Spenningsregulatorrør - Voltage-regulator tube

Skjematisk fremstilling av et kaldt katodespenningsreguleringsrør
5651 Regulatorrør i drift

Et spenningsregulatorrør ( VR-rør ) er en elektronisk komponent som brukes som en shuntregulator for å holde en spenning konstant på et forhåndsbestemt nivå.

Fysisk ligner disse enhetene vakuumrør , men det er to hovedforskjeller:

Elektrisk ligner disse enhetene Zener-dioder , med følgende store forskjeller:

  • De er avhengige av gassionisering , snarere enn Zener-sammenbrudd
  • Den uregulerte forsyningsspenningen må være 15–20% over den nominelle utgangsspenningen for å sikre at utladningen starter
  • Effekten kan være høyere enn nominell hvis strømmen gjennom røret er for lav.

Når tilstrekkelig spenning påføres over elektrodene, ioniserer gassen og danner en glødeavgivelse rundt katodeelektroden . VR-røret fungerer da som en negativ motstandsenhet ; når strømmen gjennom enheten øker, øker mengden ionisering også, noe som reduserer enhetens motstand mot ytterligere strømføring. På denne måten leder enheten tilstrekkelig strøm til å holde spenningen over terminalene til ønsket verdi.

Fordi enheten vil føre en nesten ubegrenset mengde strøm, må det være noen eksterne måter å begrense strømmen på. Vanligvis tilveiebringes dette av en ekstern motstand oppstrøms VR-røret. VR-røret leder deretter en hvilken som helst del av strømmen som ikke strømmer inn i nedstrømsbelastningen, og opprettholder en omtrent konstant spenning over VR-rørets elektroder. VR-rørets reguleringsspenning ble bare garantert når det ledes en mengde strøm innenfor det tillatte området. Spesielt hvis strømmen gjennom røret er for lav til å opprettholde ionisering, kan utgangsspenningen stige over den nominelle utgangen - så langt som inngangsforsyningsspenningen. Hvis strømmen gjennom røret er for høy, kan den gå inn i en lysbueutladningsmodus der spenningen vil være betydelig lavere enn nominell og røret kan bli skadet.

Noen spenningsregulatorrør inneholdt små mengder radionuklider for å gi en mer pålitelig ionisering.

Den Corona VR røret er en høy spenning versjon som er fylt med hydrogen ved nær atmosfæretrykk, og er beregnet for spenninger i området fra 400 V til 30 kV ved titalls mikroampere. Den har en koaksial form; den ytre sylindriske elektroden er katoden og den indre er anoden. Spenningsstabiliteten avhenger av gasstrykket.

Et vellykket hydrogenspenningsregulatorrør, fra 1925, var Raytheon-røret , som tillot datidens radioer å drives fra vekselstrøm i stedet for batterier.

Spesifikke modeller

I Amerika fikk VR-rør RETMA-rørnummer . Manglende varmeapparat (glødetråd) begynte rørets delenumre med " 0 " (null).

I Europa fikk VR-rør delnumre under det profesjonelle systemet (" ZZ1xxx ") og under et dedikert system .

I Sovjetunionen fikk stabiliserende glødutladningsbetegnelser betegnelse på kyrillisk med serienummer på utvikling. For eksempel "СГ21Б", "СГ204К" og ie

VR-rør var bare tilgjengelig i visse spenninger. Vanlige modeller var:

Oktalbaserte rør, 5-40 mA strøm:

  • 0A3 - 75 volt
  • 0B3 - 90 volt
  • 0C3 - 105 volt (best regulering av disse fire)
  • 0D3 - 150 volt

Miniatyrrør, 5–30 mA strøm:

  • 0A2 - 150 volt
  • 0B2 - 108 volt (best regulering av disse tre)
  • 0C2 - 72 volt

Miniatyrrør, 1–10 mA strøm:

  • 85A2 - 85 volt (ekvivalenter: 0G3, CV449, CV4048, QS83 / 3, QS1209)

Spenningsreferanse 1,5–3,0 mA strøm:

  • 5651 - 87 volt (den mest populære spenningsreferansen noensinne er gjort)
  • 5651A - 85,5 volt

Subminiatyrrør:

  • Ulike modeller som 991 som lignet neonlamper , men ble optimalisert for mer nøyaktig spenningsregulering

Miniatyrkoronarør, 5–55 µA strøm:

  • CK1022 1 kV

Ledningsendede, subminiature koronarør:

  • CK1037 (6437) 700 volt, 5–125 µA
  • CK1038 900 volt, 5–55 µA
  • CK1039 (6438) 1,2 kV, 5–125 µA

Designhensyn

Noen spenningsregulatorrør har en intern jumper koblet mellom to av pinnene. Denne genseren kan brukes i serie med den sekundære transformatorviklingen. Deretter, hvis røret ble fjernet, i stedet for å la spenningen være uregulert, ville utgangen slå seg av.

Fordi glødeavladningen er en "statistisk" prosess, innføres en viss mengde elektrisk støy i den regulerte spenningen ettersom ioniseringsnivået varierer. I de fleste tilfeller kan dette enkelt filtreres ut ved å plassere en liten kondensator parallelt med VR-røret eller bruke et RC-avkoblingsnettverk nedstrøms VR-røret. For stor kapasitans (for eksempel for 0,1DF for en 0D3), og kretsen vil danne en avslapningsoscillator , som definitivt ødelegger spenningsreguleringen og muligens får røret til å svikte katastrofalt.

VR-rør kan brukes i serie for større spenningsområder. De kan ikke brukes parallelt : På grunn av produksjonsvariasjoner vil ikke strømmen deles likt mellom flere rør parallelt. (Merk ekvivalent oppførsel med seriedioder og parallellkoblede Ziondioder.)

I dag er VR-rør nesten helt erstattet av solid state- regulatorer basert på Zener-dioder og snøskreddioder .

VR-rørinformasjon

Korrekt fungerende VR-rør lyser under normal drift. Glødens farge varierer avhengig av gassblandingen som brukes til å fylle rørene.

Selv om de mangler varmeapparat, blir VR-rør ofte varme under drift på grunn av strøm og spenningsfall gjennom dem.

Referanser