анодного напряжения усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ) на радиолампах дает много преимуществ при конструировании – экономия пространства и массы по сравнению с конденсаторно-дроссельным фильтром сравнимых способностей, лампы можно безопасно использовать в режимах близких к критическим, существенное снижение фона, независимость от обычных капризов неважной (например деревенской) осветительной сети.

Здесь, стабилизированный источник анодного напряжения (+250 В) лампового усилителя на 4-х 6С19П выполнен на стандартном трансформаторе ТА251 с раздельными для каждого канала выпрямителями и стабилизаторами. Выпрямители «твердотельные» мостовые, на быстрых диодах шунтированных пленочными конденсаторами для нейтрализации «ненулевого времени рассасывания зарядов при их переключении». Стабилизаторы на высоковольтных полевых транзисторах с изолированными затворами. Применен компактный печатный монтаж и элементы широкого применения. Два выпрямителя и два стабилизатора смонтированы на небольшой печатной плате привинченной к спине игольчатого радиатора. На обратной стороне платы, со стороны печатного монтажа смонтированы и регулирующие элементы – полевые транзисторы. Они прижимаются к радиатору через изолирующие слюдяные прокладки при установке платы. Выводы стабилизаторов и выпрямителей смонтированы с учетом ее установки – только со стороны установки деталей. В целом, получилось вполне удобно.

Схема электрическая принципиальная выпрямителя и стабилизатора одного канала, ниже.

На схеме не показаны конденсаторы шунтирующие диоды выпрямительного моста, подбором напряжения и количества стабилитронов D1…D3 устанавливаем напряжение на выходе стабилизатора. Напряжения оксидных конденсаторов должны соответствовать действующим в схеме. Транзистор Т2 защищает регулирующий от перегрузок и замыканий, R6 разряжает конденсаторы выключенного прибора (полностью ~1 мин). Регулирующий транзистор можно заменить на подходящий по напряжению IRF.

Что было использовано для работы.

Набор инструментов и материалов для разработки и изготовления печатной платы (ПП), набор инструментов для радиомонтажа, нечто для сверления (станок, дрель), в том числе и для отверстий на ПП (0,5…1,5 мм). Набор инструмента для нарезания резьбы М3, радиоэлементы, мелочи.

Разработка платы.

Применение печатного монтажа в высококачественном УМЗЧ не желательно – увеличивается количество паек каждая из которых чуточку ухудшает результат – ясность звучания прибора. Если в транзисторных схемах это затруднительно, то в лаконичных ламповых схемах вполне возможно, более того удобно. Здесь, много установочных элементов закрепляемых на шасси. Большая часть мелких элементов преотлично монтируется на их лепестках и жестких выводах. Такой объемный монтаж был очень распространен в эпоху ранней ламповой электроники, а печатный вытеснил его как более технологичный в изготовлении, компактный и ремонтопригодный.

Здесь, к печатному монтажу пришлось прибегнуть во имя компактности – нужно было поместить довольно большой усилитель (его более мощную версию на 6С19П) с его блоком питания в один корпус с площадью близкой к стандартной аппаратуре (поставить в стойку). Более того, применение ПП в БП извинительно – SRPP топология выходного каскада усилителя, в отличие от традиционного однотактного не предполагает протекание сигнального тока через источник питания, требования к нему могут быть не столь высокими. Тем не менее, постарался сделать дорожки ПП максимально короткими и достаточно широкими, применил лужение дорожек и припой без свинца.

Печатная плата разработана в программе Sprint-Layout, два независимых стабилизатора (левый канал, правый канал) поместились на ПП размером 80х110. Здесь находятся все элементы схемы, включая большие емкости и регулируемые транзисторы. Последние смонтированы навыворот, со стороны печатного монтажа и при установке на радиаторе охлаждения прижимаются к нему спиной — металлическими фланцами. Все выводы схемы для внешнего сообщения с усилителем сделаны с учетом одностороннего доступа к плате. В целом, получился удобный модуль питания.

ПП получилась весьма простой и без SMD элементов, при ее изготовлении применен ручной способ нанесения лакового защитного рисунка – старым добрым рейсфедером.

Заготовка для ПП нашлась только с двухсторонним фольгированием. Лишний слой снял пинцетом прогрев его строительным феном. Клей при этом размягчается.

Зеркальный рисунок разработанной ПП напечатал на принтере, вырезал его ножницами, оставив со всех сторон широкие лепестки. Они загибаются на обратную сторону заготовки ПП и закрепляются липкой лентой. Центры отверстий накерниваются, бумага снимается, плата сверлится и зачищается.

Рисунок дорожек нанес традиционным битумным лаком, стеклянным (широкие дорожки, большие расстояния между отверстиями) рейсфедером. После высыхания лака рисунок ретушировал шилом и привязав тонкую медную проволочку положил в кювету для травления. Готовый раствор хлорного железа хранится в полиэтиленовом пищевом контейнере с герметической крышкой. Небольшие платы можно травить прямо в нем.

