кенотрон это что такое
Кенотрон
Кенотро́н (от др.-греч. kenos — пустой и (elec)tron ) — радиолампа, предназначенная для выпрямления переменного тока (мощная разновидность электровакуумного диода). Одиночный (одноанодный) кенотрон содержит катод прямого или косвенного накала и анод. Двуханодные кенотроны, предназначенные для двухполупериодного выпрямления, имеют два анода с общим (6Ц4П) или раздельными катодами. В СССР, маркировались буквой «Ц» (например, 1Ц11П, 1Ц21П, 3Ц22С), однако ряд кенотронов маркирован буквой «Д», зарезервированной для детекторных (сигнальных) диодов. В Единой европейской системе (вторая литера) они маркировались Y — одноанодный кенотрон, Z — двуханодный.
Содержание
Подклассы кенотронов
Силовые кенотроны
Применяются в блоках питания для выпрямления напряжения питания электронных устройств до 1 кВ (для более высоких напряжений применялись газонаполненные ртутные выпрямители). В настоящее время в массовой аппаратуре вытеснены выпрямительными полупроводниковыми диодами. Выгоды кенотронного выпрямления в высококачественной аппаратуре — «мягкий старт», защищающий нагрузку и силовой трансформатор от броска напряжения и тока при включении, и отсутствие переключательных помех, свойственных кремниевым диодам.
В современной любительской практике распространены:
В промышленной практике, исходя из требований заменяемости и ремонтопригодности, в подавляющем большинстве используются только те кенотроны, выпуск которых продолжается в настоящее время (РФ, Китай) — вышеупомянутые 5Y4G, 5Z4G и 5AR4/GZ34, не имеющий советского аналога.
Демпферные диоды
Это — особый класс низковольтных кенотронов косвенного накала для демпфирования колебаний выходного трансформатора строчной развёртки телевизионных приёмников. Способны выдерживать кратковременные броски тока, существенно большие, чем обычные кенотроны той же мощности. В современной практике не используются по прямому назначению, но могут эффективно работать в силовых выпрямителях ламповой аппаратуры. Одноанодные; как правило, катод, а не анод выведен на верхний колпачок лампы, что отличает демпферные диоды от других крупных высоковольтных радиоламп. Такая конструкция применялась в связи со спецификой схем строчной развёртки, которые создавали броски напряжения на катоде демпфера до 600В.
В современной любительской (но не промышленной) практике распространены:
Высоковольтные маломощные кенотроны
Широко использовались для преобразования импульсного напряжения обратного хода строчной развёртки телевизоров в постоянное высокое анодное напряжение кинескопов (10 кВ и выше при максимальном токе — единицы миллиампер). Имеют характерную «стаканообразную» конструкцию электродов, хорошо различимую через стеклянный баллон. Анод обычно выведен к колпачку на баллоне. Не используются в современной практике.
Высоковольтные мощные кенотроны
Широко использовались и используются в настоящее время для выпрямления переменного напряжения в высоковольтной аппаратуре (научные приборы, источники питания генераторных ламп, рентгеновские установки) при больших значениях протекающего тока. В СССР выпускались рентгеновские кенотроны с допустимым обратным напряжением до 1 мегавольт при прямом токе до 30 мА.
Кенотрон
Конструкция кенотронов
Кенотроны имеют два основных типа конструкции: одноанодный и двуханодный. Одноанодный кенотрон содержит один вакуумный диод в баллоне лампы. Двуханодный кенотрон содержит два вакуумных диода в одном баллоне. Обычно в конструкции двуханодного кенотрона эти диоды имеют один общий катод и два анода, для использования в схеме двухполупериодного выпрямления со средней точкой.
Кенотроны обычно выполнены в стеклянном баллоне. Конструкция катода зависит от назначения кенотрона. Силовые кенотроны имеют подогревные катоды, что обеспечивает достаточно большую силу выпрямленного тока. Высоковольтные кенотроны имеют катоды прямого накала, позволяющие лампам выдерживать большие обратные напряжения (снимается проблема высоковольтной изоляции между катодом и подогревателем). Анод кенотрона металлический, обычно трубчатой конструкции. Высоковольтные кенотроны имеют аноды, оформленные в виде стакана; вывод анода сделан отдельно от других выводов на верхнем колпачке баллона лампы. Размеры анода зависят от допустимой силы выпрямленного тока и допустимого обратного напряжения. Чем выше эти величины тем больше размеры анода.
Маркировка кенотронов
В СССР кенотроны маркировались буквой «Ц» (например, 1Ц11П, 1Ц21П, 3Ц22С), однако некоторые кенотроны маркированы буквой «Д», предназначенной для детекторных (сигнальных) диодов. Это исключение было сделано для силовых кенотронов малой мощности и демпферных диодов (например 6Д20П). В Единой европейской системе (вторая литера) они маркировались Y — одноанодный кенотрон, Z — двуханодный.
Подклассы кенотронов
Силовые кенотроны
Применяются в схемах выпрямителей переменного тока низкой частоты порядка 10-100 герц. Эти выпрямители используются в схемах источников питания постоянного тока с напряжением порядка 100-1000 вольт и силой тока порядка сотен миллиампер. Эти источники питания предназначены для питания ламповой электронной аппаратуры малой мощности (бытовая радиоаппаратура, маломощные радиостанции, маломощные трансляционные установки, электронные измерительные приборы, простые автоматические устройства). Блоки питания мощной электронной аппаратуры используют в своих схемах газотроны, которые имеют больший выпрямленный ток и обратное напряжение. Производство полупроводниковых диодов, выдерживающих обратное напряжение порядка сотен вольт (например, 1N4004) позволило отказаться от применения силовых кенотронов в массовой электронной аппаратуре. В настоящее время силовые кенотроны используются в ламповой аппаратуре высококачественного звуковоспроизведения. Здесь используются преимущества кенотронного выпрямителя по сравнению с полупроводниковым: «мягкий старт», защищающий нагрузку и силовой трансформатор от броска напряжения и тока при включении, и отсутствие переключательных помех, свойственных кремниевым диодам.
В современной практике распространены такие кенотроны:
В промышленной практике, исходя из требований заменяемости и ремонтопригодности, в подавляющем большинстве используются только те кенотроны, выпуск которых продолжается в настоящее время (РФ, Китай) — вышеупомянутые 5Y4G, 5Z4G и 5AR4/GZ34, не имеющий советского аналога.
Демпферные диоды
Разновидность кенотронов применяемых для демпфирования колебаний тока в выходном трансформаторе строчной развёртки ламповых телевизоров. Имеют оксидный подогревный катод с большим током эмиссии. Способны выдерживать кратковременные импульсы тока силой порядка нескольких ампер и длительностью порядка нескольких микросекунд. Сила тока в импульсе превышает на порядок силу тока в обычных кенотронах той же мощности. Напряжение на катоде демпферного диода может быть порядка нескольких тысяч вольт, поэтому вывод анода демпферного диода сделан отдельно от других выводов на верхнем колпачке баллона лампы.
В настоящее время ламповые телевизоры не выпускаются и почти вышли из употребления, поэтому демпферные диоды по прямому назначению не используются. Они применяются в силовых выпрямителях ламповой аппаратуры.
В современной любительской (но не промышленной) практике распространены:
Высоковольтные маломощные кенотроны
Широко использовались для преобразования импульсного напряжения обратного хода строчной развёртки телевизоров в постоянное высокое напряжение для питания анодов кинескопов. Такие источники питания развивали постоянное напряжение от 10-30 кВ и силу тока порядка одного миллиампера. Кенотроны имеют характерную конструкцию анода, похожую на металлический стаканчик, хорошо видимый через стеклянный баллон (см. кенотрон 1Ц21П на фотографии). Анод обычно выведен к колпачку на баллоне. В настоящее время не используются в электронике, однако активно используются радиолюбителями для построения самодельных маломощных рентген аппаратов.
