Материал: Electron_SE

326

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

VS

U

1

U

2

I

êåð

U

êåð

Îäíîâ³áðàòîð

Ãåíåðàòîð

³ìïóëüñ³â

²ìïóëüñíèé

ï³äñèëþâà÷

U

âõ

Ðèñ. 10.14 – Ï³äñèëþâà÷-ôîðìóâà÷ ³ìïóëüñ³â êåðóâàííÿ òèðèñòîðîì.

Ñõåìà ñòðóêòóðíà

Çà â³äñóòíîñò³ ñèãíàëó â³ä ñèñòåìè

êåðóâàííÿ ðåãóëÿòîðà ãåíåðàòîð ³ìïóëü-

ñ³â çíàõîäèòüñÿ ó âèìêíåíîìó ñòàí³ ³ ó

êåðóþ÷å êîëî òèðèñòîðà VS ñèãíàë íå

íàäõîäèòü. Ç ïðèõîäîì ñèãíàëó çàïóñ-

êó íà âõ³ä îäíîâ³áðàòîðà îñòàíí³é ãåíå-

ðóº ïðÿìîêóòíèé ³ìïóëüñ (äèâ. ðèñ. 10.15)

íåîáõ³äíî¿ òðèâàëîñò³ t

i

 ³ âìèêຠíà öåé

ïðîì³æîê  ÷àñó  ãåíåðàòîð  ³ìïóëüñ³â.

²ìïóëüñíèé ï³äñèëþâà÷ ï³äñèëþº ³ì-

ïóëüñè ãåíåðàòîðà çà ïîòóæí³ñòþ ³ íàïðó-

ãîþ äî çíà÷åíü, íåîáõ³äíèõ äëÿ íàä³éíî-

ãî âìèêàííÿ òèðèñòîðà. Ó ÿêîñò³ ãåíåðà-

òîðà ìîäóëþþ÷èõ ³ìïóëüñ³â çàçâè÷àé âèêîðèñòîâóºòüñÿ ìóëüòèâ³áðàòîð.

Ïðèêëàäè ñõåì ³ìïóëüñíèõ ï³äñèëþâà÷³â íàâåäåíî íà ðèñ. 10.16,à ³ á.

VS

R1

+

-

U

æ

VS

VD3

VD1

VD2

VD4

VT1

VT2

á

)

   VT

  R

a)

VD1

+

-

U

æ

TV

TV

U

êåð

U

êåð

Ðèñ. 10.16 – ²ìïóëüñí³ ï³äñèëþâà÷³

u

âõ

u

êåð

u

2

u

1

U

1

U

âõ

t

t

t

t

U

2

U

êåð

t

²

Ðèñ. 10.15 – ×àñîâ³ ä³àãðàìè

íàïðóã íà âèõîäàõ âóçë³â

ï³äñèëþâà÷à-ôîðìóâà÷à ³ìïóëüñ³â

327

10. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÐÅÃÓËßÒÎÐÈ (ÏÅÐÅÐÈÂÀײ) Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

Òèï ñõåìíîãî âèð³øåííÿ ³ìïóëüñíîãî ï³äñèëþâà÷à çíà÷íîþ ì³ðîþ

âèçíà÷àºòüñÿ íåîáõ³äíîþ òðèâàë³ñòþ ³ìïóëüñó êåðóâàííÿ. Ïåðåäà÷à

³ìïóëüñ³â òðèâàë³ñòþ äî 0,2 ìñ (“âóçü곔 ³ìïóëüñè) ìîæå çä³éñíþâàòè-

ñÿ çà äîïîìîãîþ íàéïðîñò³øîãî ³ìïóëüñíîãî ï³äñèëþâà÷à (ðèñ. 10.16,à).

Ìàãí³òîïðîâ³ä ³ìïóëüñíîãî òðàíñôîð-

ìàòîðà TV ïðàöþº òóò ïî ÷àñòêîâ³é ïåòë³

ã³ñòåðåçèñó (ðèñ. 10.17), òîáòî ðîáî÷à

³íäóêö³ÿ ó ìàãí³òîïðîâîä³ çì³íþºòüñÿ â³ä

çàëèøêîâî¿ B

r

 äî ìàêñèìàëüíî¿ B

S

.