Плату помещаю медью ко дну, приподнятую доставательной проволочкой за один край. Таким образом, продукты реакции не скапливаются на поверхности меди и не замедляют процесс. Травление идет весьма быстро без всяких покачиваний и взбалтываний. Единственный момент – шлам может накопиться на дне, тогда его слой замедляет травление нижнего конца платы. Выход – периодически избавляться от осадка, обновлять раствор.

Для подогрева раствора поставил кювету-контейнер на остывающую дровяную плиту.

Вытравленную ПП отмыл ацетоном от лака, слегка зачистил и залудил дорожки, приступил к монтажу элементов.

Элементы были использованы не новые, пришлось каждый проверять, к счастью их не много. Использовал китайский приборчик, низковольтные стабилитроны удобно проверить на стационарном БП.

Конденсаторы шунтирующие диоды выпрямительного моста нахлобучил поверх них, выводы для подключения переменного напряжения сделал из нетонкой луженой проволоки.

Регулирующий транзистор расположен спиной к радиатору с обратной стороны платы, ось отверстий для винтов М3 проходит через середину пластиковой части транзистора.

Устанавливаемые торчком резисторы не только экономят место на плате, но и предоставляют удобные выводы для подключения внешних проводов, особенно полезных при отсутствии удобного доступа к дорожкам. Например, на фото выше стрелочкой показан вывод платы «+ Ua». У 2 Вт резисторов МЛТ штатные проволочные выводы коротковаты для такого монтажа – верхний приходится наращивать нетонкой луженной проволокой, у импортных выводы длиннее, хватает и своих. Белые керамические резисторы – датчик тока R5, составлен из 2х3,3 Ом.

Собранная плата запитана от трансформатора ТАН30. Обнаружилось интересное – выходное напряжение скачет резвым козленком, запросто может прыгнуть на 4 вольта вне зависимости от изменений в сети. Однако. Обычно стабилизатор являл собой полнейшее хладнокровие и невозмутимость. Осциллограф показал нечто любопытное на выходе. Самовозбуждение?

Причина нашлась не сразу и по наитию – главным злодеем оказался сетевой паяльник 40 Вт включенный через осветительный диммер (для регулировки температуры). Его нагревательная, но все-же обмотка (фактически — катушка индуктивности) излучала. Неудачная (удачная) топология ПП сработала как рамочная антенна и получился радиоприемник с передатчиком. В лучшем виде.

Достаточно было разорвать рамку антенны – удалить часть «земляной» печатной дорожки (по контуру коротких сторон ПП) и все встало на свои места – стабилизатор стал вести себя прилично, выходное напряжение изменяется только на десятые вольта при колебаниях в сети, наводка от паяльника радикально уменьшилась.

Луженые дорожки перерезал бормашинкой и оторвал поддев конец лезвием ножа.

Вот что у меня получилось при близком поднесении паяльника (печатный монтаж уже исправлен). Кроме того, стабилизатор в готовой конструкции будет находиться в металлическом кожухе, суть — экране.

Babay Mazay, апрель, 2020 г.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Выпрямитель напряжения: история и разновидности

Выпрямитель напряжения – это не совсем правильное сочетание слов, относящееся к схемам на различных выпрямителях тока. К последним относятся, прежде всего, диоды. Ранее использовались кенотроны различной конструкции.

Из истории вопроса

Выпрямить удаётся исключительно ток, впрочем, если применить слово к напряжению, профессионалу термин останется понятым. Электроны способны двигаться по проводу в обоих направлениях, в зависимости от разницы потенциалов. Происходящее называется переменным током, током переменного направления. Чтобы электроны постоянно двигались прямо и не сворачивали, требуется выпрямитель.

Следовательно, определение уточняется. Выпрямителем (напряжения) тока называется прибор, заставляющий электроны в цепи двигаться лишь в единственном направлении. Присутствует разница между профессиональной средой и любителями:

  1. Ученикам в школе рассказывают, что прямым называется постоянный ток. На уровне класса физики не происходит деления. Возможно, чтобы не путать учащихся.
  2. Профессионалы импульсы одной полярности уже называют выпрямленным напряжением (током). В этом свете простой диодный вентиль без сглаживающего фильтра считается выпрямителем в полном смысле слова.

Таким образом, словосочетание, указанное выше, допустимо трактовать по-разному. Если требуется постоянный ток, как в аккумуляторе, но из розетки, искомый прибор полагается называть:

  • Адаптер постоянного тока.
  • Блок питания постоянного тока.
  • Преобразователь постоянного тока.

Но не выпрямитель. Под последним понимается просто срезание отрицательной части тока и напряжения. Обработке подвергаются оба параметра, вытекая из закона Ома для участка цепи. Переозвучим: если на концах цепи без разрывов присутствует напряжение, потечёт ток. Единственное исключение из правила даёт конденсатор. В традиционном физическом классе не рассматривается при упоминании законов Ома. Зато в высшей школе преподают, что ёмкостное сопротивление изменяет сдвиг фаз между напряжением и током.

Обобщая: выпрямитель выпрямляет сразу два параметра, ток и напряжение. В первом случае присутствует однонаправленное движение электронов, во втором – градиент разницы потенциалов постоянен. Выпрямляющие свойства в противовес общественному мнению первоначально открыты в полупроводниках. Электронные лампы изобрели намного позднее в результате изысканий Томаса Эдисона и прочих (см. Лампа накаливания).

Открытие по полупроводникам сделано в 1874 году Карлом Фердинандом Брауном вскоре после перебазирования к новому месту назначения научного руководителя Георга Квинке. Университет не нашёл подходящей должности, открыватель эффекта выпрямления начинает преподавать в средней школе. Обширный досуг предоставляет Брауну достаточно времени для научной деятельности, в свет выходит первая работа по искусственным и натуральным окислам меди, платины, нейзильбера, пирита, халькопирита, галенита.

Исследование тетраэдра из блеклой породы показало анизотропность найденных свойств. Подводя к каждой из 8 граней серебряную проволоку, учёный измерял ток при помощи мультипликатора (гальванометр). Напряжение вольтова столба постоянно перепроверялось, памятуя печальный опыт Георга Ома. Требование возникло, когда учёный обнаружил нелинейность проводимости контакта металл-кристалл. Сегодня эту половинку параболы видим на любой вольт-амперной характеристике диода. Собственно, так и обнаружились выпрямляющие свойства минералов. Остаётся лишь сожалеть, что перевод работы на русский язык отсутствует, а английский доступен лишь за солидную сумму денег, но упорные читатели пусть покоряют немецкий!

Ламповые выпрямители

Согласно статистике на момент середины 70-х годов из всей производимой в СССР энергии примерно четверть требовалось преобразовать в постоянный ток. Для действия потребовались дешёвые и качественные приборы, нежели предложенные потребителям сталинскими заводами.

Уже выедены были многочисленные технические решения, но большая часть электрических схем реализовывалась на лампах: диодах, триодах и пр. На рисунке представлены застойные варианты выпрямителей, взятые из книги Мазеля К.Б. издания 1951 года. Безусловным достоинством схем признана понятность читателю. Описание однополупериодного лампового выпрямителя:

  1. Переменный ток подаётся на трансформатор с двумя вторичными обмотками, одна предназначена целиком для подогрева катода (на рисунке – справа, дуга).
  2. Стрелка с направлением тока не вводит в заблуждение: электроны движутся внутри вакуума в противоположном направлении.
  3. Цепь катода включена в заземлённый контур, чтобы замкнуть путь для выходного тока. Электроны, разогревающие активный слой, сюда не ответвляются в силу очевидных причин.
  4. На выходе стоит полосовой фильтр из индуктивности и ёмкостей, служащий для отсеивания ненужных гармоник.

Двухполупериодный действует аналогичным образом, вместо диодной лампы используется двуханодный кенотрон. В результате появляется возможность повышения КПД. Выходной ток снимается через среднюю точку, где всегда течёт в направлении, указанном на рисунке. Схема представляет аналог диодного моста.

Первый вариант схемы используется для удешевления конструкции и уменьшения габаритов. Одновременно сильнее расходуется запас батарейки. Причина – выпрямляется лишь единственный полупериод колебания входного напряжения питания. На выходе фильтра, как правило, сохраняется остаточная частота пульсаций, совпадающая с сетевой. Уже в сталинские времена схемы иногда оборудовали селеновыми или купроксными полупроводниковыми диодами. Напомним, на основе оксида меди в 1874 году Карл Фердинанд Браун открыл выпрямляющие свойства неметаллических элементов (см. Полупроводниковый диод).

Двухполупериодная схема прежде считалась распространенной для питания маломощных радиоприёмников. Частота пульсаций выходит удвоенной, зато амплитуда меньше, нежели в однополупериодной схеме при эквивалентных фильтрах гармоник. Большой минус: число витков рабочей обмотки приходится увеличивать, чтобы достичь схожего коэффициента передачи каскада. Следовательно, схема более высоковольтная.

Выпрямитель на лампах с удвоением напряжения

Схема с умножением напряжения (вдвое) собирается на двух кенотронах (ламповых диодах). Это станет платой за увеличенный вольтаж. Как легко увидеть из рисунка, кенотроны включены навстречу, за счёт чего первый пропускает ток в положительном направлении, а второй – в отрицательном. Несомненный плюс схемы: трансформатор приобретает меньшие размеры, а вторичная обмотка находится под меньшим напряжением. Цепи подогрева раздельные для обеих ламп, иного не дано: катод кенотрона закорачивался бы на анод.

Пунктиром здесь показана схема снятия напряжения без его удвоения, допустимо использовать с потерей КПД системы. Недостаточность фильтрации в современной электронике легко повысить, применяя схемы, обычные для импортной техники, одна представлена на рисунке. Это типичное техническое решение для стиральных машин, требующее присутствия в доме системы заземления TN-S. Рабочий и защитный нулевые проводники не должны соприкасаться в любой точке. Это обеспечивает качественную фильтрацию помех по фазе и нейтрали одновременно, что в конечном итоге продлит жизнь электроники в доме.

Частота пульсация в схеме с удвоением удвоенная, используются оба полупериода. Кенотроны возможно заменить на полупроводниковые диоды без потери работоспособности схемы. Рекомендуется обеспечить раздельное питание катодов кенотрона, дополнительная особенность: при непосредственном заземлении одного конца вторичной обмотки нейтраль выходного напряжения соединять с грунтом уже нельзя. Лучше такое заземление выполнять через конденсатор ёмкостью 500 – 1000 мкФ.

Простые диоды возможно заменить на двуханодные кенотроны с катодами, электрически изолированными от единой нити накала. Это делается, когда есть общий (на прибор) питающий трансформатор. Тогда нить накала питается из общей сети (питания накала) и отделяется от остальной части бареттером (вакуумным ограничителем тока). В остальном схема мало отличается от представленной выше.

Полупроводниковые схемы выпрямителей

Полупроводниковый выпрямитель с учетверением напряжения порадует любителей домашних экспериментов. При помощи такой штуковины удастся сильно намагнитить металлический стержень, как Араго в 1820 году (о чем известно из его собственной заметки, опубликованной в томе XV журнала Annales de chimie et de physique). За четыре года до изобретения Вильяма Стерджена! Араго наблюдал действие проволоки с электрическим током на металлические опилки, но не придал наблюдению оттенка практичности или коммерциализации.

Схема простая, но демонстрирует недостаток – нужно где-то набрать четыре высоковольтных конденсатора. Напряжение каждого указано на изображении, и этим допустимо руководствоваться при отборе. Конденсаторы не должны быть электролитическими, знак на контактах поменяется. Плюс и минус указаны только для иллюстрации образования выходного напряжения.

На положительном полупериоде заряжается нижняя пара ёмкостей, а на отрицательной – верхняя. Конденсаторы в каждой паре включены параллельно (см. параллельное включение конденсаторов) и последовательно (см. последовательное включение конденсаторов) одновременно. Смотря по какому полупериоду пришло время. Номиналы лучше брать одинаковыми.

Кенотроны и твердотельные выпрямители

Выше намеренно не приводятся все известные схемы на твердотельной электронике, часть увидите в теме диодный мост. Найдутсятам и трёхфазные технические решения, в том числе принадлежащие Ларионову. Важнее рассмотреть критерии выбора кенотронов. Тематика древняя, литературу найти сложно среди интернетского завала, появляется смысл остановиться подробнее на старой элементной базе.

В аудиозаписи и на концертах ламповые усилители популярны и поныне. Стоят немалых денег. Купить сумеет не каждый, а вот собрать собственноручно… Артисты утверждают, что звук получается насыщенный объёмный. Авторам приходилось даже слышать, что, мол, от вибраций колонок в лампах электроны летят по-особенному. Оттого и звучание столь своеобразное.

  • Важным параметром считается максимально допустимое обратное напряжение. Как в случае с твердотельной техникой, способно повредить: образуется лавинный пробой за счёт эмиссии электронов с анода. Сопровождающийся значительной температурой, сожжёт лампу.
  • Внутренним сопротивлением называется величина, обратная проводимости лампы в открытом состоянии. Определяется из вольт-амперной характеристики прибора (см. рис.). Как для обычного диода потребуется разницу потенциалов поделить на ток. Значения берутся по выбранной рабочей точке, либо по максимуму входного напряжения.
  • Максимальные ток в импульсе и напряжение способны превышать средние выпрямленные значения. Потребуется убедиться, что лампа не сгорит в имеющихся условиях.

Высоковольтный стабилизированный выпрямитель на 250 кВ

Т. И. Павлова, И. Т. Серенное, И, В. Черняев

Высоковольтные выпрямители на напряжение от десятков до сотен киловольт средней мощности широко применяются в качестве источников питания ускорителей заряженных частиц и другой электрофизической аппаратуры. Требования к их выходным параметрам очень разнообразны. Поэтому практически каждый раз при проектировании указанных устройств возникает задача создания специального высоковольтного выпрямителя.

В данной статье описан выпрямитель на 250 кВ, 5 мА, разработанный на кафедре ТВН ЛПИ для проведения физических исследований, рассмотрены конструктивные особенности отдельных его элементов. Отличительные параметры выпрямителя: диапазон регулирования выходного напряжения Uвых от 10 до 250 кВ, уровень пульсации не более ±0,1%, допустимая нестабильность Uвых не выше 1013 во всем диапазоне регулирования.
Для получения высокого выпрямленного напряжения применена четырехкаскадная мостовая схема умножения (рис. 1).

Рис. 1. Блок-схема высоковольтного выпрямителя

Высоковольтные вентили и конденсаторы каждого моста рассчитаны на 75 кВ, что позволяет иметь в режиме холостого хода Uвых = 300 кВ. Допустимый уровень пульсации Uвых обеспечивается применением конденсаторов Сф с достаточной емкостью, повышением частоты питающего напряжения, подключением к выходу выпрямителя дополнительного RС-фильтра
(Rф, Сф1).

