Что такое кенотрон и для чего он нужен?

Устройство и применение кенотрона

Кенотрон используется в самой разнообразной радиоаппаратуре, в том числе в радиоприемниках, телевизорах, выпрямителях и других типах. Тиатрон основывается на полупроводниковом эффекте, они могут одно-и двудиодные. Выпрямитель переменного тока на кенотронах в ранние времена являлся главным выпрямительным устройством, до появления современных подобных приборов.

В статье будут разобраны все вопросы, касающиеся кенотронов – из чего они состоят, какую схему работы имеют, как функционируют и другие нюансы и особенности работы этих вакуумных устройств. В качестве бонуса статья содержит несколько роликов и одну научно-популярную статью по выбранному вопросу.

Что такое кенотрон

Технические характеристики

Высоковольтный кенотрон В nакже это изделие может называться: valve tube v, valve tube b. В кенотрон высоковольтный предназначен для выпрямления переменного тока. Электронная лампа В имеет следующие доступные к заказу модификации. Кенотроны В используются в схемах выпрямителей переменного тока высоких напряжений и схемах выходных каскадов строчной развертки ламповых телевизоров.

Обозначения кенотронов состоят из таких элементов:

  • первый элемент – буква В;
  • второй элемент – порядковый номер типа прибора (при наличии числа);
  • третий элемент – число в виде дроби, в которой числитель обозначает среднее значение тока в амперах, а знаменатель – амплитудное значение обратного напряжения в киловольтах.

Технические характеристики кенотронов В:

Напряжение:

  • накала – не более 16,5 В;
  • анода – не более 250 кВ.

Ток:

  • накала – не более 15,5 А;
  • анода – не более 300 мА.

Импульсный ток эмиссии катода – не более 3 А.

Импульсное напряжение анода – не более 2,2 кВ.

Частота – 50 Гц.

  • Максимальное напряжение накала – не более 18,45 В.
  • Минимальное напряжение накала – не менее 2,25 В.
  • Максимальная амплитуда тока анода – не более 5 А.

Мощность:

– на аноде –  не более 100 Вт;

– нагрузки – не более 5000 Вт.

Время готовности – не более 45 с.

Долговечность – не менее 500 ч.

Типы конструкции:

  • одноанодный – содержит один вакуумный диод в баллоне лампы;
  • двуханодный – содержит два вакуумных диода в одном баллоне.
Две разные модели кенотронов
Две разные модели кенотронов

Конструктивное исполнение прибора

Высоковольтные кенотроны имеют катоды прямого накала, позволяющие лампам выдерживать большие обратные напряжения. Анод кенотрона металлический, обычно трубчатой конструкции. Высоковольтные кенотроны имеют аноды, оформленные в виде стакана.

Т Популярные модели кенотроны

Обозначения кенотронов В1-0,02/20, В1-0,03/1,3, В1-0,03/13, В1-0,05/12, В1-0,075/2,5, В1-0,1/30, В1-0,1/40, В1-0,1/55, В2-0,06/25 состоят из трех элементов:

  • первый элемент – буква В;
  • второй элемент – число, обозначающее порядковый номер типа прибора;
  • третий элемент – число в виде дроби, в которой числитель обозначает среднее значение тока в амперах, а знаменатель – амплитудное значение обратного напряжения в киловольтах.

Варианты исполнения изделия радиолампа В в зависимости от вида приёмки:

  • отдел технического контроля – ОТК;
  • особо стойкие – ОС;
  • приемка заказчика – ПЗ;
  • военная приемка – ВП.
Кенотрон и его строение
Кенотрон и его строение

Типы кенотронов

Фотореле состоит из фотоэлемента ФЭ типа СЦВ-51, электронного усилителя, работающего на лампе Л1 пальчиковой серии типа 6ЖЗП, выпрямителя Л2 ( кенотрон типа 6Ц5С), двух реле КР и ПР соответственно типа РКН и МКУ-48 и осветительного устройства в виде телескопической трубы, внутри которой расположены электрическая лампа ЛЗ и собирательная линза А.

Будет интересно➡  Что такое пентоды и где они применяются

Конструкция телескопического устройства обеспечивает необходимую фокусировку светового луча на эмиссионный слой фотоэлемента.  Аппарат присоединяется к сети 127 или 220 в. Выпрямление тока однополупериодное и осуществляется кенотроном типа КРМ-110 или КРММ-Ш

Интересно почитать! Что такое варистор и где его применяют.

Наибольшие значения амплитуды обратных напряжений характерны для кенотронов типов 1Ц11П, ЗЦ16С и др., предназначенных для питания кинескопов. Усилитель ВУО-500 представляет собой двухтактную оконечную ступень на четырех лампах типа ГМ-60 ( М-600), работающих в режиме А.

