Конспект лекцій з навчальної дисципліни «електротехніка І електроніка» для студентів спеціальності



Сторінка10/11
Дата конвертації27.01.2017
Розмір2.07 Mb.
ТипКонспект
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Тема: Міжкаскадні зв’язки в підсилювачіах

Мета:
1.навчальна. :оволодіти знаннями про підсилювачі, сформулювати поняття про каскади підсилювачів

2.розвиваюча:освоювати логічну структуру змісту лекції,самостійно робити висновки з теми.

3.виховна:сприяти формуванню ідей.Виховувати професійні риси,творче мислення.

Методичне та матеріально-технічне забезпечення: конспект лекцій,плакати
Організаційна структура лекції:
1. Визначення навчальних цілей і мотивація: перевірка присутніх, повідомлення теми лекції та її цілей, повідомлення плану лекції

2.Питання лекції:

1. Каскад потужного посилення


2. Схеми каскадів посилення потужності

3. Широкосмугові каскади і каскади спеціального призначення


3. Додаткові елементи заняття: тематична дискусія.
4. Висновки лекції, відповіді на можливі запитання.
5. Завдання для самопідготовки студентів:

Вивчити матеріал конспекта, Б.С.Гершунський'' Основи електроніки"

Зробити конспект відповідних глав.
Викладач В.В.Хоружий
Лекція

Тема: Міжкаскадні зв’язки в підсилювачіах
Мета: Познайомити студентів з поняттям про вихідні каскади підсилювачів; елементами каскадів потужного підсилення. Прищепити студентам навики

роботи з підсилюванними елементами.


План лекції
1. Каскад потужного посилення
2. Схеми каскадів посилення потужності

3. Широкосмугові каскади і каскади спеціального призначення
Література
1.Б.С.Гершунський'' Основи електроніки"2.В.С. 2.Попов,С.А.Ніколаєв"Загальна електротехніка з основами

3. Барыбин А.А. Электроника и микроэлектроника



Каскад потужного посилення призначений для віддачі заданої потужності сигналу в заданий опір навантаження. Ця потужність повинна віддаватися при допустимому рівні як нелінійних, так і частотних або перехідних спотворень, а також при можливо меншому споживанні потужності від джерел живлення. 

Вибір підсилювального елемента для каскаду потужного, посилення, способу його включення, режиму роботи, положення точки спокою на характеристиках підсилювального елемента, опору навантаження вихідний ланцюга і т. п. виробляють виходячи з вказаних вище вимог. Коефіцієнт посилення каскаду потужного посилення виходить звичайно багато нижче, ніж каскаду попереднього підсилення з тим же підсилювальним елементом; із цим миряться, так як коефіцієнт посилення тут є другорядним показником. 

Специфічною особливістю каскаду потужного посилення є повне використання характеристик підсилювального елемента, через великої амплітуди вхідного сигналу, внаслідок чого параметри підсилювального елемента за період сигналу змінюються в широких межах. Тому розрахунок віддається каскадом потужності, його коефіцієнта підсилення, коефіцієнта гармонік проводять графічним способом за характеристиками підсилювального елемента, так як при аналітичному розрахунку цих величин з використанням малосигнальних параметрів підсилювального елемента (параметрів у точці спокою) виходять дуже великі помилки. 

У каскадах потужного посилення можна використовувати будь підсилювальні елементи: транзистори, тріоди, тетроди або пентоди в залежності від вимог, що пред'являються до підсилювача. Робочий режим їх також може бути різним (режим А, режим В та ін.) На. практиці зустрічаються каскади потужного посилення з вихідною потужністю від мілліватт до сотень кіловат.

При дуже малої потужності - до десятих часток вата - в каскадах потужного посилення застосовують малопотужні транзистори або малопотужні електронні лампи приймально-підсилювальної серії. При середній вихідній потужності (вати і сотні ватів) каскади потужного посилення конструюють як з потужними транзисторами, так і зі спеціальними вихідними лампами приймально-підсилювальної серії; при вихідній потужності від сотень ватів до сотень кіловат застосовують потужні генераторні та модуляторні лампи в режимі В 2 ( з струмами сітки). 

