Селеновые выпрямители общая информация

) — желтый цвет. Большую группу образуют выпрямители сплошной сборки , когда селеновыеэлементы собраны плотно друг к другу. К этой группе относятся: а) выпрямители типа «Контакт» дляпитания транзисторной аппаратуры; б) выпрямители селеновые типа 12ГД2А-Г; в) пакетные выпрямителиABC (плоские); г) слаботочные селеновые выпрямители из элементов серии А — ABC; д) слаботочныеселеновые выпрямители из элементов серий Г — ТВС; е) слаботочные селеновые выпрямители из фольговыхэлементов серии Ф — ФВС; ж) малогабаритныеселеновые выпрямители типа 3ГЕххФ и 5ГЕххФ; з)малогабаритный высоковольтный выпрямитель ВС-5 кВ;и) выпрямители дляпитания кинескопов телевизионных приемников;к) выпрямитель селеновый 9ГЕ560У-С; л) выпрямители длярентгено-диагностических аппаратов; м) выпрямитель типа АВСМ-7М.На этих выпрямителях обозначение полярностиобычно наносится соответствующим знаком на корпусе. У выпрямителей трубчатой конструкции полярность обозначается посредством закраски торцоввыпрямителя: синий цвет — со стороны анода, красный цвет — со стороны катода. Различают два вида технологии производства селеновых диодов: горячую и вакуумную. Технология производства нанесения слоя селена горячим способом следующая. Стальные или алюминиевые листы толщиной0,5—1,5 мм штампуются, рихтуются и очищаются от жира и грязи спиртом либо другими растворителями.После очистки листы обрабатываются на пескоструйных аппаратах для создания шероховатой поверхности,позволяющей лучше удерживать покрывающий ее слой металла с селеном. Обработанные таким способом листы разрезают на ленты,из которых штампуют подкладки элементов в виде дисков (таблет) диаметром 5 и 7,2 мм,а для более мощных диодов — в виде шайб большего диаметра или прямоугольных пластин.Диаметр дисков определяется принятым к производству сортаментом; наша промышленность выпускала диски с диаметром от 5 до 100 мм.После обезжиривания их покрывают никелем или слоем висмута, причем никель наносится в гальванической ванне,а висмут напаривается, в вакууме. Толщина покровного слоя висмута не превосходит при этом один-два микрона.Последний способ лучше сочетать с вакуумной технологией нанесения слоя селена. Нанесение слоя селена горячим способом производится так. На горячую подкладку намазывают аморфный селенили расплавляют на ней порошкообразный селен. Затем подкладку с селеном прессуют для образованияплотного и равномерного слоя селена, толщина которого составляет 0,065—0,085 мм. Применялся также вакуумный способ, заключающийся в испарении селена в вакууме и осаждении его на диск.Этот способ является более совершенным, но требует одновременно более сложного и дорогого оборудования. К селену, применяемому для вентилей, предъявляются весьма высокие требования и в первую очередь— химическая чистота селена. Селен вовсе не должен содержать примесей таких элементов, как медь, серебро, сурьма, сера и теллур.Нелетучий остаток остальных металлических примесей не должен превышать 0,02%.Для повышения электропроводности в селен вносится несколько сотых долей процента (0,01-0,02%) хлора, брома или иода.Черный стекловидный аморфный селен, выпускаемый химическими заводами для производства вентилей в виде палочек,плиток или порошка, размягчается при температуре 50-60° С, переходя при более высоких температурахв серый кристаллический селен. При нагреве до температуры, близкой к температуре плавления 217° С,и последующем затем медленном охлаждении можно добиться полной перекристаллизации селенас заметным укрупнением его кристаллов, что повышает электропроводность селена. Применительно к физико-химическим свойствам селена и строится технологический процесс нанесения его на диски.