Радио и телевидение?.. Это очень просто! - [37]

Рис. 104.Полупериоды напряжения, проходящего через диод, показаны сплошной линией. Пунктиром обозначены задерживаемые и поэтому не используемые полупериоды напряжения.

Полученное таким образом однонаправленное пульсирующее высокое напряжение довольно трудно выровнять. Вот почему желательно выпрямлять оба полупериода напряжения. Как это осуществить?

Я нарисовал тебе схему с двумя выпрямителям». В один из полупериодов ток проходит через один из этих выпрямителей, а во второй полупериод — через другой (рис. 105).

Рис. 105.Благодаря использованию двух диодов выпрямляются оба полупериода напряжения, которое поступает в приемник в одном направлении.

Действительно ли нужно использовать два трансформатора и два диода?

Можно обойтись одним трансформатором с отводом от средней точки. А оба диода, катоды которых, как ты видишь, соединены друг с другом, можно заменить одним двойным диодом с общим катодом (рис. 106).

Рис. 106.Вместо двух диодов и двух трансформаторов, показанных на рис. 105, здесь используются двойной диод и трансформатор с отводом от средней точки.

Обрати внимание, что в каждый полупериод ток проходит только по половине вторичной обмотки трансформатора: один раз — по левой, а в другой раз — по правой. Это означает, что общее напряжение на вторичной обмотке должно быть вдвое выше того, которое хотят получить.

В действительности трансформатор будет сложнее, так как он должен иметь еще две вторичные обмотки: одну — для подогрева нитей накала ламп приемника, другую — для накаливания катода двойного выпрямительного диода.

Обрати внимание на то, что здесь используется двойной диод прямого накала — сама нить накала служит катодом (рис. 107). В этом случае положительный полюс высокого напряжения получается на отводе от средней точки обмотки, служащей для накала выпрямительного диода.

Рис. 107.Блок питания, в котором используется двойной диод с прямым накалом.

Фильтрация высокого напряжения

Форма тока, оба полупериода которого выпрямлены, приближается к горизонтальной линии, характеризующей постоянный ток (рис. 108).

Рис. 108. Сплошной линией показан ток, являющийся результатом выпрямления обоих полупериодов напряжения. Пунктирной линией обозначены полупериоды напряжения, задержанные одним, но пропущенные другим диодом.

Как сгладить, или, как говорят, отфильтровать этот ток, чтобы сделать его действительно постоянным?

Для этой цели применяют фильтры, состоящие из катушки индуктивности, называемой дросселем, и конденсаторов (рис. 109).

Рис. 109.Между выпрямителем и приемником установлено звено сглаживающего фильтра, состоящее из двух электролитических конденсаторов и катушки индуктивности L.

Дроссель имеет стальной сердечник, называемый магнитопроводом, и обладает большой индуктивностью, которая препятствует нарастанию и убыванию тока в цепи и поэтому способствует сглаживанию пульсаций выпрямляемого тока.

Кроме того, чтобы уменьшить колебания тока, на выходе выпрямителя параллельно нагрузке включают конденсатор с большой емкостью между положительным и отрицательным полюсами высокого напряжения. Конденсатор в момент нарастания тока заряжается, а когда ток в цепи уменьшается, отдает накопленный заряд, тем самым компенсируя уменьшение напряжения в цепи.

Чем больше емкость конденсатора, тем больше и его заряд и, следовательно, тем лучше он сможет поддержать ток в цепи. Обычно включают два конденсатора: один до дросселя, а другой после него. Такая схема представляет собой фильтрующее звено. В некоторых случаях используют даже два таких звена, включая их последовательно.

Электролитические конденсаторы

Конденсаторы фильтра, как я тебе уже сказал, должны иметь большую емкость. Поэтому используют электролитические конденсаторы, емкость которых может достигать нескольких десятков микрофарад. Какие конденсаторы называют электролитическими?

Это конденсаторы, у которых в качестве одной обкладки, подключаемой к положительному полюсу, используется алюминиевая пластина; ее поверхность увеличивается благодаря большому количеству небольших углублений. Второй обкладкой служит жидкий проводник или полужидкая паста. Все это помещается в цилиндрический металлический корпус, имеющий контакт с электролитом, выполняющим роль отрицательной обкладки. Когда между двумя обкладками прилагается напряжение, электролит разлагается и создает на поверхности алюминия тонкую пленку окиси алюминия толщиной около одного микрометра.

Ты, конечно, не забыл, что емкость конденсатора обратно пропорциональна толщине диэлектрика, разделяющего обкладки. И ты, несомненно, понимаешь, почему электролитические конденсаторы обладают такой большой емкостью.

Но увы, ничто не свободно от недостатков. Чрезвычайно малая толщина диэлектрического слоя увеличивает вероятность пробоя, если разность потенциалов между обкладками превысит некоторую величину. Величина рабочего напряжения указывается для каждого электролитического конденсатора. Если в цепи конденсатора напряжение превысит допустимый предел, то через слой окиси алюминия проскочит искра. Но не беспокойся, это не испортит конденсатора. Как только напряжение снизится, слой диэлектрика восстановится.