Нарешті, каскади посилення потужності відрізняються схемами; крім простої однотактной схеми широко застосовується двотактна схема, що володіє важливими перевагами.

Транзистори в трансформаторних каскадах потужного посилення зазвичай включають із загальним емітером або загальною базою. При включенні транзисторів із загальним емітером коефіцієнт підсилення потужності сигналу виходить найбільшим, а тому потрібні найменша вихідна потужність від попереднього каскаду і найменше посилення від попереднього підсилювача.

Попередній каскад при цьому може бути зроблений Резисторно, що спрощує і здешевлює підсилювач. Включення із загальною базою дозволяє отримати менший коефіцієнт гармонік і хорошу стабільність каскаду при зміні температури, напруги живлення, старінні та заміні транзистора; однак при такому включенні вхідний струм сигналу дуже великий, що змушує попередній каскад виконувати трансформаторним; вихідна потужність попереднього каскаду і посилення від попереднього підсилювача тут потрібні великі. 


Резисторний каскад

Як зазначалося раніше, внаслідок простоти, дешевизни, малих габаритних розмірів і маси та хороших частотних і перехідних характеристик резисторний каскад є основним типом каскаду попереднього підсилення як у транзисторних, так і в лампових підсилювальних пристроях .

file2_html_36999d94

мал. 1. Резисторні проміжні каскади попереднього підсилення з Резисторно вхідними колами: 

а - з біполярним транзистором, б - c польовим транзистором 



file2_html_52850ed6
мал.2. Еквівалентні схеми резисторних каскадів попереднього посилення.


План заняття
Вид:лекція
Тема: Классифікація електронних генераторів.Генератори типуLC

Мета:
1.навчальна. :оволодіти знаннями про генератори, сформулювати поняття про генератори типуLC

2.розвиваюча: систематизувати знання,встановлювати зв'язки раніше вивченого з новим.

3.виховна::прививати культурну поведінку, прагнення отримуватинові знання

Методичне та матеріально-технічне забезпечення: конспект лекцій,плакати
Організаційна структура лекції:
1. Визначення навчальних цілей і мотивація: перевірка присутніх, повідомлення теми лекції та її цілей, повідомлення плану лекції

2.Питання лекції:
1.Визначні моменти в історії винекнення генераторної техніки
2. Призначення і класифікація електронних генераторів
3. Генератори типуLC
3. Додаткові елементи заняття: тематична дискусія.
4. Висновки лекції, відповіді на можливі запитання.
5. Завдання для самопідготовки студентів:

Вивчити матеріал конспекта, Б.С.Гершунський'' Основи електроніки",



Богатырев Е.А., Ларин В.Ю., Лякин А.Е. Энциклопедія електронных компонентів прочитати відповідні глави.
Викладач В.В.Хоружий
Лекція

Тема:Классифікація електронних генераторів.Генератори типуLC
Мета: Познайомити студентів з будовою і характеристиками електронних генераторів. Прищепити студентам теоретичні навики користування цими приборами

План лекціїї

1.Визначні моменти в історії винекнення генераторної техніки


2. Призначення і класифікація електронних генераторів
3. Генератори типуLC

Література
1.Б.С.Гершунський'' Основи електроніки"2.В.С.

2.Попов,С.А.Ніколаєв"Загальна електротехніка з основами

3. Барыбин А.А. Электроника и микроэлектроника

У 1887 Генріх Герц на основі котушки Румкофа винайшов та побудував іскровий генератор електромагнітних хвиль.

У 1912Александр Майс(Німеччина) винайшов електронний  Майснера на ламповому каскаді зі спільним катодом ізколивальнимконтуром у вихідному (анодному) колі з трансформаторним додатнім зворотнім зв’язком на сітку.

У 1914 Едвін Армстронг (США) запотентував електронний генератор на ламповому каскаді із спільним катодом та коливальним контуром у вхідному (сітковому) колі з трансформаторним додатнім зворотним зв’язком.

У 1915 американський інженер із Western Electric Company Ральф Гартлі, розробив лампову схему, відому як генератор Гартлі, відому ще як індуктивна триточкова схема. На відміну від схеми Мейсснера, в ній використано автотрансформаторне увімкнення контуру. Робоча частота такого генератора зазвичай вища за резонансну частоту контура.

У 1919 Едвін Колпітц винайшов генератор Колпітца на електронній лампі з підключенням до коливального контуру через ємнісний подільник напруги. Схема отримала назву «ємнісна триточка».

У 1932 американець Гаррі Найквіст розробив терію стійкості підсилювачів, яка застосована для опису стійкості генераторів .

 

Призначення і класифікація електронних генераторів

Електронними генераторами називають пристрої, які перетворюють з допомогою підсилювальних пристроїв енергію джерела живлення в енергію електричних коливань заданої частоти і форми кривої.

Внутрішньою класифікаційною ознакою генераторів являється принцип управління режимом їх роботи. По цій ознаці розрізняють генератори з незалежним збудженням(зовнішнім управлінням), режимом роботи яких управляють від зовнішнього джерела змінної напруги, і генератори з самозбудженням (внутрішнім управлінням) —автогенератори.

По формі вихідних коливань розрізняють генератори гармонічних (синусоїдних) коливань і генератори коливань несинусоїдальної форми (прямокутної, пилоподібної та інші), які називають релаксаційними (імпульсними). Робота останніх характеризується специфічними особливостями, тому їм присвячений окремий розділ.

Гармонічні коливання в генераторах підтримуються резонансними контурами або іншими резонуючими елементами (кварцові резонатори, об’ємні резонатори і т.п.) або з допомогою фазуючих RC-кіл, які вмикаються в коло зворотного зв’язку підсилювачів. Перші називаються LC-генераторами, а другі — RC- генератори гармонічних коливань.

Малопотужні LC- генератори гармонічних коливань застосовуються в вимірювальних і регулюючих пристроях, а також слугують в якості задаючих генераторів в радіопередавачах. LC-генератори середньої і великої потужності широко використовуються для живлення технологічних установок ультразвукової обробки матеріалів і діелектриків, електронних мікроскопів і ін.

RC-генератори гармонічних коливань використовуються як задаючі пристрої в системах перетворення постійного струму в змінний, а також в різних вимірювальних пристроях і системах.

Відомо багато різновидностей схем транзисторних автогенераторів типу LC, але будь-яка з них повинна містити:



  • коливальну систему (зазвичай коливальний контур), в якій збуджуються необхідні незатухаючі коливання;

  • джерело електричної енергії, за рахунок якого в контурі підтримуються незатухаючі електричні коливання;

  • транзистор, за допомогою якого регулюється подача енергії від джерела в контур;

  • елемент зворотного зв’язку, за допомогою якого здійснюється подача необхідної збуджуючої напруги із вихідного кола у вхідне.

Найпростіша схема транзисторного генератора типу LC показана на рис. 3.2.3.

Така схема називається генератором з трансформаторним зв’язком і використовується зазвичай в діапазоні високих частот. Автогенератор є однокаскадним підсилювачем, в якому в якості кола позитивного зворотного зв’язку застосовують контур, налаштований за допомогою підбору параметрів LБ і СБ на резонансну частоту , або , де ωр – кругова частота; Fр – частота, кількість періодів в секунду.

Після ввімкнення джерела живлення Ек в контурі виникає змінний струм ІБ, який підсилюється транзистором. Ці коливання через котушку LК, індуктивно зв’язану з котушкою LБ, знову повертаються в коливальний контур. Розмах коливань поступово наростає до визначеної величини, поки транзистор працює в лінійній частині вольт-амперної характеристики. По досягненню режимів відсічки і насичення наступають стаціонарні коливання, тобто коливання визначеної амплітуди. Умова балансу амплітуд в даній схемі зводиться до того, що на резонансній частоті втрати енергії в контурі компенсуються енергією, яка вноситься в коливальний контур джерелом живлення через котушку LК. Умова балансу фаз в даному автогенераторі здійснюється при зсуві фаз вихідної (колекторної) напруги UК на 180º відносно напруги UБ. Практично ця умова виконується відповідною намотуванням індуктивних котушок.
3.2.3 Стабілізація частоти LС - генераторів
Суттєвим недоліком LС – генераторів є залежність частоти генеруємих коливань від зміни температури і режиму роботи, механічних дій на автогенератор, коливань напруги та інших дестабілізуючих факторів. Відхилення частоти коливань від допустимого значення може призвести до того, що деякі електронні пристрої, які працюють на фіксованій частоті (вибірковий підсилювач, фазоінвертор та ін), перестануть працювати або будуть працювати з великими похибками.