Òðèâàë³ñòü  ³ìïóëüñó  êåðóâàííÿ,  ùî

ìîæå ï³äñèëèòè öåé ï³äñèëþâà÷ áåç ñïî-

òâîðåííÿ, âèçíà÷àºòüñÿ ç âèðàçó:

,

)

(

1

æ

r

S

i

U

S

w

B

B

t

−

≤

          (10.21)

äå w

1

 – ê³ëüê³ñòü âèòê³â ïåðâèííî¿ îáìîòêè ³ìïóëüñíîãî òðàíñôîðìà-

òîðà ñòðóìó;

S – ïëîùà ïåðåòèíó ìàãí³òîïðîâîäó;

U

æ 

– íàïðóãà æèâëåííÿ.

Äëÿ ïåðåäà÷³ “øèðîêèõ” ³ìïóëüñ³â êåðóâàííÿ âèêîðèñòîâóºòüñÿ, ÿê

çàçíà÷àëîñÿ âèùå, ÷àñòîòíå çàïîâíåííÿ (ðèñ. 10.15), çà ÿêîãî ³ìïóëüñ

êåðóâàííÿ ôîðìóºòüñÿ ó âèãëÿä³ ÷àñòîòíî¿ ïîñèëêè. Ó öüîìó âèïàäêó

äëÿ ¿¿ ï³äñèëåííÿ âèêîðèñòîâóºòüñÿ ñõåìà ï³äñèëþâà÷à çà ðèñ. 10.16,á.

Ïî÷åðãîâå âìèêàííÿ òðàíçèñòîðíèõ êëþ÷³â VT1 ³ VT2 ïðèçâîäèòü äî

òîãî, ùî ìàãí³òîïðîâ³ä ³ìïóëüñíîãî òðàíñôîðìàòîðà TV âèêîðèñòîâóºòü-

ñÿ ïîâí³ñòþ, áî ïðàöþº çà ïîâíèì öèêëîì ïåðåìàãí³÷óâàííÿ.

Çà ïîëÿðíîñò³ ñèãíàë³â íà âõîäàõ òðàíçèñòîð³â VT1 ³ VT2, ùî ïîêàçà-

íà íà ðèñ. 10.16,á, ó ïðîâ³äíîìó ñòàí³ çíàõîäèòüñÿ òðàíçèñòîð VT1, à

êåðóþ÷à íàïðóãà ïîäàºòüñÿ äî êîëà êåðóâàííÿ òèðèñòîðà VS ÷åðåç ä³îä

VD1 â³ä ë³âî¿ âèõ³äíî¿ ï³âîáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà. Ïðè çì³í³ ïîëÿð-

íîñò³ âõ³äíî¿ íàïðóãè êåðóþ÷à íàïðóãà áóäå íàäõîäèòè ç ïðàâî¿ ï³âîá-

ìîòêè òðàíñôîðìàòîðà ÷åðåç ä³îä VD3. Òðèâàë³ñòü ³ìïóëüñó, ÿêó ìîæ-

íà ïåðåäàòè çà äîïîìîãîþ äàíî¿ ñõåìè, âèçíà÷àºòüñÿ ç äîñòàòíüîþ

òî÷í³ñòþ ³ç âèðàçó:

.

2

1

æ

S

³

U

w

S

B

t =

(10.22)

B

H

+B

S

-

B

S

B

r

Ðèñ. 10.17 – Õàðàêòåðèñòèêà

íàìàãí³÷óâàííÿ ìàãí³òîïðîâîäó

328

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

×àñòîòíà  ìîäóëÿö³ÿ  ³ìïóëüñó  êåðóâàííÿ  çä³éñíþºòüñÿ  ÷àñòîòîþ

ïðèáëèçíî 5 – 10 êÃö, ïðè÷îìó ï³âïåð³îä ³ìïóëüñ³â, ùî ìîäóëþþòü, ³

ïàðàìåòðè îñåðäÿ ìàãí³òîïðîâîäà çâ’ÿçàí³ âèðàçîì (10.22).

×èñëî âèòê³â ³ìïóëüñíîãî òðàíñôîðìàòîðà âèáèðàºòüñÿ, ÿê ïðàâèëî,

òàê, ùîá ñòðóì íàìàãí³÷óâàííÿ íå ïåðåâèùóâàâ 10–15% óñåðåäíåíîãî

ñòðóìó íàâàíòàæåííÿ òðàíñôîðìàòîðà.

Ó îêðåìèõ âèïàäêàõ, êîëè òèðèñòîðè ÅÊ ìàþòü ñï³ëüíó òî÷êó ÷è

¿õíÿ ê³ëüê³ñòü íåâåëèêà, ÿê ³ìïóëüñíèé ï³äñèëþâà÷ ìîæå âèêîðèñòîâó-

âàòèñÿ òðàíçèñòîðíèé îïòðîííèé êëþ÷, ïîêàçàíèé íà ðèñ. 10.18.

Ïðîåêòóâàííÿ ÑÇ òèðèñòîð³â ïðîâîäèòü-

ñÿ çà âõ³äíèìè ñòàòè÷íèìè ³ äèíàì³÷íèìè

õàðàêòåðèñòèêàìè êåðóâàííÿ ç óðàõóâàí-

íÿì ìåõàí³çìó ïåðåìèêàííÿ òèðèñòîð³â.

Âõ³äí³  ÂÀÕ  êåðóþ÷îãî  ïåðåõîäó

òèðèñòîðà  çàëåæàòü  â³ä  éîãî  òèïó,  òåì-

ïåðàòóðè íàï³âïðîâ³äíèêîâî¿ ñòðóêòóðè ³

³ñòîòíî â³äð³çíÿþòüñÿ â³ä åêçåìïëÿðà äî

åêçåìïëÿðà íàâ³òü äëÿ îäíîãî òèïó ÷åðåç

íåäîñêîíàë³ñòü ñó÷àñíî¿ òåõíîëî㳿 âèãî-

òîâëåííÿ ïðèëàä³â.

Ó  äîâ³äêîâèõ  ìàòåð³àëàõ  çàçâè÷àé

íàâåäåí³ âõ³äí³ ÂÀÕ òèðèñòîð³â ó òàêîìó

âèãëÿä³, ÿê ïîêàçàíî íà ðèñ. 10.19,à.

U

êåð

I

êåð

I

Ê.Ç.ìàêñ

I

êåðìàêñ

I

êçì³í

I

êåð

0

Ð

3

ìàêñ

Ð

2

ìàêñ

R

âõì³í

R

âõ

Ð

êåðìàêñ

R

âõìàêñ

2

1

0

Ñ

À

U

êåð

0

U

êåðìàêñ

Å

Õ.Õ.ì³í

Å

Õ.Õ.ìàêñ

à)

)

I

,

U

(

f

R

êåð

êåð

âõ

=

R

âõ

R

â

Å

2

á)

I

êåð

Ðèñ. 10.19 – ÂÀÕ êîëà êåðóâàííÿ òèðèñòîðà

  VS

V

R

+

-

U

æ

U

êåð

Ðèñ. 10.18 – ²ìïóëüñíèé

ï³äñèëþâà÷ ç òðàíçèñòîðíèì

îïòðîíîì

329

10. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÐÅÃÓËßÒÎÐÈ (ÏÅÐÅÐÈÂÀײ) Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

Òóò êðèâ³ ç ìàêñèìàëüíèì 

âõìàêñ

R

 ³ ì³í³ìàëüíèì 

âõì³í

R

 âõ³äíèìè

îïîðàìè îáìåæóþòü ïîëå ðîçêèäó ïàðàìåòð³â êîëà êåðóâàííÿ. Ó çîí³

1 âìèêàííÿ òèðèñòîð³â íå ãàðàíòóºòüñÿ, òîìó ùî äëÿ äåÿêèõ åêçåìï-

ëÿð³â ñòðóì êåðóâàííÿ ìîæå âèÿâèòèñü ìåíøèì çà ñòðóì âìèêàííÿ.

Çîíà 2 îáìåæåíà çíèçó ë³í³ÿìè U

êåð0À

 ³ ²

êåð0À

, çóìîâëåíèìè íàïðóãîþ ³

ñòðóìîì âìèêàííÿ ïðè ì³í³ìàëüí³é ðîáî÷³é òåìïåðàòóð³ íàâêîëèøíüî-

ãî ñåðåäîâèùà. Ç³ çá³ëüøåííÿì òåìïåðàòóðè ö³ ë³í³¿, ÿê âèïëèâຠ³ç ô³çèêè

ðîáîòè òèðèñòîð³â, çì³ùóþòüñÿ äîíèçó. Çâåðõó çîíà îáìåæåíà ã³ïåð-

áîëîþ – ãåîìåòðè÷íèì ì³ñöåì òî÷îê ìàêñèìàëüíî¿ ïîòóæíîñò³ êåðó-

âàííÿ Ð

êåðìàêñ

, ùî âèçíà÷àþòüñÿ ìàêñèìàëüíî ïðèïóñòèìèìè íàïðóãîþ

U

êåðìàêñ

 ³ ñòðóìîì ²

êåðìàêñ

. Ïðè ðîçðàõóíêó ÑÇ òèðèñòîð³â íåîáõ³äíå äî-

òðèìàííÿ óìîâ:

