З точки зору схемотехніки тиратрон, газонаповнені лампа, є попередником напівпровідникового приладу тиристора. Хоча з появою сучасних напівпровідникових приладів тиратрони швидко застарівали, вони все ж широко використовувалися в промисловості, а також в якості модулятора в радіолокаторах і, ймовірно, з ними будуть стикатися в старому обладнанні протягом декількох наступних років. З точки зору ремонту та експлуатації має сенс познайомитися з цими приладами. Хоча в книзі не буде проведений глибокий аналіз тиратрона, але досить докладне знайомство з його роботою буде корисно тим, хто зайнятий в області силової електроніки. Це справедливо ще й тому, що тиристорна техніка взяла дуже багато з того, що раніше було розроблено для тиратронів.

На рис. 1.12 показано, як можна керувати кутом відмикання тиратрона і, отже, середнім вихідним напругою, змінюючи фазу змінної напруги, що прикладається до керуючої сітці. Що виник струмопровідний шлях між катодом і анодом в тиратрона вже не може управлятися напругою на сітці. Однак як можна побачити на рис. 1.12, провідність зникає кожен раз, коли напруга між катодом і анодом проходить через нуль. Відповідно, якщо в схемі з інвертором Ви хочете періодично вимикати лампу, необхідно знайти певний спосіб короткочасно знижувати напругу на аноді щодо катода до нуля або до негативної величини. При такій роботі інвертора тиратрони включаються сигналом на сітці, а вимикаються змінним сигналом, який зменшує напругу на аноді настільки, щоб дати можливість газу в лампі деіонізована. Ця спосіб виключення відомий як комутація. Зауважимо, що в той час як в ланцюгах змінного струму вимкнення може бути автоматичним, інвертор, включений в ланцюг постійного струму, потребує спеціальної методі комутації.

Принципова схема інвертора на тиратрона показана на рис. 1.13. Її подібність схемою мультивібратора очевидно. Але зовсім не очевидний той факт, що насичення трансформатора не грає ніякої ролі в процесі комутації. Крім того, помилкою було б припустити, що конденсатор С підключений до трансформатора для того, щоб

утворити резонансний контур. Часто корисно аналізувати схему, вважаючи що вона вже працює. Застосуємо цей метод до тиратронів инвертору. Припустимо, що інвертор, зображений на рис. 1.13, знаходиться в режимі сталих коливань, і спробуємо розібратися, чому такий режим є природним станом.

Почнемо розгляд роботи цієї схеми, вважаючи, що лампа VI щойно включилася. З’являються при цьому негативні імпульси потрапляють на два підключених до аноду конденсатора. Перший же з цих імпульсів через конденсатор С потрапляє на анод лампи V2, внаслідок чого вона вимикається. Цей імпульс швидко гаситься, оскільки процес деіонізації вимагає витрат енергії. Це абсолютно нормально, так як продовження цього імпульсу, очевидно, могло б перешкодити подальшому включенню лампи V2.

Тепер, зосередимо увагу на включенні V2. Після того, як напруга на сітці лампи V2 приймає негативне значення, завдяки негативному імпульсу, який пройшов через С2, воно починає щодо повільно підніматися, прагнучи до потенціалу катода. Швидкість цього зміни визначається постійної часу ланцюга сітки R2C2. Зрештою напруга на сітці стає недостатньо негативним, щоб стримувати іонізацію, і лампа V2 включається.

Рис. 1.13. Принципова схема інвертора на тиратронах.

Включення лампи V2 викликає аналогічну послідовність подій, що відбуваються з лампою Vl \ спочатку вона вимикається, а потім включається знову. Таким чином, дві лампи по черзі змінюють стану провідності, а це означає, що коливання триває постійно.

У реальних інверторах перемикання відбувається не миттєво. Частково це пов’язано з тим, що ступінчаста перехідна функція практично не досяжна. Ситуація до того ж погіршується через кінцевого часу іонізації і деіонізації. На жаль, час деіонізації значно більше, ніж час іонізації. В результаті може існувати інтервал часу, коли одночасно проводять обидві лампи. Це зменшує к.к.д. схеми і шкідливо для ламп. Одночасна провідність стає істотною при підвищенні частоти коливання, коли тривалість цього стану стає сумірною з напівперіодом циклу перемикання. Часто послідовно з джерелом харчування поміщають дросель, щоб поглинути енергію, що виникає в результаті кидка струму. Якщо цей інвертор працює на індуктивне навантаження, перемикаючий дію конденсатора С зменшується. Частково це можна виправити, збільшуючи ємність конденсатора Сх.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.