Дія дестабілізуючих факторів на нестабільність частоти проявляється в зміні ємностей конденсаторів і індуктивних котушок коливальних контурів. Це пояснюється тим, що частоту коливань визначають не абсолютні значення ємностей конденсаторів і індуктивностей котушок контуру, а їх еквівалентні значення, включаючи різні паразитні ємності і індуктивності, значення яких залежать від температури, механічних дій, впливу зовнішніх електромагнітних полів і т.д.

Слід також відмітити, що на нестабільність частоти, викликану зміною температури, сильно впливають зміни параметрів транзисторів. Для зменшення нестабільності частоти використовують різні способи її стабілізації. Розрізняють параметричну і кварцову стабілізацію частоти.

Параметрична стабілізація частоти заключається в послабленні впливу зовнішніх факторів на частоту коливань, що генеруються, а також в підборі елементів генератора, які забезпечують мінімальні зміни частоти. Перше виражається в тому, що контур екранують для усунення дії зовнішніх електромагнітних полів або застосовують масивні корпуси (шасі) для зниження впливу механічних ударів і вібрації. Другу заключається в одночасному ввімкненні в генератор конденсаторів ємності, що зменшує вплив змін температури. Параметрична стабілізація частоти дозволяє знизити нестабільність частоти до 10-5.

Кварцова стабілізація частити заключається в застосуванні кварцових резонаторів, що дає дуже низьку нестабільність частоти, зазвичай біля 10-7. Кварцовий резонатор являє собою тонку пластину мінералу (кварцу або турмаліну) прямокутної або круглої форми, встановлену в кварцотримач. Кварц, як відомо, володіє п’єзоелектричним ефектом.

Якщо кварцову пластинку стиснути або розтягнути, то на її протилежних гранях з’являються рівні за величиною, але різні за знаком електричні заряди. Величина їх пропорційна тиску, а знаки залежать від направлення сили тиску. Це явище носить назву прямого п’єзоелектричного ефекту. Якщо ж до граней пластинки прикласти електричну напругу, то пластинка буде стискатись або розтягуватись в залежності від полярності прикладеної напруги. Це явище носить назву зворотного п’єзоелектричного ефекту.

Цінною властивістю кварцу є дуже висока стабільність частоти механічних коливань, яка визначається геометричними параметрами кварцової пластинки і напрямом деформації.

Таким чином, кристал кварцу (пластинка) являє собою електромеханічну систему, яка має резонансні властивості. В залежності від геометричних розмірів і орієнтації зрізу резонансні властивості кожної пластинки строго індивідуальні і лежать в межах від декількох десятків кілогерц до декількох десятків мегагерц.

Кварцовий резонатор еквівалентний електричному коливальному контуру. Еквівалентна схема кварцового резонатора зображена на рис.3.2.4, на рис. 3.2.5 представлена одна із можливих схем кварцового автогенератора. Основна вимога до такого автогенератору – генерування коливань лише на частоті fкв, яка визначається кварцем. Це означає, що в генераторі не повинні виникати коливання на інших частотах і що генерація повинна зриватись при видаленні кварцу із схеми. Однак підключати кварц безпосередньо паралельно тунельному діоду не можна, оскільки резонансний опір кварцу в більшості випадків менший величини . В схемі, наведеної на рис3.2.5, на всіх частотах, крім частоти послідовного резонансу кварцу, загальний опір втрат такий, умова самозбудження не виконується.

L

Скв G C



С0 R1

rкв VD


+

Lкв E R2 R3

-

Рис. 3.2.4. Еквівалентна схема Рис. 3.2.5. Схема кварцового автогенератора



кварцового резонатора на тунельному діоді
На частоті послідовногорезонансу кварцу його активний опір зменшується настільки, що резистори R2 i R3 стають ввімкненими паралельно. Загальний опір втрат в контурі при цьому зменшується, внаслідок чого будуть виконуватися умови самозбудження і схема почне генерувати коливання. Таким чином, генерація можлива лише на одній строго фіксованій частоті, яка дорівнює частоті власних коливань кварцу. Зрозуміло, що стабілізація частоти за допомогою кварцу важчає, якщо в процесі роботи вимагається перебудовувати частоту генеруємих коливань. В цьому випадку потрібно мати стільки кварцових пластин, скільки частот необхідно стабілізувати. Крім кварцу для стабілізації частоти служать пластинки турмаліну, однак цей мінерал дорожчий кварцу і тому застосовується рідко.

В інтегральних мікросхемах розміри кварцової пластини не повинні перевищувати розмірів, які відповідають частотам порядку 20 МГц, тому на більш високих частотах використовують роботу генератора на гармоніках по частоті вище основної. Такі генератори отримали назву дільників частоти.

Так як геометричні розміри кварцу збільшуються із зменшенням частоти, для стабілізації низької частоти використовують камертонні вібратори, виконані із спеціальних сплавів.

План заняття
Вид:лекція
Тема: Випрямлячі змінного струму

Мета:
1.навчальна. :оволодіти знаннями про випрямлячі змінного струму, сформулювати поняття про однонапівперіодні і двонапівперіодні випрямлячі

2.розвиваюча: виділяте головне,істотне в досліджуваному матеріалі

3.виховна:виховувати професійні риси, почуття відповідальності

Методичне та матеріально-технічне забезпечення: конспект лекцій,плакати
Організаційна структура лекції:
1. Визначення навчальних цілей і мотивація: перевірка присутніх, повідомлення теми лекції та її цілей, повідомлення плану лекції

2.Питання лекції:

1.Випрямляч і його компоненти


2. Випрямлячі з помноженням напруги
3. Однонапівперіодні випрямлячі
4. Двонапівперідні випрямлячі
3. Додаткові елементи заняття: показ слайдів.
4. Висновки лекції, відповіді на можливі запитання.
5. Завдання для самопідготовки студентів:

Вивчити матеріал конспекта, Б.С.Гершунський'' Основи електроніки"

прчитати відповідні глави.
Викладач В.В.Хоружий


Лекція

Тема:Випрямлячі змінного струму
Мета: Познайомити студентів з классифікацією,устроєм і застосуванням однонапівперіодних і двонапівперіодних випрямлячів змінного струму

Прищепити студентам теоретичні навики розрахунків випрямлячів



План лекції
1.Випрямляч і його компоненти
2. Випрямлячі з помноженням напруги
3. Однонапівперіодні випрямлячі
4. Двонапівперідні випрямлячі

Література

1.Б.С.Гершунський'' Основи електроніки"2.В.С.

2.Попов,С.А.Ніколаєв"Загальна електротехніка з основами

3. Барыбин А.А. Электроника и микроэлектроника


Випрямляч – це електронний пристрій, призначений для перетворення змінного струму в постійний.

В даний час використовують різноманітні типи випрямлячів, які класифікують за кількістю фаз змінного струму, що випрямляється, типом вентилів, схемою їх ввімкнення та іншим показникам.

Для живлення різних вузлів і блоків електронної апаратури найбільш часто використовують випрямлячі, розраховані на невеликі потужності і які працюють від однофазного кола змінного струму. Такі випрямлячі називаються однофазними. Вони діляться на :



  • однопівперіодні, в яких струм через вентиль проходить лише протягом одного півперіоду змінної напруги в мережі;

  • двопівперіодні, в яких струм проходить через вентиль протягом обох півперіодів;

  • схеми з множенням напруги.

Для випрямлення трифазного струму застосовують трифазні випрямлячі, які зазвичай розраховані на отримання відносно великої потужності (десятки кіловат). Ці випрямлячі підключаються до мережі за допомогою трифазних трансформаторів, вторинні обмотки яких мають три або шість фаз.

Основні компоненти випрямляча (рис. 3.3.1):



  • силовий трансформатор, необхідний для узгодження напруги мережі із заданою напругою навантаження;

  • один або декілька вентилів, які мають односторонню провідність струму і виконують основну функцію випрямляча – перетворення змінного струму в постійний (схема з’єднання вентилів визначає тип випрямляча);

  • згладжу вальний фільтр, який використовують для зменшення пульсацій випрямленої напруги.

Силовий транс-форма-тор

Вентиль

Згладжу-вальний фільтр



̕U1 U2 Uн Rн

Рис. 3.3.1. Структурна схема випрямляча

Роботу випрямлячів характеризують такі показники:


  • коефіцієнт пульсацій випрямленої напруги

де UПm – амплітуда змінної складової напруги, яка змінюється з частотою повторення імпульсів, тобто амплітуда першої гармоніки, U0 – постійна складова випрямленої напруги на навантаженні;



  • відносна зміна випрямленої напруги при переході від неробочого стану до номінального режиму навантаження:



де U0, Uн – значення випрямленої напруги в неробочому і номінальному режимах відповідно;

  • коефіцієнт корисної дії (ККД):

.

    • Якщо як вентилі використовують діоди, то такі випрямлячі називаються некерованими.

    • У керованих випрямлячах використовуються керовані напівпровідникові елементи – тиристори.

Однофазні випрямлячі


Однопівперіодний випрямляч. Схема однопівперіодного випрямляча з активним навантаженням представлена на рис. 3.3.2.

TU VD U2


t

U~ U2 R Uн Uн

Рис. 3.3.2. Схема однопівперіодного випрямляча (а)

та його часові діаграми (б)

При аналізі роботи випрямлячів вважають, що трансформатор і діод ідеальні. Це означає, що:


    • індуктивні опори розсіювання та активні опори обмоток трансформатора , а також опір діода в прямому ввімкненні дорівнюють нулю (в дійсності ж вони не дорівнюють нулю, але дуже малі порівняно з опором навантаження);

    • зворотний опір діода безмежно великий, отже, струм в колі вторинної обмотки трансформатора дорівнює нулю (насправді зворотний опір діода має кінцеву величину, але вона на декілька порядків більша опору діода при прямому ввімкненні і в багато раз більша опору навантаження).

Робота однопівперіодної схеми випрямляча визначається властивостями напівпровідникового діода. Коли на вторинній обмотці трансформатора додатна пів синусоїда напруги, додатний потенціал прикладено до анода діода й він переходить у відкритий стан, тоді струм проходить через діод та навантаження і це триває до моменту, коли синусоїда напруги вторинної обмотки трансформатора змінює знак на протилежний, тобто половину періоду змінної напруги. Від’ємний потенціал на аноді діода приводить до його закриття, відповідно струм через діод і навантаження не проходить (рис. 3.3.2,б). Таким чином, струм в навантаженні Rн має пульсуючий характер, тобто з’являється лише в один з півперіодів напруги U2. Коефіцієнт пульсації такого випрямляча дорівнює – КП=1,7.

Умови для вибору діода за струмом та за напругою:



де Ідоп.д. – допустимий струм діода, А

Ісп. – струм споживача, А

Uзв.доп. - зворотна допустима напруга діода, В

Uв. – напруга, що діє на діод в непровідний період, В.

Для однопівперіодного випрямляча Uв визначається за формулою:



(3.3.6)

де Uсп– напруга споживача, В.

Однопівперідний випрямляч служить зазвичай для живлення кіл малої потужності та високої напруги.

Перевагою однопівперіодного випрямляча є простота схеми, наявність лише одного випрямного діода ( за умови, що його максимально допустима зворотна напруга дорівнює або більша амплітуди зворотної напруги U2, інакше слід вмикати послідовно декілька діодів). Недоліком є погане використання трансформатора за потужністю, так як він працює з підмагнічуванням струму одного напрямку, яке приводить до насичення магнітного потоку осердя, і, як наслідок цього, - високому рівню пульсації. Максимальне значення ККД стає рівним 40,6%.


Двонапівперіодні випрямлячі. Перераховані недоліки однопівперіодних випрямлячів відсутні у двопівперіолдних, в яких використовуються обидва півперіоди напруги мережі. Розрізняють два види допівперіодних випрямлячів: мостовий і з виводом середньої точки вторинної обмотки трансформатора.

Найбільш розповсюджений мостовий випрямляч (рис. 3.3.3,а), в якому випрямні діоди VD1-VD4 ввімкнені за мостовою схемою. До однієї з діагоналей моста підведена змінна напруга, а до другої – опір навантаження Rн. Протягом першого півперіоду напруги U2, коли точка а вторинної обмотки трансформатора має додатний потенціал по відношенню до потенціалу точки в, діоди VD1, VD3 відкриті, і в навантаженні виникає струм

Керовані випрямлячі. У керованих однофазних випрямлячах використовуються керовані напівпоровідникові елементи – тиристори. Як уже відзначалось, у них є керований електрод, а перехід від закритого до відкритого стану здійснюється за умови додатного потенціалу на аноді та наявності імпульсу керування на електроді керування.

VS1 Iн

R2

U2 R1 Rн iн 0 π



C α

а) б)


Рис. 3.3.4. Схема (а) та часова діаграма (б) однофазного однопівперіодного керованого випрямляча

На рис.3.3.4 (а) зображена схема найпростішого однофазного однопівперіодного випрямляча на тиристорі VS. Керування випрямленою напругою в керованих випрямлячах зводиться до затримки в часі моменту ввімкнення тиристора по відношенню до моменту його природньоговвімкнення. Це здійснюється за рахунок зсуву фаз між анодною напругою та напругою, яка подається на керуючий електрод тиристора. Такий зсув фаз називають кутом керування α. Зміна кута керування α в випрямлячі (рис. 3.3.4, б) відбувається за допомогою фазозсуваючого ланцюга R1R2C. В залежності від опору змінного резистора R1 кут керування α може змінюватися від 0 до 90º, що дозволяє плавно регулювати випрямлену напругу від найбільшої величини до її половини. Залежність середнього значення випрямленої напруги Uн від кута керування α називають характеристикою керування. Для однопівперіодного випрямляча максимальне значення кута керування αmax = π/2, для двопівперіодного - αmax = π.

На прикладі схеми рис.3.3.4, а бачимо, що керовані випрямлячі виконуються на тиристорах, які вимагають, на відміну від некерованих випрямлячів, спеціальної системи керування для їх відкривання в потрібні моменти. Існує велика різноманітність таких систем керування, в яких в якості фазозсуваючих використовуються RC-ланцюжки.

Інший спосіб отримання зсуву фаз базується на порівнянні в спеціальному (пристрої порівняння) вхідної напруги Uвх, яка поступає від джерела каліброваної напруги, з напругою Uср, яка лінійно змінюється в часі, і синхронізованою змінною напругою Uж живлення.


Випрямлячі з помноженням напруги

Випрямлячі з помноженням напруги використовуються для живлення малопотужних високовольтних пристроїв, для підвищення випрямної напруги на навантаженні при заданій напрузі на вторинній обмотці трансформатора або при відсутності підвищую чого трансформатора з необхідним коефіцієнтом трансформації. Принцип роботи схем помноження напруги ґрунтується на використанні декількох конденсаторів, кожен з яких є додатковим джерелом ЕРС і заряджається від однієї ж обмотки трансформатора, але через різні діоди, для кожного конденсатора свій діод.



Найпростіша схема випрямляча з помноженням напруги наведена на рис. 3.3.5, а. працює така схема наступним чином. Протягом додатного півперіоду, коли потенціал точки А вторинної обмотки силового трансформатора додатній відносно точки Б, конденсатор С1 заряджається через діод VD1 до напруги, рівної амплітуді напруги на вторинній обмотці трансформатора U2m. В другий півперіод, коли потенціал точки А стає від’ємним, а точки Б – додатним, вторинна обмотка трансформатора стає з’єднаною з конденсатором С1 таким чином, що напруги на їх затискачах додаються.
План заняття
Вид:лекція


Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал