ivanov-ciganov2 (558065), страница 58
Текст из файла (страница 58)
г» .л» (13.30) Сумма токов двух диодов дает ток, протекающий через дроссель фильтра„ т. е. т/„„. Определив из этих соотношений токи диодов, получим: ~р 1,т — — О,блг/„„[(ИФ-(-1) е '»'» — И, (-1»!, а) (13.31 ) 1де = 0*бгл/кн (2йф+ 1) (1 е»). (13.32) Скорость спадания тока запирающегося диода Д, здесь в два раза меньше, чем в ранее рассмотренной схеме с выпрямителем, нагрузка которого начинается с емкости. Поэтому для времени рассасывания неосновных носителей заряда в диодах выпрямителя имеем 7р д 1,31 т 4т,'т,/(2йф+1) (13.33) при т„) 14 т»/(2АФ -(» 1) и Tр „0,31т„+2,4т,/(2йф+1) (13.34) при х„( 14 т»/(2АФ +'1). »л Выброс обратного тока диодов в данном случае меньше, чем при выпрямителе, работающем на нагрузку, начинающуюся с емкости, и равен /„, = т/„„[1,31 1)'т, (И, + Ц((2т,) — 1~ (13.35) / „тГ„„10, 16 (И, + 1) т,/т, + 1, 2) (13.3б) при соответствующих соотношениях скорости спада обратного тока и постоянной времени диода. После запирания ранее открытых диодов напряжение па выходе скачком меняет свою полярность, причем смена полярности сопровождается возникновением затухающих высокочастотных колебаний.
Эти колебания получаются из-за перезаряда индуктивности рассеяния трансформатора, межвитковых емкостей и емкостей монтажа, паразит- ных индуктивностей выводов деталей„монтажа н т. д. В мощных преобразователях они являются интенсивными источниками радиопомех, иногда нз-за этого приходится отказываться от применения схемы выпрямителей с нагрузкой, начинающейся с индуктив~юсти в преобразователе. Итогом рассмотрения процессов в преобразователе, содержащем инвертор с независимым возбуждением, является выясгжние зависимости коммутационных процессов от параметров транзисторов и диодов, входящих в его схему. Длительность интервалов рассасывания неосновных носителей заряда в транзисторах инвертора и диодах выпрямителя зависит, помимо всего прочего, от величины фактического коэффициента насыщения транзистора и, следовательно, от значения 11 конкретного экземпляра транзистора.
От длительности интервалов рассасывания зависят и значения выбросов токов транзисторов и диодов. э Из-за большого разброса коэффициентов р у транзисторов инвертора в схеме преобразователя может возникнуть значительная асимц„и метрия,, что приводит к постоянному подмагничиванию сердечника трансформатора. ~лг ~ с Особенно заметной она станосдг вится при высоких частотах генерируемого ипвертором над пряжения. Связана это с тем, Р . ~З.1З *гго из-за малой длительности периода коммутационный процесс занимает заметную его часть, а асимметричны в схеме именно коммутационные процессы.
Насыщение трансформатора приводит к резкому возрастанию коллекторных токов транзисторов и выходу их из строя. Значительно повышаются при высоких частотах и требования к симметрии обмоток трансформатора преобразователя. Особенно это относится к преобразователю с выпрямителем, нагрузка которого начинается с емкости. Если напряжения, снимаемые со вторичных полуобмоток трансформатора (изг и и,, на рис. 13.13), неодинаковы, то отпирание второго диода произойдет не в начале полупериода, а значительно позже при б = 1„„, когда снижающееся напряжение на выходном конденсаторе станет равным 1/,э — У„р.
Различная длительность импульсов токов диодов приводит также к возникновению постоянного подмагничивания трансформатора. Уменьшение емкости выходного конденсатора снижает подмагничивание трансформатора из-за асимметрии обмоток, а для симметрирования коммутационных процессов иногда приходится в схему вводить дополнительные элементы или специально подбирать транзисторы с равным р. Таким образом, становится ясно, что избавиться от выбросов в импульсах коллекторных токов транзисторов инвертора с независимым возбуждением можно только одним способом — задержкой открывания одного из транзисторов до момента закрывания другого. Это условие выполняется, если транзиегорами инвертора управляют несимметричными импульсами или импульсами с нулевой паузой. Оба способа сопряжены со схемиыми трудностями при создании возбудителя и не дают хороших результатов при изменяющейся нагрузке инвертора.
Время отключения зависит от величины тока коллектора транзистора, поэтому и величина паузы или задержки в открывании транзистора должна меняться с изменением тока нагрузки инвертора. Иногда для устранения сквозных токов в цепь базы транзисторов инвертора включают специальные дроссели насыщения, приводящие к задержке включения транзистора (рис.