После расплавления селена, нанесенного одним из указанных выше двух способов на горячий диск с температурой 240—250° С,диск быстро охлаждается для предупреждения преждевременной кристаллизации селена.Такая кристаллизация при открытой поверхности селена не может обеспечить тонкого равномерного и однородного слоя селена.Для получения последнего диски вновь нагреваются в спрессованном виде, будучи переложены полированными шайбами,и выдерживаются под удельным давлением от 1 до 2 кг\см2 при температуре 125—130° С в течение 7—12 мин.При этом черный аморфный селен переходит в серый кристаллический, покрывающий равномерным слоем металлическую подкладку,с толщиной слоя в пределах от 0,07 до 0,15 мм. При вакуумном нанесении удается получить слой селенатолщиной от 0,03 до 0,04 мм. С уменьшением толщины слоя селена уменьшается сопротивление вентиля в проводящем направлении.Для выделения из слоя селена запирающего слоя (слоя с большим сопротивлением) селен после кристаллизациипод прессом подвергается термической обработке. Она заключается в прогреве открытой поверхности селена в термостатепри температуре от 210 до 220° С в течение времени от 1 до 2 час, в зависимости от сорта селена и размеров дисков.При такой обработке имеет место: 1) увеличение сопротивления поверхностного слоя селена вследствие улетучивания примесей хлора,брома или иода, внесенных в селен для повышения его электропроводности, и одновременно2) увеличение проводимости в остальном слое селена, прилегающем непосредственно к контактному электродувследствие повышения концентрации свободных электронов в нем.Для еще большего повышения сопротивления запирающего слоя диски с селеном в некоторых производствахпосле термической обработки подвергаются воздействию паров серы путем помещения их на 20—30 минв термостат, в котором при температуре 140—160° С испаряется сера. После такой обработки на селен напыляется при помощи какого-либо металлизатора сплав из олова, кадмия,а иногда и висмута, служащий в качестве катода. Температура плавления сплава приблизительно равна +105° С,поэтому нагрев вентилей во время их работы в выпрямителях выше +75°С не допускается.Нанесение верхнего электрода осуществляется путем напыления при помощи специального металлизатораили осаждением (напариванием) в вакууме. Для предотвращения короткого замыкания между подкладкойи верхним электродом по боковой поверхности электродов катодный сплав наносится не на всю поверхность селена,вследствие чего уменьшается рабочая поверхность элемента, составляющая примерно 75% поверхности подкладкив элементах малого и среднего размеров. При вакуумной технологии висмутирования алюминия, нанесения слоя селена и катодного сплавалисты предварительно не разрезаются и подкладки не штампуются. Все эти операции производятся позднее.При этом достигается большая равномерность толщины слоя селена, удлиняется срок службы элементови улучшаются их электрические параметры. После окончания технологических операций селеновые диоды подвергаются электрической формовке,состоящей в том, что в течение примерно 30 мин через диод пропускается обратный ток с постепенным повышениемприложенного обратного напряжения. В результате формовки снижается относительная величина прямого токаи резко уменьшается обратный ток. В процессе формовки создаются благоприятные условия для диффузии кадмия в селен,с одной стороны, и висмута — с другой. В слое селенистого кадмия создается проводимость типа n,а в другом слое селена проводимость типа p. Промышленностью выпускались 22 размера селеновых элементовна токи нагрузки от 60 мкА до 24 А на один элемент. В зависимости от формы различают следующие разновидности элементов: круглые без отверстия круглые с отверстием квадратные без отверстия квадратные с отверстием прямоугольные с несколькими отверстиями Размеры выпускаемых селеновых элементов: Размеры элементов (мм х мм) Условное обозначение элементов (по размерам) Размеры элементов (мм х мм) Условное обозначение элементов (по размерам) Ø3 3 30 х 30 30 Ø5 5 40 х 40 40 Ø7,2 7 48 х 48 48 Ø12,5 12 60 х 60 60 12 х 12 12 75 х 75 75 15 х 15 безотверстия 15 б/о 81 х 81 81 15 х 15 15 100 х 100 100 17 х 17 17 81 х 162 160 Ø18 18 100 х 200 120 Ø25 25 100 х 300 130 22 х 22 22 100 х 400 140 Номинальные значения прямого тока селеновых элементов зависятот размеров элементов (значения в А): Размер элемента Серия А Г Я У Ф Ø 3 - - - - 0,000060 Ø 5 0,0012 - - - 0,0012 Ø 7,2 0,006 - - - 0,006 Ø 12,5 - 0,025 - - - 12 х 12 0,04 - - - - 15 х 15 б/о 0,06 - - - - 15 х 15 с/о 0,04 - - - - 17 х 17 - - - 0,15 - Ø 18 - 0,04 - - - 22 х 22 0,075 - 0,15 0,3 - Ø 25 - 0,075 - - - 30 х 30 0,15 - 0,3 0,6 - 40 х 40 0,3 0,3 0,6 0,9 - 48 х 48 - - - 1,2 - 60 х 60 0,6 - - 2,4 - 75 х 75 1,2 1,2 2,4 - - 81 х 81 - - - 4 - 81 х 162 - - - 8 - 100 х 100 2 2 4 6 - 100 х 200 4 - 8 12 - 100 х 300 6 - 12 18 - 100 х 400 8 - 16 24 - В зависимости от величины переменного обратного напряжения селеновые элементыразделяются на 6 классов: Допустимая величина действующего значения переменного обратного напряжения, В 20 25 30 35 40 45 Условное обозначение класса элемента В Г Д Е И К Серии селеновых элементов бываютследующих классов: серия А — классов В, Г, Д;серия Г — Д, Е, И, К; серия Я — В, Г, Д; серия У— В, Г, Д; серия Ф — Г. Допустимые значения обратного тока для селеновыхэлементов различных классов в зависимости от размера элемента, мА: Размер элемента Класс элемента В Г Д Е И К Ø 3 - - - - - - Ø 5 - 0,026 - - - - Ø 7,2 - 0,11 0,11 0,09 0,09 0,08 Ø 12,5 - 1,7 1,7 1,3 1,3 1,1 12 х 12 2,5 1,7 1,7 - - - 15 х 15 б/о 3,5 2,4 2,4 - - - 15 х 15 с/о - 2,2 2,2 - - - 17 х 17 - - - - - - Ø 18 - - - - - - 22 х 22 5,5 3,6 3,6 - - - Ø 25 - 3,6 3,6 2,7 2,7 2,4 30 х 30 7 5 5 - - - 40 х 40 9 6 6 4,5 4,5 4 48 х 48 - - - - - - 60 х 60 18 12 12 - - - 75 х 75 27 18 18 14 14 12 81 х 81 - - - - - - 81 х 162 - - - - - - 100 х 100 45 30 30 23 23 20 100 х 200 90 60 60 - - - 100 х 300 135 90 90 - - - 100 х 400 180 120 120 - - - Селеновые элементы обычно собирались в выпрямители всех типов схем, которыемогли потребоваться промышленности. В зависимости от электрической схемы соединения элементов выпрямители разделяются на виды, указанные в таблице: Вид Схема выпрямления Условное обозначение Единичный вентиль Однофазная, однополупериодная Е Вентиль для включения в трехфазную схему Однополупериодная Ж Двухплечный выпрямитель Удвоения напряжения или однофазная, однополупериодная Д Выпрямитель со средней точкой Однофазная, двухполупериодная со средней точкой С Однофазный мост Однофазная мостовая М Разомкнутый однофазный мост Однофазная мостовая Х Трехфазный мост Трехфазная мостовая Т Условное обозначение конструктивного исполнения выпрямителей Особенности конструктивного исполнения выпрямителей Условные обозначения Выпрямители нормализованной конструкции, собираемые на стяжной шпильке не имеют Выпрямители из элементов круглой формы, собираемые втрубчатом электроизоляционном корпусе не имеют Выпрямители в металлическом корпусе А Выпрямители, собранные в обоймах, без стяжного стержня (шпильки) Б Выпрямители пакетной конструкции (плоские) Г Выпрямители сплошной сборки на стяжном стержне Д Выпрямители квадратной формы, собранные в корпусе