Объяснения к курсовому (987756), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

При анализе процессов в исследуемой схеме принимаются следующие упрощающие допущения.

Допущение 1. Схемотехника устройств, где используются компараторы, - такова, что всегда оказывается выполненным соотношение φ_вх - φ_вх¯ ≠ 0. Поэтому компаратор может находиться в одном из двух возможных состояний, — "1" или "О".

Допущение 2. Сопротивления входных цепей компаратора бесконечно велики, т.е. равны нулю входные токи.

Допущение 3. Компаратор безинерционен, и его переход от одного состояния к другому происходит без задержки во времени.

2.1.5. Таймер.

Таймер является многополюсником. Он имеет четыре сигнальных входа (выводы 2, 4, 5, и 6) два выхода (выводы 3 и 7), а также выводы 1 и 8 для подключения источника питания. Вывод 1 рассматривается как "общая точка". Относительно нее заданы потенциалы всех других выводов многополюсника, причем φ₈=Е , где Е - напряжение источника питания. Между выводами 7 и 1 включена выходная цепь npn-транзистора, который является "внутренним" для таймера.

Таймер может находиться в одном из двух устойчивых состояний: "1" или "О".

В состоянии "1": r_3-1 → ∞; r_3-8 = r_вых; r_7-1 → ∞.

В состоянии "О": r_3-1 = r_вых; ', r_3-8 → ∞; r_3-8 = r_кн, где r_кн - сопротивление выходной цепи "внутреннего" транзистора, работающего в режиме насыщения.

Сигнальными входами таймера являются:

вход установки состояния "1" (вывод 2);

вход установки состояния "О" (вывод 6);

вход для подачи управляющего напряжения 1 (вывод 4);

вход для подачи управляющего напряжения 2 (вывод 5);

Свойства таймера.

Если вывод 4 подключен к электрической цепи, которая является "внешней" по отношению к таймеру, а вывод 5 не связан ни с какой цепью, то φ₅ = 2 φ₃ / 3. В частности, если соединены выводы 4 и 8, то φ₅ = 2 Е / 3.

3. Анализ электрических процессов в устройстве при скачкообразном

возникновении напряжений между шинами питания.

Анализ электрических процессов следует проводить отдельно для первой части, не включающей в себя силовой транзистор (до входной цепи этого транзистора), и для второй части, которая содержит силовой транзистор и элементы, подключенные к его входной и выходной цепям. При анализе процессов во второй части устройства выходную цепь первой для каждого из двух ее возможных состояний следует заменить простейшей эквивалентной схемой (генератор напряжения, соединенный последовательно с сопротивлением, или генератор тока, шунтированный проводимостью).

Алгоритм анализа электрических процессов в первой части рассматриваемого устройства при его первоначальном подключении к источнику питания.

1. Описать начальное состояние схемы (в момент t_o)- В этом состоянии конденсаторы в ней разряжены и равны нулю токи ветвей, содержащих индуктивные накопители энергии. С учетом этого обстоятельства необходимо определить потенциалы на управляющих входах активных элементов схемы, и, как следствие, найти (предварительно, приняв во внимание допущение 1) начальное состояние выходных цепей этих активных элементов.

Примечание к п. 1. Если для начальной комбинации входных сигналов данного активного элемента равновероятно любое состояние его выходной цепи, то следует произвольно задаться одним из двух возможных начальных состояний этой цепи. Затем, учитывая принятое состояние выходной цепи данного элемента, а также передачу сигнала с его выхода через цепи прямых и обратных связей, определить состояния остальных активных элементов устройства.

2. Описать эквивалентные схемы замещения, отвечающие найденным состояниям выходных цепей активных элементов.

3. Привести эти эквивалентные схемы к максимально простому виду (генератор напряжения, соединенный последовательно с сопротивлением, или генератор тока, шунтированный проводимостью).

4. Уточнить начальные значения потенциалов на управляющих входах активных элементов путем расчета потенциалов с учетом эквивалентных схем, найденных в п.п. 2, 3.

5. На основании уточненных значений потенциалов на управляющих входах активных элементов удостовериться в реализации ранее найденного (п. 1) начального состояния их выходных цепей.

6. Провести расчет электрических процессов в первой части устройства на интервале времени от t₀ до t₁ с учетом эквивалентных схем и параметров начального состояния, найденных в п.п. 2, 3. Момент t₁ соответствует изменению состояния выходной цепи релаксационного генератора от первого возможного ко второму.

7. Дать описание нового состояния активных элементов, которые возникают при изменении состояния выходной цепи релаксационного генератора с первого на второе.

8. Представить эквивалентные схемы замещения, отвечающие найденным новым состояниям выходных цепей активных элементов.

9. Привести эти эквивалентные схемы к максимально простому виду (генератор напряжения, соединенный последовательно с сопротивлением, или генератор тока, шунтированный проводимостью).

10. Осуществить расчет электрических процессов в первой части устройства на интервале от t₁ до t₂ учетом найденных в п.п. 7-9 эквивалентных схем и параметров начального состояния. Момент t₂ соответствует изменению состояния выходной цепи релаксационного генератора со второго вновь к первому.

Примечание. Анализ процессов при скачкообразном возникновении напряжений между шинами питания заканчивается моментом t₂ .

Алгоритм анализа электрических процессов во второй части рассматриваемого устройства при его первоначальном подключении к источнику питания.

1. Рассчитать ток базы транзистора в состоянии проводимости. При расчете выходную цепь первой части исследуемого устройства по отношению к входной цепи транзистора представить в виде простейшей схемы замещения (генератор напряжения, соединенный последовательно с сопротивлением, или генератор тока, шунтированный проводимостью).

2. Произвести расчет электрических процессов, отвечающих предположению, что в состоянии проводимости силовой транзистор работает в режиме насыщения, а само состояние проводимости возникает впервые. Это означает, что до начала интервала проводимости силового транзистора во второй части устройства конденсаторы разряжены и равны нулю токи ветвей, содержащих индуктивные накопители энергии.

Примечание к п. 2. Состоянию насыщения биполярного транзистора, у которого коэффициент усиления тока базы равен В, а сопротивление выходной цепи в режиме насыщения равно r_кн, отвечает условие U_кэ > U_кэгр, где U_кэгр = B • I_б.

Если в режиме насыщения по выходной цепи транзистора протекает ток I_к, то падение напряжения между электродами этой цепи равно I_к • r_кн. Тогда условие U_кэ > U_кэгр эквивалентно неравенству I_к < B • I_б. Оно более часто используется в качестве критерия работы биполярного транзистора в режиме насыщения.

При выполнении неравенства U_кэ > U_кэгр биполярный транзистор работает в активном режиме, и его выходную цепь следует считать эквивалентной источнику тока, величина которого равна B • I_б.

3. Определить максимальное мгновенное значения тока выходной цепи силового транзистора в состоянии проводимости на основании расчета, проведенного в п.2.

4. Проверить выполнение условия работы транзистора в режиме насыщения при максимальном мгновенном значении тока его выходной цепи, найденном в п. 3. Если эта проверка дает положительный результат, то расчет электрических процессов во второй части устройства при первоначальном включении силового транзистора следует считать завершенным.

5. Если результат проверки, проведенной в п. 4, отрицателен, то следует повторить расчет электрических процессов во второй части устройства, подобно тому, как в п. 2, но в предположении, что транзистор в состоянии проводимости работает в активном режиме. При этом его выходная цепь заменяется источником тока, величина которого равна B • I_б.

6. На основании расчета, проведенного в п. 5, определить минимальное мгновенное значение напряжения U_кэ между электродами выходной цепи силового транзистора в состоянии проводимости.

7. Проверить выполнение условия работы транзистора в активном режиме при минимальном мгновенном значении напряжения U_кэ между электродами выходной цепи силового транзистора в состоянии его проводимости, найденном в п. 6. Если эта проверка дает положительный результат, то расчет электрических процессов во второй части устройства при первоначальном включении силового транзистора следует считать завершенным.

Примечание к п.п. 4 и 7. Сочетание отрицательных результатов, полученных в п.п. 4 и 7, означает, что для интервала проводимости силового транзистора характерна его работа как в режиме насыщения (на одной части этого интервала), так и в активном режиме (на другой части интервала).

8. Если сочетаются отрицательные результаты, полученные в п.п. 4 и 7, то на основании расчетов, проведенных в п.п. 2 и 5, определить какой из двух возможных режимов (насыщения или активный) возникает во время первой части интервала проводимости силового транзистора. Кроме того, определить момент перехода от одного режима к другому, а также мгновенные значения изменяющихся во времени электрических величин в этот момент.

Примечание к п. 8. При переходе от одного интервала к другому следует принимать во внимание справедливость двух равенств. Первое из них представляется в виде u_c (t - 0)=u_c (t + 0). Оно отражает непрерывность изменения во времени напряжений на конденсаторах. Второе, - ∑w_p • i_p(t - 0) = ∑w_p • i_p(t + 0) отражает непрерывность изменения во времени магнитного потока, общего для совокупности обмоток с числами витков w₁, w₂, …, по которым протекают токи i₁(t), i₂(t), ... . Для дросселя L, содержащего единственную обмотку, по которой протекает ток i_L(t), второму равенству отвечает i_L(t - 0) = i_L(t + 0).

9. На основании полученных в п. 8 данных о мгновенных значениях изменяющихся во времени электрических величин в момент перехода от одного режима к другому осуществить расчет электрического процесса на второй части интервала проводимости силового транзистора.

4. Анализ электрических процессов в устройстве в стационарном

режиме работы.

Анализ электрических процессов следует проводить отдельно для первой части, не включающей в себя силовой транзистор (т.е. до входной цепи этого транзистора), и для второй части, которая содержит силовой транзистор и элементы, подключенные к его входной и выходной цепям. При анализе процессов во второй части устройства выходную цепь первой для каждого из двух ее возможных состояний следует заменить простейшей эквивалентной схемой (генератор напряжения, соединенный последовательно с сопротивлением, или генератор тока, шунтированный проводимостью).

Алгоритм анализа электрических процессов в первой части рассматриваемого устройства в стационарном режиме его работы.

Характеристики

Список файлов учебной работы