Высоковольтные мощные кенотроны
Предназначены для выпрямления переменного тока высокого напряжения (от единиц до сотен киловольт). Сила выпрямленного тока зависит от назначения и может быть от десятков миллиампер до десятков ампер. Применяются в современной электронной аппаратуре (научные приборы, мощные радиопередатчики, рентгеновские установки). В СССР выпускались рентгеновские кенотроны с допустимым обратным напряжением до 1 мегавольт при прямом токе до 30 мА.
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.
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:
Технические характеристики кенотронов В:
Импульсный ток эмиссии катода – не более 3 А.
Импульсное напряжение анода – не более 2,2 кВ.
– на аноде – не более 100 Вт;
– нагрузки – не более 5000 Вт.
Время готовности – не более 45 с.
Долговечность – не менее 500 ч.
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.
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:
Варианты исполнения изделия радиолампа В в зависимости от вида приёмки:
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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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?
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.
кенотрон
Смотреть что такое «кенотрон» в других словарях:
кенотрон — кенотрон … Орфографический словарь-справочник
кенотрон — лампа, диод Словарь русских синонимов. кенотрон сущ., кол во синонимов: 2 • диод (10) • лампа (75) … Словарь синонимов
кенотрон — а, м. kénotron < kenos + (électron). физ. Электровакуумный диод, применявшийся в качестве выпрямителя в радиоприемниках и телевизорах (в настоящее время вытеснен полупроводниковыми диодами). Крысин 1998. Развивать производство новейших типов… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
КЕНОТРОН — (Kenotron) двухэлектродная лампа, применяемая для выпрямления переменных токов. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
кенотрон — Электровакуумный диод, применяемый в выпрямительных и импульсных режимах. [ГОСТ 13820 77] Тематики электровакуумные приборы … Справочник технического переводчика
КЕНОТРОН — двухэлектродная электровакуумная лампа (диод), предназначенная для выпрямления переменного тока в источниках питания. В выпрямителях современной электронной аппаратуры К. заменяют полупроводниковыми диодами … Большая политехническая энциклопедия
Кенотрон — Кенотроны 1Ц21П, Uобр=25 кВ (СССР, 70 е годы) Кенотрон (от др. греч. kenos … Википедия
кенотрон — kenotronas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. kenotron vok. Kenotron, n rus. кенотрон, m pranc. diode à tube, f; kénotron, m ryšiai: sinonimas – lempinis diodas … Automatikos terminų žodynas
Кенотрон
Смотреть что такое «Кенотрон» в других словарях:
кенотрон — кенотрон … Орфографический словарь-справочник
кенотрон — лампа, диод Словарь русских синонимов. кенотрон сущ., кол во синонимов: 2 • диод (10) • лампа (75) … Словарь синонимов
кенотрон — а, м. kénotron < kenos + (électron). физ. Электровакуумный диод, применявшийся в качестве выпрямителя в радиоприемниках и телевизорах (в настоящее время вытеснен полупроводниковыми диодами). Крысин 1998. Развивать производство новейших типов… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
КЕНОТРОН — (Kenotron) двухэлектродная лампа, применяемая для выпрямления переменных токов. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
кенотрон — Электровакуумный диод, применяемый в выпрямительных и импульсных режимах. [ГОСТ 13820 77] Тематики электровакуумные приборы … Справочник технического переводчика
КЕНОТРОН — двухэлектродная электровакуумная лампа (диод), предназначенная для выпрямления переменного тока в источниках питания. В выпрямителях современной электронной аппаратуры К. заменяют полупроводниковыми диодами … Большая политехническая энциклопедия
Кенотрон — Кенотроны 1Ц21П, Uобр=25 кВ (СССР, 70 е годы) Кенотрон (от др. греч. kenos … Википедия
кенотрон — kenotronas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. kenotron vok. Kenotron, n rus. кенотрон, m pranc. diode à tube, f; kénotron, m ryšiai: sinonimas – lempinis diodas … Automatikos terminų žodynas