硒整流器具有效率高、寿命长、坚固耐用、不怕振动等许多优点(参看本刊1962年第3期“硒整流器”一文),目前许多电子仪器和收音机,都用它代替电子管整流器作为直流甲、乙电源。这里介绍一些关于常用小功率硒整流器的使用维护修理知识。
硒整流器的一般特性
铝质基片的硒整流器,在正常使用条件下,寿命不低于1000小时。在使用过程中,随着工作时间的延长,它的正向电阻会逐渐增大,使整流输出功率降低,这种现象叫做“陈化”(工作老化)。在正常温升(环境温度不超过35℃)的条件下,陈化过程是进行得很缓慢的。但当温度增高很多时,陈化过程就会加速。已经陈化的硒整流器,如果适当地提高其供给电压,仍可能输出额定的工作电压和电流。
硒整流器在长时间(大约三个月以上)搁置不用,它的反向电阻便会减小,致使整流器本身的功率损耗增大,这种现象叫做“退性”(储存老化)。退性后的硒整流片,可以通过“冶性”(赋能),使其恢复工作性能。冶性的步骤是,先将额定电压值一半的交流电压通入整流器十分钟,然后再通入额定的交流电压二小时,所加电压值应当逐渐地增加。冶性时整流器必须加上负载,不可空载试验,因为空载时的反峰电压要比额定电高出很多。冶性刚接通电源时,还可能听到有折裂声,并闻到臭的气味。这是整流片的硒层有局部短路产生导电小桥的表示,应当在折裂声完全消失以后,才可以提高增加的电压。
硒整流片在很短时间(十分之几秒)内可以耐受约达60~70伏的峰值反向电压。电压若再增加,硒整流片便会击穿,形成阴极合金层与硒层的局部(点状)熔化。如果在击穿的地方形成的是绝缘性的玻璃状硒,其工作性能还不致丧失。如果击穿后使阴极与金属层基片熔合在一起,则硒整流片便已损坏不能使用了。为了保证硒整流片的充分安全,反向电压峰值不应超过25伏,而且使用和贮藏时,都应选择干燥、温暖和通风的地方,环境温度应在+5°~+35℃之间,相对湿度不超过70%,这样才能防止硒整流器的过早失效。
检查硒整流器是否工作正常,最简单的方法是检查它在工作时发热是否均匀。一组完好的硒整流器,各整流片间的电压和电流分布均匀,因此,各片的温升也是近乎一致的,在任何情况下不会超过容许的限度(温升不超过45℃)。
硒整流器发生故障,通常首先表现在硒整流片的发热不均匀。检查时应在整流片发热到它的稳定工作温度时进行,也就是要在整流器额定负载的条件下通电20~30分钟以后再进行检查。检查温升可利用温度计,也可以用手的接触来比较。经验表明,当用手接触整流片而有很烫的感觉时,表示温升已超过了50°~55°。如果整流片有热度很低或冷却的,这样也可以检查出来了。应当注意:用手随时接触的方法仅适用于整流器的电源供给和输出电压是低压的。在检查高压整流器时,可以不断地切断整流器的电源,而用手来诊断,要注意防止触电事故。检试的进行并须尽量快一点,因为断电后温度会很快地下降的。

为了更准确的检查确定故障,可用直流电压表来测量整流片的电压(图1)。如果在同一组整流堆中,所有各片上的电压值大致相等,这表示整流器没有故障。若发现个别整流片的电压相差很大,这就说明整流器的工作不正常。
硒整流器的故障和修理
硒整流器在不断的使用过程中,可能出现以下的情况故障:
(1)整流堆或其中的某一片发生机械性损伤,如击伤弯折等;
(2)连接导线与引出焊片之间的焊接接触点损坏;
(3)弹簧垫片(菊花瓣)和整流片的阴极合金表面之间的接触损坏;
(4)硒整流器中某一片发生短路,造成整流器全部或部分地丧失了固有的整流特性;
(5)接合螺杆的绝缘损坏或整流器的导电部分与外壳短路;
(6)螺杆绝缘体因受潮或品质不佳而造成漏电;
(7)弹簧垫片与硒片表面之间有灰尘及污垢附着,形成接触电阻,使整流器的温度增高。
在串联的整流片中,如果有一片的电压等于整个串联电路的电压,而其余的整流片没有电压,这种情况说明电压较高的那一整流片没有接触好。出现这种故障,可且旋紧整流器螺杆两端的螺帽,把整流堆夹紧,就可消除。如果夹紧后,接触仍不能恢复,说明该整流片与它的弹簧垫片之间的接触已经损坏,这种情况只得更换新的弹簧垫片。
在整流片与连接导线之间的焊接点脱落后,在串联的电路上便都没有电压。这时必须找出接触损坏的地方,仔细地把它焊好,还须把不牢靠的接触点重新焊一下。焊好之后,还应当再测量一下各整流片上的电压,正常之后便可使用。
整流片如受到机械性的损伤如弯曲等现象,都必须加以修复。如变形弯曲太严重时,硒层与基片之间就会剥离,在这种情况下,只得换用新的整流片,才可应用。
硒整流片的导电部分与它的接合螺杆之间绝缘破坏的故障是比较少见的。不过在修理拆散后重装时,应仔细地检查硒整流器绝缘质量,因为绝缘破坏后会造成严重后果,影响整流器的工作。
作绝缘检查时,须用500伏的兆欧表(摇表)来测量,测得的绝缘电阻应不低于0.5兆欧。在没有兆欧表时,可用110或220伏的交流电压串接一只25~40瓦的电灯泡,一端接到整流器的导电部分,一端接到接合螺杆上来检验。如果灯泡不亮,那么表示绝缘是好的。如果灯泡发红或亮的程度不同,这就表示绝缘强度的不同。
硒整流器出现短路的故障,大都是发生在整流片阴极合金表面与弹簧垫圈的接触处,而把整流片的阴极和阳极短路起来,结果使它完全(短路点的电阻很小)或部分地(短路点的电阻较大)丧失其应有的整流性能。这时整流器上的某组片发热加剧,用电压表测量某片上的电压可能等于零或其值不大于0.5伏,甚至有反向电压。如在不工作的情况下,用万用表测量片上的正、反向电阻之比小于200倍或差异不大1甚至是等于零。

短路硒整流片的修复方法,是利用足够大的电流短时间通过整流片,来烧掉使整流片短路的导电小桥。修复时可利用降压变压器来进行(图2)。变压器的输出电压可在5~25伏的范围内调节,其电功率应不小于500伏安。在变压器的输出端可接上两根测试表笔,表笔尖端应紧紧地接触在短路整流片两边相邻两槽内的定距片上。开始时应采用较低的电压进行,逐级升高电压。这样经过一个短暂时间(约0.5~1秒),短路处会发出折裂声产生火花而烧蚀。由于整流片短路点的牢固性并不是一样的,因而不能预先断定需要多么大的电流(变压器的电压)才能把它烧毁。因为在修复时加在整流片上的电压愈低,在进行修复过程中愈没有损害,因此修复应从较低的电压(约5~7伏)开始。如果短路点比较牢固,电压可逐级升高至足以使整流片修复的数值。短路整流片是否修复,可从一些外在的特征来判断,例如整流片上发生折裂声和火花,便是修复结果的证明。要想得到修复的精确答案,还须把整流器接上供电电源,加上负载,用电压表测量它的输出电压等。烧蚀一次无效,可以重复多次进行。通过这样修理,如果它的工作能力得到恢复,那么整流器还可以继续使用很长的时间。
有时由于室内相对湿度过大,水蒸气渗入硒整流片的基片合金层中间,工作时受热膨胀,使硒整流片合金的一面有的地方先隆起一个泡,接着泡破裂,形成合金层脱落。这种脱落常是出现在阴极弹簧垫片和阳极合金表面接触的地方,造成短路。修理方法是用溶剂丙酮将脱落处擦拭干净并涂以防潮漆等绝缘物质。然后从新配制较大的弹簧垫片装上,使其接触表面超过短路的部分,接触到外围的完好部分。脱落短路的地方应当用小刀轻轻刮去残余附着的合金层。涂漆至少必须涂三次,每次必须均匀而很薄,待干后再涂。最后还要通电烧蚀导电小桥,以除去刀刮形成的短路。如果脱落是在弹簧垫片以外的地区,只要没有造成短路,可以不必处理。但面积过大的合金层脱落,就必须更换新片。这样修复的整流片,一般还可以继续使用两三年。

硒整流器在使用过程中,还会出现合金层熔化下流,在整流片下边缘结成合金瘤,使整流片短路(图3)。产生的原因一般是,整流器过负荷,通风不良,各组合中电流分配不平衡,积尘太多等,使温升过高,整流片阴极合金熔化向下流,因为阴极多是一种低温易熔的铋锡镉合金。处理方法是对集聚在整流片边缘的合金瘤进行切除,细致地清理,使短路去掉。然后进行通电烧蚀导电小桥的手续,以恢复其整流性能。并须查明产生合金瘤的原因,加以改善,使故障不致重现。应当注意:合金瘤不可采用任何热源烫抹,以免损坏硒整流片。(冷屏 潘福度)