вход Вход Регистрация



Особенности работы диодов при повышенных частотах удобно рассмотреть на примере однофазного выпрямителя с отводом нулевой точки трансформатора, показанной на рис. 1.1.(а). Допустим, что на первичную обмотку трансформатора подается напряжение прямоугольной формы, продолжительностью фронтов которой можно пренебрегать. Кроме того, предположим, что ток нагрузки сглажен, а сопротивление короткого замыкания трансформатора носит реактивный характер. В этом случае, в стационарном режиме при включении диода VD1 электромагнитные процесса в контуре коммутации можно рассчитать, используя эквивалентную схему, показанную на рис. 1.1.(б). При этом - амплитуда ЭДС что комутуе, равняется амплитуде линейной ЭДС вторичной обмотки трансформатора, а индуктивность коммутационного контура равняется удвоенной индуктивности короткого замыкания трансформатора, приведенной к вторичной обмотке трансформатора. Временные развертывания процессов в схеме показанные на рис. 1.2. При включении диода VD1 возникает короткое замыкание между выводами "a" и "x" вторичной обмотки трансформатора и начинается процесс перехода тока из диода VD2, что работал раньше, на диод VD1, что включился. Скорость изменения анодных токов диодов определяется уравнением:

.

В момент времени анодный ток диода VD1, что вступает в работу, достигает уровня тока нагрузки, а анодный ток диода VD2, что выходит из работы, спадает к нулю. Однако, поскольку восстановление обратного сопротивления диода происходит не мгновенно, короткое замыкание в контуре коммутации хранится, и процесс нарастания коммутационного тока длится. При этом в диоде VD2 формируется импульс обратного тока, а в диоде VD1 амплитуда анодного тока равняется сумме тока нагрузки и обратного тока диода, который выходит из работы.

Процесс восстановления обратной электрической прочности диода, который вышел из работы, занимает время . Площадь под кривой обратного тока диода, называется зарядом восстановления. Величина заряда восстановления и время обратного восстановления являются паспортными параметрами диодов

и приводятся в справочниках, например в [9]. Знавая эти параметры диода, можно вычислить амплитуду обратного тока диода по формуле:

(1.1)

где: – заряд восстановления.

Много заграничных фирм в информационных материалах на диоды вместо величины заряда восстановления приводят зависимости амплитуды обратного тока от скорости убыли анодного тока диода.

Процесс восстановления напряжения на диоде, который выходит из работы, происходит на этапе снижения обратного тока на протяжении времени . Этот процесс может проходить со скоростью, которая зависит от свойств p-n перехода. Большая скорость убыли обратного тока ("обрыв" обратного тока) вызывает значительные перенапряжения на диоде, который создает эдс самоиндукции индуктивности коммутационного контура. Уменьшение перенапряжений, которые возникают при обрыве обратного тока диодов, делается с помощью Rc-Цепей, которые демпфируют, которые включаются параллельно диодам. Для уменьшения этих перенапряжений выпускаются также специальные диоды с, так называемым, "мягким восстановлением" (soft recovery).

Как видно из развертывания, показанного на рис. 1.2.(в), при переключении диодов в кривой исходного напряжения возникает провал, продолжительность которого равняется сумме времени коммутации тока нагрузки tк и времени обратного восстановления диода tов . Таким образом, при увеличении частоты среднее значение исходного напряжения выпрямителя уменьшается и, итак, мощность, которая отдается у нагрузку, также уменьшается и, соответственно, эффективность процесса преобразования энергии быстро падает.

 

© 2018
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру