«Мягкий» запуск и защита высоковольтного выпрямителя.

Необходимость применения:
В современных блоках питания усилителей часто применяют конденсаторы большой емкости, поэтому импульс тока в первичной обмотке в момент включения выпрямителя, собранного по обычной схеме бывает настолько велик, что приходится использовать предохранители на 10 и более ампер, даже для пуска выпрямителя без нагрузки. Но в нормальном рабочем режиме в первичной обмотке необходим предохранитель на значительно меньший ток. Вот и получается, что если поставить предохранитель, способный выдержать включение анодной цепи, то он не спасет усилитель от возможных неприятностей и перегрузок во время эксплуатации.

Вторая причина – большой импульс зарядного тока катастрофически вреден для конденсаторов фильтра и диодов выпрямителя. Утверждение, что «можно использовать диоды КД257Д, т.к. они имеют ток в импульсе до 20А» верно только в вопросах надежности самих диодов, но в корне неверно для многих типов конденсаторов, которые при жестком пуске сначала шипят и трещат, а затем взрываются, несмотря на то, что имеют полутора-двухкратный запас по напряжению. Нельзя заряжать емкие конденсаторы большими токами, это значительно (до нескольких таких включений) сокращает срок их службы.

Известно много схем мягкого пуска, но практически все они используют принцип задержки времени от момента включения первичной обмотки через балластное сопротивление, до момента включения выпрямителя «в полную силу».

Предлагаю более удобную и простую схему плавного пуска и защиты выпрямителя. Схема выполняет сразу несколько функций: Мягкий пуск, визуальный контроль за степенью заряда конденсатора фильтра и нормальной работой выпрямителя, а также аварийная защита при перегрузке ВВ выпрямителя.

Схема мягкого пуска выполнена по принципу контроля напряжения на конденсаторе фильтра. В момент включения анода напряжение на первичную обмотку анодного трансформатора подается через галогенную лампу накаливания мощностью 40-150 Ватт или резистор сопротивлением 200 -300 ом, мощностью 50-75 ватт. Применение ламп более оправдано, поскольку они имеют гораздо меньшие размеры и по их накалу можно судить о степени заряда конденсаторов.

В штатном режиме после подачи напряжения на схему, лампа загорается ярко и через несколько секунд плавно гаснет, что говорит о нормальном заряде конденсаторов фильтра. По мере заряда конденсатора возрастает напряжение на делителе напряжения. Напряжение в 100 раз меньше анодного снимается на простейший ключ, выполненный на составном транзисторе КТ829. Реле своими контактами подает питание на более мощное реле, а то в свою очередь замыкает выводы галогенной лампы и таким образом, выпрямитель будет переведен в штатный режим. Светодиод, включенный параллельно обмотке мощного реле сигнализирует о нормальной работе выпрямителя.

Выбор транзистора обусловлен во первых, высоким коэффициентом усиления, во вторых малым «гистерезисом» - реле в коллекторной цепи срабатывает при напряжении на базе 1,35 В, выключается при напряжении 1,32 В., то есть транзистор работает почти как компаратор. Ток в базовой цепи при этом около 1 мА. Момент срабатывания «компаратора» соответствует выбранному напряжению анодной цепи, которое должно быть на 15-20 % ниже рабочего на холостом ходу, например, 950 вольт (при рабочем напряжении 1200 Вольт).

Если в процессе эксплуатации из-за перегруза выпрямителя напряжение на конденсаторе фильтра будет понижено до 900 вольт, транзистор отреагирует отключением реле, а соответственно включением в цепь первичной обмотки анодного трансформатора балластной галогенной лампы. Если на конденсаторе фильтра падение напряжения носило кратковременный или случайный характер, по мере заряда конденсатора фильтра транзистор восстановит обычный режим работы. При таком перегрузе лампа даже не успевает засветиться в полный накал, а индикация нештатной ситуации осуществляется светодиодом «Анод», который гаснет в этот момент. Но если в анодной цепи возникло длительный перегруз – напряжение на конденсаторе фильтра будет оставаться низким, реле выключенным, и все напряжение сети будет приложено к галогенной лампе, которая будет гореть в полный накал, сигнализируя о критической ситуации.

Если в анодной цепи возникло «мгновенное, надежное КЗ» или КЗ произошло в трансформаторе или диодах выпрямителя, ключ не успеет среагировать, но в этом случае сгорит сетевой предохранитель.

Реле Р1 – РЭС-10 паспорт 031.07.02

Резисторы МЛТ-0,25

Потенциометр - тип СП-3-34( данный потенциометр должен обладать повышенной надежностью).

Значения гасящего резистора 330 кОм указано для напряжения анода 1000 Вольт. Для больших напряжений его требуется пропорционально увеличить, для меньших – уменьшить. Например, для выпрямителя на 2200 В этот резистор должен иметь значение 726 кОм. Помните, что при использовании гасящих резисторов нельзя превышать допустимую для данного резистора величину напряжения и мощность, в блоках питания лучше использовать цепочки последовательно соединенных резисторов. При анодном напряжении до 1000 Вольт можно применять резисторы ВС-2, при напряжении до 3000 вольт – резисторы ТВО-10. Остальные детали указаны на схеме.

При исправных деталях требуется только установить нужное положение потенциометра в гасящей цепи выпрямителя. Для этого до включения анода выводят движок в крайнее нижнее положение по схеме. После включения анода и полного заряда конденсатора потенциометром устанавливают на базе транзистора напряжение примерно 1,5-1,7 В. Более точно находят положение потенциометра, нагрузив выпрямитель на 10-15 % больше максимальной допустимой нагрузки. При вращении потенциометра реле должно включить галогенную лампочку. Оставьте потенциометр в этом положении. Полезно измерить ток в первичной обмотке при полной нагрузке, чтобы правильно подобрать предохранитель.

Надежной работы вашему РА!

73! Н.Филенко UA9XBI.