из электроизоляционного материала И Выпрямители, имеющие отклонение от нормализованнойконструкции, собираемые на стяжной шпильке, окрашенные К Выпрямители нормализованной конструкции,собираемые на стяжной шпильке, неокрашенные, работающие в трансформаторном масле М Выпрямители, имеющие отклонение от нормализованнойконструкции, собираемые на стяжной шпильке, неокрашенные, работающие в трансформаторном масле Н Выпрямители, допускающие номинальный выпрямленный ток при сокращенном сроке службы П Выпрямители, собранные на стяжном стержне, имеющие радиаторы для охлаждения Р Выпрямители специальной конструкции или специального назначения С Выпрямители в тропическом исполнении Т Выпрямители, собранные на стяжном стержне (шпильке) суменьшенными промежутками между элементами, предназначенные для работы при искусственном обдуве воздухом У Выпрямители из элементов на тонкой основе (фольге) Ф Выпрямители, имеющие несколько одинаковых, изолированных друг от друга схем одной сборки Ц За время своего существования селеновыевыпрямители сменили несколько систем обозначения. Согласно самой первой из них, первым элементом стояла буква С - на (С)тальной основе(как по этой системе обозначалсь столбы на алюминиевом основании - неизвестно).Далее, через тире, указывался диаметр элементов в мм, затем буква, обозначающая конструктивное исполнение(А - без стоек для крепления, Б - со стойками). Затем число плеч, и, через дефис, дробь,в числителе которой указывалось число последовательных элементов в плече, ав знаменателе - число параллельных ветвей в каждом плече. Пример такого обозначения - С-35А4-8/1. В начале 50-х годов ввели иную систему. В качестве первого элемента обозначения вней были буква, характеризующая особенности конструкции - на (А)люминиевойоснове, либо на алюминиевой основе серии (Т); выпрямители "стандартной" серии настальной основе дополнительной буквы не имели. Затем ставились буквы ВС - (В)ыпрямитель(С)еленовый; далее размер элемента в мм и номер разработки. В конце могли добавлятьсябуквы, значение которых неизвестно; вероятно они обозначали разницу вконструктивном исполнении. Примерывыпрямителей с таким обозначением - АВС-7-3ПМ , ВС-45-81 . Однако были ивентили без номера разработки, к примеру ВС-45-М . Встречаются упоминания о том, что выпрямители АВС и ТВС первоначальноназывались ОСВ и ОСВТ соответственно, значения остальных полей были те же.Возможно, выпрямители типа ОСВ-18-34 - это следы именно того времени. Но всё же подавляющее большинство отечественныхселеновых выпрямителей было выпущено по ОЖО.321.010.ТУ,согласно которым система обозначения состояла из следующих элементов: размер элемента класс элемента вид выпрямителя (схема включения) общее число элементов в выпрямителе серия выпрямителя число параллельных ветвей (если таковых нет, то число не ставится) конструктивное исполнение В качестве примера расшифруем марку выпрямителя 40ГД16Е2ЦА : размер элементов выпрямителя 40х40 мм,число элементов — 16, выпрямитель собран в металлическом корпусе, обладает повышеннойтермостойкостью и предназначен для работы при температуре нагрева до +125° С идопускает переменное напряжение на элемент 25 В; элементы соединены в две изолированныедруг от друга ветви, по однофазной однополупериодной схеме. Для маломощных выпрямителей применяются обозначения,подобные системе 50-х годов, но после букв ставятся средняя величина выпрямленного тока (мА) иподводимое переменное напряжение (В), например АВС-6-600м . Буква «м» обозначает малогабаритный. Также было довольно много вентилей с названиями, не укладывающимися ни в одну из этих систем - ВТ-18-0,2 , ОСТ-9 и пр.