Напряжение питания анодов ламп ( 4500 б), получается от выпрямителя, работающего на трех кенотронах типа В-28-800. Номинальная мощность усилителя при коэффициенте нелинейных искажений 5 – 6 % равна 500 вт. Напряжение отличается от справочного более чем на 20 % в следующих случаях: частичная потеря эмиссии лампы, изменение величин сопротивлений в результате их старения, неисправности электролитических конденсаторов, не приводящие к коротким замыканям в них ( обрыв, увеличение утечки, потери емкости), и некоторые другие.

При этом в первую очередь следует проверить величины напряжений положительного и отрицательного источников питания. При заниженной величине анодного напряжения прежде всего проверяют кенотроны типа 5ЦЗС и 5Ц4С, силовые диоды и электролитические конденсаторы фильтра анодного питания.

Приводимые далее схемы представляют собой развитие и усложнение только что описанной. На рис. 174 изображена схема, дающая меньшие пульсации, так как в ней используются оба полупериода. Схема подобного удвоителя напряжения может быть очень просто осуществлена при помощи кенотрона типа ЗОЦ6С с двумя катодами и анодами.

О назначении конденсаторов 1 и 2 мы уже говорили; конденсатор 3 ( в 1 мкф) и сопротивление 4 в 1000 ом служат для сглаживания пульсации тока. Установка позволяет производить измерение величины сопротивления изоляции и испытание ее электриче-ческой прочности. Электрическая схема установки состоит из двух независимых цепей: пробойной цепи и цепи мегомметра.

Основными элементами пробойной цепи являются высоковольтный трансформатор Тр2 и автотрансформатор типа ЛАТР-1. Последний обеспечивает плавное повышение напряжения, подаваемого на обмотку высоковольтного трансформатора. При максимальном напряжении на этой обмотке со вторичной обмотки трансформатора снимаются три напряжения: 400, 500 и 1500 в. Вольтметр со шкалой на 500 и 1500 в подключается к выводу 400 в.

Цепь мегомметра включает в себя выпрямитель, который состоит из силового трансформатора Tpl и кенотрона типа 5Ц4С и служит для питания мегомметра, и собственно мегомметр. Для подключения испытываемых изделий установка снабжается комплектом специальных переходных кабельных жгутов.

Как работает кенотрон

При прохождении тока через сопротивление нагрузки R на нем образуется падение напряжения U. Знак и величина этого напряжения зависят от направления и величины тока. Поскольку пульсирующий ток в цепи диода течет всегда в одном направлении, знак напряжения на нагрузке будет постоянным, но величина его окажется переменной.

В течение положительного полупериода переменного тока напряжение на нагрузке будет возрастать вместе с током, дойдет до наибольшего значения, затем уменьшится до нуля. Во время отрицательного полупериода переменного тока напряжения на нагрузке вообще не будет. Следовательно, в итоге на нагрузке создастся пульсирующее напряжение, то появляющееся, то снова исчезающее.

Между тем для питания большинства приборов и аппаратов требуется постоянное напряжение, знак и величина которого строго постоянны. Поэтому пульсирующее напряжение, которое дает наш простейший выпрямитель, надо превратить в постоянное, надо, как говорят, сгладить пульсации. Такое сглаживание производится при помощи специальных фильтров.

Полезный материал: что такое полупроводниковый диод.

Простейшим фильтром является конденсатор С, присоединенный параллельно нагрузке R. Во время прохождения по цепи импульса выпрямленного тока конденсатор этот зарядится напряжением, равным по величине наибольшему падению напряжения на нагрузке. Когда ток в цепи начнет уменьшаться, падение напряжения на сопротивлении R должно было бы точно также уменьшаться. Но наличие конденсатора меняет картину. При уменьшении величины тока в цепи конденсатор начнет разряжаться через сопротивление нагрузки, поддерживая этим самым в нагрузке ток такого же направления. Поэтому при разряде конденсатора на сопротивлении нагрузки образуется падение напряжения такого же знака, как и при прохождении выпрямленного тока.

Будет интересно➡  Что такое тиратрон и где он применяется

Технические характеристики кенотрона

По мере разряда конденсатора напряжение на его обкладках будет постепенно уменьшаться и падение напряжения на сопротивлении нагрузки. Такая компенсация уменьшения напряжения может быть показана графически. Хотя ток и остается пульсирующим, но характер пульсаций изменился. Периоды, когда ток отсутствует, исчезли, хотя величина тока все же уменьшается очень значительно.

Заряд, накопленный на конденсаторе, позволил заполнить просветы между импульсами выпрямленного тока. Чем больше емкость конденсатора, тем больше и его заряд и, следовательно, тем дольше он сможет поддерживать ток в нагрузке. Если емкость конденсатора достаточно велика, то он не успевает разрядится до нуля за время отрицательного полупериода переменного тока, и поэтому ток в нагрузке не прекратится, а лишь уменьшится.