13.14, а). Но и в этом случае 9) Рис. 13.14 задержка получается постоянной. Свободна от подобных недостатков схема инвертора рис. 13.14, б. В ней напряжение, снимаемое с дополнительных обмоток ш, трансформатора инвертора, используется для задержки открывания транзисторов. Оио не позволяет открыться транзистору до тех пор, пока не изменится на противоположную полярность выходного напряжения. Поэтому только после отключения транзистора одного из плеч включающее напряжение появляется на базе транзистора другого плеча. При отключении транзистора запирается диод, стоящий в схеме, и напряжение, снимаемое с дополнительных обмоток, не попадает на базу. В такой схеме инвертора импульсы коллекторного тока не имеют выбросов, а выходное напряжение — нулевых пауз.
Коммутационные процессы в ней, по существу, отсутствуют. Другая схема с улучшенной коммутацией (рис. 13.14, в) содержит более простой трансформатор, но четыре дополнительных диода. :Диоды Дг и Д, предохраняют силовые транзисторы от большого запи- раюшего напряжения на промежутках эмиттер — база. Диоды Д, и Д, не дают транзисторам полностью открыться до тех пор, пока ранее работавший транзистор не запрется. Так,'если открыт транзистор Т„то к диоду Д, приложено совсем небольшое запирающее напряжение. Смена полярности напряжения возбуждения приведет к появлению на базе Т, положительного напряжения и отпиранию диода Д,. Ббльшая часть управляющего напряжения из-за этого будет падать на резисторе, стоящем в базовой цепи Т .
После запирания Т, напряжение на его коллекторе повышается и диод Д4 запрется. Теперь транзистор Т, перейдет в состояние насыщения. $13.$. Свмовозбуждвющиесв инверторы з Приведенная на рис. 1ЗА схема самовоэбуждаюшегося инвертора обеспечивает получение переменного напряжения с хорошей формой, т. е. с крутыми перепадами и малыми всплесками на плоской части импульса. Называетсяоиа с хе м о й с н а с ы щ а ющ и м с я т р а н сфо р м а т о р о м. Переключение транзисторов в ней происходит из-за насыщения сердечника трансформатора.
Для получения крутых перепадов в выходном напряжении материал сердечника трансформатора должен иметь четко выраженное насыщение, боль- С шую магнитную проницаемость в нека насыщенном сосгоянии. В том случае, когда инвертор применяется. как возбудитель, его иФ~ основной нагрузкой являются сопротивления резисторов, стоящих в цепях возбуждения транзисторов усигг ~ "'х лителя мощности. Рассмотрим процессы, происходяшие в инверторе при его работе на омическую нагрузку (рис. 13.15). Рис. 13.15 При подаче напряжения питания оба транзистора оказываются открыгыми благодаря смешению, подаваемому на их базы с делителя напряжения (резисторы й, и 1(Д.
Однако из-за нендентичности транзисторов ток одного из них будег больше тока другого. Разность токов двух транзисторов трансформируегся в нагрузку, поэтому на обмотке юм а следовательно, и на всех других обмотках грансформатора появляется напряжение с той полярностью, какую создает источник Е„, действуя через транзистор с большим током. Из-за этого па обмотках обратной связи получается напряжение, открываюшее транзистор, имеюший больший ток, и он переходит в состояние насыщения, а транзистор с меньшим током — в состояние отсечки. Этот процесс пресекает лавинообразно. После насьпцения одного из транзисторов к соответствукхцей полу- обмотке .трансформатора будет приложено почти все напряжение первичного источника.
Индукция в сердечнике трансформатора станет нарастать линейно со скоростью г/В/с// = (ń— (/„„)/(Яв~), (13.37) где (/„„— падение напряжения на насыщенном транзисторе. В инверторе начинаегся линейный процесс. Он продолжаегся до момента /„ когда индукция в сердечнике дорастет до значения 8,— индукции иасьацения. После этого сердечник перейдет в состояние магнитного насыщения и в инверторе начнется коммутационный процесс. Ток коллектора станет нарастать (рис. 13.1б, а — д) из-за увеличения тока намагничиваниятрансформатора. ,э При этом степень насыщения транзисгора падает. Заряд иеосновных 'гг ьг /г гг/ носителей в его базе уменьшается. В момент /,' коллекторный ток транзистора возрастаег настолько, что последний выйдет из состояния //г ф~ насьпцения, падение напряжения на нем начнет расти.
Это приведет к уменьшению напряжения на пер- Х вичной полуобмотке трансформато- г/ ра, положит начало этапу запирания ранее открытого транзистора. Трап- з(г зистор запрется к моменту времени /, (рис. 13.1б, а). Ь /г При запирании транзистора сер- г) дечник трансформатора размагничи- з вается, что приводит к появлению на Юг обмотках послеимпульса с поляр- // постыл, противоположной той, которая была у сущесгвовавшего ранее напряжения. Это вызывает отпирание ранее запертого транзистора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