,

;

;

0

0

êåðìàêñ

âèõ

âèõ

êåð

âèõ

êåð

âèõ

P

U

I

U

U

I

I

≤

≥

≥

         (10.23)

äå 

âèõ

âèõ

U

I ,

 – âèõ³äí³ ñòðóì òà íàïðóãà ÑÇ, òîáòî ïðÿìà Å

Õ.Õ.ìàêñ 

²

Ê.Ç.ìàêñ

(Å

Õ.Õ.ìàêñ 

²

Ê.Ç.ìàêñ

 – ìàêñèìàëüí³ çíà÷åííÿ íàïðóãè Õ.Õ. é ñòðóìó Ê.Ç.),

ùî â³äïîâ³äຠâíóòð³øíüîìó îïîðîâ³ âèõ³äíîãî ïðèñòðîþ ÑÇ, ïîâèííà

ëåæàòè óñåðåäèí³ çîíè 2. Îñê³ëüêè òèðèñòîð, âëàñíå êàæó÷è, âìèêàºòüñÿ

åëåêòðè÷íèì çàðÿäîì, òî ç³ çìåíøåííÿì òðèâàëîñò³ êåðóþ÷îãî ³ìïóëüñó

éîãî àìïë³òóäà ïîâèííà áóòè çá³ëüøåíà.

Ãðàíè÷í³ çíà÷åííÿ ³ìïóëüñíî¿ ïîòóæíîñò³ 

,

1ìàêñ

P

ìàêñ

P

2

 ³ ò.ä. çì³ùó-

þòüñÿ âíèç ïðè çá³ëüøåíí³ ñòðóìó êåðóâàííÿ.

Ó äîâ³äêîâèõ ìàòåð³àëàõ íàâîäÿòü ñ³ì’þ êðèâèõ ìàêñèìàëüíî ïðè-

ïóñòèìî¿ ïîòóæíîñò³ êåðóþ÷îãî ³ìïóëüñó. Íåîáõ³äíà òðèâàë³ñòü ³ìïóëüñó

t

i

 âèçíà÷àºòüñÿ ç óìîâ ðîáîòè ÅÊ ó ðåãóëÿòîðàõ.

Âàðòî  ï³äêðåñëèòè  –  ó  äîâ³äêîâèõ  ìàòåð³àëàõ  òàêîæ  âêàçóþòüñÿ

ì³í³ìàëüí³ çíà÷åííÿ ïàðàìåòð³â ñèãíàëó êåðóâàííÿ, ùî íå ïðèâîäÿòü

äî âìèêàííÿ òèðèñòîðࠖ ñòðóì, ùî íå âìèêàº, ³ íàïðóãà, ùî íå âìè-

êàº. Ö³ ïàðàìåòðè õàðàêòåðèçóþòü ñòóï³íü çàâàäîñò³éêîñò³ òèðèñòîð-

íèõ ñõåì.

Âèõîäÿ÷è ç âèùåíàâåäåíîãî, àëãîðèòì ðîçðàõóíêó âèõ³äíîãî êàñêà-

äó ÑÇ çâîäÿòü äî òàêîãî.

1) Äëÿ ïðîåêòîâàíî¿ ñèëîâî¿ ñõåìè âèçíà÷àþòü íåîáõ³äíó òðèâàë³ñòü

³ìïóëüñó êåðóâàííÿ. ßêùî äëÿ äàíî¿ òðèâàëîñò³ t

i

 êðèâà ãðàíè÷íî äî-

ïóñòèìî¿ ïîòóæíîñò³ íå ïîäàíà íà õàðàêòåðèñòèêàõ äàíîãî òèïó òèðèñ-

òîð³â (ðèñ. 10.19,à), òî çà îáìåæóâàëüíó êðèâó ïðèéìàþòü íàéáëèæ÷ó ç

á³ëüøèì çíà÷åííÿì 

ìàêñ

P

 äëÿ íåîáõ³äíîãî t

i

.

330

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

2) Ç óðàõóâàííÿì óìîâ äîñÿãíåííÿ ì³í³ìàëüíèõ ãàáàðèò³â ÑÇ ïðîâî-

äÿòü ë³í³þ íàâàíòàæåííÿ ÷åðåç òî÷êó À (ðèñ. 10.19,à) äåÿêî¿ óñåðåäíå-

íî¿ ÂÀÕ 0ÀÊ, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç òî÷êó À â êîîðäèíàòàõ U

êåð0

, ²

êåð0

.

Äëÿ ö³º¿ òî÷êè çà êðèâîþ 0ÀÊ çíàõîäÿòü

.

0

0

0

êåð

êåð

âõ

I

U

R =

(10.24)

3) Âíàñë³äîê òîãî, ùî ìàêñèìàëüíà â³ääà÷à ïîòóæíîñò³ âèõ³äíèì

êàñêàäîì ÑÇ (³ìïóëüñíèì ï³äñèëþâà÷åì) äîñÿãàºòüñÿ çà ð³âíîñò³ éîãî

âíóòð³øíüîãî îïîðó îïîðîâ³ íàâàíòàæåííÿ, ïðèéìàþòü (ðèñ. 10.19,á)

.

0

âõ

â

R

R =

(10.25)

4) ²ç ð³âíÿííÿ ë³í³¿ íàâàíòàæåííÿ, ùî ïðîõîäèòü ÷åðåç òî÷êó À,

)

(

0

0

êåð

êåð

â

êåð

êåð

I

I

R

U

U

−

+

=

(10.26)

çíàõîäÿòü ì³í³ìàëüíó íàïðóãó Õ.Õ. âèõ³äíîãî êàñêàäó:

.

0

0

.

.

â

êåð

êåð

ì³í

Õ

Õ

R

I

U

Å

+

=

(10.27)

5) Çìåíøóþòü ðîçðàõóíêîâå çíà÷åííÿ âíóòð³øíüîãî îïîðó äëÿ âðà-

õóâàííÿ çðîñòàííÿ éîãî ïðè íàãð³âàíí³ åëåìåíò³â, çàñòîñîâàíèõ ó ñõåì³

âèõ³äíîãî êàñêàäó ³ìïóëüñíîãî ï³äñèëþâà÷à, òîáòî:

[

]

,

)

1

(

0

D

t

R

R

R

âõ

â

−

β

−

=

(10.28)

äå 

R

β

 – òåìïåðàòóðíèé êîåô³ö³ºíò îïîðó;

D – äèñïåðñ³ÿ â³äõèëåíü íîì³íàëüíèõ çíà÷åíü îïîðó ðåçèñòîðà ó

â³äíîñíèõ îäèíèöÿõ.

6) Çá³ëüøóþòü íàïðóãó Õ.Õ. âèõ³äíîãî êàñêàäó íà çíà÷åííÿ, ùî âðà-

õîâóº ìàêñèìàëüí³ êîëèâàííÿ íàïðóãè ìåðåæ³ æèâëåííÿ ÑÇ, òîáòî:

).

1

(

.

.

1

.

.

ìíîì

ì

ì³í

Õ

Õ

ì³í

Õ

Õ

U

U

Å

Å

∆

+

=

(10.29)

7) Ïåðåâ³ðÿþòü íåïåðåâèùåííÿ çíà÷åííÿ äîïóñòèìî¿ ³ìïóëüñíî¿ ïî-

òóæíîñò³, ùî âèä³ëÿºòüñÿ â êåðóþ÷îìó ïåðåõîä³, çà ôàêòè÷íîþ íàâàí-

òàæóâàëüíîþ ïðÿìîþ ³ îáìåæóâàëüíîþ õàðàêòåðèñòèêîþ âõîäó.

8) Âèáèðàþòü êîíêðåòíó ñõåìó ÑÇ ³ ïðîâîäÿòü ¿¿ ðîçðàõóíîê.

Çàçíà÷èìî, ùî ðîçãëÿíóòà ÑÇ òèðèñòîð³â íà áàç³ ï³äñèëþâà÷à-ôîð-

ìóâà÷à º óí³âåðñàëüíîþ ñõåìîþ ³ ìîæå âèêîðèñòîâóâàòèñÿ ó ð³çíèõ

òèïàõ ïåðåòâîðþâà÷³â ÿê ïîñò³éíîãî, òàê ³ çì³ííîãî ñòðóìó. Îäíàê, âîíà

óñå-òàêè äîñèòü ñêëàäíà, ³ òîìó ó ðåãóëÿòîðàõ ïîðÿä ³ç ö³ºþ ñõåìîþ