вход Вход Регистрация



В схемах автономных преобразователей транзисторы чаще всего используются в импульсных режимах. Особенности работы транзисторов в устройствах такого рода удобно анализировать на примере импульсного преобразователя первого рода (широтно-импульсный регулятор), упрощенная схема которого показана на рис. 1.7. Предположим, что ток нагрузки сглаженный и к моменту подачи импульса управления в базовую цепь силового транзистора ток замыкается через диод VD1. При включении силового транзистора, диод VD1, на протяжении в свое время обратного восстановления, остается в руководящем состоянии, которое приводит к короткому замыканию источника питания через силовой транзистора и диод VD1. Для ограничения скорости нарастания тока короткого замыкания, и, соответственно, тока коллектора силового транзистора, обычно в коле коллектора устанавливается реактор . Если сделать допущение о том, что убыль напряжения между коллектором и емитером транзистора происходит по линейному закону, то тогда (также, как и тиристорном выпрямителе) нарастание коллекторного тока описывается квадратичным законом до тех пор, пока коллекторное напряжение не упадет к величины остаточного напряжения, которое отвечает насеченному состояния силового транзистора. После полного включения транзистора, ток коллектора продолжает нарастать по линейному закону до тех пор, пока не состоится восстановления обратного сопротивления диода VD1. Развертывание процессов в схеме показаны на рис. 1.8. В момент обрыва обратного тока диода, ток в индуктивности больше, чем ток индуктивности , которая вызывает перенапряжение на диоде VD1. Это перенапряжение должна быть ограниченная схемными мерами: например, с помощью Rc-Цепочки, которая включается параллельно диоду. Следует отметить, что исходное напряжение преобразователя фактически формируется с обратного напряжения диода VD1 (рис. 1.8 (г)), что возникает только после восстановления обратного сопротивления диода. Соответственно, убыль обратного напряжения диода определяется процессом нарастания напряжения между коллектором и емитером силового транзистора при его выключении.

Таким образом, продолжительность импульса обратного напряжения диода, в общем случае, не равняется продолжительности импульса тока управления.

 


 

 

При выключении биполярного транзистора, между моментом убыли тока базы (рис.1.8(а)) и моментом начала убыли тока коллектора (рис. 1.8 (б)), существует задержка на протяжении времени рассасывания , которое зависит от степени насыщения транзистора. Потом происходит убыль тока коллектора на протяжении времени выключения транзистора. Уменьшению тока коллектора препятствует ЭДС самоиндукции реактора , в котором запасенный ток, равный току нагрузки. Емкость , которая включена параллельно транзистору, позволяет задать скорость нарастания напряжения между коллектором и емитером силового транзистора. Удобно предположить, что процесс убыли коллекторного тока описывается линейным законом. Можно показать, что в этом случае, нарастание напряжения на коллекторе силового транзистора происходит по квадратичному закону до тех пор, пока ток коллектора не упадет к нулю.

Действительно, через емкость течет ток, равный различию тока нагрузки и тока коллектора. Пусть ток коллектора на интервале убыли описывается уравнением:

, (1.16)

где: - величина тока нагрузки, которая отвечает току коллектора в начале процесса выключения транзистора;

- время выключения транзистора.

Используя первый закон Кирхгофа и соотношение (1.16) получим уравнение для тока емкости :

. (1.17)

С другой стороны, как известно, справедливое соотношение:

. (1.18)

Решивши совместно (1.16) и (1.17) относительно , получим:

. (1.19)

Постоянная интегрирование при нулевых начальных условиях равняется нулю. Поскольку уравнение (1.19) справедливо лишь на интервале убыли тока коллектора, то в момент убыли этого тока к нулю напряжение на емкости и, соответственно, напряжение на коллекторе транзистора достигает некоторой величины , которая исчисляется по (1.19) при подстановке :

. (1.20)

Используя (1.20) и учитывая то, что , можно переписать (1.19) в следующем виде:

. (1.21)

После окончания процесса убыли тока коллектора ток емкости остается равным тока нагрузки до тех пор, пока напряжение на транзисторе не достигнет напряжения источника питания, после чего включается диод VD1. На этом интервале напряжение на емкости меняется по линейному закону.

После включения диода VD1 энергия, которая запасена в индуктивности , отдается в емкость , формируя перенапряжение между коллектором и емитером транзистора, а потом рассеивается в резисторе Rc-Цепи.

 

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