Файл: Медников, В. А. Высоковольтные модулированные униполярные генераторы.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.10.2024
Просмотров: 80
Скачиваний: 0
|
|
|
Рис. 2.7. Диаграммы напряжений и токов |
|||
Sin2u> |
= sin |
■L-) =0, |
|
в схеме пнвеРт0Ра |
|
|
тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
P H= ^ |
|
t / ; / Kmax. |
|
(2-25) |
Значение / к т ах |
можно определить из выражения |
|
||||
|
|
|
|
и\ |
|
|
|
|
|
|
Дц'Отвф |
|
|
В этом случае |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р н = |
|
1_ № |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
Мощность, затраченная источником питания, определится |
|
|||||
|
|
712 |
|
2£п/к |
2ЕП |
(2-26) |
/ \ ) |
— |
j* f пактах S in t ')/dt |
|
|||
|
я *н' |
|
||||
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
47
П о это м у для к. п. д . |
м одулятора находим |
|
|
|
||
|
Ян_ |
|
я |
У \ |
(2-27) |
|
7]м |
Ро |
2RH2EnUj |
4 |
£ п |
||
|
||||||
Максимальное напряжение в нагрузке будет при максимальном на пряжении U'v которое в свою очередь определяется величиной на
пряжения источника питания и напряжением перехода • коллекторэмиттер насыщенного транзистора. Иначе максимальное напряжение U \ шах определяется так:
Еа — Uk3h — U1тах.
Так как и КЭн< .Еп, то считаем и [тлу. = Еп,
тогда выражение (2—50) преобразуется |
|
|
|
||
|
T)M= AT-f = ?in. |
|
(2-28) |
||
На рис. 2.3 эта |
зависимость |
изображена |
кривой Д. |
Тогда |
общий |
к. п. д. определится |
|
|
|
|
|
|
Ti — К ^ Т}твф- |
|
|
|
|
Для определения |
необходимо найти Ру. |
|
|
|
|
|
2£п и\ |
{и\) |
(^l)" ( 2Еп |
1 \ |
/о -29) |
Р о - Р « = |
l)“ |
||||
|
' |
я |
|
|
|
Максимальная мощность в нагрузке
|
|
r> |
0 ^ 1 max) |
|
|
|
|
2/?„ |
|
Принимая во внимание условие (2—25), определим |
|
|||
{ u \ f |
(<2ЕП |
\ ' \ 2/?; |
- 2К 2 |
к |
Я, |
7-.U, |
,2 |
||
{и 'йшах |
|
|
||
(2-30)
Эта зависимость представлена на рис. 2.5 кривой «Д».
Найдем максимальное значение riMи о. Из выражения (2—28)
нетрудно видеть, что максимальное значение т)м имеем при К — 1: |
|
В этом случае |
I |
|
|
|
т) т]ТВф— 0,786т;Твф. |
Для определения максимума функции o=f(/c) необходимо взять ее производную по К и, приравняв к нулю, определить значение К, при котором о максимально
а' = -i— 2К = 0,
48
откуда
К = — = 0,638 |
и |
К |
|
Стах = 0,406. |
(2—31) |
Выражение (2—31) говорит о том, что мощность потерь в тран зисторах достигает величины 0,406 Р11тах при К = 0,638. Макси мальная мощность, на которую необходимо рассчитывать радиа торы охлаждения, может быть определена
Рутт — /^нгаах3п |
0 ,4 0 6 Р НП |
|||
*7]твф |
'^твф |
|||
|
||||
Учитывая, что эта мощность выделяется |
в |
преобразовательном |
||
каскаде, а не в специальном регуляторе, |
можно сделать вывод о |
|||
том, что совмещение функций в данном случае |
уменьшает габа |
|||
риты и вес устройства при сохранении энергетических характери стик соответствующих случаю а2.
Известно, что выходное напряжение высоковольтного источни ка можно регулировать изменением эффективного значения напря жения, поступающего на выпрямитель. Эффективное значение на пряжения можно менять без изменения максимальной величины питающего напряжения, управляя либо углом отсечки тока коллек тора при синусоидальном возбуждении, либо шириной импульсов при возбуждении прямоугольными колебаниями.
В случае модуляции углом отсечки, |
как показано в [30, 31] |
|||
к. п. д. определяется выражением |
|
|
||
|
|
0,5 и i«i |
|
|
|
|
|
£п«0 ' |
|
Выразим аг и а0 через |
К г. |
Известно, что |
||
|
|
|
/К1 |
(2-32) |
|
|
|
1кшах |
|
|
|
|
|
|
В то же время / К1 может быть определено через U\ и Р'н |
||||
|
I |
- |
/ 2 К |
' |
|
|
К1 |
||
После подстановки / К1 |
в (2—32), |
получим |
||
2U \
а1 — ~7=—’------
У2 Ra Atmax
Так как
Р0—Кд/ктах^п'
то
ап = |
Ро |
Е п-1К |
В то же время
E nU 1 |
|
Л > = |
' |
R W * |
|
Поэтому |
|
E „U [ |
и [ |
т?ну Т £ п / ктах |
у Г2 Я н / ктах |
Подставив ах и а0 в выражение для т;м, получим
U\V %RH^ктах _ U\
4м
ЯнЛстах^! Еп
Так как амплитуда напряжения U[ не может превышать Е п, то
|
Г Г |
Еп |
• |
|
|
U Imax — |
У 2 |
|
|
Выражая |
через /7imax. находим |
|
|
|
|
|
|
||
N |
4п = 7)м = J£= . |
(2-33) |
||
|
|
T 2 |
|
|
График полученной зависимости представлен на рис. 2.2 кри вой е.
Отсюда следует, что этот способ не отличается высокими энер гетическими характеристиками. Максимальное значение к. п. д. до стигает при К= 1 и равен rjM= 0,707.
Регулировочная характеристика метода модуляции изменением угла отсечки лучше, чем в предыдущих случаях, однако для полу чения малых углов отсечки потребуется большая амплитуда воз буждающих колебаний. Устанавливать уровень этих колебаний необходимо по мере изменения угла отсечки, в противном случае будут большие потери в возбуждающем каскаде. Таким образом, указанный способ, не улучшая энергетических соотношений, ус ложняет схемное решение.
Как говорилось ранее, для мощного усилителя целесообразнее всего в качестве активных элементов применять транзисторы, ра ботающие в двухтактных схемах в режиме класса «В». При этом натальное смещение выбирается вблизи области отсечки коллек торного тока.
Если транзисторы работают противофазно, то для прямоуголь
ной формы колебаний (рис. 2.7, |
кривые «в» и «г») мощность, по |
|||
ступающая в нагрузку |
|
|
i |
|
1 (Uif |
' |
(2-34) |
||
2 |
r : |
J |
||
|
||||
а мощность, затрачиваемая источником питания
ЕПи[
Ро =
~ Ё Г '
50