П3.1.19. Портативный аппарат для дарсонвализации

 

Схема аппарата, выпускаемого компанией UMP/OE (г. Ташкент) под названием SPARKY (оживляющий) и рассматриваемого в связи с его ремонтом, содержит (см. рис. П3.1.58 и П3.1.59) выключатель сети К, совмещенный с регулятором тока разряда электрода на резисторе R4, индикатор тока разряда на Д9, противопомеховый сетевой фильтр (R1, R2, C1), удвоитель напряжения (Д7, Д8, С2, С3) с импульсным выключателем сети (Д1—Д6,транзисторы Т1, Т2, дроссели Др1, Др2), и исполнительный каскад на зарубежном тиристоре Т (типа отечественного ТБ151-50 [31], но значительно меньших размеров) и повышающем воздушном трансформаторе Тр.

Неисправность заключалась в заметном уменьшении тока разряда рабочего электрода (газонаполненной трубки-излучателя), исключающего возможность так называемого дистанционного режима (с воздушным промежутком между электродом и обрабатываемой поверхностью тела). В процессе поиска неисправности были проверены все компоненты схемы простой прозвонкой (дело было на даче), что не дало положительных результатов. Поэтому пришлось по монтажной схеме снять принципиальную и провести ее анализ.

При положительной полуволне напряжения питания (на входе 1) производится заряд конденсатора С2 по цепи 1-К-R2-Д7-С2-Д4-Др1-Т1||{Т2-[Др2||(Д5-Д6)]}-Д1-2, где || — знак параллельного включения указанных цепей. При этом тиристор Т закрыт. В этом режиме транзисторы Т1 и Т2 открыты.

При отрицательной полуволне напряжения на входе 1 производится заряд конденсатора С3 по цепи 2-Д2-Др1-Т1||{Т2-[Др2||(Д5-Д6)]}-Д3-С3-Д8-R2-К-1. Когда суммарное напряжение U_C = U_C3 + U_C2 достигает значения U_C×R5/(R4||Rs + R5), равного напряжению срабатывания тиристора Т, последний открывается и начинается заряд первичной обмотки повы-шающего трансформатора Тр. При этом скачок коллекторного тока Т2 вызывает на Др2 скачок напряжения |DU| ³ 1,4 В (падение напряжения на диодах Д5, Д6) за счет ЭДС самоиндукции, в результате Т1 и Т2 закрываются, вызывая  кратковременное отключение  удвоителя напряжения от сети 220 В.

К концу отрицательного полупериода, когда суммарное напряжение на С2 и С3 становится меньше U_C×R5/( R4||Rs + R5) и ток через тиристор Т достигает минимально допустимого значения, он закрывается и за счет ЭДС самоиндукции в повышающей обмотке воздушного трансформатора Тр формируются ударные колебания амплитудой (паспортные данные) около 25 кВ и частотой около 110 кГц, определяемых индуктивностью, межвитковой и емкостью пациента,  активным сопротивлением обмоток трансформатора Тр и параметрами излучателя. Поскольку колебания являются затухающими, то можно предполагать, что за время положительного полупериода (10 мс), когда тиристор закрыт, паспортное значение высоковольтного напряжения является усредненным. Заметим, что высокочастотный трансформатор Тр принято называть резонатором [9].

 

 

Рис. П3.1.58. Схема аппарата Sparki

 

Регулировка тока разряда излучателя (до 150 мкА) производится резистором R4: при максимальном значении его сопротивления (Д9 светится ярко) ток максимален, поскольку С3 заряжается до большего напряжения и, следовательно, ЭДС самоиндукции тоже больше, тогда как при R4 = 0 разряд начинается при меньшем напряжении на С3. Это обстоятельство и явилось ключом к устранению указанной неисправности, а именно — последовательным включением дополнительного резистора Rd в разрыв печатной дорожки Х, что позволило повысить ток электрода до прежних значений (даже, кажется, более того), тем самым скомпенсировав возможные изменения параметров тиристора или конденсаторов С2 и С3.

В выключателе тока основную силовую нагрузку несет транзистор Т2, он очень сильно разогревается и поэтому его радиатор был заменен на более мощный (по площади примерно в 4 раза больше родного), тем более что для него в корпусе оказалось предостаточно места (см. рис. П3.1.59). Транзистор Т1, обладая большим усилением (750 против 20 у Т2) и большим быстродействием (200 МГц против 10 у Т2), выполняет кратковременную роль выключателя и поэтому используется без радиатора. Тиристор Т снабжен маленьким радиатором в виде огрызка дюралевого уголка и практически не греется.

 

Рис. П3.1.59. Вид на монтажную схему аппарата Sparki

 

Корпус аппарата неразборный: он склеен из двух половинок, поэтому их пришлось разделять резаком. Монтажная схема, — хуже не придумаешь: неоправданная скученность компонентов при достаточно большом свободном пространстве, небрежная пайка, в качестве сердечников дросселей использованы болты М4´20, завернутые в полихлорвиниловую трубку с последующей намоткой и второй (наружной) полихлорвиниловой трубкой. И все-таки все это работает, несмотря на то, что дроссели держатся на обмоточном проводе диаметром около 0,15 мм. Правда они зажаты: слева — выводами транзистора Т2, справа — тиристором Т, а между собой — диодами Д5, Д6.

Второй прибор — аппарат «Корона» (рис. П3.1.59а), выпускаемый объединением «Новатор» (г. Хмельницкий), — изначально обладал указанным выше недостатком, что обусловлено недостаточной емкостью конденсаторов С5 и С6 (по 0,5 мкФ). Решение оказалось достаточно простым: их емкость была увеличена в 2 раза.

Схема аппарата (см. рис. П3.1.59а) заметно проще предыдущей за счет исключения транзисторов Т1 и Т2, их роль частично выполняют дроссели фильтра Др1 и Др2. Отличие заключается также и в том, что тиристор Т рассчитан на коммутацию напряжения до 800 В при большем токе (до 40 А вместо 23 А в ВТ151). Достоинством аппарата является более высокая степень подавления помех, для чего предусмотрено применение евровилки для заземления конденсаторов С3 и С4 помехоподавляющего фильтра. Следует заметить, что увеличение мощности излучения рассмотренным способом связано с увеличением напряжения на вторичной обмотке трансформатора и, как следствие, повышения вероятности межвитковых пробоев.

Рис. П3.1.59а. Схема аппарата «Корона»

 

Конструктивно аппарат «Корона» выполнен в виде двух блоков: крайне раздутого по габаритам блока управления и трансформаторного БТ, соединяемого с первым трехжильным кабелем. Поскольку БТ состоит из двух неразборных (склеенных) частей, то точка подключения (а или б) регулятора интенсивности излучения R5 осталась невыясненной (на наш взгляд, предпочтительной является показанная на схеме). Возможно, что в БТ имеются дополнительные средства подстройки частоты ударных колебаний, как это сделано в аппарате «Искра-1» [9].