Устройство для продления срока службы кинескопов телевизоров

Несмотря на распространение «плазменных» и ЖК-телевизоров, кинескопные аппараты не сдают свои позиции. Огромное количество выпущенных телевизоров с кинескопами продолжает эксплуатироваться. Следовательно, вопрос продления срока службы кинескопов не становится менее актуальным, чем это было раньше. 

В данной статье рассматривается одно из устройств, предназначенных для увеличения срока службы кинескопа телевизора. 

Подобные устройства можно применять также для продления срока службы других электровакуумных приборов (ЭВП), например, в аудиоуси-лителях. 

Потеря эмиссионной способности кинескопов и других ЭВП происходит либо резко и быстро, либо медленно и постепенно. В первом случае мы имеем дело с явным браком ЭВП. Второй вариант — типовой, обычный случай. И для него ситуация изменяется кардинально в случае использования системы «плавного накала», не самой простой конструктивно, но наиболее эффективной. 

Для продления срока службы ЭВП в литературе предлагается ряд схем. Для простоты назовем такие устройства системами «плавных накалов» (ПН). К сожалению, почти у каждой конструкции ПН присутствуют те или иные недостатки. Обычно конструкции предельно упрощены, из-за этого зачастую не реализуются потенциальные возможности ПН и уменьшается эффект от их применения. Чтобы реализовать максимально возможный ресурс работы кинескопа, повышение накального напряжения нужно производить только постепенно. 

Величины пусковых токов нитей накала ЭВП и кинескопов весьма велики — броски токов через нити накала превышают в три раза и более номинальный ток нити накала! Естественно, заводы-производители телевизоров не заинтересованы в усложнении своих конструкций для продления срока службы кинескопов или ЭВП. 

В рассматриваемой системе ПН (рис. 1) функции ПН и стабилизатора напряжения (СН) накала кинескопа разделены. Схема ПН выполнена на транзисторах VT1-VT3, а схема СН — на операционном усилителе (ОУ) DA1 и транзисторах VT4-VT7. Такой подход исключает влияние схемы ПН на стабильность накального напряжения (выходного напряжения СН). 

Работа схемы 

Алгоритм работы всей системы следующий. Постоянное напряжение с мостового выпрямителя поступает на схему ПН. После включения в сеть на ее выходе (коллектор VT3) напряжение почти равно нулю, так как напряжение на конденсаторе С2тоже равно нулю. По мере роста напряжения на этом конденсаторе, увеличивается и напряжение на выходе схемы ПН. Постепенно увеличивается входное (на коллекторе VT6) и выходное (на эмиттере VT6) напряжение СН. Время нарастания на-кального напряжения определяется емкостью конденсатора С2 и суммарным сопротивлением резисторов R1 и R2. Для максимального использования возможностей схемы, это время выбирают 30...45 с. 

Когда напряжение СН достигнет значения 5,7 В, то включится реле К1. Своими контактами (на схеме не показаны) оно подключает телевизор к сети 220 В / 50 Гц. В итоге, пока напряжение накала кинескопа телевизора не достигнет 5,7 В, телевизор к электросети не может быть подключен. 

Таким образом, пока кинескоп хорошо не прогреется, питающие напряжения на него не поступят. • 

Значение 5,7 В выбрано исходя из ТУ на кинескопы и ЭВП. Эта величина является минимально допустимым рабочим напряжением для кинескопов и многих других ЭВП. 

Данную конфигурацию схемы использовали по ряду причин. 

Во-первых, интегральные СН (серии 78хх и др.) имеют ограниченный выходной ток, как правило, не более 1,5 А. Важно, что ИМС СН не обладают высокой надежностью при работе с током более 0,6...1 А. Это связано с ограниченной небольшой максимально допустимой мощностью рассеяния ИМС СН. Более мощные ИМС чрезмерно дороги. 

В схеме рис.1 легко обеспечивается и повышенная надежность, и нужный диапазон регулировки напряжения накала ЭВП. 

Схема выполнена с большим запасом по току, что заметно и по количеству транзисторов. Изначально схема предназначалась для питания группы ЭВП аудиоусилителя. При этом возможность установки накального напряжения должна быть не уже, чем в пределах 5,7...6,9 В, что согласуется с ТУ для большинства ЭВП и кинескопов. 

За подключение телевизора к электросети (или подачи анодного напряжения на ЭВП аудиоусилителя) отвечает пороговый элемент на транзисторах VT8-VT10. 

На элементах VT8 и VT9 собран регулируемый аналог стабилитрона. Регулировка осуществляется резистором R15. Его можно заменить ИМС-стабилитроном типа TL431. Стабилитрон VD9 и тиристор VS1 служат для защиты ЭВП от аварийного превышения накального напряжения. 

Защита по току 

Для большей надежности конструкции в схемах ПН и СН имеются защиты по току. В каждой из них имеется индивидуальная защита с ограничением тока в нагрузке. В схеме ПН защита реализована на VD5 и R4, в схеме СН — на R7, R8 и VT7. В последнем случае порог срабатывания защиты очень четкий, так как определяется сопротивлением резистора R8 на уровне 3 А. А в схеме ПН ток ограничения определяется не только сопротивлением резистора R4. Ток защиты ПН зависит также и от h21aтранзисторов VT1-VT3. Чем больше h21a использованных транзисторов и чем меньше сопротивление резистора R4, тем больше величина тока ограничения защиты. Если нет желания использовать защиту в схеме ПН, то элементы VD5 и R4 можно удалить. При этом необходимо эмиттер VT2 подсоединить к коллектору VT3. 

О замене деталей 

В позициях VT1, VT4, VT7 и VT8 использовались как КТ315Г или КТ315Б, так и КТ3102 или ВС547, ВС549 с любым буквенным индексом. Подходят и другие маломощные п-р-п кремниевые транзисторы с U „ >25 В и h„, >100. В позициях VT2, VT5 

КЭМЭКС 1 э 

и VT10 применялись КТ801, КТ807, КТ815, КТ817 (с любым буквенным индексом). Тут применимы практически любые НЧ транзисторы средней мощности. Вместо КТ818 использовались также КТ835, КТ837, КТ8102 и BD912. А вместо КТ819 можно использовать любые мощные НЧ транзисторы наток коллектора не менее 5 А и мощность от 30 Вт и больше. В частности, хорошо подходят транзисторы КТ803, КТ805, КТ808, КТ8101 или BD911. В отношении КТ8101 и КТ8102 можно сказать, что использовались экземпляры, которые были непригодны для мощных аудиоусилителей из-за дефекта по U KЭMaкc и/или h123. 

В схеме хорошо работают ОУ типов К140УД6 («металл»), КР140УД608 (пластмассовый корпус), К140УД7, КР140УД708. С этими ОУ элементы R5 и VD6 не нужны. 

Тиристор КУ202 может быть с любым буквенным индексом. Вместо него применим также и симистор КУ208А. Стабилитрон VD8 заменим любым другим мощным стабилитроном на напряжение стабилизации не менее 7 В. У Д815Б напряжение стабилизации может быть ниже подходящего сюда значения, и нужный экземпляр выбирают из числа имеющихся. Можно использовать два последовательно соединенных Д815А. 

О реле К1 

В разных конструкциях могли применяться разные типы реле. В частности, применялись реле РЭС22 и РЭС32. РЭС22 — паспорт РФ4.523.023-01 или РФ4.523.023-11, сопротивление обмотки 175 Ом, ток срабатывания 36 мА и напряжение 12 В. РЭС32 — паспорт РФ4.500.335-01. Остальные его характеристики, как и у РЭС22. Все четыре группы контактов реле в обязательном порядке соединяли параллельно. Сейчас на наших рынках имеется много разных типов зарубежных реле. Из них также можно выбрать подходящее реле. 

Об используемых конденсаторах 

Конденсатор С1 на напряжение 25 В. Конденсатор С2 должен быть с минимальным током утечки, иначе на участке К-Э транзистора VT3 возникает повышенное падение напряжения, что приводит к перегреву транзистора VT3. Конденсаторы должны быть с рабочим напряжением не менее 50 В. 

Конденсатор С4 типа К10-17 или К73-17. Остальные конденсаторы могут быть на напряжение 16 В. 

Резисторы 

R4- ОМЛТ-1, R8 — СП5-16МВ 2. Подстроечные резисторы могут быть любого типа. Остальные резисторы ОМЛТ-0,25. Для исключения выхода из строя тиристора, в схему можно ввести мощный проволочный резистор 0,5...1,5 Ом. Он включался в разрыв провода, соединяющего мостовой выпрямитель с транзисторами ПН. Второй вариант его включения (чтобы не терять в плане КПД) — непосредственно в разрыв провода анода тиристора. Ведь в случае форс-мажорных обстоятельств экстратоки сначала приводят к дефекту PN-nepe-ходов, т.е. пока сгорит предохранитель, успеет выйти из строя полупроводниковый элемент. Защитный резистор это исключает. 

Диоды мостового выпрямителя 

VD1-VD4 типа КД202 или Д242 (с любым буквенным индексом) или другие выпрямительные на ток не менее 5 А и напряжение 50 В, или мосты RS601, KBU6A (на ток 6 А), или RS801, KBU8A (на ток 8 А). 

Для больших удобств в эксплуатации конструкция снабжена стрелочным вольтметром. Для него применяются приборы со шкалой кратной 10 (на 100 мкА, 1 мА, 10 мА и т.п.). Стрелочный прибор градуируют так, чтобы конечная его отметка шкалы соответствовала 10 В напряжения. 

Сетевой трансформатор 

Первый вариант — тороидальный трансформатор намотан на сердечнике с внешним диаметром 92 мм, внутренним — 60 мм и высотой 30 мм. Площадь сечения его магнитопровода составляет 4,8 см2. Первичная обмотка — 1300 витков ПЭЛШО-0,41. Вторичная — 80 витков ПЭВ-2 или ПЭЛ-2 диаметром 1 мм. Ток «холостого хода» не должен превышать 15 мА при напряжении 220 В. 

Второй вариант — магнитопровод с внешним диаметром 92 мм, внутренним — 55 мм и высотой 32 мм. Площадь сечения магнитопровода -6,4 см2. Первичная обмотка — 1000 витков провода ПЭЛШО-0,41. Вторичная — 62 витка диаметром 1 мм. Ток «холостого хода» — 6 мА при 220 В. 

Конструкция 

Первый вариант — конструкция ПН установлена внутри корпуса телевизора. 

Второй вариант — конструкция установлена в отдельном корпусе. В телевизорах с размером (диагональю) кинескопа 51...63 см установить конструкцию рис.1 внутри телевизора не составляет особого труда. Поскольку сетевой трансформатор Т1 расположен в непосредственной близости от кинескопа, то в этом случае использовался тороидальный вариант его исполнения. При изготовлении устройства в отдельном корпусе тип трансформатора уже не критичен. 

Собранное устройство показано на фото в начале статьи, фото печатной платы — на рис.2. Со снятой верхней крышкой устройство показано на фото рис.3 и рис.4. Монтаж устройства может быть произвольным. Оба мощных транзистора размещены на одном общем теплоотводе (площадью около 300 см2). 

Настройка 

Налаживают устройство в следующей последовательности. Между коллекторами транзисторов VT3 и VT6 и общим проводом включают переменный проволочный резистор ППБ-50Ена 10Ом. Подбором сопротивления резистора R4 добиваются ограничения тока в пределах 2,5...3 А. На это время конденсатор С2 должен быть отключен. После этого удостоверяются, как рассматривалось выше, что использованный экземпляр С2 подходит по току утечки. Затем мощный переменный резистор ПЭВ-10 (10 Ом) включают параллельно выходу СН. Удостоверяются, что резистором R11 обеспечивается регулировка напряжения СН в пределах не уже, чем от 5,7 и до 6,9 В. При необходимости, что зависит от разброса напряжения стабилизации стабилитрона VD7, подбирают резистор R9 или R12. Резистором R15 устанавливают напряжение срабатывания реле К1 при напряжении СН 5,7 В.