Стабилизация параметров и защита цепей нагрузки
Аварийные ситуации при работе радиоэлектронного, да и любого другого оборудования, чаще всего возникают при переходных процессах, когда происходят резкие изменения состояния системы. По статистике наиболее часто повреждение оборудования происходит при его включении или выключении. На дестабилизирующее воздействие любая система реагирует с задержкой во времени. Эта инерционность для нагреваемых электрическим током приборов обусловлена массой и теплоемкостью нагреваемого материала. Так, например, разрушение (перегорание) нитей накала электровакуумных приборов происходит преимущественно в момент подачи напряжения на холодную нить. Мощность, выделяющаяся на нити накала в момент ее включения, превышает номинальную в 10 раз для ламп прямого накала и в 2…3 раза для ламп косвенного накала. Помимо возможного перегорания нити накала, мгновенное выделение значительной тепловой энергии в малом объеме способствует возникновению термонапряжений в конструкционных элементах лампы, растрескиванию стекла возле токовводов и т.д. [12.1].
В связи с вышеизложенным, для обеспечения надежной работы аппаратуры и составляющих ее элементов весьма важным представляется вопрос о смягчении ударных нагрузок на критичные к перегрузкам радиоэлектронные компоненты.
Подобные задачи решают чаще всего плавной или ступенчатой подачей питающих напряжений (токов) на защищаемый от перегрузок элемент, обеспечивая тем самым постепенный вывод его на рабочий режим.
Схема плавного включения накала, показанная на рис. 12.1, используется для кинескопов с UH-6.3 В и током накала IH=0.3 А, т.е. для большинства черно-белых кинескопов [12.2].
Через управляющий вывод микросхемы DA1 на общую шину протекает ток в несколько мА.
Рис. 12.1. Схема устройства для плавного включения накала кинескопа
Подстроечным резистором R1 выставляют необходимое напряжение накала (7 В), желательно при отключенном конденсаторе С3.
Время нарастания напряжения на выходе устройства определяется емкостью конденсатора С3. Реально напряжение возрастает более 30 сек (со временем скорость этого процесса замедляется из-за утечки тока через резистор R1).
Микросхема DA1 крепится к радиатору площадью – 20 см2.
Стабилизировать тепловой режим катода кинескопа, оптимизировать его на разных этапах эксплуатации, устранить броски тока в нити накала при включении телевизора позволяет устройство по схеме на рис. 12.2 [12.3].
В состав устройства входит регулируемый стабилизатор с плавным нарастанием напряжения, поступающего на подогреватель катода кинескопа, и задержкой подачи высокого напряжения на анод на время, необходимое для полного разогрева катода (около 2 мин) смещение на резисторе R1. В результате "смещается" на соответствующий уровень и выходное напряжение.
При подключенном электролитическом конденсаторе С3, который изначально разряжен, цепочка R1C3 представляет в момент включения короткое замыкание. Напряжение на выходе микросхемы DA1 минимально (порядка 1.3 В). Затем, по мере заряда конденсатора С3, напряжение на резисторе R1 плавно нарастает, соответственно, увеличивается и напряжение смещения на управляющем входе микросхемы и, следовательно, выходное напряжение устройства (напряжение на нити накала кинескопа).
Стабилизатор собран на микросхеме DA1. При включении телевизора выпрямленное диодами VD1 – VD4 напряжение поступает на выводы 15 и 8 микросхемы. С выводов 13 и 8 микросхемы через резистор R1 и обмотку реле К1 стабилизированное напряжение поступает на подогреватель кинескопа. Резистор R1 играет роль датчика тока.