Кинескоп прослужит дольше

[Konstantin]

Цветной кинескоп - наиболее дорогостоящий элемент телевизора.

  Долговечность цветной электронно-лучевой трубки зависит прежде всего от состояния ее катодов. Чаще всего кинескоп приходится менять из-за частичной или полной потери эмиссии одного или нескольких катодов. На долговечность катодов значительно влияют их температурный режим, зависящий от стабильности напряжения и тока накала. Колебания этих величин приводят к изменению температуры нагрева катодов, вызывая дисбаланс их эмиссионных свойств и, как следствие, нарушение цветопередачи.
  Пока кинескоп новый, требуемая яркость изображения обеспечивается эмиссией электронов с поверхностного слоя катодов, которая может происходить и при меньшей температуре, то есть при пониженных напряжении и токе накала подогревателя.
  Со временем эмиссия электронов с поверхностного слоя катодов истощается и становится недостаточна для получения нормального тока лучей и приемлемой яркости изображения. Но если увеличить ток накала подогревателя, эмиссия электронов возрастет за счет глубинных слоев катодов.
  Таким образом, постоянно увеличивая напряжение накала от минимального значения 5,7 В до максимально возможного, при котором кинескоп еще продолжает работать, можно существенно продлить его "жизнь". Причем важно, чтобы питался подогреватель от стабилизированного источника.
  Чаще всего подогреватель выходит из строя при включении телевизора, поскольку холодная нить накала, имеющая небольшое сопротивление, разрушается из-за бросков тока. Если их уменьшить или совсем устранить, подогреватель будет служить дольше.
  Когда на кинескоп сразу подают полное напряжение накала, катоды быстро разогреваются. Однако такой режим для них неблагоприятен, поскольку из-за большого перепада температур между сильно разогретой внутренней и сравнительно холодной наружной поверхностями в материале катода возникают значительные механические напряжения, приводящие к его деформации, появлению микротрещин и осыпанию частиц поверхностного активированного слоя, что также сокращает долговечность кинескопа. Избавляются от этого недостатка, постепенно разогревая катоды до рабочей температуры. Осуществляют операцию плавным увеличением напряжения и тока накала до номинального значения.
  Отрицательно влияет на долговечность электронно-лучевой трубки и высокое напряжение, подаваемое на ее анод до и в процессе разогрева катодов. Дело в том, что под действием мощного ускоряющего электрического поля от поверхности быстро разогревающихся катодов отрываются частицы активированного слоя, ухудшая его эмиссионные свойства. Особенно сильно этот дефект проявляется в безламповых телевизорах, в которых высокое напряжение на аноде кинескопа возникает практически мгновенно после включения телевизора.
  Устранить вышеперечисленные недостатки поможет специальный стабилизатор тока накала, имеющий следующие характеристики:
пределы регулировки напряжения, В . . . 4,5-13,5;
пределы регулировки тока, А . . . 0,5-1,5;
нестабильность тока не более, % . . . ±0,5;
время установления номинального значения тока, с . . . 80.
  Усилитель на транзисторе VT1 (см. принципиальную схему рис.1) формирует из положительных полуволн синусоидального напряжения частотой 50 Гц, снимаемого с обмотки III трансформатора Т1, периодическую последовательность прямоугольных импульсов положительной полярности с периодом следования 20 мс, поступающих на вход микросхемы DD1. Счетчик DD1 с логическим элементом И (DD2) делят частоту входных импульсов в 64 раза. Последовательность импульсов с периодом следования Т= 20 мс*б4=1,28 с подается на вход DD3. Счетчик DD3 и сумматор напряжения, выполненный на резисторах R13-R21, образуют генератор опорного управляющего напряжения Uупр ступенчатой формы (см. рис.2), формирующего ток накала.
  В момент включения То образуется первоначальный скачок тока накала Io==0,15*Iном, определяемый величиной резистора R21. Такой бросок тока для кинескопа неопасен и позволяет сократить время разогрева катодов, поскольку плавное увеличение тока накала от 0 до Io для холодной нити заметного положительного эффекта не дает.
  Счетчик DD3 из непрерывной последовательности формирует на своих шести выходах 64 комбинации логических 0 и 1, из которых сумматор на резисторах формирует 63 ступеньки управляющего напряжения. Благодаря этому ток накала кинескопа скачкообразно изменяется от первоначального значения Io до номинального Iном. Интервалы следования скачков t=1,28 с.
  Через время Т=1,28 с*63=80 с, когда на всех шести выходах счетчика DD3 установятся высокие логические уровни, на выходе схемы И (DD4) возникает "единичное" напряжение, которое блокирует счетчик DD1 по входу R и останавливает работу генератора напряжения ступенчатой формы. Ток накала кинескопа достигнет номинального значения и фиксируется на этом уровне до момента выключения телевизора.

принципиальная схема в формате TIFF 1024 x 543, 300 dpi (110k zip) представлена в прикрепленном файле

  Дифференциальный усилитель, собранный на транзисторах VT4 и VT5, сравнивает стабилизированное опорное управляющее напряжение Uупр, снимаемое с движка резистора R14, с уровнем падения напряжения на резисторе R6 при протекании через него тока накала кинескопа, и совместно с усилителем тока на транзисторах VT2, VT3 компенсирует влияние различных дестабилизирующих факторов.
  Величину тока накала Iном регулируют переменным резистором R14. Когда она достигает значения Iном, открывается транзистор VT6 и срабатывает реле К1, включающее телевизор, после чего на анод кинескопа подается высокое напряжение.
  Дифференцирующая цепочка R8C5 с ограничительным диодом VD8 служит для установки счетчика DD3 в исходное состояние при включении стабилизатора.
  В телевизоре "Темп-Ц280" питание нити накала кинескопа осуществляется от вторичной обмотки ТВС, на что расходуется часть мощности выходного каскада генератора строк. Применение накального стабилизатора снимает дополнительную нагрузку с генератора строчной развертки, облегчая режим его работы и повышая тем самым надежность и долговечность этого каскада.
  В стабилизаторе применены постоянные резисторы МЛТ; R6 намотан высокоомным проводом на корпусе резистора МЛТ-0,5 любого номинала; переменный резистор - СП3-16, конденсаторы - К50-6 и МБМ (С4).
  Реле МКУ-48 (паспорт РА4.500.202 ). Его можно заменить на любое другое с напряжением и током срабатывания около 15 В и 50 мА соответственно. Контактная система реле должна быть рассчитана на коммутацию переменного напряжения 220 В и тока 0,5 А.
  Транзистор VT2 установлен на теплоотводе с эффективной площадью охлаждения не менее 500 см2. Для уменьшения размеров радиатор рекомендуется изготовить в виде набора П-образных пластин, помещенных одна в другую с зазором между боковыми гранями 5-10 мм.
  Вместо транзистора КТ814А можно использовать аналогичный прибор большой мощности, например КТ814 и КТ816 с любым буквенным индексом, а взамен КТ315Б подойдет любой маломощный транзистор соответствующей проводимости с коэффициентом h21э>=50. При замене VT6 имейте в виду, что через него протекает ток обмотки реле около 50 мА.
  Диоды КД202Б допустимо заменить другими, выдерживающими средний выпрямительный ток не менее 0,75 А. Вместо КД103А можно использовать любые выпрямительные диоды.
  Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе Ш16х30. Обмотка I содержит 1530 витков провода ПЭЛ-1 0,18, II-84 витка ПЭЛ-1,2, обмотка III имеет 42 витка ПЭЛ-1 0,18. Подойдет также любой готовый трансформатор мощностью не менее 20 Вт, имеющий две вторичные обмотки: одну с напряжением 10- 1 5 В и током нагрузки не менее 1 А, другую с напряжением 4-8 В и током около 0,01 А.
  Собранный стабилизатор устанавливают внутри корпуса телевизора за сетевым разъемом и антенным входом между платами фильтра питания и блока дополнительных регулировок либо к левой боковой стенке корпуса. Причем трансформатор Т1 должен быть максимально удален от колбы кинескопа, иначе нарушится сведение лучей на участке экрана, приближенного к трансформатору.
  Данный стабилизатор тока применяется в любых моделях цветных и черно-белых телевизоров, питающихся от сети переменного тока. В зависимости от типа кинескопа можно сместить пределы регулировки тока накала как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения, изменяя номинал резистора R15.
  Если "начинка" телевизора достаточно плотная, стабилизатор можно разместить в корпусе по частям: печатная плата в одном месте, а трансформатор, реле, конденсаторы, транзистор с теплоотводом - в других подходящих местах.
  Стабилизатор можно вынести и за пределы телевизора, поместив его в отдельный футляр. На работе телевизора это не скажется, но создаст определенные неудобства при эксплуатации.
  Напряжение накала со стабилизатора подают на подогреватель кинескопа, предварительно отсоединив его от обмотки силового трансформатора.
  К телевизору "Темп-Ц280" (3УСЦТ-61, модель Ц280) стабилизатор тока подключают следующим образом. Из печатной платы фильтра питания (А 12) выпаивают двужильный провод (точки 1, 3), связывающий ее с платой модуля питания (А4), и подсоединяют к выводам 3 и 4 стабилизатора. Далее к точкам 1, 3 на плате А12 припаивают два провода МГШВ 0,5 и подсоединяют их к выводам 1, 2 стабилизатора. Затем от печатной платы кинескопа (А8) отпаивают провод (точка 3) и тщательно изолируют лентой ПХЛ его оголенный конец, а выводы 5, 6 стабилизатора соединяют проводом МГШВ 0,5 с отверстиями 3 и 2 на плате кинескопа и запаивают.
  Внимание! Проверьте , чтобы не было электрического контакта между общими шинами стабилизатора тока и телевизора, иначе произойдет замыкание на корпус постоянного напряжения, подаваемого на подогреватель.
  Установку номинального значения тока накала кинескопа выполните в следующем порядке: поверните ось переменного резистора R14 против часовой стрелки до упора - это соответствует минимальному значению напряжения накала; подсоедините к выводам 5 и 6 вольтметр постоянного тока; нажмите в телевизоре кнопку "Сеть", через 80 с он включится, и измеряемое вольтметром напряжение накала достигнет минимального установившегося значения; вращая ось R14 по часовой стрелке, установите по шкале вольтметра напряжение накала Uном (для нового кинескопа Uном =5,7 В).
  Если в процессе эксплуатации телевизора яркость изображения уменьшилась из-за снижения эмиссии катодов кинескопа, напряжение накала немного увеличивают.

Е. БОРОВИКОВ, Моделист-Конструктор №10, 1989 г., стр.22


  Доработка

  В случае выхода из строя регулирующего транзистора VT2 или другого элемента на накал кинескопа будет подано напряжение, вдвое превышающее номинальное. Поэтому, чтобы не подвергать кинескоп опасности, в схему стабилизатора следует ввести защиту от перенапряжения.
  Доработка заключается во введении между выпрямителем VD1-VD4, С2, С3 и остальной схемой предохраяителя 1FU1 на 1 А (рис.3), а также узла контроля выходного напряжения стабилизатора. Он состоит из параметрического стабилизатора 1R1, 1VD1, транзисторно-тиристорного ключа 1R2, 1VT1, 1VD2, 1R3, 1С1.
  Устройство работает следующим образом. При превышении выходным напряжением порога срабатывания транзисторно-тиристорного ключа (6,8-7,1 В), определяемого параметрами стабилитрона 1VD1, пробивается тиристор 1VD2 и током короткого замыкания конденсаторов С2, С3 выжигает предохранитель 1FU1, отключая стабилизатор и схему включения телевизора. Для исключения самопроизвольного включения тиристора 1VD2 от импульсных помех в схему введена цепочка 1R3, 1С1. Порог срабатывания транзисторно-тиристорного ключа в небольших пределах можно регулировать подбором резистора 1R1.
  Другое изменение схемы позволяет отказаться от коммутации сетевого напряжения на входе телевизора. Вместо реле можно применить ключ на основе любого оптрона, который будет подавать постоянное напряжение 28 В на модуль строчной развертки после прогрева катодов кинескопа (рис.4). Для управления таким ключом требуется меньшая мощность, и, кроме того, бесконтактная коммутация постоянного напряжения 28 В является более надежной, чем релейная коммутация переменного напряжения 220 В.