Чижма С.Н. - Основы схемотехники 2008 (1055377), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

ст стг стг '" стя и уже при двух звеньях составляет несколыто сотен. Недостатком рассма~риваемых схем является то, что потсри мощности в самом стабилитроне и на В велики, особенно в схемах каскадного соеди- о нения. Другой недостаток — схема не стабилизирует выходное напряжение при изменении сопротивления нагрузки и при изменении параметров самого стабилитрона.

4.4. Варикапы Варггкап — это полупроводниковый диод, действие которого основано на использовании зависимости емкости ат обратного напряжения. При подаче на диод обратного напряжения изменяется ширина р-п перехода, а следовательно, изменяется величина барьерной емкости. Таким образом, имеется возможность изменять емкость электрическим способом. Основной характеристикой варикапа является зависимость его емкости от обратного напряжения — вольт-фарадная характеристика. На рис.

4.18 а, б показаны схематическое изображение варикапа и ега вольт-фарадная характеристика. 70 ",.',:„рис, 4,13, Схематическое изображение варикапа (а) и его вольт-фарадная характеристика (б) Основными параметрами варикапов являются — общая емкость С вЂ” коэффициент перекрытия по емкости К вЂ” добротность Ц, — постоянныи обратныи ток 1 — постоянное обратное напряжение Сг — рассеиваемая мощность Р '::; - ., ' Варикапы широко используются для электронной настройки колебательаих контуров радиоприемньгх устройств и средств связи (рис. 4.19). Варикап И)1 через разделительный конденсатор С2 подключается па- .раллсльно конденсатору С1 колебательного контура. Изменяя напрюкение на г:амзюде цифро-аналогового преобразователя, можно менять емкость диода и ,обвзуго емкость контура, тем самым изменяя частоту резонанса контура и его 4 14 стройку.

Рис. 4.19. Схема включения варикапа для электронной настройки ТИРИСТОРЫ Тиристорами называют полупроводниковые приборы с тремя и более р-п переходами, предназначенными для использования в качестве электронных ключей в схемах переключения электрических токов. Слово тиристор происходит от греческого 1нута, означающего дверь, и указывает на то, что он может быть или открыт, или закрыт.

Другое название это~о прибора — кремниевый управляемый вентиль (КУВ). Последнее название указывает на то, что тиристор ведет себя как диод с дополнительной возможностью управления мощностью, направляемой в нагрузку. В зависимости ог конструктивных особенностей и свойств тиристоры делят на динисторы, тиристоры и симисторы (триаки). Условные графические обозначения тиристоров приведены на рис.

5.1. Рис. 5.!. Условные графические обозначения тиристоров: а) динистор, б) тиристор, в) симистор Тиристоры обычно характеризуют набором статических и динамических параметров, к которым относятся: — напряжение переключения (7 пк' — напряжение в открытом состоянии г7 ос' — обратное напряжение — напряжение, при котором тиристор может работать длительное время без нарушения работоспособности Ь' — запирающее напряжение на управляющем электроде (7 ток в открытом состоянии Т ос' — время включения и время выключения тиристора ~ и ~ — рассеиваемая мощность Р.

Тиристор не будет проводить до тех пор, пока не протечет импульс тока в цепи запуска. Если запуск произошел, то в действие вступает регенеративный процесс и тиристор продолзкает проводить до тех пор, пока источник напряжения не будет удален. Рис. 5.2 иллюстрирует это свойство на прос- 72 ,::,Гт!йское, где выпрямляется некоторая часть входного переменного напря- .' чмваия, Проводящее состояние тиристора не наступает до тех пор, пока им- ..; Палье'тока не протечет от управляющего электрода к катоду, поэтому фаза -'.,'щЗСЛрдовагельности запускающих импульсов по отношению к переменно: азу ндпряжению источника определяет долю периода, в пределах которой ' !!зт!~рывшийся тиристор пропускает сигнал.

Тиристор автоматически выхо' . дит из состояния проводгьмости в конце каждого полупериода, поскольку вход. твэр напряжение уменьшается до нуля. Тиристор явлжтся чрезвычайно эффективным и быстрым переключа- ' 'Ющим устройством (типичное время включения 1 чкс). Им можно восполь:,' ':,жваться для управления очень большими мощностями, поскольку р-п пере- в!!эды можно сделать такими, чтобы они выдерживали многие сотни вольт ;;.: !Зри смешении в обратном направлении. При соответствующих размерах р-п 'ттараходсв с помощью тиристора можно г!ереключать токи величиной в сот'ни ампер и при этом на нем падает напряжение всего лишь порядка одного ::;,.'вольта.

