Здравствуйте мои читатели! И особенно начинающие электронщики!!!
Продолжаем изучение каскадов на радиоэлементах, внешне похожих на транзисторы.
Хочу напомнить о простом симисторе, основе многих регуляторов мощности. Симисторы и тиристоры применяются в электронике очень давно и корпуса, в которых они находятся, различны и по форме, и по размеру.
Самые применяемые в любительских конструкциях как раз и «спрятаны» в транзисторные корпуса, что не мешает им управлять значительными мощностями. И один из самых распространенных – ВТА 16 600 в корпусе ТО-220.
Хочу добавить, что не все модификации симисторов имеют подключение вывода А2 к «корпусу», а некоторые выполнены в полностью пластмассовом корпусе, но при значительных токах радиатор необходим!
Схемы регуляторов мощности на тиристорах и симисторах в том числе и схема на Рис 2. обладают способностью создавать импульс помехи в момент открывания симистора ( или тиристора ).
Для снижения уровня помехи, параллельно регулятору необходимо ставить гасящую RC-цепочку.
Есть ещё тиристор в транзисторном корпусе, слабенький, но совместно с диодом Д226 позволял регулировать мощность паяльника 25…40 Вт.
Но это радиоэлементы прошлых лет. Современных не транзисторных радиоэлементов в транзисторных корпусах очень много и без них современная аппаратура не может обойтись, но не потому, что не могут придумать новый корпус, а потому что приняли определенный стандарт корпусов радиоэлементов для удобства изготовления технологического оборудования.
Одним из самых распространённых элементов в транзисторном корпусе является диод Шоттки ( сборка диодов ). Номенклатура этих диодов огромна и они выпускаются в различных корпусах, но «транзисторный» вариант оказался очень удобен в импульсных блоках питания, диоды очень удобно устанавливать на радиаторы охлаждения. А в таком корпусе удобно располагать не один диод и в зависимости от задачи устанавливают один диод или два. Два диода соединяют между собой в разных вариантах для удобства схемных решений, но выражение «один диод» бывает не совсем верно – для увеличения рабочего тока устанавливают параллельно два или три, но обозначаются они как один, только с большим рабочим током.
Самые распространённые варианты диодов в корпусе – «два диода – общий катод» и «один диод» ( а там их один, два или три можно только догадываться ).
«Два диода – общий катод» нашли самое широкое применение в импульсных блоках питания. К ним бы добавить «два диода – общий анод» и проблема выпрямительного моста решена! Да, решена, когда токи не очень большие и не требуется серьёзное охлаждение радиатором. Очень нетехнологично и дорого делать два диода Шоттки анодами на корпус охлаждения, что затрудняет отвод тепла из-за маленькой площади анодного элемента. Вот если сделать как в варианте «два диода – общий катод» на пластине радиатора, но на изолирующей пластине отвечающей требованию «изолятор для напряжения, но хороший проводник тепла» проблема была бы полностью решена. Но, к сожалению, такой изолятор, идеально подходящий в этом варианте есть, а вот его цена не позволяет его применять – ЭТО АЛМАЗ!!!
Поэтому приходится довольствоваться для сильноточных выпрямительных мостов обходиться шестью диодами в трех корпусах, но именно «два диода – общий катод».
Вот такой выпрямительный мост получился, но к сожалению два диода из шести оказались «не у дел». Кто-то уже подсказывает: «а я запараллелил и все работает!» Будет работать!!! Будет, но если режим слабенький! Производителями не рекомендуется применение в выпрямительном мосту диоды с разными токовыми характеристиками ( в данном случае Вы сами их создали! ).
А вот корпус, где два рабочих диода, желательно поставить в зоне с наилучшим охлаждением, так как в корпусе необходимо два диода охлаждать…
И вот чтобы не бороться со всеми перечисленными трудностями решили оставить только два диода в выпрямителе, усложнив обмотку трансформатора! А «удобные соединения» диодов в корпусе применять там, где это экономически выгодно так как «два диода – общий анод» и «два диода последовательно» значительно дороже чем «два диода – общий катод».
Очень простая схема, требует всего два диода ( можно в одном корпусе на одной подложке и, следовательно, на одном радиаторе ). Какие у неё преимущества: - это два диода вместо четырех, следовательно, падение напряжения на одном диоде меньше чем на двух ( в каждом полупериоде ), что уменьшает потери, а при низком выпрямленном напряжении даёт существенный выигрыш в КПД!
Недостаток существенный, но преодолимый – это усложнение трансформатора. «Средняя точка» обмотки может быть выполнена двумя способами: - намотка двумя проводами с последующим согласованным соединением ( начало – конец ); - намотка первой половины, сделать вывод и намотать вторую часть обмотки, но при этом она должна выдавать одинаковое напряжения с первой половиной и, следовательно, даже расположение второго вывода относительно магнитопровода имеет значение. А так же на диоды действует обратное напряжение в два раза выше чем в мостике.
А тут ещё добавляется проблема для импульсных блоков питания – СКИН-ЭФФЕКТ! Суть его объясняется просто: - только постоянный ток протекает по всей площади провода, а переменный ток протекает по кольцевой площади, минуя середину провода. И чем выше частота, тем тоньше кольцо. На самых высоких частотах ( ну, очень высоких! ) остается слой несколько микрон и поэтому в СВЧ технике поверхности покрыты чистым серебром.
В импульсных блоках питания не СВЧ, но скин-эффект уже существенно вмешивается в работу проводов и приходится вместо одного проводника заданного сечения выполнять обмотку несколькими проводами меньшего сечения, тем самым увеличивают суммарную поверхность ( при этом проводники должны быть в изоляции ). Борьбу со скин-эффектом ведут уже давно, но только методом разделения общего сечения на мелкие проводники для увеличения площади поверхностного слоя. В медном проводнике при частоте 100 кГц ток протекает только в слое 0,21 мм.
Но и эту проблему решили и импульсные блоки питания, преобразователи широко распространены и здесь большое поле для творчества радиолюбителей.
На схеме видно, что вторичная обмотка выполнена для 12 Вольт, с отводами для 5 Вольт. Количество проводников в жгуте не буду уточнять, но хочу отметить, что в 400 Ваттном блоке питания компьютера 12-ивольтовый выпрямитель отдаёт в нагрузку 24…26 Ампер, 5-ивольтовый питает током цепи +5 В током 15 Ампер и из этого напряжения ещё получают +3,3 В с током 15…18 Ампер. В итоге выпрямитель +5 Вольт нагружен током более 30 Ампер. А так как по участку пятивольтовой обмотки протекает ток и 12-ивольтовой, то по проводам этого участка протекает ток 54…56 Ампер!!! И хочу добавить, что мощность компьютерных БП, указанная на корпусе – это мощность в нагрузке, а потребляемая значительно выше и равна приблизительно 800 Ватт или чуть меньше в зависимости от загруженности компьютера.
В заключении этой темы хочу добавить, что в транзисторных корпусах могут быть и другие радиоэлементы: варикапные матрицы, датчики Холла, датчики температуры аналоговые и цифровые и многое другое…
Если материал понравился, и Вы нашли в нём полезное для себя не посчитайте за труд и оставьте свой отзыв! Очень буду рад прочитать Ваши комментарии.
Чаще заходите на мой канал, подписывайтесь! Информация учебного и познавательного характера будет регулярно пополняться!
Желаю Всем читателям здоровья и успехов в творчестве!!!
