выводы:- В ННРгенератор ведет себя как эквивалентный генератор тока с большим внутренним сопротивлением.- В ПНРгенератор переходит в режим генератора напряжения с малым внутренним сопротивлением.- Максимальную мощность Р1 генератор отдает в критическом режиме. По этой причине в большинстве случаев применения генератора с внешним возбуждением значительное отступление от критического режима не рекомендуется.- Наибольшая мощность тепловых потерь имеет место в режиме короткого замыкания (RК =0) и в области ННР.- Максимальное значение электронного к.п.д. достигается в критическом и перенапряженном режимах.
Расстроенную нагрузкуРабота на расстроенную нагрузку не является нормальным режимом ГВВ и встречается главным образом при включении генератора и при его первоначальной настройке. На этом этапе, помимо переходных процессов, опасный для активного элемента режим может быть вызван отличием сопротивления нагрузки от оптимальной величины.Из теории линейных электрических цепей известно, что сопротивление параллельного колебательного контура определяется выражением , где ;
φZ= - arctg
;Qн – нагруженная добротность контура;Rк – резонансное (эквивалентное) сопротивление нагрузочного контура;φZ – фазовый сдвиг между первой гармоникой тока коллектора и коллекторным напряжением.Соответствующие графики модуля и фазы сопротивления нагрузки представлены на рисунке 3.26.Рисунок 3.26 – Модуль и фаза сопротивления нагрузки Теперь используя нагрузочные характеристики генератора можно получить настроечные характеристики (рисунок 3.27)Рис.3.27 – Настроечные характеристики генератора Первоначальная настройка генератора обычно осуществляется при минимальной связи с нагрузкой (антенной). Поэтому эквивалентное сопротивление нагрузочного контура Rк велико и генератор при настройке контура в резонанс находится в области ПНР
⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒
Основные энергетические показатели генератора с внешним возбуждением – мощность и к.п.д. в значительной мере определяются формой импульса коллекторного тока и формой выходного напряжения. В обычном, моногармоничес-ком режиме класса «В», «С» при синусоидальной форме напряжения мощность тепловых потерь на активном элементе (лампе, транзисторе) в первом приближении может быть определена площадью взаимного перекрытия мгновенных значений выходного тока и напряжения (см. рисунок 3.29). Рисунок 3.29 - Волновые диаграммы
ГВВ в моногармоническом режиме. Мощность потерь заметно падает, а к.п.д. растет с уменьшением угла отсечки
θ.Однако, уменьшение
θпри сохранении импульсного значения тока, которое ограничено допустимым значением для конкретного активного элемента, неизбежно приведет к падению величины первой гармоники, а значит и выходной мощности.Практически работа генератора с углами отсечки менее
60˚ становится не желательной, или даже невозможной вследствие низкого использования активного элемента по мощности, снижения коэффициента усиления и перегрузки входной цепи.На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что для повышения эффективности генератора необходимо, чтобы при прохождении тока через активный элемент напряжение на его электродах было близким к
0. При гармонической форме напряжения это возможно лишь при достаточно «узком» импульсе тока, а значит при относительно малой мощности генератора.Чтобы получить от генератора номинальную мощность (т.е. при «широком» импульсе тока) необходимо соответствующим образом изменить форму выходного напряжения. Эта идея была реализована в ключевых режимах, получивших условное название класс «
D» и «
Е».Для режима класса «
D» характерна «прямоугольная» форма (меандр) либо выходного напряжения
, либо тока, либо напряжения и тока одновременно. При этом, как правило, используется угол отсечки 900 и двухтактная схема генератора.
Варианты сочетания выходных напряжений и токов в генераторах класса «D» представлены на рисунке 3.30.
Рис. 3.30 – Волновые диаграммы токов и напряжений
в режимах класса «D»
В периодической литературе генератор, соответствующий варианту рисунок 3.30а, иногда именуют переключателем напряжения (ПН); варианту 3.30б - переключателем тока (ПТ); варианту рисунок .3.30в – переключателем тока и напряжения (ПТН).
На практике применение нашли варианты «а»и «в». В частности, режим аналогичный ПН реализуется в схеме последовательного резонансного инвертора (ключевой генератор с последовательным фильтрующим контуром).
Упрощенная схема этого генератора и его эквивалентная схема представлены на рисунке 3.31.Рисунок 3.31 – Последовательный резонансный инвертор В эквивалентной схеме транзистор представлен идеальным ключом
S , с сопротивлением насыщения транзистора -
rнас.Емкость
Со– выходная емкость транзистора и емкость диода.Волновая диаграмма коллекторного напряжения и тока «нижнего» по схеме транзистора представлена на рисунке 3.32.Благодаря формированию на транзисторах напряжения в форме меандра и режиму насыщения, потери мощности в транзисторах минимальны. Импульс коллекторного тока представляет собой отрезок синусоиды и определяется переходным процессом в контуре. Для нормальной работы генератора каждый транзистор должен быть открыт ровно половину периода (угол отсечки
θ=90˚).Рисунок 3.32 – Волновая диаграмма последовательногорезонансного инвертора Если транзисторы будут открыты одновременно (
θ>90º), возникает «сквозной» ток, т.е. источник питания оказывается короткозамкнутым через два транзистора. Величина сквозного тока может быть очень большой, что приведет к перегрузке транзисторов и выходу их из строя. Если транзисторы будут открыты меньше половины периода (