Spenningsregulatorrør - Voltage-regulator tube
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:
- Deres glasskolbe er fylt med en gassblanding, og
- De har en kald katode ; at katoden ikke er oppvarmet med et filament for å emittere elektroner.
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.