Такого сочетания высокого напряжения пробоя с большим эффектив- имя и ~ г к.! Рис. 5.2 Схема простейшего регулятора на тиристоре !!вх ! ! ! ! ! ! ! !и Рис 5.3. Временные диаграммы работы регулятора 73 ным коэффициентом усиления тока нельзя достичь в мощном транзисторе: большой коэффициент усиления тока требует, .чтобы область базы была тонкой, а это приводит к низкому напряжению пробоя. Тирипгор идеально подходит для регулирования мощности переменного напряжения во всем, кроме одного: он является однополупериодным устройством, а э го означасц что даже при полной проводимости используется ~олько половина мощности. Можно включить параллельно два тиристора навстречу друг другу, чтобы обеспечпть двухполупериодный режим работы, однако для этого требуется подавать импульсы запуска на управляющие электроды от двух изолированных, но синхронных источников.

На практике для регулирования мощности переменного напряжения используется двунаправленный тиристор или симистор. Как можно видеть на рис. 5.4, симнстор можно рассматривать как два инверсно-параллельных тиристора с управлением от единственного источника сигнала. Симистор является настолько гибким устройством, что его можно переключать в проводящее состояние как положительным, так и отрицательным импульсом запуска независимо от мгновенной полярности источника переменного напряжения.

Названия катод и анод теряют смысл для симистора; ближайший к управляющему электроду вывод назвали, основным выводом 1 1МТ1), а другой— основным выводом 2 (МТ2). Запускающий импульс все~да подается относительно вывода МТ1 так же, как в случае тиристора он обычно подается относительно катода. Обычно дл» переключения симистора, рассчитанного на ток до 25 А, достаточен пусковой ток 20 мА, и одним из простейших примеров его применения является «твердотельное рене», в котором небольшой пусковой ток используется для управления большим током нагрузки. В качестве ключа Я могут быть геркон, чувствительное термореле или любая контактная пара, рассчитанная на 50 мА„ток в цепи нагрузки ограничивается только параметрами симистора, Полезно отметить, что резистор л, в цепи запуска находится под напряжением сети только в моменты вклюРис.

5.4. Простое «твердотельное релев на симисторе 74 --. ' чеиняоимистора, как только симистор включается, разность потенциалов на розйеторс гх, падает до величины около одного вольта, так что достаточен пцлуввттный резистор 3есьма распространенными применениями симистора являются регуляЭчър' яркости для лампы или управление скоростью вращения мотора. На ,: рнс,.5,5 показана такая схема. Временное положени~ запускающих импульсов 'усвгйнавднвается ЯС-фазоврашателем; потенциометром Л, регулируют яркость , Лампы, тогда как резистор Л, просто ограничивает ток, когда потенциометр уотгннгвлен в положение с минзьчальным сопротивлением Сами импульсы — запуска формируются динистором, который можно представить себе как мало"'ыощный тиристор без управляющего электрода с низким напряженнем лавю»- :.'ного пробоя (около 30 В). Когда разность потенциалов на конденсаторе С ::""..

достигает уровня пробоя в динисторе, мгновенный импульс разряда конден.' 'сатора включает симистор. Яегю сделать автоматический фотоэлектрический выключатель лам...пьг, присоединив параллельно конденсатору С фоторезистор. Сопротивле-:~гне фотоэлемента в темноте велика, порядка 1 МОм, но при дневном свете -:",рНО падает до нескольких килоом так, что симистор не может открыться и "'...' камна выключена.

Если в автоматическом выключателе ручная регулировка йе требуется, то резистор А, можно закоротить На рис. 5. б показано, как симистор управляет мощностью в нагрузке, .. ''Отрезая начальную часть каждого полупериода. Длительность пропущенной 'части зависит от запаздывания пускового импульса по фазе, которое опредедяется суммой сопротивлений Ял Л, и емкостью С В простейшей схеме управления иа рис.

5. 5 фазовый сдвиг не может быть больше 90', так как ис- '.. -йольэуется толью одна ЯС-цепочка. Поэтому такая схема является плохим 4 .регулятором при малой мощности, поскольку в нем могут происходить неоЖщанные скачки от выключенного состояния к полной мощности. Рнс, 5.5. Простейшая схема регулировки яркости лампы на симисторе с фазовым управлением Более совершенная схема приведена на рис. 5.7; включение дополнительной ЯС-цепочки (АлС,) дает больший фазовый сдвиг для лучшего управления при малой мощности. Дальнейшие усовершенствования состоят во введении следующих элементов: (а) дсмпфера с постоянной времени ЯС для предотвращения ошибочных переключений от противо-э.д.с.

Характеристики

Список файлов книги