leoniv (leoniv) wrote,
leoniv
leoniv

Category:

Выпрямитель



Разобравшись с первичной цепью системы питания "Арктур-006", пора переходить к вторичным цепям. Одним из самых демонизированных устройств является выпрямитель. В результате многие ведут подбор типов диодов, обвешивают их конденсаторами, выковыривают из хлама германиевые и даже селеновые выпрямители. А самые продвинутые смотрят на всю эту суету с высоты и греют руки над своими кенотронами.

Обычно источником проблем называют конечное время восстановления диодов и связанный с этим выброс обратного тока. Такая проблема действительно существует, но актуальна она только для импульсных источников, но не для выпрямителей 50 Гц. При желании процесс восстановления диодов можно посмотреть. Но для этого понадобится источник напряжения с крутыми фронтами, а также придется растянуть временную шкалу, чтобы наблюдать промежутки времени порядка десятков наносекунд. Даже у медленных диодов процесс восстановления длится менее микросекунды.



В сетевом выпрямителе диоды открываются только на пиках синусоиды, тогда конденсаторы фильтра подзаряжаются. Остальное время диоды закрыты. В таком выпрямителе даже не возникает условий, чтобы восстановление диодов себя проявило. Перед запиранием диода его ток плавно спадает в течение нескольких миллисекунд, затем наступает довольно длительный промежуток, когда все диоды выпрямительного моста закрыты. Здесь нет ситуации, когда один диод закрывается, а другой тут же открывается. Поэтому сквозных токов через диоды быть не может. Самое худшее, что может быть, это обратный ток диода немного разрядит емкость фильтра через вторичную обмотку трансформатора. Но величина просадки напряжения на емкости будет микроскопическая, а индуктивность рассеяния трансформатора не позволит обратному току нарастать с большой скоростью. На графике зеленая и красная линии - ток диодов, синяя - напряжение на конденсаторе фильтра.



Хотя нельзя сказать, что выпрямитель – это простая штука. Вряд ли кто-то сможет в точности нарисовать формы токов и напряжений, которые здесь наблюдаются. Обычно достаточно графиков типа тех, что приведены выше. Если рассмотреть процессы в выпрямителе более подробно, то можно обнаружить довольно причудливые осциллограммы, которые связаны с наличием паразитных емкостей (у диодов, в первую очередь). На графиках ниже осциллограммы сдвинуты по вертикали, чтобы их можно было рассмотреть все сразу и с хорошим увеличением.









Но все это не причиняет никакого вреда. Если искать какую-то проблему в выпрямителе, то найти ее можно совсем в другом. Диоды выпрямителя открыты лишь небольшой промежуток времени, остальное время вторичная обмотка трансформатора предоставлена самой себе. Если задать для модели трансформатора реальные параметры, включая индуктивность рассеяния, то прекрасно видны высокочастотные затухающие колебания после запирания диода. Частота этих колебаний определяется приведенной к вторичной обмотке индуктивности рассеяния трансформатора и суммой всех паразитных емкостей. В принципе, это особой проблемы не представляет, при правильной разводке на выходе фильтра ничего не останется. Но лучше колебания убрать. На графике показана работа выпрямителя на диодах 1N4001 (зеленая линия - ток диода, красная - напряжение на диоде). Выбросы - это затухающие паразитные колебания большой амплитуды.



Для диодов Шоттки получается немного другая картина:



Нечто похожее наблюдается и для 1N4001, если их зашунтировать емкостями:



Это обычное явление для импульсных источников, где есть отработанные способы борьбы. Вместо подбора диодов, что как-то влияет на картину, но полностью устранить проблему не может, нужно применить обычный снаббер. Картина со снаббером (1 мкФ + 330 Ом) приведена ниже.



Применять в сетевом выпрямителе диоды семейства Ultra Fast особого смысла нет. Хотя и хуже от этого не будет. Применять диоды Шоттки некоторый смысл есть, это снизит нагрев выпрямителя и добавит некоторый запас по напряжению, что может быть важно в случае готового трансформатора.



Есть еще одна проблема, связанная с выпрямителем. В этом журнале она недавно обсуждалась. Диоды работают как коммутатор высокочастотных помех со стороны сети. ВЧ-помехи из сети через паразитную емкость трансформатора и открытый диод попадают в устройство. Когда все диоды выпрямителя закрыты, эта цепь разрывается. В результате помехи оказываются промодулированными частотой 100 Гц. Этот эффект является причиной фона в радиоприемниках (Радио, 1980, №9, стр. 40 "Мультипликативный фон в радиоприемниках"). Сами по себе ВЧ-помехи, возможно, не принесли бы вреда для аудио, но при наличии модуляции они могут стать слышимыми. Устраняются эти помехи емкостями с вторичной обмотки на общий провод устройства.

Tags: electronics, g-2021, vinyl, Арктур-006
Subscribe

  • Путь к рынку

    Это очень долгий путь, поэтому будет длинный пост. Добро пожаловать под кат. 2. Недалеко от дома находится конечная остановка (диспетчерская…

  • Сказка на ночь

  • Охота

    Сегодня все утро перед окном кухни черный кот охотится за белкой. Кот влезает довольно высоко на дерево, а белка по тонким веткам перебирается на…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 55 comments

  • Путь к рынку

    Это очень долгий путь, поэтому будет длинный пост. Добро пожаловать под кат. 2. Недалеко от дома находится конечная остановка (диспетчерская…

  • Сказка на ночь

  • Охота

    Сегодня все утро перед окном кухни черный кот охотится за белкой. Кот влезает довольно высоко на дерево, а белка по тонким веткам перебирается на…