Файл: Медников, В. А. Высоковольтные модулированные униполярные генераторы.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.10.2024

Просмотров: 89

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

активных элементов целесообразнее применить транзисторы с вы­ соким значением р и Рг-

Несмотря на сильную зависимость р от температуры и тока коллектора, можно утверждать, что характер этой зависимости с допустимой погрешностью одинаков

 

Р (г'с)

Рг Ос)

 

Э(20)

'32 (20) ’

лак как обычно Вз> 1, то

+ I

= -к- = const.

 

р2 + 1

р2

Следовательно, выходное напряжение не будет зависеть от из­ менения параметров транзисторов, воздействия температуры и ре­ жима работы системы.

§ 6. РАЗРАБОТКА ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОГО МОДУЛЯТОРА

При существующем многообразии способов управления дли­ тельностью импульсов количество схем, реализующих эти способы на высоких частотах, весьма ограничено. Наиболее полно необхо­

димым

требованцям

удов-

 

 

 

.летворяют

 

широтно-им­

 

 

 

пульсные модуляторы, вы­

 

 

 

полненные на основе сер­

а)

 

 

дечников

с

прямоугольной

 

 

петлей гистерезиса (ППГ).

JU T TL Uiz(t)

Zn\

Wfax

 

Рассмотрим цепь с сер­

 

 

 

дечником

 

из

материала с

 

 

 

ППГ

при

действии

на ее

 

 

 

входе

прямоугольных

им­

Ufa

 

 

пульсов

 

Из

напряжения

 

 

 

(рис. 3.20).

[45],

э. д. с. j)

 

 

наводимая в обмотке сер­

 

 

 

дечника, может быть опре­

Тг

 

 

делена

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

l = —

® o Q c ~ j r

■

(3-44)

Ul

 

 

■ги

Сопротивление

нагрузки #

 

 

выбирают

таким

обра­

 

 

 

зом, чтобы индуктивное соп*

Ти

 

 

ротивление

соL при иена-

^

 

 

сьпценном

сердечнике

зна­

 

 

 

чительно превышало гн.

Для $

 

 

(3—44)

при

действии

на

 

 

 

входе импульса напряжения

рис зж Упрощенная схема и диаграмиы

прямоугольной формы запи-

ш е м

 

•

 

Const.

 

 

н апряж ени й ш и р отн о -и м п ул ьсн ого

м о д у л я -

•U l = U вхшах =

( 3 — 4 5 )

Тор а

 

 

93

Так как для каждого конкретного случая число витков обмот­ ки озо и сечение сердечника постоянны, то

dB и

dt = const.

При достижении индукции в сердечнике с ППГ значения Ви— Вга

дифференциальное значение ее после насыщения падает

~ 0.

Следовательно,

£/ь~0

и

на

гн

появляется

напряжение

U в ы х = Ujп.

 

схемы

получаем импульсы,

передний

В результате на выходе

фронт которых

определяется

временем

насыщения

сердечника с

ППГ (оно отсчитывается от начала действия входного импульса), а спад — исчезновением входного импульса.

Что касается тока в цепи, то до насыщения он нарастает по экспоненте и мал. После насыщения он возрастает до величины

/ = Ob., Определим время ти, в течение которого сердечник оста­ ется насыщенным после подачи импульса напряжения UBx

и, dBH= -— dt,

oi0Qc

откуда

 

U,

 

U,

 

 

£ m= J

®oQ< -dt

»oQc ■ТИЧ* Вн

 

ток за время ти изменяется по закону

 

 

 

I

U BJL (

 

 

tT\

 

= —

(

 

— L

 

а длительность импульсов

Гн

\l_

 

 

вт— Внач

^

 

 

(3-46)

Ти —

ц

 

 

шоУс-

Управлять длительностью импульсов

 

удобнее всего

изменением

Вт

 

 

 

(3—45) так:

 

■бнач. Зная, что —-гг- = р. представим

 

ТИ

[А(Нс — Но)

°>oQc

 

 

 

UL

 

 

 

 

Напряженность магнитного поля, в свою очередь, определяется

следующим образом: Н 0 =

Поэтому длительностью ти можно управлять изменением какоголибо параметра, определяющего Н. Целесообразнее всего разме­ стить на сердечнике дополнительную обмотку соу и пропускать че­ рез нее ток /у, который будет изменять длительность, импульсов

_ 1уюу

' и

/(0о --- /у® У

С

I МСЛ

с,

Р ' 77

£

1

р

77

-

 

U

Iмсл

 

U l

 

94

Итак, зависимость длительности импульса на /?„ от тока подмагничивания выражена в следующем виде:

 

 

 

 

 

 

 

И с

 

/у“у

 

 

 

_

Г

 

Т_

 

 

IМСЛ

 

(3 -4 7 )

 

 

 

 

 

 

 

*ВЫХ --- ~ 2 ~

 

 

 

 

Ur

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

необходимо,

чтобы

 

 

 

 

для получения твых == -у

 

 

 

 

 

/уо>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T-L > H Z, откуда /уСОу > Я

с/мсл-

 

 

 

«мел

 

 

 

 

'

*'

 

 

 

 

Обозначим для этого случая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'ушах '

Н с/мсл

 

 

 

 

 

 

 

0)у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•Зная /ушах,

определим: му>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у5' / ушах

 

 

 

 

 

 

 

Число витков рабочей обмотки определим

 

из условия ненасыще-

ния сердечника за время действия импульса при / у =

 

0;

 

 

 

UL, a

 

UL 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Ос

■

BmQz

 

 

 

 

Определим г„ из условия,

что напряжение UBblx при

т и ненасыщен-

ном сердечнике не будет превышать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1 U

ншах =

 

U L >

 

 

 

(3 -4 8 )

тогда

и,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z!h

(3 -4 9 )

 

и г „ ( - ) = — Г

1

 

 

 

= UL U

. L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■Учитывая (3—48), получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

trH

 

 

 

 

 

 

 

1,1 =

е " L

 

 

 

 

При t

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r H=

- ^ ( - In 1,1) = -£-0,0953,

 

(3 -5 0 )

 

 

_г_

 

 

 

ТГ

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

так как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г _

 

2/~»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

6)о^с < ._Ц _

 

 

 

 

 

 

 

 

7/ИЛЛмсл

~1./КЛмел/лГ

 

b 2 q c

 

 

 

95

TiUix jjk o k

окончательно получаем для выбора параметров схемы:

(Л- ^ - u l 0,0953

1.

1мсл

 

 

 

(3-51)

 

 

 

т

 

 

2. 0)д>

Ul T

Рис. 3.21. Регулировочная характеристика ши­

e mQ< ’

ротно-импульсного модулятора

 

(3^52)

3

V. Нс^мсл

-- — .

(3-53)

 

. Шу

 

Оmax

 

 

Регулировочная характеристика будет

 

 

 

/у“у\

 

^вых

 

£мсл/

(3-54)

 

Ul

 

 

 

Отсюда видно, что она линейна и обеспечивается при неболь­ ших кратностях управляющего тока, которая может быть при не­ обходимости уменьшена (рис. 3. 23).

Точка I (рис. 3. 21)

получается для

 

/у

 

T U L

 

2

иначе

 

 

 

h

 

«у \

^ у

шах

 

“ ОJ

Точка 2 соответствует значению, определяемому

 

 

/ у = И с/мсл

 

 

СОу -

 

ИЛИ

 

 

 

 

/у

_ /^с/мсл^о

_

 

' ^ ут а х

®у#<4мсл

“ у

Для двухтактного выходного каскада усилителя мощности не­ обходимо иметь два таких модулятора. Рациональнее иметь один двухполупериодный модулятор ширины импульсов, в основу ко­ торого положена схема (рис. 3.22).

Прямоугольные колебания с усилителя-формирователя импуль­ сов, собранного на Г] и Т2, поступают на двухтактный модулятор. Он состоит из сердечников ППГ с рабочей и управляющей обмот­ ками, нагрузочных резисторов R2, R3 и кремниевых стабилитронов Du D2, необходимых для разделения каналов. Импульсы с выхода

96

ШИМ усиливаются и формируются как по дли­ тельности, так и по амп­ литуде усилителями-фор­ мирователями, собранны­ ми на высокочастотных транзисторах Т3, Т4, Т5, Тб, позволяющих полу­ чить на выходе схемы им­ пульсы с крутизной фрон­ тов менее 0,2 мксек для управления выходным ка­ скадом усилителя мощно­ сти.

Пример расчета

Для стабильности ра­ боты широтно-импульсно­ го модулятора применяем параметрическую стаби­ лизацию напряжения пи­ тания каскадов при по­ мощи кремниевого стаби­ литрона Д810 или Д814В с напряжением стабили­ зации 10 в.

Рис. 3.22. П рин ц ип и альн ая схем а блока

ш и ротн о -им пул ьсн ого м о д у л я т о р а

Тогда и стд,1 д2 ~2~— 5 в.

Выбираем стабилитроны

и Д2 типа 2С156А с 6?ст=5,6 (в).

Следовательно, ВТ= 10 —5,6= 4,4 в.

В качестве сердечника

с ППГ применяем сердечник К-65 или

ВТ-2 размером 7X5X2, который характеризуется следующими па­ раметрами: Вт =0,22 тл; #с=13,6-^-; /Мсл= 18,8 мм; Qc = 4- 10~блг2.

1. Определяем число витков первичной обмотки

 

UL ' „

4 , 4 - 5 - 1 0 6

25

вит.

 

w° ^ B mQc

106- 0 , 2 2 - 4

 

 

 

Примем

ш0 = 30 витков.

 

 

 

2. Число витков управляющей обмотки

 

 

 

Нс 1и

1 3 , 6 - 1 8 , 8 - 1 0 —3

= 12 вит.

 

 

10,8

 

 

 

 

 

 

510

 

 

Возьмем

с«у = 15 витков.

 

 

 

>/44-642

47

Смотрите также файлы