Файл: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник.pdf

Длительность выключения ^выкл определяется, прежде всего, временем рассасывания заряда, а также временем перезаряда емкости прибора. Именно ^вьшл определяет в основном быстро­ действие прибора, так как оно обычно почти на порядок больше ^вкл,' ^выкл — порядка единиц или десятков микросекунд.

Отметим влияние температуры на параметры тиристоров. С ростом температуры растет ток утечки / ут, уменьшается сопро­ тивление закрытого тиристора, снижается величина ДШЛ и умень­ шается величина обратного допустимого напряжения; наблюдает­ ся также некоторое изменение токов / ВКл и Дыкл- С увеличением температуры увеличивается длительность выключения, так как увеличивается степень насыщения прибора.

Схемы на тиристорах, так же как на туннельных диодах, мо­ гут работать в различных режимах: в автоколебательном, с одним и двумя устойчивыми состояниями. Для схемы рис. 9.11 режим зависит от того, во скольких точках (одной, трех) нагрузочная линия пересекает характеристику прибора (рис. 9.116) и где эти точки расположены.

9.3.2. ТРИГГЕРЫ

Рассмотрим" сначала триггер на одном диодном тиристоре, схема которого приведена на рис. 9.12а; цепь запуска образована элементами Ср, R$, причем предполагается, что R v <С R-

Для получения триггерного режима диодного тиристора, т. е. для обеспечения двух устойчивых состояний равновесия, необхо­ димо, чтобы нагрузочная линия пересекала характеристику тири­ стора в трех точках (рис. 9.116). Если выбрать Е и R так, чтобы

точка находится в точке А на рис. 9.116), напряжение на выходе

ток, приблизительно равный Е/R, напряжение на выходе низкое. Для обратного переключения требуется подать на вход триггера импульсы положительной полярности. Необходимость использова­ ния источника запускающих импульсов чередующейся полярности и большой мощности (входное сопротивление схемы низкое) яв­ ляется важнейшим недостатком рассматриваемой схемы. Вариант схемы на одном диодном тиристоре с раздельными входами по­ казан на рис. 9.126; здесь при подаче запускающего отрицатель­ ного импульса на вход е2 диод Д смещается в обратном направ­ лении и тем самым обеспечивается высокое входное сопротивление

432

схемы во время запуска; при подаче отрицательного импульса на вход ві диодный тиристор Т запирается.

К недостаткам триггера на одном диодном тиристоре отно­ сятся отсутствие инверсного выхода, трудности развязки входа и

выхода, а также обычно значительная длительность выключения тиристора.

433

Схема триггера на двух диодных тиристорах Т] и Т2 приве­ дена на рис. 9.12; запуск триггера осуществляется импульсами отрицательной полярности по раздельным входам ву и е2; про­ цессы в триггере иллюстрируются временными диаграммами на рис. 9.12г.

Предположим, что удовлетворяются условия работоспособно­ сти (9.19). Пусть в исходном состоянии тиристор Ту выключен, ти­ ристор Т2 включен и пусть на вход еу подан отрицательный за­ пускающий импульс, амплитуда которого

При этом включается диодный тиристор Ті (на рис. 9.12г принято,

Если теперь подать запускающий импульс на вход е2, вклю­ чается тиристор Т2; при этом Ту, смещенный напряжением на кон­

По завершении перезаряда конденсатора С триггер возвра­ щается в первое устойчивое состояние равновесия, в котором 7^ заперт, а Т2 открыт. Длительность перезаряда конденсатора со­

денсаторе остается отрицательным. Поэтому для надежного пере­ ключения желательно, чтобы через время At тиристор Ту оказался выключенным, т. е. чтобы

Выполнение условий (9.19) и (9.24) обеспечивает работоспо­ собность триггера. Из ф-лы (9.24) следует, что емкость должна

434

)

быть не меньше

Разрешающее время /МІШтриггера определяется длительностью переходного процесса, т. е. tmm « 3.7 CR + ^вкл, и при С = Сопт

^МШІ ^ выкл "f" t ВКЛ 5 / пыкл,

Обычно /м а к с составляет десятки или сотни килогерц.

Для надежного запуска триггера длительность taзап запускаю­ щего импульса должна быть не меньше длительности включения тиристора

Рассмотренная схема триггера может иметь и общий вход e(t), на который поступают запускающие импульсы отрицательной по­ лярности (рис. 9.12d). Напряжения на анодах тиристоров обуслов­

бирается из следующих соображений. Амплитуда выходного пе­ репада напряжения

так как гвкл < R < гПыкЛ, где гвкл и гВЫ|,.л — соответственно сопро­ тивления открытого и закрытого тиристоров; остаточное напряже­ ние Uо <51 Е, и сопротивление R таково, что при максимальной температуре

Так как при запуске триггера на тиристоре создается обрат­ ный перепад напряжения, равный примерно Е, то у выбранного тиристора должно быть

По условиям ( 9 . 2 8 ) и ( 9 . 2 9 ) можно выбрать тип тиристора.

435

чтобы обратное напряжение на приборе сохранялось в течение времени его выключения: С « Аіынл/0,7/?. Амплитуда и длитель­ ность запускающих импульсов должны удовлетворять условиям (9.20) и (9.27).

Емкости С1= С2 выбираются из условия наименьшего шунти­ рования источника запускающих импульсов. Так как С Ct = С2, то постоянную времени заряда Сі и С2 можно считать равной CxR/2 и определить Сі из условия CxR/2 <С tuaaa.

туде запускающих импульсов, а Дз и Д і — напряжение порядка Е. Резисторы /?з и /?4 имеют одинаковые сопротивления и не

должны существенно шунтировать тиристоры, поэтому Рз = R* ^ "S^R. Средняя мощность рассеяния при протекании прямого тока Р — (/0/ё, где I — скважность переключения.

В а р и а н т ы с х е м т р и г г е р о в . Триггеры на триодных тири­ сторах работают, в принципе, так же, как и рассмотренная схема на диодных тиристорах, но запуск осуществляется по управляю­ щему электроду.

На рис. 9.13а приведена схема триггера на триодных тиристо­ рах с раздельным запуском через импульсные трансформаторы (естественно, что аналогичная схема запуска применима и в триг­ гере на диодных тиристорах). Условия работоспособности схемы рис. 9.13а и расчетные соотношения в основном совпадают с ранее полученными для схемы рис. 9.12е.

•436

На рис. 9.136 приведена схема триггера, срабатывающего o r разнополяриых импульсов, поступающих на общий вход е(^).Если на вход e(t) подать синусоидальное напряжение, то триггер будетвыполнять роль формирователя прямоугольных импульсов.

9.3.3. МУЛЬТИВИБРАТОРЫ

Ж д у щ и е м у л ь т и в и б р а т о р ы . Простейшая схема жду­ щего мультивибратора, его характеристики и временные диа­ граммы приведены на рис. 9.14. Параметры схемы Е, R выбираются так, чтобы рабочая точка мультивибратора в исходном состоянии

также близко к величине Е. При подаче на тиристор запускаю­ щего импульса с достаточной амплитудой напряжение на нем до­ стигает значения £/вкл и за короткий промежуток времени ^вкл (не показанный на временных диаграммах) он включается. При этом конденсатор С начинает разряжаться через тиристор (режим ква­ зиравновесия). Когда ток через тиристор уменьшится до величины

437