電子管陽(yáng)極電壓的極限值
出處:awell 發(fā)布于:2011-09-30 14:43:04
一、電子管陽(yáng)極電壓極限值
電子管陽(yáng)極電壓Ua表示,其中a為英文Anog的宇頭。Ua為實(shí)際工作時(shí)電子管陽(yáng)極與陰極間電壓值。電子管各種功能電路中由于陽(yáng)極負(fù)載不同,Ua并不與陽(yáng)極供電電壓相等,為此,另用Ea表示陽(yáng)極供電電壓。在某些情況下Ua<Ea,其差值是陽(yáng)極負(fù)載電路直流電阻的電壓降,顯然,Ea是Ua的值。所以,陽(yáng)極電壓的極限值是指陽(yáng)極供電電壓的極限值。此點(diǎn)由電阻耦合電壓放大器可以看出,盡管負(fù)載電阻上有壓降,則是電子管正常工作時(shí)陽(yáng)極電流產(chǎn)生的壓降,當(dāng)工作中陽(yáng)極電流減小時(shí),則Ua將趨近于Ea值,故選擇Ea的極限值不超出極限。Ea的極限值Eamax并非為防止電子管電極間直接擊穿,對(duì)接近真空的電子管而言,即使在lmm距離內(nèi)跳火,電壓值也遠(yuǎn)高于其規(guī)定的Eamax值。所以,電子管Eamax規(guī)定是為了限制陽(yáng)極和陰極間電場(chǎng)強(qiáng)度,以防止強(qiáng)電場(chǎng)從陰極發(fā)射涂層強(qiáng)拉出表面原子的外層電子而損壞陰極。再一點(diǎn)是,Ea的超標(biāo)在未達(dá)到陰極損壞程度之前,電場(chǎng)強(qiáng)度的提高使陰極發(fā)射電子速度加快,飛越空間的電子動(dòng)能與速度平方比增大,打在陽(yáng)極上產(chǎn)生能量,轉(zhuǎn)化為陽(yáng)極的溫升,使陽(yáng)極溫度過(guò)高,達(dá)到一定程度后使管內(nèi)金屬電極、非金屬構(gòu)件在高溫下釋放出少量氣體,降低管內(nèi)真空度。事
實(shí)證明,當(dāng)管內(nèi)真空度降低到5mm汞柱壓力時(shí),為氣體擊穿電壓的壓力,致使電子管出現(xiàn)氣體擊穿的跳火現(xiàn)象,并惡性循環(huán),導(dǎo)致電子管報(bào)廢。
Eamax值的規(guī)定對(duì)一般電阻性負(fù)載的放大電路僅稍高于電子管Ua值,其目的僅是限制陽(yáng)極功耗增大,距產(chǎn)生真空電極間擊穿電壓甚遠(yuǎn),所以其損壞過(guò)程也并非如晶體管的擊穿過(guò)程,故Eamax可有+10%的余量而不致?lián)p壞。有些條件下電子管處于間歇工作狀態(tài),則故意選用大于Eamax10%的供電電壓,超限使用以提高效率。
對(duì)于電感負(fù)載的脈沖電路,如行輸出級(jí)、阻尼管等,由于自感電勢(shì)的影響,產(chǎn)生數(shù)倍于Ua的反電勢(shì),因此存在真空狀態(tài)跳火的可能。則另用陽(yáng)極脈沖電壓的峰值作為特殊的極限值,如6P13P的陽(yáng)極峰值電壓可允許達(dá)到kV以上,但必須注意此脈沖峰值切勿與Ea供電平均值混淆。
二、電子管陽(yáng)極電流的極限值
陽(yáng)極電流的極限值,又稱峰值電流(Maximum Peak PlateCurent),常以Iapeak表示。普通放大電子管只要陽(yáng)極電壓Eamax不超值,陽(yáng)
極電流不會(huì)直線升高,即使在壞的條件下,如柵負(fù)壓接近于0V,只要Ua在允許值以內(nèi),陽(yáng)極電流增大也受限于陰極發(fā)射能力,一旦陰極發(fā)射的自由電子全部被陽(yáng)極吸收,隨管壓降減小出現(xiàn)陽(yáng)極電流的飽和,短時(shí)內(nèi)也不會(huì)損壞電子管,故放大電子管一般無(wú)此項(xiàng)極限參數(shù)。而為了避免進(jìn)入電子放射飽和狀態(tài)引起的失真,只規(guī)定陰極發(fā)射電流的值(Ikmax),此值提供給放大電路設(shè)計(jì)者的目的是,勿使放大器進(jìn)人飽和區(qū)而產(chǎn)生削頂失真。峰值電流(lapeak),是指真空整流二極管的瞬時(shí)陽(yáng)極電流。整流電子管在整流狀態(tài)時(shí),常采用電容濾波,在開機(jī)瞬間電容器等效于短路,使整流管內(nèi)通過(guò)極大的峰值電流,因此整流管規(guī)定了峰值電流的極限值。
峰值電流的大小受濾波電路結(jié)構(gòu)的影響。整流AC電壓越高,電源內(nèi)阻越低,輸人濾波電容容量越大,峰值電流也越大。此瞬時(shí)峰值電流檢測(cè)困難,由于受影響因素太多,計(jì)算也不易準(zhǔn)確,一般應(yīng)用是由手冊(cè)中給出的lapeak值的1/3作為整流電流的極限,同時(shí)限制整流電壓供電的內(nèi)阻值,規(guī)定采用電容濾波時(shí)電容器的值,以限制lapeak 值。如采用電感LC濾波,還需規(guī)定濾波電感的電感量,所以為使lapeak不超標(biāo)是比較困難的。與此類似的整流二極管的極限值,還有陽(yáng)極的反向峰值電壓(Eapeak),也與負(fù)載電流、供電內(nèi)阻、濾波電路結(jié)構(gòu)、濾波La值有關(guān),一般不使Eapeak超限的方法是,將整流管的整流電壓有效值限定在極限參數(shù)Eapeak峰值的1/3左右,再附加規(guī)定交流供電繞組內(nèi)阻的值和濾波電容器的容量,以及電感濾波器的電感量。為了避免上述峰值電壓、峰值電流超限,以國(guó)產(chǎn)6Z4為例,規(guī)定變壓器高壓繞組內(nèi)阻不低于2×200Ω,輸入濾波電容器不大于8uF。而5U4G則要求內(nèi)阻97Ω以上,可用40uF的電容器。看似極簡(jiǎn)單的電子整流器設(shè)計(jì)不當(dāng),不僅直流輸出電壓調(diào)整率極差,而且輸出紋波率也過(guò)大,同時(shí)整流二極管的壽命也受影響。此處提示,一般整流二極管輸出整流電流均在250mA以下,其峰值電流隨整流電壓不同而有區(qū)別。整流電壓有效值在允許范圍內(nèi),可認(rèn)為峰值電流不超過(guò)整流電流的1.5~2.5倍,輸入濾波電容以40uF為限,若欲降低紋波或提高直流輸出電壓,采用>40uF的輸人濾波電容時(shí),可在整流管燈絲(或陰極)到電容器之間串聯(lián)接入30Ω~100Ω的限流電阻。欲降低紋波,可適當(dāng)采用多節(jié)LC、RC濾波器。
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