Кенотрон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Кенотроны 1Ц21П, Uобр=25 кВ (СССР, 70-е годы)

Кенотро́н (от др.-греч. kenos — пустой и (elec)tron) — электронная лампа, предназначенная для выпрямления переменного тока. Является разновидностью электровакуумного диода. Используется в схемах выпрямителей переменного тока высоких напряжений, ранее широко применялся в схемах выходных каскадов строчной развертки ламповых телевизоров и в рентгеновских установках.

Конструкция кенотронов[править | править код]

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[править | править код]

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[править | править код]

Силовые кенотроны[править | править код]

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:

  • 5Ц3С (аналог 5Z3, отличающийся цоколем, приближенный аналог 5U4G) — прямого накала, двуханодный, ток нагрузки до 250 мА, октальный цоколь
  • 5Ц4С (аналог 5Z4G) — косвенного накала, двуханодный, ток нагрузки до 125 мА, октальный цоколь
  • 5Ц8С — косвенного накала, двуханодный, ток нагрузки до 420 мА, специальный стеклянный цоколь
  • 6Ц13П — косвенного накала, одноанодный, ток нагрузки до 120 мА, 9-штырьковый малогабаритный цоколь
  • 6Ц4П — косвенного накала, двуханодный с общим катодом, ток нагрузки до 75 мА, 7-штырьковый малогабаритный цоколь

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[править | править код]

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 катода 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:

  • 6Д22С — ток нагрузки до 300 мА, цоколь магноваль
  • 6Д14П — ток нагрузки до 150 мА, цоколь новаль
  • 6Ц10П — ток нагрузки до 120 мА, цоколь новаль

Высоковольтные маломощные кенотроны[править | править код]

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[1].

Высоковольтные мощные кенотроны[править | править код]

Импульсный высоковольтный кенотрон. 

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.

Примечания[править | править код]

  1. Рентген на кенотроне. (25 Января, 2012).

Ссылки[править | править код]