9 березня 2021р.
Предмет: Імпульсна та цифрова техніка
Урок 11 : Застосування диференціюючих та інтегруючих кіл у телевізійній техніці. Урок 12 : Види електронних ключів: діодні, тиристорні, транзисторні.
Найпростіший інтегруючий RC-ланцюг представлений на рис. 1,а. Вхідний сигнал являє собою прямокутні імпульси. Для інтегрування з малою погрішністю найпростіший RC-ланцюг застосовувати не раціонально. Наприклад, для інтегрування прямокутного імпульсу з погрішністю, що не перевищує 1%, необхідний ланцюг, з постійної часу в 50 разів більший тривалості інтегрувального імпульсу, а вихідна напруга буде в 5 разів менше значення вхідної напруги (рис.1,б). Такий ланцюг може бути використаний там, де бажано одержати малі вихідні напруги при досить більших вхідних напругах.
Рисунок 1. - Найпростіший інтегруючий RC-ланцюг
На практиці RC-ланцюг часто застосовують для розтягування фронту й зрізу імпульсу. Часові діаграми роботи таких ланцюгів наведені на рис. 1,б. З наведених графіків видно, що постійні часу інтегруючого ланцюга менше тривалості імпульсу.
Принцип роботи RC-ланцюга полягає в наступному: з появою вхідного імпульсу напруга на конденсаторі дорівнює нулю. При протіканні зарядного струму через конденсатор напруга на ньому збільшується по експоненціальному законі й через 
досягає значення 
. Після зняття вхідного імпульсу починається розряд конденсатора. Таким чином, виходить збільшення довжини фронту, зрізу й самого імпульсу.
Електронні ключі.
В широтно-імпульсних перетворювачах постійної напруги переважно використовуються електронні ключі (ЕК), реалізовані на базі тиристорів або транзисторів, що працюють у ключових режимах. Ці режими характеризуються двома робочими станами: насичення - ЕК увімкнений та відсіку - ЕК розімкнений. Значення часу увімкнення та вимкнення для тиристорів подано в паспортних даних, а для транзисторів час увімкнення приймають таким, що дорівнює часу вимкнення, який визначають за виразом
fув ≈tвим≈ 1/4 fгр
де ƒгр- гранична частота передатного коефіцієнта за струмом, яка подається в паспортних даних.
Вибір того чи іншого типу ЕК здійснюють за величиною струму навантаження: для меншої потужності рекомендуються транзисторні ключі; для більшої потужності — тиристорні.
ТРАНЗИСТОРНІ ЕЛЕКТРОННІ КЛЮЧІ.
В імпульсних пристроях доволі часто можна зустріти транзисторні ключі.Транзисторні ключі присутні в тригерах, комутаторах, мультивібраторах, блокінг-генераторах, тощо. В кожній схемі транзисторний ключ виконує свою функцію, і в залежності від режиму роботи транзистора, схема ключа може змінюватись, однак основною є наступна принципова схема.
Найпоширеніша схема силових транзисторних ключів зображена на( рис.1а), у якій транзистор VT увімкнено із спільним емітером. Часові діаграми (рис.1) пояснюють режим роботи, що визначається двома станами: відсіку (транзистор закритий) та насичення (транзистор відкритий).
Стан відсіку (ЕК розімкнений). Для реалізації цього стану необхідно забезпечити умову UБЕ< 0 (для транзисторів типу п-р-n) або UБЕ> 0 (для транзисторів типу р-п-р). На часових діаграмах стан відсіку відповідає інтервалам часу:
0 < t <t1; t2< t <t3;t4< t <t5
При цьому
Uн= 0 , UKE = Ui , IK = IH = 0,
де U - напруга джерела живлення; IH - номінальний струм навантаження.
Стан насичення (ЕК замкнений). Цей стан забезпечується за умови IБ =IБ.нас.
На рисунку цьому стану відповідають часові інтервали
t1< t < t2; t3< t < t4 ; t5< t < t6,
а цей режим характеризується UБЕ =UБЕ.нас,UКЕ = UКЕ.нас, а Ік= Ін.
Вибір транзистора, що працює в режимі ЕК, здійснюється за двома основними параметрами: - ІК.доп>Iн;UКЕ.доп> U,де ІК.доп- допустимий струм колектора;
- UКЕ.доп- допустима напруга між колектором та емітером транзистора,значення яких подано в паспортних даних.
Резистор RБ у колі бази транзистора використано для спрямління вхідної характеристики транзистора. Залежно від потужності транзистора опір цього резистора вибирають в межах (5÷10) Ом (чим більша потужність транзистора,тим більший опір резистора).
ТИРИСТОРНІ ЕЛЕКТРОННІ КЛЮЧІ.
Для реалізації тиристорного ЕК, схему якого показано на (рис. 2, а),використовують вузли примусової комутації, які забезпечують вимкнення основного тиристора в заданий момент часу. У цій схемі вузол складається з додаткового тиристора VS2, комутувального конденсатора С та обмежувального резистора R.
Рис.2
Режими тиристорних ЕК визначають відповідними керуючими імпульсами, що виробляються системою керування. У момент подання імпульсукерування Uкер1 (рис. 2,б) відкривається основний тиристор VS1 і починають проходити струми навантаження (контур U. - Rн - VS1 - U) та заряду конденсатора iСзар(контур U. - R - С - VS1 - U). Конденсатор заряджається до напруги UC відповідної полярності (рис. 2, б). Для закриття основного тиристора VS1 необхідно відкрити додатковий тиристор VS2 поданням на його
керуючий електрод імпульсу напруги Uкер2
. При відкритому тиристорі VS2конденсатор
С поєднується паралельно до тиристора VS1, а його
струм розрядуіСроз,
напрямок якого протилежний до струму навантаження Ін,
зменшує струм основного тиристора VS1 до значення, меншого від
струму утримання тиристора Іутр.т
призводить до закривання тиристора. Тиристор VS2 не утримується у
відкритому стані, внаслідок того, що опір резистора R вибирають
таким, щоб струм через VS2 був менший від величини струму відкривання.
Вибір тиристорів VS1 і VS2 здійснюється за такими параметрами:
Імакс.доп>Iн ; Uмакс.зв>U.
де Імакс.доп і Uмакс.зв - паспортні параметри тиристора.
Ємність комутувального конденсатора С розраховують за умовою забезпечення необхідного часу вимкнення основного тиристора tвим, який потрібний для відновлення запиральних властивостей тиристора
С = Ін tвим /Uн
Для забезпечення надійної комутації час tвим приймають більшим від часу вимкнення тиристора tвим.т(ця величина задається в паспортних даних) на величину Δt = (20 ÷ 40) мкс. Тобто
tвим = tвим.т+ Δt.
Резистор R, призначений для обмеження струму тиристора VS2 та струму заряду iСзаркомутувального конденсатора С, вибирається за умовою
R =Uн / kIутр.т
де k = 1,5 ÷ 2,0 - коефіцієнт, який вводять для забезпечення умови закриття тиристора VS2; Іутр.т -струм утримання тиристора VS2, значення якого подається в паспортних даних.
Завдання :
1. Складіть конспект, який має містити схеми, пояснення до них і основні положення.
Контрольні завдання :
1.Нарисувати практичну схему і пояснити роботу транзисторного електронного ключа.
2.Поясніть як вибирається режим роботи транзистора в ключовій схемі.
3.Принцип роботи тиристорного електронного ключа і коли застосовується схема.
Виконання завдань відправляйте на електронну пошту :
honor7valera@gmail.com
Немає коментарів:
Дописати коментар