Для питания схемы умножения разработан преобразователь на 1000 Гц, состоящий из трехфазного управляемого выпрямителя УВ на тиристорах Т-50 со схемой управления, СУВ, выходного фильтра Ф на транзисторах ГТ806Д и автономного инвертора АИ на тиристорах ТЧ-80.
Система стабилизации выпрямителя имеет два кольца обратной связи. Первое кольцо поддерживает постоянство Uвых при колебаниях тока нагрузки. Датчиком устройства обратной связи этого кольца служит высоковольтный делитель R. Сигнал с R сравнивается с опорным напряжением Uon, сигнал рассогласования с выхода усилителя постоянного тока УПТв воздействует на схему управления частотой СУАИ. Стабилизация Uвых производится за счет резонансных характеристик высоковольтного трансформатора ВТр путем изменения частоты питающего напряжения.

Трансформатор обладает значительной паразитной емкостью обмоток Сп, которая вместе с емкостями вентилей каскадной схемы составляет 380 пФ. На частоте 1000 Гц емкостный ток в несколько раз превышает полезный ток установки. Чтобы скомпенсировать паразитный емкостный ток, параллельно высоковольтной обмотке ВТр подключен реактор LK=40 Гн. Повышающий трансформатор с индуктивностью Lтр = 70 Гн, паразитная емкость Сп, регулировочная емкость Ср и индуктивность компенсирующего реактора L„ образуют цепь, обладающую двумя резонансными частотами:

где Lэ= LTpLK/(LTP + LK), Ск = Сп + Ср. На частоте f1 наблюдается минимум потребляемого тока (рис. 2) и коэффициент передачи трансформатора близок к его коэффициенту трансформации ктр = 180, определяемому отношением числа витков обмоток. На частоте U имеет место максимум потребляемого тока и кпер в 2,5—3 раза превышает ктр.

Установка имеет собственные частоты f1 = 950 Гц и f2 = 1190 Гц. Подключение компенсирующего реактора позволило решить две задачи: 1) снизить в несколько раз потребляемый, установкой ток; 2) построить систему стабилизации U вых, использовав его зависимость от частоты в окрестности f1. Кривые Uвыx(f) на рис. 2 иллюстрируют принцип стабилизации. В исходном состоянии Uвых= 0,28U при токе нагрузки

Рис. 2. Частотные характеристики повышающего трансформатора и высоковольтного выпрямителя

2 мА (точка 1) обеспечивается на частоте 975 Гц. При сбросе тока до нуля рабочая точка должна переместиться на верхнюю кривую в положение 2, что приведет к увеличению Uвых. Для сохранения его прежнего уровня схема стабилизации, воздействуя на СУАИ, уменьшает рабочую частоту до f = 950 Гц (точка 3).
Высокая стабильность достигается обеспечением в кольце обратной связи с УПТв на микросхеме К284УД1В коэффициента усиления порядка 1000 на частотах от нуля до 5 Гц, применением в источнике опорного напряжения Uов параметрического стабилизатора на диодах Д818Г с малым выходным сопротивлением и низким ТКН, использованием в качестве датчика прецизионного делителя R. Частотные характеристики кольца корректируются емкостным делителем (см. рис. 1), образованным конденсаторами Сф1, С1 — С3 (СФ1 = 0,0124 мкФ; С1 = 0,12 мкФ; С2 = 40 мкФ; С3 = 4 мкФ; Ry1= 5 МОм; Ry2= 1 МОм).

Второе кольцо стабилизации, содержащее делитель R3 — R4, усилитель УПТН и УВ как регулирующий элемент, предназначено для поддержания Uвых при колебаниях напряжения питающей сети 380 В.
Для установки были спроектированы и изготовлены специальные высоковольтные вентили, конденсаторы, делители напряжения и трансформатор. Высоковольтные вентили мостов рассчитаны на напряжение 75 кВ, 5 мА и собраны из диодов КЦ105Д. Каждый вентиль состоит из 10 диодов, включенных последовательно. Конструктивно вентили Д1 — Д8 и Д9 — Д16 собраны в две колонны. Для равномерного распределения напряжения по цепочке каждый диод зашунтирован конденсатором КВИ-3-470 нФ, 16 кВ. Диоды и конденсаторы смонтированы на изоляционных стойках. В бакелитовые цилиндры диаметром 110 мм и высотой 1000 мм помещены по четыре вентиля. Выводы с них подключены к наружным стальным кольцам и концевым фланцам. Кольца и фланцы защищены от коронирования экранами. Вентили залиты парафином.

Защитные резисторы R1 и R2 из ТВО-60-2 кОм предназначены для ограничения тока перегрузки через вентили в аварийных режимах.

Конденсаторы Сф и Ссв схемы умножения имеют емкость 0,12 мкФ, 75 кВ. Конденсаторы размещены в бакелитовых цилиндрах диаметром 330 мм и залиты конденсаторным маслом. Конденсаторы связи собраны в двух цилиндрах высотой 1500 мм, а фильтровые помещены в два цилиндра по 1000 мм и монтируются в одну колонну.
Прецизионный делитель, рассчитанный на 300 кВ, выполнен из 600 высокостабильных резисторов С2-14-988 кОм. Суммарное сопротивление делителя 588 МОм.

Для измерения выходного напряжения выпрямителя предназначен высоковольтный делитель RH = 288 МОм, 300 кВ, который собран из резисторов МЛТ-2-1 МОм. Резисторы делителей смонтированы на стойках из оргстекла и защищены от коронирования кольцами. Оба делителя помещены в фарфоровую покрышку высотой 1100 мм с внутренним диаметром 210 мм, заполненную элегазом при избыточном давлении 0,5 атм. Для устранения влияния токов утечки на коэффициент деления прецизионного делителя более грубый делитель  размещен ближе к стенкам покрышки, а Rв — в ее центре. Распределение напряжения по экранным кольцам задано наружным делителем. Высоковольтные концы делителей подсоединены к верхнему стальному фланцу покрышки, а низковольтные выведены наружу раздельно через нижний фланец из оргстекла.
Высоковольтный трансформатор рассчитан на напряжение 58 кВ. При его проектировании и изготовлении использованы магнитопровод и бак измерительного трансформатора напряжения НОМ-35. Магнитопровод имеет сечение стали 33,6 см2. С учетом повышенной частоты выбрана индукция 0,13 Тл. Первичная обмотка имеет 200 витков. Вторичная обмотка разделена на четыре секции, выполнена из провода d = 0,2 мм и содержит 36-103 витков.

Компенсирующий реактор на 58 кВ содержит четыре катушки, соединенные последовательно. В каждой катушке 9000 витков. Реактор помещен в фарфоровую покрышку высотой 350 мм, заполненную трансформаторным маслом.
Для защиты выпрямителя при коротких замыканиях в нагрузке на его выходе установлен защитный резистор Rзащ. Резистор рассчитан на 600 кВ и имеет сопротивление 770 Ом. Он выполнен на асбоцементной трубе диаметром 120 мм. В винтовую канавку на поверхности трубы с шагом 6 мм уложены 128 витков нихромового провода. Длина резистора 800 мм. На его концах установлены алюминиевые экраны.

Выводы

  1. Эксплуатация выпрямителя в течение пяти лет показала, что обеспечивается регулирование напряжения от 10 до 250 кВ с пульсацией не более ±0,1% при токе нагрузки до 5 мА.
  2. На протяжении рабочего дня при повторных включениях, толчках тока нагрузки от 1 до 5 мА система стабилизации удерживает выбранный уровень напряжения от 10 до 250 кВ с погрешностью не более 0,1%.
  3. Установка допускает неоднократные короткие замыкания в нагрузке при номинальном выходном напряжении.

Синхронный выпрямитель своими руками

Приветствую, Самоделкины!
Сегодня мы сделаем шаг на ступень выше в электронике, а именно, соберем синхронный выпрямитель. Устройство не новое, но еще не сильно популярное.

Автором данной самоделки является Роман (автор YouTube канала «Open Frime TV»).

Как известно, в любом блоке питания на выходе стоит выпрямительный диод. В последнее время широко используют диоды шоттки, так как у них меньше падение напряжения и, следовательно, они меньше греются. Но нагрев все-таки есть и при больших мощностях он внушительный.
Если ставить диод ultrafast, то там ситуация еще хуже, так как падение напряжения больше, и отсюда появляется одна из важнейших проблем — это радиаторы.

По-хорошему, нельзя устанавливать высокую сторону и низкую на один радиатор, так как может случиться пробой и на выход попадет высокое напряжение. Значит нужно разделять горячую и холодную сторону на разные радиаторы. Но не у всех есть нужное количество радиаторов чтобы все охладить. Да и при больших мощностях уже не обойтись без принудительного охлаждения.
Умные люди начали думать над данной проблемой и нашли простой выход — использовать вместо диодов полевые транзисторы.

У них сопротивление открытого канала очень маленькое и, следовательно, ток, протекающий через них, будет меньше выделять тепла. На первый взгляд все просто, но нет. Для корректной работы транзисторам необходимо правильное управление. Тут тоже поработали умные люди и создали микросхемы для управления транзисторами в синхронном выпрямителе.

Нам же остается просто собрать схему и разобраться, как она работает. Сама схема перед вами:

Как видим, деталей тут всего ничего. Микросхема выпрямителя есть только в smd корпусе.

Из этого получается, что схема управления много места не займет, а кпд вырастет в разы. Итак, попробуем разобраться, как это работает. Первое, что бросается в глаза, это то, что средняя точка будет плюсом, а боковые минусом.

Все потому, что транзисторы включаются в обратном направлении.

Работает выпрямитель таким образом: допустим, во время первого импульса мы имеем такие знаки на обмотках.

Микросхема это отслеживает и открывает нижний транзистор.

Ток в это время течет по вот такой цепи:

Далее следует второй импульс.

Теперь открывается верхний транзистор и пропускает ток в нагрузку.
Опытные электронщики сразу же вспомнят внутренний диодик в транзисторе, но если еще раз посмотреть на знаки напряжений, то становится понятно зачем транзистор включен в обратном направлении.

В то время, когда один транзистор открыт, второй подперт высоким напряжением и диод априори не может пропустить ток.

Но каждое действие имеет последствия, в нашем случае это проявляется в том, что к транзистору приложены две амплитуды напряжения. Как вы поняли это плохо. Подробнее об этом узнаем при реальном расчете.

Теперь, что касается остальных элементов схемы. Стабилитрон нужен для ограничения питания микросхемы, так как оно не должно превышать 20В.

Конденсатор сглаживает напряжение питания микросхемы.

Резистор, идущий на землю, можно выбирать в пределах от 25 до 150 кОм, он влияет на скорость открытие транзистора. Автор выбрал резистор на 30 кОм, этого вполне достаточно.

Также на скорость открытия влияет затворный резистор, его номинал может быть от 10 до 30 Ом, можно и больше расширить предел, это уже на ваше усмотрение.

Для проверки работоспособности данной схемы пришлось нарисовать печатку. Это чисто плата синхронного выпрямителя. Скачать схему и печатку можно ЗДЕСЬ.

Ее можно встроить в любой полумостовой блок питания и забыть про перегрев выходной части. Как видим печатка получилась компактной. Ширина силовых дорожек небольшая, но как уже говорилось ранее, это макет.

Когда плату вытравили, запаиваем ее. Сложности могут возникнуть только с микросхемой, но если постараться, то все получится. В итоге получаем вот такое красивое устройство:

Теперь давайте более детальней поговорим про расчет. Так как это у автора пробный вариант, и он не оснащен задающей частью, то для запуска воспользуемся внешним трансформатором от какого-то старого проекта. Задающая часть тут IR2153. На выходе должны получать около 24В.

Расчеты этого блока перед вами:

Нас интересует такой параметр, как амплитудное значение напряжения вторичной обмотки, оно у нас 28В. И теперь умножаем это значение на 2, почему, уже говорилось выше. И вот на полученное напряжение нам нужно выбирать транзистор. Заходим в каталог транзисторов радиорынка и начинаем смотреть, что имеется в наличии.

И вот тут всплывают минусы синхронного выпрямителя, проявляются они в соотношении цены, напряжения транзистора и сопротивления открытого канала.

Как видим, чем больше напряжение, тем больше и сопротивление, а если сопротивление низкое, то цена на данный транзистор довольно большая. Но тут уже каждый будет решать нужен ему такой выпрямитель или нет.
Для того, чтобы оптимально выбрать транзистор, нам нужно понимать сколько же мощности на нем рассеется. В этом нам поможет закон дедушки Ома.

Транзистор выбираем по двойной амплитуде. Соотношение цена-сопротивление канала, выбор пал на 75nf75.

Произведя расчет для тока в 10А, получаем выделяемую мощность в 1,1Вт. Сравним теперь синхронный выпрямитель с диодом шоттки. При тех же 10А получим 4Вт. Результат налицо.

В общем, смысл такого выпрямителя в следующем, на низких напряжениях он в разы лучше диода, а вот с повышением напряжения уже картина становится не такой красивой.

Цена на компоненты большая, а кпд выше на пару процентов. Посмотрим, как работает устройство. Подключаем вторичку проводами прямо к плате и смотрим напряжение на выходе, оно примерно 24В, что соответствует ранее посчитанному.

Это означает, что плата работает в штатном режиме. Тест на нагрев проводить пока не целесообразно, так как задающая часть слабовата. Сейчас мы только проверяем работоспособность.

Теперь можем для демонстрации работы встать щупом осциллографа на затвор транзистора и посмотреть, как он открывается.

Как видим, импульс немного завален. Это означает, что к нагреву добавятся еще коммутационные потери, но они не такие значительные.
Да, и еще, во время построения данного выпрямителя можно с легкостью наступить на грабли. Проявляются они в виде неоригинальных транзисторов, у которых сопротивление открытого канала намного больше заявлено в даташите. Это сейчас очень актуальная тема.

Ну а на этом пора заканчивать. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Источник (Source)

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Высоковольтные выпрямители, трансформаторный выпрямительный блок, контроллер

Источник питания для электростатического осадителя Вопросы защиты окружающей среды сегодня находятся в центре внимания, когда речь идет о электростанциях, работающих на ископаемом топливе, и отраслях, загрязняющих твердые частицы. Повышенная эффективность и усиленный контроль загрязнения не только помогают приблизиться к цели чистой окружающей среды, но также помогают отраслям экономить ценное сырье, уходящее в отходы. Источники питания Hirect для электрофильтров с их особенно высокой эффективностью и управляемостью открывают путь к чистой окружающей среде.

