Гусев - Электроника (944138), страница 9
Текст из файла (страница 9)
С их помощью учитывают требования получения определенной постоянной времени первичной обмотки т = 1.,! Я, 2,',! Яо от которой зависят искажения в области низких частот и возможности реализации подводимой к трансформатору мощности. Эта мощность ограничена максимально допустимым значением магнитной индукции В в магнитопроводе. Величины В и В связаны как с электрическими, так и с конструктивными данными трансформатора, что и позволяет составить таблицу необходимых типоразмеров сердечников.
Так, в частном случае у трансформатора, входящего в состав каскада, работающего в режиме А, необходимые величины В и 1Э находят с помощью формул яг в.у ~ сч, (~ — ~„)' где С--коэффициент, учитывающий число параллельных жил провода обмо тки (С = 0 —. 2,0); р — относительная магнитная проницаемость материала магнитопровода;  — амплитуда переменной составляющей индукции при максимальном сигнале на низшей рабочей частоте; Рэ и т),„- мощность, отдаваемая в нагрузку, и КПД трансформатора. С помощью специальных таблиц определяют типоразмер магнитопровода, выбирая его так, чтобы постоянные В и В были больше значений, найденных в результате расчета. Числа витков обмоток выбирают исходя из условия получения требуемой индуктивности Е', и обеспечения значения магнитной индукции, меньшего допустимог о.
При этом используют формулы х/рв я ' 2хуи',ч,. где 1, и Б,. средняя длина магнитной силовой линии и площадь сечения магнигопровода; ) наименьшая частота. Диаметр провода обмоток И 1мм) определяют исходя из значений их активных сопротивлений В,: Вх0,15 / /и, 1., где („- средняя длина витка обмотки 1 из медного провода. Если трансформатор работает на достаточно высокой частоте (выше сотен кГц), то активное сопротивление провода обмотки увеличивается из-за поверхностного эффекта и эффекта близости.
Для уменьшения влияния частоты на активное сопротивление обмоток их наматывают несколькими скрученными и соединенными вместе проводами (литцендратом). При и этом существенно увеличивается результирующая поверхность, по которой протекает электрический ток на повышенных частотах и уменьшается изменение активного сопротивления обмоток с частотой (на высоких час~о~ах ток протекает по поверхности, почти не проникая внутрь проводников). Для уменьшения собственной емкости используют конструктивные приемы, с помощью которых сводят к минимальным значениям емкость между внутренним слоем обмотки и магнитопроводом и емкости между слоями и обмотками. В частности, применяют секционирование обмоток, специальные типы намоток, электростатические экраны, рациональное заземление и соединение концов, диэлектрики с малой величиной диэлектрической проницаемости.
Импульсными трансформаторами (ИТ) называются специальные типы сигнальных трансформаторов, которые предназначены для трансформации или формирования импульсов напряжения (тока) различной формы. Основным требованием, предьявляемым к ИТ, является требование малых или определенных искажений формы трансформируемого импульса. На рис. 1.20 показаны типичные искажения формы прямоугольного импульса, который передан через импульсный трансформатор. Увеличение длительности г фронта импульса (быстрого нарастания сигнала) обусловлено действием индуктивности рассеяния Е.„и собственной емкости С трансформатора. Относительный спад ) =Лег' /ага вершины импульса объясняется конечным значением индуктивности намагничивания г.т. Важной особенностью работы ИТ является то, что обычно трансформируемые импульсы являются однополярными и поэтому магнитопровод перемагничивают по частному несимметричному гистерезисному циклу, который приведен на рис.
1.18, б. В этом случае он характеризуется импульсной магнитной проницаемостью р„=1хВ1Ньг Из рис. 1.18„б видно„ что величина р„может быть существенно меньше величины 14= В ~Н вследствие того, что ЛВ < В . Для увеличения импульсной магнитной проницаемости 11„, определяющей велиьг0 чину индуктивности импульсного намагничивания Е„, необходимо ис- Д У иге 1 4 гтг — — — — — пользовать в ИТ сердечники с ма- лой величиной остаточной ма~ни~- дуя, ной индукции В„и большой вели- чиной индукции насыщения В,. При йгггг расчете ИТ необходимо также учите, тывать размагничивающее действие — г„ вихревых токов.
Учет этого эффекта достигается заменой уг„на кажущуюся магнитную проницаеРнс. 1.2Ц Прямоугольный нмпульс, переланный через нм- мость 1г„(1т„. Меньшей величине пульсный трансформатор 1з„соответствует и меньшая вели- 42 чина кажущейся индуктивности намагничивания Е„. Величины ц„и С„могут быть не только экспериментально измерены, но и вычислены с достаточной для практики точностью.
Для уменьшения размагничивающих вихревых токов в магнитопроводе необходимо уменьшать толщину пластин, которую следует выбирать в соответствии с выражением б,-а» '", где 6,-- толщина пластины; р,— удельное сопротивление материала магнитопровода; »„— — длительность импульса; а — -коэффициент пропорциональности. Из приведенной формулы видно, что при коротких импульсах необходимая толщина пластин магнитопровода может быть весьма малой (0,05 мм и меныпе). В настоящее время для трансформации импульсов длительностью г„<10 "с при высоких часто~ах их следования в ИТ используют сердечники из феррита — материала с весьма болыпим удельным сопротивлением и, следовательно, с пренебрежимо малыми потерями на вихревые токи. Необходимо отметить, что вихревые токи уменьшают величину индуктивности намагничивания и увеличивают тепловые потери в сердечнике.
Задачей проектирования ИТ является выбор и определение материала, типоразмера магнитопровода, числа витков, конструктивных габаритов обмоток, исходя из условий получения допустимых искажений импульсов и высоких значений техникоэкономических показателей. Материал, габариты, магнитопровода и число витков должны обеспечивать одновременное выполнение следующих условий: 1) 1.,) " ' ' -, 2) ЛВ<(В,— В„). Ф~ ~ л2)~' Здесь но»ч и'Ф.к.
2 Еэ А1 г1+Аг' Ах (Г2+Ан)Л Л»» 1~ 1» 2 (г„гз, А„, А„активные сопротивления первой и второй обмо~ок, источника сигнала и нагрузки; К,— коэффициент заполнения сталью площади сечения магнитопровода В,, имеющего среднюю длину магнитной силовой линии 1,). Первое условие определяет допустимый спад вершины импульса, а второе обеспечивает отсутствие насыщения сердечника. После окончания конструктивно»о расчета ИТ вычисляют величины Е, и собственной емкости, определяющие искажение импульса в области малых времен, т. е.. в частности, величину»,. Отметим основные конструктивные особенности ИТ, являющиеся следствием стремления максимально уменьшить искажения импульса.
Так как величины 1.„и Е, пропорциональны квадрату числа витков, но величина индуктивности Л, (в отличие от величины Е,) не зависит от магнитной проницаемости 1т„, то в ИТ стремятся использовать материалы с возможно большей величиной 1з„. Большая величина 1з„позволяет получить необходимую величину У.„при меньшем числе витков и выполнить обмотки однослойными, равномерно распределенными по магнитопроводу. Для уменьшения величины собственной емкости ИТ необходимо начала (концы) однослойных обмоток приближать друг к другу и отдалять высоковольтные обмотки от магнитопровода.
Желательно также оставлять магнитопровод незаземленным. Обычно в ИТ малой мощности используют тороидальные магнитопроводы с очень малым магнитным полем рассеяния. В вычислительной технике широко используются импульсные трансформаторы на магнитопроводах с прямоугольной петлей гистерезиса. Для многих условий разработаны и спроектированы импульсные трансформаторы малой мощности, которые нормализованы и серийно выпускаются промышленностью. Полное условное обозначение унифицированных трансформаторов состоит из букв русского алфавита, указывающих на его тип, и последующих цифр, характеризующих основные параметры. Применяют следующие буквенные обозначения: ТА —. трансформатор питания анодных цепей; ТН вЂ” трансформатор питания накальных цепей; ТАН вЂ” трансформатор питания анодно-накальных цепей; ТПП вЂ” трансформатор питания устройств на полупроводниковых приборах; ТС трансформатор питания бытовой аппаратуры; ТТ трансформатор питания тороидальный, ТВТ вЂ” трансформатор входной для транзисторных устройств; ТОТ вЂ” трансформатор выходной для транзисторных устройств; ТМ трансформатор согласующий маломощный; ТИ- трансформатор импульсный; ТИМ -.
трансформатор импульсный маломощный. Так, например, маломощный трансформатор питания электронной аппаратуры, который может подключаться к напряжениям 127 и 220 В с частотой питающей сети 50 Гц, имеет обозначение ТА15-127/220-50. Осноаиые параметры арансформаторон питании 1. Номинальное напряжение первичной обмотки Го 2. Номинальный ток первичной обмотки 1о 3. Напряжение вторичной обмотки С',.
4. Ток вторичной обмотки йо Л2 Е кгц Рис. !.23, Харак ~пристани пьенотраисформатора и нас~иннин, 6 аннан Окна» трансформации в несколько со~си и более. Такие трансформаторы не обладают широкополосностью и хорошо работают только на определенных резонансных частотах (рис. 1.23, а ). При закреплении пьезоэлемента в корпусе крепежные узлы располагают в местах минимальной амплитуды механических колебаний.
Амплитудная харак.геристика пьезотрансформатора имеет существенную нелинейность 1рис. 1.23,6). Поэтому он не может быть эффективно использован для точного преобразования сигнала. Однако в цепях, где не требуется особая точность, а важен лишь высокий коэффициент трансформации при малой отдаваемой мощности (до 5 Вт), они могут успешно конкурировать с трансформаторами электромагнитного типа. Существует граничная напряженность электрического поля, превышение которой приводит к перегреву пьезоэлемента, что снижает надежность пьезотрансформатора. Поэтому допустимую напряженность следует выбирать в зависимости от материала и допустимого перегрева пьезотрансформатора. ГЛАВА 2 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ЦЕПЕЙ я 2Л, ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ К полупроводникам относятся материалы. которые при комнатной температуре имеют удельное электрическое сопротивление от ! О до 1О'о Ом см 1в полупзповодниковой технике принято измерять сопротивление 1 см материала).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
