Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 12
Текст из файла (страница 12)
2. Задана треб)сипя гз ч ость Р,„„и выбран АЭ с номинальной мощностью, превыша,ощси Р„в. Напрягкепие Ен те задано, Здесь Рис ЗЗ Импульсы тока и напрягкення на акыщиом влсмснте при двух значениях угла отсечки и постоянной мощности Рг при выборе 0 можно стремиться к получению макаимального КПД активного элемента т)а, Предположим сначала, что ограничения на 1и„ и напряжения отгттствуют, и рассмотрим, как меняется ц, при изменении О, сали Р„,„ фиксировано (рис. 3.3), С уменьшением О высота импульса 1к„ н остаточное напряженгге на коллекторе мкэ мии «р = 1гси(оир растуг, в (у„„р и 4„р падают.
КПД г), = 0,5 д, (01 каир при ) агеньшеннн О ог 180' сначала возрастаег, поскольку $„р почти йе изменяется, а кгг (О) растет (рнс. 3.4, а). Однако при О ( 70...80* увеличение дг (О) уже незначительно, а падение $„о, вызванное ростом 1км и икз ив, становится более быстрым. Поэтому в области очень малых О уменьшение угла отсечки вызывает уменьшение КПД.
Существ)ет оптимальное значение О„„при котором КПД максимален (рпс. 3.4, а). В реальных АЗ оно лежит в пределах от 50 до 80 и зависит от З„в и Г„. Из рис. З.З видно, что уменьшение 0 при постоянном значении Р„,„сопровождается ростом 1км, причем предельное икачение 1кя,„, г.ожет быть достигнуто раньше, чем оптимальное значег пе О. С другой т)ас,у г'1 1,р ДЗ йв р К Сг-„ур уа 11а 111 В' ((ру а) 6 рис 34 Зависимости КПД активного влементи и ковффиаиепга усиленав но мощносги о~ «гаа отсечки стороны, с уменьшением 0 растет максимальное обратное напряжение иа входе. Значение О, при котором )Е, — (7„) равно допустимому (уэв „, также может оказаться больше оптнмаляного, Таким образом, эти ограничения не позволяют достигнуть максимального КПЛ. Кроме того, с уменьшением 0 и увеличением (к„напряжение возбуждения (у„растет быстрее, чем падает 1-я гармоника тока базы 1в,.
Поэтому коэффициент усиления по мощности Кр при малых 0 может снизиться настолько (рис. 3.4, б), что потери, связанные с ростом мощносги предыдущего каскада, превысят выигрыш в КПЛ выходного каскада. Учитывая изложенное, рекомендуется выбирать 0 ) 0„, в интервале 75...90'. Меньшие значения 0 следует брать, если Кр каскада достаточно велик и АЭ может пропустить требуемый импульс тока. Вопрос о наиболее выгодном выборе Е возникает при неполном использовании АЭ по мощности. Поскольку мощность Р, задана, мож~ з добиться наибольшего КПЛ т),. Лля этого целесообразно сохранить номинальное значение Е„ и недоиспользовать АЭ по току. Тогда $„р и т)и возРастают за счет УменьшениЯ остаточного напРЯжениЯ на выхода и, м мин ир = 1к„,(Б„р.
Исключение составляет ламповый каскад, работающий па достаточт о больших частотах. В этом случае возникают затруднения с реализацией повышенного иэ-за уменьшения тока сопротивления нагрузки 17„„р — -- (у„„р11го Тогда отдают предпочтение режиму с полным использованием лампы по току и недоиспользованием по напряжению. З.б. РАСЧЕТ РЕЖИМА ТРАНЗИСТОРА В КПЮЧЕВОМ ГЕНЕРАТОРЕ Чтобы решить вопрос о целесообразности использования ключевого режима в проектируемом ГВВ, необходимо рассмотреть основные энергетические характеристики реального транзистора в этом режиме, порядок расчета режима и сравнить по энергетическим показателям ключевой режим с исследованным ранее режимом при гармоническом мкэ (т) При анализе форм токов и напряжений в з 2.9 транзистор рассматривался как идеальный ключ. При выходном напряжении, аналогич.
ном показанному па рис. 2.26, г, рассеиваемая па коллекторе мощность равна нулю, а Ч, = 1. Указанную форму можно создать, используя режим глубокого насыщения транзистора в течение части периода либо критический режим, если возбуждение на входе подобрать так, чтобы коллекториый ток 1к (т) повторял по форме ток ключа 1н, (т) на рис. 2.26, б. При этом остаточное напряжение иа транзисторе (неидеаль- ИОМ КЛЮЧЕ) рааио ПКЭ „ни = 1К„,/Янр И ПотсрИ МощНОСТИ На НЕМ НЕ равны нулю. При условии (к (т) = 1„(т) формы остаточных токов и напряжений на рис. 2.26 не изменятся, только кривая икэ (т) будет приподнята на величину икэ „„и (рис.
3.5), Поэтому вместо (2.124) для реального транзистора получим следующее выражение для постоянной составляющей напряжения питания цепи коллектора: Ен = икэмин + (и кэманр — икэ мин)мир (0и). (3.24) Идеальную форму коллекторного тока со скачком на спаде (сплошная линяя на рис. 3.5, а) можно создать лншь при бесконечном всплеске управляюще. го тока, который реально недостижим. Замена идеального импульса реальным, например косннусондальным т, у (штриховая линия на рис.
3.5, а), при-, „( ээ) водит к некоторому искажению формы выходного напряжения. Выберем угол отсечки 5 и высоту косинусоидального 0 ',Г нмпульса (к„так, чтобы его площадь Ю равнялась площади идеального импуль- лхэ са эн„(ч), а площадь модуля разности Еаэнхэ зтнх нмпульсов Л(с энл (т) эк (т) была минимальна (рнс. 3.5, б). Тогда форма выходного напряжения в обла.
стн отсечки останется прежней Это следует нз того, что не меняется ток („(т) заряда емкости С. Разность э„л — (к пойдет на заряд емкостн С и„„„ прн открытом транзнсторе и определит э т колебания и э (т) вокруг среднего уровня иКЭ„„„(штриховая лнння на рис.
3.5, в). Можно показать, что зтп колебания незначительны н уменьшаются, если транзистор заходит в область насыщения, Поэтому при расчете клю. чевого генератора, работающего хотя бы с незначительным заходом в зту область, можно использовать результаты, полученные для идеальньгх импульсов При расчете ключевого генератора на заданную мощность в вависимостн от конкретных условий считают известными лнбо амплитуду нмпульеа коллектор- ного напряжения икэ„,к, либо напряжение источника питания Е .
Ржимотрим сначала первый случай Пусть максимальное напряженке на коллекторе ограннчено значением (Э . Тогда при выбранном угле проводимости эп напряженке Ен опред»- КЭ шнх' ляется (3,24), а постоянная составляющая тока /ко находится ив (2.115): (3.25) тх "кэ (ч) экл (т) э(т=эко мкэ мин о ость Р, = Рн — Р ао и в критическом режиме рао получаем уравненне для высоты импульса тока (Скэ „)км круЗкр) щэ, о "ээ, о ! Р 2н (3,27) ЭЭКЭ ннн кр ~кн нр' полезная мощн э Кн ар~~ар' ~км« (3.23) Получим уравнение критического режима транзистора н найдем из него велнчи- НЫ "Квминкр " )К и кр' Мощность, потребляемая генератором от источника витания, "=Ел'ко=("кэ м.н.— нкэ м н) 'км аэо (йп)+'ко "кэ мн„. Учнтывая, что рассеиваемая на коллекторе мощность Рр с определяется выра- жением Решим его относительно ?и„„, выбрав меньший из двух корней! = 0,65»в УКЭ вЂ” — ' ° (3.29) 4Р, З«о !'кэ „,„, "гз "ггз т)з = Рт?Р» (3 ЗР) от угла проводимости 8 при постоянной колебательной мопгности.
Из (3.267 и (3.28) получим (! — ?км р/(З«р(?кэпа„)1 "и в т(« (3 3!) "77, з+(! "77 з) ?к,р?(З«р (7кэ „,) На рис. 3,6, б сравниваются зависимости г)з от Оп и О при двух значениях мощности для ключевого и гармокического режимов КПД ключевого генератор» имеет некритичный максимум при Оп = 60'. В области О = 60 ... 100 КПД меняется незначительно.
С ростом Рт КПД в обоих режимах уменьшается, при чем в ключевом режиме т)а падает быстрее и при 32Р«7(З«р(?дню»«) > 0,3 этот режим уступает по КПД гармоническому (рис. 3 ?), Чтобы пояснить такой, на первый взгляд, неожиданный результат, срази«ч значения пи«4 актива коллектооного напряжения П = Укэю, 7Е в обоих 5«»»»Р: 77»»»»«» Р,5 й! И 5Р 577 И 7?) 720 Вй 0»,б Р 52 Щ УР 775 750 Овй й,) Рис 36 Зз«испмосгп нормированной высоты импульса тока (а) и КПД (б) от )гла проводимости О» в ключсвом ( — — ) и гармоническом ( — — — ) режимах при постоянных значениях п«ко«ого наппяжения иа коллектоое и мощности Р, Рассмогрнч зависимости нормированной высоты импульса тока 2! Км «р 8«р(?кэм„пт О ПРИ фИКСИРОВаННОМ ЗНаЧЕНИИ НОРМИРОВаННОй МОЩНОСтп 32Р«75«вЬкэ ~»««(рис.
3.6, а, формула (3.29)), При 8п = 90' коэффициенты а о, аггее МЗК»нчаЛЬНЫ И ЗаДаииаа МОШНОСтЬ Рд ГЕНЕРИРУЕтеи ПРИ МяиниаЛЬНОй высоте кмпульсз тока, причем значение минимума возрастает при увеличении Ры Очевидно, что заданную мощность можно реализовать лишь в том интервале углов 8„, где подкоренное выражение в (3.29) положительно, а импульс тока ие превышает ?к,„.
Граничные значения Оп можно найти с помощью рис 2.2?. В области О„= 60 ... 100' амплнтуда тока слабо зависитотО . Аналогичные зз. аисимости ! для генератора с гармоническим напряжением на коллекторе Км «р при тех же Рг, показанные на рис. 3.6, и штриховой линией, идут, кзк правило, ниже, чем у плю шевого. Это означает, что та же мощность в гармоническом режиме получается при меньшей высоте импульса тока, чем в ключевом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