Основные особенности трансформаторного выпрямителя

  • Компактная конструкция, охлаждение ONAN с расширителем и сапуном
  • Герметичная конструкция с гофрированными расширяемыми ребрами
  • Минеральное масло класса EHV для охлаждения ONAN
  • Уникальная система изоляции для трансформаторов с силиконовым маслом
  • Высокоомный трансформатор со встроенным токоограничивающим дросселем
  • Электростатический экран между первичной и вторичной обмотками
  • Запатентованная конструкция блока высоковольтного выпрямителя состоит из плат модулей с кремниевыми диодами с RC-защитой на каждом диоде для защиты моста от накопленного заряда от ESP
  • Полная внутренняя сборка монтируется на крышке для облегчения обслуживания и ремонта

Основные характеристики контроллера

  • Самая современная микропроцессорная система питания ACE-16, разработанная специально для электрофильтров
  • Самодиагностика, прерывистое включение, плавный пуск
  • Оптимальный контроль на пределе перекрытия, обнаружение и контроль обратной короны
  • Повышенная эффективность пылеулавливания и значительная экономия энергии
  • Связь с центральной станцией управления / DCS / PLC / PC
  • Возможности автоматической регистрации данных и удаленного мониторинга

.Высоковольтный выпрямитель с быстрым восстановлением

Hvp20 для радиочастотной машины, многоцикловый, промышленная микроволна

Описание продукта

Описание продукта

Высоковольтный выпрямитель HVP20 с быстрым восстановлением для высокочастотного оборудования, многоцикловый, промышленный микроволны:

Характеристика:

  • Характеристика лавин
  • Доступны другие размеры
  • Формованный под вакуумом, коррозионностойкий корпус из эпоксидной смолы

Применение:

  • Электростатическая очистка
  • Испытательное оборудование высокого напряжения
  • Выпрямитель высокого напряжения общего назначения

Приложения

9 0011 Высоковольтные выпрямители для ВЧ машины, многоцикловые, промышленные СВЧ

0

Тип Пиковое обратное повторяющееся напряжение В RRM Прямой средний ток выпрямителя I F (AV) Макс. прямое напряжение В FM Максимальный прямой импульсный ток I FSM Нормальный Температурный ток утечки I RRM Время обратного восстановления trr
KV A V A мкА нСм
HVP12 12 1.0 12 30 5,0 — —
HVP14 14 1,0 14 30 5,0 — —
HVP15 15 15 30 5,0 — —
HVP16 16 1,0 16 30 5,0 — —
HVP20 1 20 30 5,0 — —
HV1036 36 * 2 1,0 64 30 5,0 — —
HV2036
HV2036 2,0 64 50 5,0 — —
HV5036 36 * 2 5,0 64 100 5,0 — —
0128

4 9 HV0009 * 2

6.0 24 120 5,0 — —

Мы поставляем не только стандартные высоковольтные выпрямительные блоки, но и индивидуальные.
Диапазон нашей продукции: от 1000 В до 500 кВ, от 5 мА до 50 А и от 10 до 300 кГц. Ток утечки составляет

и меньше 0,5 мкА, и нестандартная форма не является проблемой. Образцы могут быть готовы в течение 10 дней. Контроль качества

является строгим, наша команда по контролю качества из 10 человек проводит различные тесты, чтобы убедиться, что продукция соответствует стандартам RoHS

.Приветствуются более мелкие заказы, и вы можете начать с заказа товаров на сумму всего 500 долларов.

Упаковка и доставка

Упаковка и доставка

1.Мы можем отправлять продукцию по всему миру.
2.DHL, FedEx, TNT, UPS, EMS, Почта Китая, Почта Гонконга — все это доступно.
3. Товар будет отправлен в течение 7 дней после получения оплаты.
4. Мы принимаем L / C, T / T, Western Union.
5.Пожалуйста, убедитесь, что ваш адрес доставки и контактный телефон верны, когда вы предлагаете цену за товар.
6. Вы можете отслеживать состояние вашего продукта на веб-сайте после того, как он будет отправлен.

Наши услуги

Основные продукты

02

9000 9000 9000 9000 9000

000

Патент No.

Очистка промышленных сточных газов высокочастотного источника питания высокого напряжения

ZL 2013 2 0269785,3

Устройство регулируемой вентиляционной нагрузки EHV

ZL 2012 2 0096537.9

Высокая частота высокой мощности импульсный лазерный источник питания

ZL 2012 2 0099007.x

Комбинированное устройство высоковольтной нагрузки на печатную плату

ZL 2012 2 0098995.6

Узел высокочастотного умножителя напряжения

ZL 2012 2 0099008.4

Высокочастотный высоковольтный трансформатор сухого типа

ZL 2012 2 0098417.2

42 Устройство для измерения сопротивления нагрузки

42

ZL 2012 20096569.9

Высоковольтный штекер высокой мощности

ZL 2012 2 2299106.8

Компания и услуги

Компания и услуги
  • Leadsun фокусируется на OEM, ODM и индивидуальном обслуживании, у нас есть опытные инженеры для оказания технической поддержки, включая проектирование, эксплуатацию, настройку и анализ отказов.
  • Leadsun имеет серию сборки продукта Последний стандарт , в том числе популярные во всем мире серии продуктов и специальные индивидуальные серии.
  • .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    2020 © Все права защищены.