Файл: Багинский, Б. А. Импульсная техника на четырехслойных приборах учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 86
Скачиваний: 0
- 94 -
критический режим,при |
cL =1 |
(2-/53) |
|
|
и с = U o - e ^ l l - u> t) |
||
Здесь приняты следующие обозначения: |
|
||
J. = |
коэффициент |
затухания; |
|
|
резонансная |
частота; |
|
|
- коэффициент. |
|
|
На рис.65 построении по донным отражениям кривые изменения вы |
|||
ходного |
напряжения в относительных единицах и |
зависимости от |
безразмерной величины ц»£.Ксш видно из графика форма выходного
■W.I |
|
напряжения при изменении параметров цепи |
|||
о с V |
2t |
меняется от гармонической до экспоненци |
|||
WA |
альной е одновременным изменением длмтсль- |
||||
|
£ |
ности,Известно,что |
тиристор может быть вык |
||
\ t f \ t l |
лючен при спадании протекающего через не |
||||
|
|
||||
-Іир |
\ Д ц / ) / ^ |
го тока ниже тока |
выключения.Если выбпать |
||
10Х |
|
|
|
||
|
\ \| ftsnAf |
элементы схемы соответствующие апериоди |
|||
|
|
ческому или критическому режиму,то для вык |
|||
|
Рис. Sb. |
лючения прибора необходимо выполнение ус |
|||
ловия |
и°/#£І(ыкл> При |
колебательном разряде диаграмма токов и нап |
|||
ряжения |
показана на рис.8 6 ,С момента |
времени t'i через тиристор |
|||
|
|
протекают в противоположный |
направлениях |
||
|
у і» |
два тока.Один |
из них-прамой |
ток, |
|
|
|
l a p ~ |
i |
|
( 2- ! 5b ) |
' а другой - ток разряда конденсатора.НондеН' /?н сотор перезарядился через ^.напряж ение
на его обкладках приобрело полярность.ука занную я скобках,и снова начал разряжаться Puc.SS. через включенный прибор,причем ток разряда
протекает от катода к ан о д у ,т,е . а запирающем направлении.Для вы ключения тиристора величина указанного обратного тока должна быть на время выключения больше прямого ,т,е> должно соблюдаться сле дующее неравенство;
Іімак “ ~ С оТ Щ ^ |
(2-155) |
Ток. емкости пр:: колебательном разряде может быть найден дифферен цированием выражения (2- 152):
и = - с ~~=си, e * f [({-и *)■Sin Ju)t + гіо Сел ou>t] u-^s)
Время,соответствующее току І^тах\
(2-/S7)
Из выражения (2-156) гір |
іс =0 |
найдем |
t i |
.С |
учетом |
|
(2 -15?) |
угол |
|||
V «аІТ^при котором тог |
:остигает отрицательного |
максимума: |
|||||||||
|
У = Щ- + -j~ä4ttg |
|
|
|
СS-/5S) |
. ». |
|||||
Подставляя зто"значение в вГ;радение |
(2-156) |
после |
преобразованій |
||||||||
получим максимальное |
значение |
встречного |
тока: |
|
. |
|
|||||
|
І»ш* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Следовательно условие |
(2-155) |
гь'чот |
Суть |
записано: |
|
|
|
||||
|
и0 и)С-€~d^4~-SinOf- |
■ |
£ |
iV-’t âi/JMT |
(2 -/60) |
||||||
|
|
|
|||||||||
|
О |
|
|
Сйр Соъ |
|
|
|||||
С учетом |
принятых обозначений: |
|
|
|
|
(г-/бі) |
|
||||
|
LO—;J W ~ |
?А-св;< > |
|
|
|
|
|
||||
Условие |
после |
алгебраических |
преоб |
||||||||
выключения тиристора |
(2-160) |
||||||||||
разований примет вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ос*: |
|
|
S E R h |
|
|
|
|
|
|
||
|
R'U 0- СоЪ J^pÈé™ |
|
|
|
|
Выражение в левой чатти неравенства полностью определяется коэф
фициентом затухания |
</ ►Обозначим: |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
' |
|
|
= |
ß |
|
(г-ю г) |
|
Зависимость |
В =//<?(.)представлена |
на рис.87 .Таким образом,условн- |
|||||||||
<• г-А ---- —г—г—г—г-г-і |
|
|
см работоспособности генератора с тра |
||||||||
Яг |
Ж |
|
|
|
нсформаторным выходом является: |
||||||
|
|
|
s |
R |
гмі |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Zfi |
|
|
|
|
|
|
|
(2-tbS) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
U„■От "ШШбЕ |
||||
/fi щх |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Если длительность |
выходных ішпулюоп |
|||||||
ОА |
|
|
|
|
|
существенно |
меньше периода |
их следова |
|||
ж |
: |
|
|
ния (что выполняется в подавляющем |
|||||||
|
|
|
|||||||||
|
1 |
з = ь |
оС |
|
большинстве |
случаев при |
использовании |
||||
|
О р |
0 ,н |
0 ,3 0 ,3 |
I |
|
сыхояітнх импульсов |
для |
запуска тирис- |
|||
|
|
Рие.87, |
|
|
|||||||
т о р о в ),то |
частота генератора; |
|
|
|
|
|
|||||
|
/ |
“ 7 |
|
|
7 |
|
а - 1 |
Г |
|
|
|
0 учетом данного выражения правая часть неравенства |
(2-163) пре |
||||||||||
образуется: |
( |
|
|
■ |
. |
|
|
|
|||
|
|
|
2 - Е-Rh |
|
. . . 2 Р П ‘С‘£птіГд |
|
|
|
|||
|
|
|
R-U оfoj -/±~£}‘ла |
а -Соі w-ttwu, |
|
|
|
||||
Предельная частота |
выходных иипудьсоа;*! |
|
|
|
|||||||
|
|
|
, |
_ |
8-Q-Cos Щ £і££ |
|
(Z-/6S) |
|
|||
|
|
|
тпр |
|
|
|
7— |
|
|
”96 -
А; рассмотрели работу генератору,когда выключение тиристора про исходит встречным током в результате колебательного разряда хро
нирующего конденсатора.Па выходе генератора полезным обычно яв ляется импульс одной полярности.Поэтому нагрузку к трансформато ру чаще подключают через диоды.В этом случае рассмотренная и проанализированная эквивалентная схема справедлива лишь до мо мента времени ■£„ рис.66(т .е . до равенства нулю напряжения на ем кости. Поскольку для дальнейшего процесса диод отключает нагруз ку , то необходимое условие нормальной работы схемы несколько из меняется. При Ik - 0 вся энергия запасена в магнитном поле транс форматора и может расходоваться только на перезаряд квидеиеаторо.Проанализируем такой случай, считая что время восстановления
диода существенно меньше периода |
колебаний в контуре £,*-<? рис.F.Ü. |
||
Определяя из |
(2-152) момент в р е м е н и ,к о г д а =0 и подставляя его |
||
в выражение |
(2-156) получим: |
|
|
и = шс-иве • f агсЦ £ |
( г -/66) |
нс |
Зтому жо выражений равен ток в индуктивности Lfs . Если^учитывать потери в разрядном контуре,то величина максимально возможного обратного тока через тиристор будет определяться также соотно
шением (2-166). Подставив его |
в (2-165) |
и проведя преобразования, |
условие выключения тиристора |
получим в |
виде: |
_d |
|
|
. і> а гс Ц ^ |
2 Е Й н |
12-іьт) |
R-UoCm lèVJhsar
Правые части выражений- (2-163) и (2-167) тождественны.Обозначим левую часть данного неравенитва В' j график В1= //({(представлен на рис. 67»Предельная частота автоколебаний определяется выражением (2-165 ),где вместо В нужно подставлять В1.Сравнивая функции В^(Щ
иможно отметить,что применение диодов упрощает условия
запирания тиристора и,следовательно,позволяет работать при бо л ее высокой частоте»Напомним,что выражение (2-16-5) справедливо только в случаях,когда выходные импульсы генерируются с большой скважностью и предельная частота здесь определяется из условия невыключения тиристора а следствии большой нагрузки (малое Rh ). для практических расчетов важно знать максимальное значение то
ка .протекающего черев полупроводниковый прибор,Для рассматривае
мой схемы
- IІТіСЛ |
_Е |
(г-iss) |
|
8 |
Ч~ І с m a x |
||
Максимальное значение |
емкостного токи определим аа выражения |
||
(2-166): |
|
|
|
Зависимость ~ |
|
и |
|
- o'- |
|
представлена |
на jac.D S.Сле |
|
■С |
|
.. è |
||||||
|
|
|
|
довательно |
|
' |
||
|
|
|
|
г |
... £ |
M r -- è |
( г - !7°) |
|
|
|
|
|
|
-ДЗ |
|||
|
|
|
|
|
|
Л и |
|
|
|
|
|
|
Onpe- -лим коэффициент полезного дей-:г~- |
||||
|
|
|
|
виг. оператора |
|
|||
X |
|
|
|
г |
Ѵ ~ |
LS '<?Р |
|
|
|
|
|
оде |
сз |
- К11Д зарядной цепи |
|||
с.: .:оі,4;1'qä± |
|
|
||||||
j P |
c l |
|
І р |
—КҢД разрядной цепи. |
||||
Под коэффициентом полезного дойотспл |
||||||||
Й<Г |
|
|||||||
Р и с . |
89. |
|
|
разрядной цепи будем понимать отнсше- |
ние энергии переданной п нагрузку по время форлироппнил иолочдтйльного импульсе к энергии первоначаль.чс .запасенной в конденсато ре.Переданную б нагрузку энергию определим как ровность м ода энергией первоначально запасенной в конденсаторе и впершей в «агаи-тном пслелтрансформатора а момент to (т ,е . когда Ѵс :^0. Тогда:
С ’ Ц о L '1 - g
! > — ^ - г з г И — |
і - f ж |
' г -т> |
~ Т ~ |
|
(2-166) получим; |
Подетцйяяя б (2 -‘‘?5. j выражение для тока |
||
|
|
( г -17?.) |
і.ак вид:«« Евадеілііій коэффициент полезного действия разрядной це~ коэффициентом затухания SC. .На рис.20 представлена данная ва»исицос«..Чем больше л тем больше ^ ,т . к. большая часть энергии конденсатора расходуется на формирование полою-.тельного импульса.В этом смысле выгоднее использовать режим с большим затуханием.Однако при этом уменьшается возможная частота-ра боты генераторе в связи с существенным уменьшением Б при увеличении оі. .
Рис. 90. Коэффициент полезного действия зарядной цепи определится отношением энергии запасенной в коние цикла в конденсаторе к энергии'потребляемой от источника.При заряде ой-
|
|
|
|
- |
96 |
|
|
|
Е до U« (/ jLnrо- а)I |
|
|
|||
кости от источники постоянного напряжения |
виде- |
|
||||||||||||
ляемая на |
резисторе энергия: |
а*)'- |
|
|
|
(г-из) |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Пренебрегая потерями на резисторе при формировании |
выходного |
|
||||||||||||
импульса |
(т .к . |
tu ^ ^ T n |
,где |
Та |
-п а у за ) мо.-дао |
записать: |
|
|
||||||
|
|
|
С и.г/2 |
|
|
о_ |
|
|
(г-іт ь) |
|
|
|
||
|
|
^ |
-f- £ ^ ~ { 2 а - а г) |
|
2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Т, е, при заряде |
конденсатора |
от |
источника |
постоянного |
напряжения |
, |
||||||||
через резистор до напряжения,меньшег.о чем |
питающее |
коэффициент, |
|
|||||||||||
полезного действия зарада равен половине отношения этих напря |
|
|||||||||||||
жений. Значит для получения больш его^ |
выгоднее |
заряжать конден |
|
|||||||||||
сатор до напряжения близкого к питающему.,При |
Uo =Е; |
£ |
=0,5. |
|
||||||||||
Однако,как было показано ранее чем |
больше |
ö |
, тем ниже стабиль |
|
||||||||||
ность частоты генерируемых импульсов.Поэтому реально выбирают1. |
|
|||||||||||||
Q = 0,tr -a , 6 |
. Учитывая (22-172) |
и |
(2-174), получим: |
|
• ' |
’ |
||||||||
|
|
|
|
§((- е~ |
|
|
|
|
г |
(г-м) |
. ■“ |
|
||
П|« необходимости получения колебательного разряда и реальных |
|
|||||||||||||
значениях |
О |
|
коэффициент полезного |
действия |
подобных генера оо- |
t |
||||||||
ров .невелик |
(так при ^ |
= 0,3; |
Q = 0,3; |
£ =16,5 |
$).Следует отме- |
|
||||||||
тн ть ,что |
это |
несколько |
завышенное |
значение jT. к„ мы пренебрегли . |
|
|||||||||
потерям: в ИТ и конденсаторе. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Но основе проведенного анализа можно предложить следующую ме |
|
|||||||||||||
тодику расчета |
подобных генераторов |
с ИТ. Исходными данными R o n k - f ^ |
||||||||||||
ны служить: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U m - |
амплитуда |
выходного импульса |
|
|
|
|
|
|
||||||
tua - |
активная длительность |
импульса |
|
|
|
|
|
|||||||
- / |
- |
частота следования |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Rh - |
сопротивление нагрузки |
|
|
|
|
|
|
: |
£- питающее напряжение
1.Зная напря?хение питания и требуемую амплитуду выходного импуль са и задаваясь а =0,1 *■ 0,6 (в оависиыоети от типа примененных
|
-приборов |
) определяем |
коэффициент трансформации и пересчитан |
|||||
ное в первичную цепь сопротивление нагрузки. |
|
|
||||||
2. |
Задаемся |
коэффициентом затухания |
=0,7 $• 0,9 . |
|
|
|||
3. |
Определяем по графику,рис. 91, tOtuo для |
выбранного |
значения <зС . |
|||||
|
Этот |
график построен |
по рис.8 5 ,причем |
значенияа)tue |
определя |
|||
|
лись |
на |
уровне равном |
половине амплитуда А ,т .к . |
активная дли |
|||
|
тельность импульса и |
есть длительность измеренная на |
уровне во - |