Если бы емкость конденсатора была бесконечно велика, то конденсатор вообще не успевал бы разрядиться и напряжение на нагрузке оставалось постоянным. Поэтому на практике всегда стремятся сколь возможно увеличить емкость конденсатора фильтра. Дальнейшее улучшение сглаживающих свойств фильтра достигается путем введения в него дросселя L – катушки со стальным сердечником, обладающей большой индуктивностью, и второго конденсатора C2.

Дроссель обладает свойством препятствовать нарастанию и убыванию тока в цепи и поэтому способствует сглаживанию пульсаций выпрямленного тока. Назначение второго конденсатора С2 такое же, как и первого С1. В результате действия такого фильтра на нагрузке получается постоянное напряжение практически лишенное пульсации.

Раритетная модель кенотрона
Раритетная модель кенотрона

В фильтрах недорогих аппаратов, потребляющий небольшой ток, вместо дросселя иногда применяют сопротивления.В рассмотренной нами схеме выпрямителя кенотрон пропускал ток в течении одного полупериода. Второй полупериод не использовался. Можно значительно улучшить выпрямитель, включив в схему не один кенотрон, а два.

Проследим, как будет проходить выпрямленный ток в такой схеме.Переменное напряжение на аноды ламп будем подавать через трансформатор, вторичная обмотка которого имеет от середины отвод, соединенный с катодами. Напряжение на концах этой обмотки будет периодически изменятся относительно ее средней точки: в течение одной половины периода оно будет положительным на одном конце и отрицательным на другом. Во время второй половины периода полярность будет обратной.

Пусть в некоторый начальный момент напряжение на конце обмотки Н1, а следовательно, и на аноде кенотрона Л1 положительно. Кенотрон Л1 будет пропускать ток, который пройдет по сопротивлению нагрузки R и создаст на нем падение напряжения, полярность которого показана на схеме. На аноде второго кенотрона в это время будет минус, и ток в его цепи не возникает.

Будет интересно➡  Что такое клистрон и как он работает

В следующий полупериод картина изменится. Положительное напряжение появится на аноде лампы Л2. Ток через лампу Л1 прекратится, он потечет уже через лампу Л2. Но направление тока в нагрузке от этого не изменится. Как в первой, так и во второй половине периода ток будет «выходить» из одного из концов обмотки, проходить через тот или иной кенотрон и «возвращаться» через нагрузку в середину обмотки. Ток в нагрузке в течении обеих половин периода будет одинакового направления.

Такая схема выпрямления называется двухполупериодной в отличие от первой, рассмотренной нами, которую называют однополупериодной. На схеме, которую мы только что рассматривали, показаны два диода – два одинаковых кенотрона. Нельзя ли упростить устройство и заменить две лампы одной?

 Из схемы видно, что катоды обеих ламп соединяются вместе, значит, у этих ламп может быть один общий катод. Аноды у ламп должны быть отдельные, потому что они присоединены к двум различным точкам обмотки трансформатора. Следовательно, можно сделать лампу, у которой будет один катод и два анода, одна лампа заменит два отдельных анода.

Большинство кенотронов имеет два анода, почему их и называют двуханодными кенотронами. Такие кенотроны широко использовались в отечественных радиоприемниках. Наиболее были распространены кенотроны 5Ц4С, 6Ц5С, 6Ц4П. Но выпускались и одноанодные кенотроны. Например, в телевизорах для выпрямления очень высокого напряжения применялись одноанодные кенотроны 1Ц1С или 1Ц11П.Полная практическая схема двухполупериодного выпрямителя несложна. Выпрямитель состоит из трех частей: трансформатора, кенотрона и фильтра.

У трансформатора три обмотки – сетевая, включающаяся в бытовую сеть, накала кенотрона, с которой соединяется нить накала кенотрона и повышающая, с концов которой подается напряжение на аноды кенотрона; может быть еще обмотка накала ламп, работающих в том аппарате, который питается от выпрямителя.

Повышающая обмотка обычно содержит больше витков, чем сетевая, и напряжение на ней выше напряжения сети.Если требуется небольшой выпрямленный ток, то в качестве кенотрона можно использовать детекторный диод, например 6Х6С или 6Х2П, которые с успехом будут выпрямлять ток промышленной частоты. Но обратно, т. е. замены детекторного диода кенотроном, делать нельзя, так как кенотрон по своей конструкции совершенно не приспособлен для работы в цепях высокой частоты.

Заключение

Рейтинг автора
Автор статьи
Лагутин Виталий Сергеевич
Инженер по специальности "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем", МИФИ, 2005–2010 гг.
Написано статей
74

Более подробно о том, что такое кенотрон, рассказано в книге Что такое кенотрон. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. А также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки материала:

www.meandr.org

www.zapadpribor.com

www.mash-xxl.info

www.ngpedia.ru

Предыдущая
Вакуумные приборыЧто такое тиратрон и где он применяется
Следующая
Вакуумные приборыЧто такое игнитрон
Ссылка на основную публикацию
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять