Трубка регулятора напряжения
Трубка -регулятор напряжения ( трубка VR ) — это электронный компонент, используемый в качестве шунтирующего регулятора для поддержания постоянного напряжения на заданном уровне.
Физически эти устройства напоминают электронные лампы , но есть два основных отличия:
- Их стеклянные оболочки заполнены газовой смесью.
- У них холодный катод ; катод для не нагревается нитью . испускания электронов
Электрически эти устройства напоминают стабилитроны со следующими основными отличиями:
- Они полагаются на ионизацию газа , а не на пробой Зенера.
- Нерегулируемое напряжение питания должно быть на 15–20 % выше номинального выходного напряжения, чтобы обеспечить начало разряда.
- Выходная мощность может быть выше номинальной, если ток через трубку слишком мал.
Когда на электроды подается достаточное напряжение, газ ионизируется , образуя тлеющий разряд вокруг катодного электрода. Затем трубка VR действует как устройство отрицательного сопротивления ; по мере увеличения тока через устройство степень ионизации также увеличивается, уменьшая сопротивление устройства дальнейшему протеканию тока. Таким образом, устройство проводит достаточный ток, чтобы поддерживать напряжение на его клеммах на желаемом уровне.
Поскольку устройство будет проводить практически неограниченный ток, должны быть какие-то внешние средства ограничения тока. Обычно это обеспечивается внешним резистором перед лампой VR. Затем трубка VR проводит любую часть тока, которая не течет в выходную нагрузку, поддерживая примерно постоянное напряжение на электродах трубки VR. Регулирующее напряжение лампы VR гарантировалось только при прохождении тока в допустимом диапазоне. В частности, если ток через трубку слишком мал для поддержания ионизации, выходное напряжение может превысить номинальное выходное напряжение — вплоть до входного напряжения питания. Если ток через трубку слишком велик, она может перейти в режим дугового разряда , при котором напряжение будет значительно ниже номинального, и трубка может быть повреждена.
Некоторые трубки регуляторов напряжения содержали небольшое количество радионуклидов для обеспечения более надежной ионизации. [1]
Трубка Corona VR представляет собой высоковольтную версию, наполненную водородом при давлении, близком к атмосферному, и рассчитана на напряжение от 400 В до 30 кВ при десятках микроампер. Имеет коаксиальную форму; внешний цилиндрический электрод является катодом, а внутренний — анодом. Стабильность напряжения зависит от давления газа.
Успешной лампой водородного регулятора напряжения 1925 года была лампа Raytheon , которая позволяла радиостанциям того времени работать от сети переменного тока вместо батарей.
Конкретные модели
[ редактировать ]В Америке трубкам VR присвоены номера деталей RETMA . Из-за отсутствия нагревателя (нити накала) номера деталей трубки начинались с « 0 » (ноль).
В Европе лампам VR были присвоены номера деталей в профессиональной системе (« ZZ1xxx ») и в специальной системе .
В СССР стабилитронам тлеющего разряда давали обозначение кириллицей с порядковым номером разработки. [2] Например, «СГ21Б», «СГ204К» и т.п. [2]
Лампы VR были доступны только при определенном напряжении. Распространенными моделями были:
Восьмеричные лампы, 5–40 мА : ток [3]
- 0А3 – 75 Вольт
- 0B3 – 90 Вольт
- 0C3 – 105 Вольт (лучшее регулирование из этих четырех)
- 0D3 – 150 вольт
Миниатюрные лампы, ток 5–30 мА:
- 0А2 – 150 Вольт
- 0B2 – 108 В (лучшее регулирование из этих трех)
- 0C2 – 72 Вольта
Миниатюрные трубки, ток 1–10 мА:
- 85A2 – 85 В (эквиваленты: 0G3, CV449, CV4048, QS83/3, QS1209)
Опорное напряжение Ток 1,5–3,0 мА:
- 5651 – 87 вольт (самый популярный источник опорного напряжения из когда-либо созданных)
- 5651А – 85,5 Вольт
Сверхминиатюрные трубки:
- Различные модели, такие как 991 [4] которые напоминали неоновые лампы , но были оптимизированы для более точной регулировки напряжения.
Миниатюрные коронирующие трубки, ток 5–55 мкА:
- СК1022 1 кВ [5]
Сверхминиатюрные коронирующие трубки с проволочными концами:
Рекомендации по проектированию
[ редактировать ]Некоторые лампы регулятора напряжения имеют внутреннюю перемычку, соединенную между двумя контактами. Эту перемычку можно использовать последовательно со вторичной обмоткой трансформатора. Затем, если лампу убрать, а не оставить напряжение нерегулируемым, выход отключится.
Поскольку тлеющий разряд представляет собой «статистический» процесс, при изменении уровня ионизации в регулируемое напряжение вносится определенное количество электрического шума. В большинстве случаев это можно легко отфильтровать, поместив небольшой конденсатор параллельно трубке VR или используя RC-развязку после трубки VR. Однако если емкость слишком большая (например, >0,1 мкФ для 0D3), схема сформирует релаксационный генератор , что определенно нарушит стабилизацию напряжения и, возможно, приведет к катастрофическому выходу лампы из строя.
Лампы VR можно использовать последовательно для более широких диапазонов напряжений. Их нельзя использовать параллельно : из-за производственных различий ток не будет распределяться поровну между несколькими параллельно включенными лампами. (Обратите внимание на эквивалентное поведение с последовательно и параллельно соединенными стабилитронами.)
В настоящее время лампы VR почти полностью вытеснены твердотельными регуляторами на основе стабилитронов и диодов лавинного пробоя .
Информация о трубке VR
[ редактировать ]Правильно работающие трубки VR светятся при нормальной работе. Цвет свечения варьируется в зависимости от газовой смеси, используемой для заполнения трубок.
Несмотря на отсутствие нагревателя, лампы VR часто нагреваются во время работы из-за падения тока и напряжения на них.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Электронные трубки
- ^ Jump up to: а б (на русском языке) http://library.tuit.uz/skanir_knigi/book/baz.lek.elektronike/baz.lek.po.elek2.htm. Архивировано 30 декабря 2013 г. на Wayback Machine 4-й лекции Ташкентского университета информации. Технологии
- ^ Светящиеся трубки General Electric
- ^ Технический паспорт 991
- ^ Технический паспорт CK1022
- ^ Спецификация 6437/CK1037
- ^ Технический паспорт CK1038
- ^ Технический паспорт 6438/CK1039
