Аналізуючи розвиток схемотехніки пристроїв захисту напруження катодно-подогревательного вузла (КПУ) електронно-променевих трубок (ЕПТ), в основному телевізійних кінескопів, не можна не звернути увагу на відсутність нових технічних рішень протягом останніх кількох років. Основною проблемою залишається задоволення всієї сукупності вимог до пристрою захисту, оскільки поліпшення одних показників пов'язано з погіршенням інших. Це дозволяє зробити наступний висновок: можливості схемотехніки, що базується на застосуванні традиційної елементної бази, для даного виду пристроїв практично вичерпані.
Розробка пристрою, представленого в даній публікації, базується на реалізації можливостей елементної бази, що з'явилася в останні роки. Для забезпечення ефективного захисту напруження КПУ, підвищення надійності, мініатюризації і виключення необхідності налагодження пристрою потрібні схемотехнічні рішення, які дозволили:
- - зменшити кількість, об'єм і масу елементів схеми;
- - обійтися без додаткових джерел живлення;
- - знизити тепловиділення;
- - виконати пристрій на елементній базі підвищеної надійності.
Крім того, розширена область застосування пристрою захисту - воно без істотних змін у схемі мо-жет застосовуватися в будь-якій апаратурі відображення візуальної інформації базується на використанні ЕПТ наприклад в відеомоніторах, дисплея: комп'ютерів, кінескопних видеопроекторах, осцилографах і т. д. [1].
Відмітними особливостями пропонованого пристрою є: - використання нелінійного елемента, спеціально розробленого для згладжування пускового струму розжарення ЭЛТ - потужного терморезистора прямого підігріву з негативним температурним коефіцієнтом; - застосування твердотільного безконтактного реле в якості комутуючого елемента; - замикання ЕПТ на час прогріву КПУ.
Далі робота пристрою розглядається на прикладі захисту КПУ кінескопа 61ЛК5Ц.
Принципова схема пристрою показана на малюнку і складається з терморезистора R3, реле DA2, вузла управління реле DA2 на мікросхемі DA1.1 і вузла формування сигналу гасіння кінескопа на мікросхемі DA1.2. Терморезистор R3 типу ТР15-16-0,8 включений послідовно в ланцюг напруження КПУ кінескопа і призначений для усунення кидка струму розжарення при включенні живлення телевізора. У холодному стані його опір дорівнює 16 Ом, опір холодної нитки підігрівача КПУ Ro - близько 3 Ом. При цьому пусковий струм складає
Io= пускова потужність Ро=НоІо=6,3x0,33=2,1 Вт.
Для порівняння: пусковий струм розжарення кінескопа незахищеного
I=6,3/3=2,1 А,
пускова потужність Ро=6,3 2,1=13,23 Вт.
Таким чином, терморезистор знижує пускову потужність більш ніж у 6 разів. Якщо врахувати, що у ланцюга розжарення КПУ кінескопа будь-якого сучасного телевізора вже є струмообмежуючий елемент - резистор або індуктивність, то практично пускова потужність знижується в 7...8 разів.
Твердотільне реле DA2 призначене для шунтування терморезистора R3 після його виходу на номінальний режим. Сигнал включення реле формується одновибратором DA1.1, що запускається при включенні напруги живлення. Тривалість протікання струму розжарення через терморезистор R3 задається вибором постійної часу ланцюга R1, С1 і обчислюється за формулою t[c]=1.1 R [Мом]З[мкФ].
Напруга гасіння кінескопа на час прогріву КПУ виробляється другим одновибратором DA1.2, постійна часу якого задається ланцюгом R4, СЗ і обчислюється аналогічно. Напруга з виходу DA1.2 подається на сайт гасіння кінескопа, схема якого визначається моделлю телевізора і тут не наводиться, оскільки її варіанти докладно розглянуті в [3]. Конденсатори С2, С4 зменшують до мінімуму вплив наведень і пульсації по ланцюгах живлення на роботу одновибраторов. Діоди VD1, VD2 пригнічують можливі викиди напруги при включенні телевізора. Напруга живлення подається від однієї із шин телевізора і може знаходитися в межах 5...18 В без істотної зміни параметрів пристрою, необхідно лише скорегувати номінал резистора R2 з умови забезпечення значення струму керування реле DA2 рівного 10 мА. Потужність, споживана пристроєм в тривалому режимі після закінчення прогріву КПУ кінескопа, не перевищує 200 мВт при живленні 18 У і 55 мВт при живленні 5 Ст.
При включенні телевізора на виході одновібратора DA1.1 (висновок 5) з'являється напруга низького рівня, розрядний вихід (висновок 1) встановлюється у низькоомний стан, шунтіруя конденсатор СЗ та перешкоджаючи його зарядці. При цьому на виході одновібратора DA1.2 (висновок 9) присутня напруга високого рівня, що надходить на вузол гасіння кінескопа, струм у ланцюзі керування реле DA2 (висновки 10, 11) відсутня. В результаті цього кінескоп закритий, пусковий струм розжарення КПУ протікає через холодний терморезистор R3 і струмообмежуючий елемент, передбачений схемою телевізора, що зменшує пускову потужність в 7...8 разів. У міру прогріву терморезистора R3, його опір зменшується, а опір підігрівача КПУ зростає. Час виходу терморезистора даного типу на номінальний режим складає 2...3 с, при необхідності його можна збільшити, якщо приклеїти терморезистор на невеликий радіатор, розміри якого визначаються експериментально. Застосовується клей повинен бути термостійким.
Після закінчення інтервалу часу після включення телевізора, який визначається параметрами времязадающей ланцюга R1, С1 і рівного приблизно 10с, вихід одновібратора DA1.1 перемикається в стан високого рівня напруги, а його розрядний вихід встановлюється у високоомний стан. При цьому починає заряджатися конденсатор СЗ, на виході одновібратора DA1.2 як і раніше присутня напруга гасіння кінескопа, в керуючої ланцюга реле DA2 починає текти струм управління, а його силова ланцюг встановлюється у низькоомний стан. Надалі, аж до моменту відключення телевізора, струм розжарення тече через контакти 2 і 6 реле DA2, а терморезистор R3 швидко остигає, готуючи пристрій до наступного включення телевізора. Після закінчення інтервалу часу після початку зарядки конденсатора С3, що визначається параметрами времязадающей ланцюга R4, СЗ і рівного приблизно 20 з, вихід одновібратора DA1.2 перемикається у стан з низьким рівнем напруги. В результаті цього кінескоп відкривається, і далі телевізор працює в штатному режимі. Таким чином, сумарний час затримки відкривання кінескопу складає 30 с.
У пристрої замість здвоєного таймера ICM7556IPD фірми MAXIM можна застосувати будь-яку з мікросхем серії 556, наприклад зазначені в [4], або дві мікросхеми одиночного таймера КР1006ВИ1 (напруга живлення - 5.-.15). Замінити реле 5П19А1 на електромагнітне недоцільно через низького ресурсу останнього. Найближчі закордонні аналоги: RVG612, PVAZ172N фірми INTERNATIONAL RECTIFIER. VD1, VD2, крім зазначених на схемі, можуть бути типів КД509, КД510, КД522 з будь-яким буквеним індексом. Конденсатори С1, СЗ повинні мати напрацювання на відмову в умовах підвищеної температури навколишнього середовища не менше 10000 годин і мінімальний струм витоку. Найбільш придатними за критерієм вартість/ефективність є конденсатори серії SR тайванського виробництва. Підходять також К52-16 К53-4, К53-18, К53-19. К53-29, К53-35 [2], але їх вартість істотно вище. Конденсатори С2, С4 -типу KM, K10-17.
Безпомилково зібране з завідомо справних елементів, пристрій не вимагає налагодження.
Література
Автор: С. Мицин, Московська обл., р. Дубна; Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru