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

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

- 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

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

(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 -