ivanov-ciganov2 (558065), страница 64
Текст из файла (страница 64)
При насыщении переключающегося трансформатора составлякицая тока коллектора силового транзистора, идущая на возбуждение, возрастет до /л=(ил/Рл) ил/Ели=О 0159 А. Таким образом, рост тока коллектора силового транзистора, получакицийся при насыщении переключающего трансформатора, настолько мал, что изменение фактической степени насыщения транзистора можно не учитывать.
Поскольку допустимое напряжение бава — змиттер больше напрюхения иа вторичной обмотке переключающего трансформатора, ограничительные диоды в цепь базы включать не нужно. Если бы в схеме стояли ограничительные диоды, то по каждому из резисторов яе протекал бы ток как при открытом, так и при закрытом транзисторе силовой цепи. Из-за етого пересчитанное в первичную обмотку трансформатора Тр, сопротивление базовой цепи было бы в два раза меньше, чем получилась в отсутствие диодов.
Найдем теперь по (13.48) время рассасывания заряда неосновных носнтелей в базе транзистора силовой цепи: Тг т — — т, !пйе=0,8 1п (5 —: 16)=! 3 —:2,23 мкс. Будем пока считать, что постоянная времени переключающих базовых цепей силовых транзисторов меньше постоянной времени транзистора. При атом время спада коллекторного тока транзистора будет определяться самим транзистором, а не переключающим трансформатором. Постоянная времеви диода ДЗ!О меньше постоянной времени транзистора. Следовательно, время рассасывания заряда в базовой области диодов выпрямителя определим по (13.51): Тп х — — Зтт:=2,4 мкс. Ввиду малости времени Тр, и Тю можем выбрать повышенную часппу переключения в ннверторе, что благоприятно скажется на габаритах трансформаторов Тр, и Тр,.
Пусть часчота переключений будет 40 кГц. Период колебаний 2Т при атом будет иметь длительность 25 мкс. Определим длительность линейных процессов в схеме инвертора: Т„= Т вЂ” Те л — Тз -- — - 12.5 — 2,4. 2,23 8 мкс. Выбираем сердечник трапсбюрматора Тра типа ОЛ!2714-3,из пермаллоя 79НМ Этот сердечник имеет сечение ! М 3 = 3 мм, козффипиент заполнения сече. ния металлом 0,7. индукцию насыщения 0,7 Т. Исходя из зтих данных, определим число витков в первичной обмотке Трз: Т,()~ 8 10 а ° 5 2Вг8з 2.0.7 0,7 3.!О з Выбираем пьг = 14 виткам и тогда Т„= 8,25 мкс. Из-за разброса хозффициентов уснленйя транзисторов период колебаний инвертора будет величиной нестабильной. Максимальная величина полупериода окажется равной Т „=-8,25+2,4-1-2,23=12,9 мкс, а минимальная Тю!и =8 25+2 4+1,3=12 мкс.
Соогветстиенно частота колебаний будет лежать в пределах 39,8; 41,7 кГц. Число витков во вторичной обмотке трансформатора Тд, при принятом его коэффициенте трансформации 0,5 должно бьггь равным семи. Проверим, как апрацпывается принятое выше допущение о малости постоянной времени цепи возбуждения транзистора. Для етого подсчитаем йндуктввносгь насыщенного трансформатора Трю приведенную к его первичной обмотке.
Относительную магнитную проницаемость иасьпценного сердечника трансформатора рп примем равной 700. Тогда в$,5~ !4з.0.7 ° 3 1О з ).м=1256.10-вр„а з' з — 1256.!О-з.700 ' ' ' ' 88„10-з Г. 41 ° 10 з Отсюда постоянная времени переключающей базовой цепи равна та=(яг -в, =0,077 мкс«-0,8 мкс. ()Гл + )Гб) Йз)гб Предположение оправдалось, следоватевьно, вычисление величины Тр,, проведено правильно. Малые величины перепада напряжения на выходном конденсаторе выпрямителя не оказывают заметного влияния на величину его выходного напряжения. Позтому выходное сопротивление преобразователя определится сопротивлением часыщенных транзисторов, открытых диодов выпрямителя и омическим сопротивлением дросселя фильтра.
Примем омическое сопротивление дросселя фильтра равным 1 Ом. тогда К „=П „~п~! +2г +г =0,734з. (0,3)0,37)+0,34+1=1,78 Ом. Глава Х('ч' Первичные источники электрической энергии В з4Л. Химические источники электрической энергии Химические нсгочннкн тока (гальваннческне элементы н аккумуляторы) — одни нз стаоейшнх источников электрической энергии. Ло наЧгоящего времени анн продолжают занимать видное место в питании бортовых радиоустройств. Несмотря на долгую, более чем столетнюю, историю, химические источники электрической энергии с успехом совершенствуют. Так, за последние тридцать лет удельная энергия ряда нсгочннков возросла более чем в 5 раз.
Улучшения достигаются за счет усовершенсгвовання конструкции нзвестных элементов н применения новых веществ для электродов н электролитов. Одной нз важных характеристик химического источника тока является разрядная емкость, определяемая количеством электричества (зарядом), который можно получить от этого источника. Заряд Я прн токе нагрузки 1„(7) определяется интегралом: Я= ~ 1„(1)с(1, (14,1) о где 1р — время протекания тока в нагрузке (время раарядкн). Эйергня, которую отдает в нагрузку источник, определяется как током источника, так н напряжением на нагрузке ия (7): г' В'= $ и„(1)1,(г)гЫ. (14.2) о. Средняя за время разрядки мощность, отдаваемая источником в нагрузку Р, также характеризует способность его работать на ту нлн иную нагрузку: Р ( 1/1р) ~ и (1) 1 (1) г(7 о Разрядку источника считают законченной тогда, когда напряжение на нагрузке, уменьшающееся в течение всего процесса разрядки, достигает некоторой величины, называемой разрядным напряжением.
Поэтому во всех трех формулах время разрядки 1 зависит от среднего гока (сопротивления) нагрузки, т. е. от режима работы источника. Приведенные характеристики являются определенными интегралами и, следовательно, зависят от своего верхнего предела — времени разрядки, т.
е. от режима работы. Эта зависимость возникает из-за бга задельная маа7ноппь 8ярам 8 а) Д Рве. 14. К Удельные массовые (а) н объемные (б) хврактервстнкн хнмн- ческнх ксточннков тока: 1 — ртутно-цннковые влементы: у — серебряно-цннковые аккумуляторы; 8 — мврганцово-цннковые герметнчные влементы с нселочным влектролнтом; 4 — никель-цинковые акнумуляторыг 8 — бевламельные ннкель кадмневые аккумуляторы; б — ккслотнйе аккумуляторы; 7 — лаыельные кнкель-кндмневые аккумуляторы; 8 — медно-магнневые батарея; 9 — прессованные ннкель-кацмневыс аккумуляторы; 18 — марганцово-цннковые влементы сгаканчнковой конструкции: 11 — марганцово-цннковые влементы галетной кон- струкцнк ограничений в скорости протекания химических реакций. Так как в химических источниках тока в электрическую энергию превращается химическая энергия окислительно-восстановительных процессов, то при быстрой разрядке не вся масса имеющихся в источнике химических веществ успевает прореагировать и отдаваемые в нагрузку заряд и энергия уменьшаются.
Наиболее наглядно свойства источника представлены зависимостью удельной энергии источника от его удельной мощности (рис. 14.1). Аналогичные зависимости уже были приведены для одного из типов аккумуляторов в гл. 5. Заданному времени разрьщки (работы) источника на графиках рис. 14.1 оютветсгвует прямая, проходящая через начало координат. ~~ бп „б7 Ъ га ъ о Удмьгтая маагнаппй бю(иГ , збб чц а зла й гбо гч 160 чы уга цт Она тем круче, чем больше время разрядки. По этой прямой легко определить, какой из типов источников будет при данном режиме обладать наименьшими весом и объемом. Те химические источники, у которых после разрядки возможно восстановление израсходованной энергии при пропускании через них тока с направлением, противоположным разрядному (зарядного тока), называют аккумуля- 6 т о р а гл и.
Заряд гальванических элементов удается вост,а сгановить после разрядки лишь на небольшую по сравнению с первоначальной велн- 44 чину. По этой причине у элементов используется только один первоначальный разрядный цикл. Для характеристики восприимчивости заряда аккумулятором вводят понягк тие отдачи по емкости, опредеРнс. 14.2. Разрядные кривые химических исгочников тока (обозначении те же, что н ляемое, как отношение равна 11ис. 14.1) рядной емкости к зарядной.
Сохранность и срок службы химического источника -г тока во многом определяется егосаморазрядкой,т.е. уменьшением заряда источника во з времени при отключенной нагрузке. Возможность сопряжения химического источника тока с нагрузкой или сопряжения гальванического эле-го а га аа мента с аккумулятором опреТегагелиэттла, Ъ' деляется разрядной кривой Рис. !4.3. зависимость удельной энергии хн- рис. 14.2, которая показывает мических источников тока от температуры изменение напряжения На вЫ- (обозначении те жс, что и на Рис. !4 1) . ходе источника при разрядке. Пологая разрядная кривая позволяет иногда обеспечить достаточно постоянное напряжение на нагрузке без дополнительных стабилизаторов. Все названные характеристики химических источников тока заметно меняются при изменении рабочей температуры. С уменьшением температуры удельные весовые и объемные характеристики всех источников ухудшаются (рис.
14.3). Наиболее резко падакгг с уменьшением температуры показатели самых хороших (при комнатной температуре) ртутно-цинковых элементов и серебряно-цинковых аккумуляторов. При температуре — 40' С они становятся даже самыми плохими. В наименованиях химических источников тока указывают материалы электродов, вид электролита (кислота или щелочь) и его конструктивные особенности. , ка аа „" ба ~й аа ч " гв -я ыа Не разбирая устройспю химических источников н протекающих в ннх химических реакцнй, остановимся на показателях наиболее распространенных нх типов. 1.
Марганцово-цннковые элементы (рнс. 14.4) отличаются малой стоимостью, достаточно широким температурным диапазоном, хорошей сохранностью. Вместе с тем онн обладают наихудшими нз всех элементов разрядными н наименьшими удельнымн массовыми характернстнкамн. Напряжение на выходе марганцово-цннкового элемента в процессе разрядки (см. рнс. 14.2) непрерывно н довольно круто падает. С ростом разрядного тока (мошностн) удельная энергия марганцовоцинкового элемента резко падает.
Так, прн увеличении удельной мош- 1 1 с б 4 ' б 2 7 б Рис. 14.5. Конструкция ртутно-ципко. ного элемента: Рис. 14.4. Конструкция га. летного марганцоно-цинконого элемента: l — крыыка; Х вЂ” отрицательный электрод Гцпнковые опилки);  — корпус; а — положительный электрод; б — резиновое кольцо; 6 — сепарэтор; 7 — бумажная диаэрагма I — цинковая пласгнна с влек. тропровсдяМнм слОем: у — положительный электрод: а — пористая перегородив, пропитанная электролитолс  — бумажная прокладка; Б хлорвиниловое кольцо ности 0,2 †: 2 Вт на килограмм удельная энергия такого элемента сннжается более чем в четыре раза. Выпускают марганцово-цннковые элементы двух консгрукцнй: стаканчнковой (цнлнндрнчсской) н в виде параллелепнпеда нлн диска (галетной). Последние имеют большую поверхность электродов, нз-за этого обладают несколько лучшими мошностнымн характернстнкамн. Новые марганцово-цннковые элементы со шелочным электролитом (в обычных элементах электролит солевой) выпускают герметнзнрованными.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
