Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Проектирование вторичных источников питания. Проектирование ВИП с выходом на постоянном токе: Учебное пособие

Голосов: 8

Излагаются методики расчета вторичных источников питания с выходом на постоянном токе: выпрямителей, стабилизаторов с непрерывным и импульсным регулированием, трансформаторных конверторов. Приводятся методики расчета сглаживающих фильтров, выбора средств защиты ВИП от сверхтоков и перенапряжений. Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 2103, 2101, обучающихся как по очной, так и по очно-дистантной, вечерней и заочной формам обучения.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
       7.1. ÌÅÒÎÄÈÊÀ ÐÀÑ×ÅÒÀ ÈÑÒ (Ñ ÏÐÈÌÅÐÎÌ ÐÀÑ×ÅÒÀ)

                   Èñõîäíûå äàííûå ïðèìåðà:
  1. Íîìèíàëüíîå íàïðÿæåíèå Uâûõ = 15Â.
  Ìèíèìàëüíîå íàïðÿæåíèå Uâûõ min = 14Â.
  Ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå Uâûõ max = 16Â.
  2. Êîýôôèöèåíò ïëàâíîé ðåãóëèðîâêè

                               U âûõ min
                      bmin =             = 0,935;
                                U âõ
                               U âûõ max
                      bmax =             = 1,065.
                                 U âõ
   3. Ìàêñèìàëüíûé Ií max = 5 À è ìèíèìàëüíûé Ií min = 1 À òîêè
íàãðóçêè ñòàáèëèçàòîðà, âêëþ÷àþùèå è âíóòðåííåå ïîòðåáëåíèå (íà-
ïðèìåð, òîê äåëèòåëÿ). Êîýôôèöèåíò èçìåíåíèÿ íàãðóçêè kí:
                                    1
                      kí = I í min = = 0,2.
                           I í max 5
   4. Ïèòàþùåå íàïðÿæåíèå ïîñòîÿííîå Uâõ1 = 2Nàê, ãäå Nàê – ÷èñ-
ëî ïîñëåäîâàòåëüíî âêëþ÷åííûõ àêêóìóëÿòîðîâ. Êîýôôèöèåíò èç-
ìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ ïèòàþùåé ñåòè
             U âõ min                U âõ max
        a min =       = 0,9; a max =          = 1,15;
              U âõ.í                  U âõ.í
   Âíóòðåííåå ñîïðîòèâëåíèå èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ Râ1 = 0,02Nàê,
Îì.
   5. Äîïóñòèìîå îòíîñèòåëüíîå èçìåíåíèå âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ
îò èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ ñåòè ∆Uâûõ.ñä,%
                        ∆Uâûõ.ñä = ±150 ìÂ,
                            ∆Uâûõ.ñä = ±1%.
   6. Ìèíèìàëüíî äîïóñòèìûé óñðåäíåííûé êîýôôèöèåíò ñòàáèëè-
çàöèè kñò. ä ïðè èçìåíåíèè íàïðÿæåíèÿ ñåòè ∆Uñ


                               ∆Uñ 
                                    ⋅ 100%
                            =  Uñ          = 15.
                    kñò.ä
                                 ∆Uâûõ.ñä
  7. Íàïðÿæåíèå ïóëüñàöèé âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ Uï.âûõ = 50 ìÂ.

                                                             81


     Êîýôôèöèåíò ïóëüñàöèé âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ
                            Uï.âûõ 50⋅10 −3
                    kï =          =         = 0,0033.
                            Uâûõ     15
   8. Äîïóñòèìîå îòêëîíåíèå âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðè èçìåíåíèè
òîêà íàãðóçêè ∆Iâûõ.íä, ∆Uâûõ.íä = 100 ìÂ.
   Âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå ÈÑò
                                                     −3
                          ∆U âûõ.íä       100 ⋅ 10
              Râûõ.íä =               =                   = 25 ⋅ 10−3 , Îì
                          ∆I âûõ.íä         5−1
   9. Çàäàäèìñÿ äîïîëíèòåëüíî îòíîñèòåëüíîé àìïëèòóäîé ïåðåõîä-
íîãî ïðîöåññà
                              ∆U âûõ
                                 δä =.
                              U âûõ
    Ïðè ñêà÷êîîáðàçíîì èçìåíåíèè òîêà íàãðóçêè îò Ií äî Ií min íå
áîëåå 0,3.
    Ïðèìåì, ÷òî äëèòåëüíîñòü ïîëóâîëíû ïåðåõîäíîãî ïðîöåññà
t ä ≤ 15 ìêñ.
                  Ðàñ÷åò ðåãóëèðóþùåãî ýëåìåíòà
  1. Òàê êàê Uâûõ = 15 Â áîëüøå îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ (8–10Â), òî
âûáèðàåì ñòàáèëèçàòîð ðèñ. 59, à.
  2. Çàäàäèìñÿ ÊÏÄ ñòàáèëèçàòîðà η≈0,8 è ìàêñèìàëüíûì êîýôôè-
öèåíòîì ñêâàæíîñòè γmax = 0,8.
  3. Íàõîäèì âåëè÷èíó âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ â íîìèíàëüíîì ðå-
æèìå
                        U âûõ max        16
              U âõ1 =             =                ≈ 27,8             B.
                        ηγ maxàmin 0,8 ⋅ 0,8 ⋅ 0,9
   Âûáèðàåì Uâõ1 = 28 Â, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ïîñëåäîâàòåëüíîìó âêëþ-
÷åíèþ 14 àêêóìóëÿòîðîâ (Nàê = 14)
   Óòî÷íÿåì γmax
                          U âûõ max         16
                γ max =              =               = 0,79 .
                          U âõ ηa min 28 × 0,8 × 0,9
     4. Îïðåäåëÿåì âíóòðåííåå ñîïðîòèâëåíèå è ÝÄÑ èñòî÷íèêà
                Râ1 = 0,02 Nàê = 0,02 ⋅ 14 = 0,28 Îì;
               Eâõ1 = Uâõ1+Ií Râ1 = 28+5 ⋅ 0,28 ≈ 29,4 Â;
                Eâõ1max ≈ Eâõ amax = 29,4 ⋅ 1,15 ≈ 33,8 Â.

82


   5. Âû÷èñëÿåì ñðåäíèé γñð è ìèíèìàëüíûé êîýôôèöèåíò ñêâàæíî-
ñòè γmin

                 U âûõ         15
       γ ñð =            =            = 0,67,
                ηU âõ1       0,8 ⋅ 28
                             U âûõ min                               14
       γ min =                                          =                          = 0,52.
                  η(E âõ1 max − I í min Râ1)                 0,8 (33,8 − 1 ⋅ 0,28)

  6.  äàííîì ñëó÷àå ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå çàêðûòîãî ðåãóëèðó-
þùåãî òðàíçèñòîðà ðàâíî Eâõ1 max = 33,8 Â. Åñëè çàäàíî Uâõ1, òî çàäàâ-
øèñü ÊÏÄ, îïðåäåëÿþò ïî ïðèâåäåííûì ôîðìóëàì γmin , γñð è γmax.
                                     Ðàñ÷åò äðîññåëÿ
  7. Çàäàäèìñÿ ìàêñèìàëüíîé èíäóêöèåé äðîññåëÿ Bm = 0,8 Òë è
îïðåäåëÿåì ðàçìàõ èçìåíåíèÿ èíäóêöèè â äðîññåëå
                               Bm I í    min        0,8 ⋅ 1
                   ∆B ≤                        =            = 0,133             Òë.
                              I í + I í min          5+1
   8. Çàäàåìñÿ ÷àñòîòîé êîììóòàöèè f = 1000 Ãö è γ = γmax, ïàäåíèÿ
íàïðÿæåíèÿ íà äèîäå UVÄ≈1  è íà àêòèâíîì ñîïðîòèâëåíèè äðîññå-
ëÿ URL≈1 Â, íàéäåì ïðîèçâåäåíèå ñå÷åíèÿ ñåðäå÷íèêà äðîññåëÿ íà
÷èñëî âèòêîâ

                              (U âûõ max + ∆UVÄ + U RL) (1 − γ max )
                 QñòW =                                 −4
                                                                                      ;
                                                   10        ⋅ f ∆B

                         (16 + 1 + 1)(1 − 0,79)
                QñòW =          −4
                                                               = 285 ñì2 ⋅ âèòêè.
                  10                 ⋅ 1000 ⋅ 0,133
  9. Âûáèðàåì ïëîòíîñòü òîêà îáìîòêè äðîññåëÿ j = 4 A/ìì2.
  Íàõîäèì òðåáóåìîå ñå÷åíèå ïðîâîäà
                                         Ií        5
                               Sì =            =     = 1,25 ìì2 .
                                         j         4
   Âûáèðàåì ïðîâîä ÏÝÂ-2 ∅1,3 ìì; Sì = 1,33 ìì2.
   10. Âûáèðàåì ñåðäå÷íèê òèïà ØË16⋅25, ó êîòîðîãî ñå÷åíèå ñòà-
ëè Qñò = 3,24 ñì2, ïëîùàäü îêíà Q0 = 6,4 ñì2; ñðåäíÿÿ äëèíà âèòêà
l = 13,3 ñì, è íàõîäèì ÷èñëî âèòêîâ äðîññåëÿ
                                QñòW   285
                         W=          =      = 88                      âèòêàì.
                                 Qñò   3,24

                                                                                             83


     11. Îïðåäåëèì êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ îêíà äðîññåëÿ
                                                            −2
                             SìW          1,33 ⋅ 88 ⋅ 10
                      kì =            =                          = 0,183,
                                QÎ              6, 4
kì < 0,25 – íàìîòêà äðîññåëÿ âûïîëíèìà
   12. Âû÷èñëÿåì àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå äðîññåëÿ
                               −8                       −8
                    W Qñò ⋅ 10           88 ⋅ 3,24 ⋅ 10
                     2                     2
       Läð = 1,26                 = 1,26             −1
                                                           ≈ 4,2 ⋅ 10 −3                Ãí.
                       δç                  0,75 ⋅ 10
     13. Íàõîäèì äëèíó âîçäóøíîãî çàçîðà äðîññåëÿ
                              −4                                 −4
                       I íW10             5 ⋅ 88 ⋅ 10
           δ ç = 1,26              = 1,26             = 0,075                     ñì.
                            ∆B          0,8 −
                                                0,133
                      Bm −      
                            2                     2
     14. Îïðåäåëÿåì èíäóêòèâíîñòü äðîññåëÿ
                          −8                       −8
               W Qñò ⋅ 10           88 ⋅ 3,24 ⋅ 10
                 2                    2
       Läð = 1,26            = 1,26             −1
                                                      ≈ 4,2 ⋅ 10 −3 Ãí.
                    δÇ                0,75 ⋅ 10
   15. Çàäàåìñÿ ñîïðîòèâëåíèåì îòêðûòîãî òðàíçèñòîðà RS = 0,1 Îì
è áàëëàñòíûì ñîïðîòèâëåíèåì R1≈0,24 Îì, âêëþ÷åííûì ïîñëåäîâà-
òåëüíî ê òðàíçèñòîðó è íàõîäèì ýêâèâàëåíòíîå ñîïðîòèâëåíèå Rý
ïîñëåäîâàòåëüíîé öåïè
      Rý = Râ1 +R1 +RS +RL = 0,28+0,24+0,1+0,16 = 0,8 Îì.
   16. Îïðåäåëèì åìêîñòü êîíäåíñàòîðà ôèëüòðà Ñô, èñõîäÿ èç óñ-
ëîâèÿ – êîýôôèöèåíò ïóëüñàöèé íàïðÿæåíèÿ íàãðóçêè äîëæåí áûòü
ìåíüøå kï ïðè γ = γmax
             1 + γ max                   1 + 0,79
                       − ηγ max                    − 2 ⋅ 0,79
                 η                          0,8
      Cô ≥                        =                   −3
                                                        ìêÔ.    ≈ 1800
                                    16 ⋅ 10 ⋅ 4,2 ⋅ 10 ⋅ 0,0033
               2                           6
           16f Läðkï
   Ñ ó÷åòîì âîçìîæíîãî óìåíüøåíèÿ åìêîñòè ïðè òåìïåðàòóðå Tñ min =
=–10°C, âûáèðàåì Ñô = 3000 ìêÔ.
   17. Íàõîäèì ïîñòîÿííûå ïåðåìåííûå α è β, õàðàêòåðèçóþùèå
ïåðåõîäíûé ïðîöåññ ïðè ñêà÷êîîáðàçíîì èçìåíåíèè òîêà íàãðóçêè

             1 τ              1  0,8                  1         
       α=          − I í min  =              +                   ≈ 100,
             2  Läð U âõ1C ô  2  4,2 ⋅ 10
               
                              
                                            −3                 −6 
                                                  28 ⋅ 3000 ⋅ 10 

                        1                             1
               ωñ =               =                                      ≈ 280 ñ −1.
                                                 −3                 −6
                       Läð Cô         4,2 ⋅ 10        ⋅ 3000 ⋅ 10
84


   18. Âû÷èñëèì îòíîñèòåëüíóþ àìïëèòóäó ïåðåõîäíîãî ïðîöåññà
íà âõîäå ñòàáèëèçàòîðà
                                            πα                              π 100
              Läð                       −                         −3
                    ( Ií − Ií min ) e       2β         4,2⋅10             − ⋅
                                                              −6
                                                                 (5 − 1) e 2 280
              Cô                                      3000⋅10
    δ≈                       ≈                                                   ≈ 0,18,
                Uâûõ                                            15
÷òî ìåíüøå äîïóñòèìîãî δä = 0,3.
   19. Îïðåäåëèì äëèòåëüíîñòü ïîëóâîëíû ïåðåõîäíîãî ïðîöåññà
                       π   3,14
                         =      t≈
                                = 11,2 ìêñ,
                      ωñ   280
÷òî ìåíüøå äîïóñòèìîãî çíà÷åíèÿ tä = 15 ìêñ
   20. Âûáèðàåì â êà÷åñòâå ìîùíîãî òðàíçèñòîðà VT1 ñîñòàâíîãî
ðåãóëèðóþùåãî òðàíçèñòîðà – òðàíçèñòîð Ï210 è îïðåäåëÿåì åãî
ïðåäåëüíûå ïàðàìåòðû (ðèñ. 62).
                                            Uâõ2=10Â
                                     +                      -
         R1=0,24
                      VT1

         R2=0,8
                                     Ä220
                          VT2
                                     VD2              R5=6,8ê
         R3=220
                                                                                           Rí
                          VT3                                                       Ñô
                                                                R4=2ê
     –                           VD3
 Uâõ1=28Â                                                                   Uîñí
     +      Ä201       VÄ1        Ä220
                                                  VT4                  ÌÄ

                                                                1T403Æ
                                                                             Uç
                                                                Ä220


         Äð     L=4,2 ìÃí

                                Ðèñ. 62. Ñõåìà ñòàáèëèçàòîðà

  21. Ìàêñèìàëüíîå ìãíîâåííîå çíà÷åíèå òîêà êîëëåêòîðà
                                     1           Ií
                      IêVT1 max ≈ Ií + = 5,5 À.       min
                                                            =5+
                            2        2
  Ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå êîëëåêòîðà çàïåðòîãî òðàíçèñòîðà VT1
                   Uêýò   max   = Eâõ1 max + Uä = 33,8 + 1 = 34,8 B.
                                                                                           85


  22. Íàõîäèì ìîùíîñòü ïîòåðü òðàíçèñòîðà VT1 â ðåæèìå íàñû-
ùåíèÿ, ñ÷èòàÿ
                           ∆UVT1 ≈ 0,7 Â;
              kíàñ1 = 2 (êîýôôèöèåíò íàñûùåíèÿ);
                             βVT1 = 20.
  23. Çàäàåìñÿ ìàêñèìàëüíîé òåìïåðàòóðîé p-n-ïåðåõîäà VT1
               TïVT1max = +80° C îïðåäåëèì Iê0max;
                                         Tï VT 1max −20°            80 −20
               Iê0 VT1 max = Iê0 VT1 ⋅ 2       20°         = 0, 4     20     ≈ 25 ìA;
          Iê0VT1 – îïðåäåëÿåòñÿ èç ñïðàâî÷íûõ äàííûõ.
  24. Âû÷èñëÿåì ìîùíîñòü ïîòåðü çàêðûòîãî òðàíçèñòîðà ïðè ìàê-
ñèìàëüíîì çíà÷åíèè γ
 PêVT1îòñ = Iê0VT1maxUêýVT1max (1 − γ ) = 25 ⋅ 10 −3 ⋅ 34,8(1 − 0,79) ≈ 0,2 Âò.
   25. Çàäàäèìñÿ âðåìåíåì ïåðåêëþ÷åíèÿ òðàíçèñòîðà VT1 τβVT1=
= 30 ìêñ. Èç ñïðàâî÷íèêà îïðåäåëèì ñîïðîòèâëåíèå òðàíçèñ-
òîðà â çàêðûòîì ñîñòîÿíèè R êVT1 ≈1 êÎì.
   26. Îïðåäåëèì äèíàìè÷åñêèå ïîòåðè òðàíçèñòîðà â ïåðåõîäíîì
ðåæèìå

                                                      Läð 
               PêVT1äèí ≈ fUêýVT1 max Ií 1,3τβ + 2,5       =
                                                     RêVT1 
                                                    4,2 ⋅ 10−3 
               1000 ⋅ 34,8 ⋅ 5 13 ⋅ 30 ⋅ 10−6 + 2,5             ≈ 8,5 Âò.
                               
                                                      1000    
    äàííîì ñëó÷àå íå ó÷èòûâàåòñÿ ôîðñèðîâàííîå çàïèðàíèå ðå-
ãóëèðóþùåãî òðàíçèñòîðà, ÷òî ìîæåò óìåíüøèòü ìîùíîñòü ïî-
                                   òåðü íà 10–15 %.
Sò, ñì2                               27. Ïîëíàÿ ìîùíîñòü ïî-
                                   òåðü òðàíçèñòîðà VT1
  2100
                                       PêVT1 = PêVT1íàñ + P∆VT1+
  1500
                                                                +PêVT1îòñ + PêVT1äèí =
     900
                                                               = 2+0,28+0,2+8,5 ≈ 11 Âò.
     300                                                      28. Äëÿ âûáîðà ïëîùàäè
                                                           ðàäèàòîðà ìîæíî âîñïîëüçî-
           1     3    5    7    9   Âò       13            âàòüñÿ çàâèñèìîñòüþ Sò = f(Pê),
                               Pê                          ïðèâåäåííîé íà ðèñ. 63. Äëÿ
       Ðèñ. 63. Çàâèñèìîñòü ïëîùàäè                        Pê = 11 Âò; Sò ≈ 1100 ñì2.
           ðàäèàòîðà îò ïîòåðü

86


  29.  êà÷åñòâå VT2 âûáèðàåì Ï214 è íàõîäèì åãî ïðåäåëüíûå
ïàðàìåòðû

                              Iíkíàñ1 5 ⋅ 2
                IêVT2 max =          =      = 0,5 A = IáVT1;
                               βVT1    20
               UêýVT2 max ≈ UêýVT1 max ≈ 34,8 B;
                                 IêVT2 max        0,5
                PêVT2 ≈ PêVT1              = 11 ⋅     ≈ 1,1 Âò,
                                    Ií             5

ãäå kíàñ1 – êîýôôèöèåíò íàñûùåíèÿ òðàíçèñòîðà VT1.
   Èñïîëüçóåì òðàíçèñòîð áåç ðàäèàòîðà.
   30. Äëÿ Ï214 βVT1 ≈ 20; kíàñ2 ≈ 2, îïðåäåëÿåì

                             IêVT 2 max ⋅ kíàñ2 0,5 ⋅ 2
              IêVT 3 max ≈                     =        = 0,05 A;
                                   βVT 2          20
              Uêý max ≈ Uâûõ + Uâõ2 = 15 + 10 = 25 B;
                                IêVT 3 max         0,05
              PêVT 3 ≈ PêVT 2              = 1,1 ⋅      ≈ 0,11 Âò.
                                IêVT 2 max          0,5

   Âûáèðàåì â êà÷åñòâå VT3 òðàíçèñòîð 1T403Æ. Ó÷èòûâàÿ åãî
ñðàâíèòåëüíî ìàëûé òîê êîëëåêòîðà, çàïèòûâàåì åãî êîëëåêòîð-
íóþ öåïü ÷åðåç ñîïðîòèâëåíèå R3 îò äîïîëíèòåëüíîãî èñòî÷íèêà
Uâõ2 ≈ 10 Â. Íàëè÷èå Uâõ2 â äàííîì ñëó÷àå îáÿçàòåëüíî, òàê êàê äëÿ
ïèòàíèÿ áàçîâîé öåïè îòêðûòîãî ñîñòàâíîãî òðàíçèñòîðà íåîáõîäè-
ìî, ÷òîáû ïëþñ èñòî÷íèêà Uâõ2 áûë ñîåäèíåí ñ ìèíóñîì âûõîäíîãî
íàïðÿæåíèÿ.
   31. Âû÷èñëèì ñîïðîòèâëåíèÿ, îáåñïå÷èâàþùèå íàñûùåíèå ñîñòàâ-
íîãî òðàíçèñòîðà

              U∆VT2 + U∆VT1 + Uâõ2 0, 4 + 0,7 + 10
       R3 ≈                       =                ≈ 220          Îì;
                     IêVT 3             0,05
                 0, 4    0, 4
       R2 ≈            =      ≈ 0,8      Îì;
              IêVT2 max 0,5
              UêýVT1 + UêýVT2 + UR2 0,5 + 0,3 + 0, 4
       R1 ≈                        =                 ≈ 0,24          Îì.
                        Ií                 5

  32. Íàõîäèì ìàêñèìàëüíîå îáðàòíîå íàïðÿæåíèå íà äèîäå VÄ1
             Uä. îáð = Eâõ1max – Ií min(Râ1 + R1 + RS ) =
               = 33,8–1(0,28+0,24+0,1) ≈ 33,2 Â.

                                                                           87


   33. Îïðåäåëÿåì ìàêñèìàëüíûé ìãíîâåííûé òîê äèîäà VÄ1:
                       Iä. max = IêVT1 max = 5,5 A.
   34. Íàõîäèì ìîùíîñòü ïîòåðü êîììóòèðóþùåãî äèîäà VÄ1:
               Pä ≈ ∆UäIí(1−γmin) = 1⋅5(1–0,52) ≈ 2,4 Âò.
   Âûáèðàåì äèîä 2Ä201, (Uîáð < 100B, Iä.ïð ≤ 10 À). Ðàññ÷èòûâàåì
òåïëîîòâîä äèîäà VÄ1 Sä = 100–150 ñì2.
   35. Çàäàåìñÿ äëÿ òðàíçèñòîðà VT3 êîýôôèöèåíòàìè βVT3 = 25;
kíàñ3 = 2 (êîýôôèöèåíò íàñûùåíèÿ). Íàõîäèì âåëè÷èíó ñîïðîòèâëå-
íèÿ R4

                         (Uâõ2 − UáVT1 − UáVT2 − UáVT3 ) βVT3ñò
               R4 ≤                                                       =
                                        IêVT 3 maxkíàñ3
                         (10 − 0,7 − 0, 4 − 0,3)25
                     =                             ≈ 2140 Îì.
                                 0,05 ⋅ 2
   Âûáèðàåì R4 = 2 êÎì, ÷òî îáåñïå÷èò íàäåæíîå íàñûùåíèå òðàí-
çèñòîðà VT3
   36. Äëÿ ôîðñèðîâàííîãî è íàäåæíîãî çàïèðàíèÿ ñîñòàâíîãî òðàí-
çèñòîðà øóíòèðóåì áàçû VT3, VT2 äèîäàìè VÄ2 è VÄ3 (òèïà Ä220).
   37. Íàõîäèì ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå çàêðûòîãî òðàíçèñòîðà VT4
        UÊÝVT4max = Uâûõ max +U∆VT1 + U∆VT2 + U∆VT3 – UVÄ4 =
                 = 16+0,7+0,4+0,3–1 = 16,4 Â.
  38. Äëÿ íàäåæíîãî çàïèðàíèÿ VT4 âêëþ÷àåì â åãî ýìèòòåðíóþ
öåïü äèîä VÄ4, ÷åðåç êîòîðûé ïðîòåêàåò òîê Iïð = 2 ìÀ (çàäàåìñÿ).
Íàõîäèì ñîïðîòèâëåíèå ãàñÿùåãî ðåçèñòîðà R5
                           Uâûõ − ∆UVÄ 4         15 − 1
                    R5 ≈                     =          −3
                                                             ≈ 6,8 êÎì.
                                  Iïð            2⋅10
     39. Îïðåäåëèì òîê, ïðîòåêàþùèé ÷åðåç R4 ïðè îòêðûòîì VT4
                   Uâûõ + Uâõ2 − ∆UVÄ 4          (15 + 10 − 1)103
          I R4 =                             =                    = 12 ìÀ.
                             R4                        2000
   40. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî äëÿ ôîðñèðîâàííîãî çàïèðàíèÿ ñîñòàâíîãî
òðàíçèñòîðà òðåáóåòñÿ òîê IáVT3 = 50 ìÀ, íàõîäèì ìàêñèìàëüíûé
òîê êîëëåêòîðà VT4
              IêVT4 max = IR4 + IáVT3 = 12+50 = 62 ìA.
   Ïðè ðàáîòå â ðåæèìå ïåðåêëþ÷åíèÿ ìîùíîñòü PêVT4 íå ïðåâûñèò
0,05–0,1 Âò.

88


      7.2. ÏÀÐÀËËÅËÜÍÎÅ ÂÊËÞ×ÅÍÈÅ ÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐÎÂ
    ìîùíûõ ÂÈÏ èñïîëüçóåòñÿ ïàðàëëåëüíîå âêëþ÷åíèå òðàíçè-
ñòîðîâ. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ðàâíîìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ òîêà êîë-
ëåêòîðà, ÷òî ïîçâîëÿåò óðàâíÿòü ìîùíîñòè ðàññåÿíèÿ êàæäîãî èç
ïàðàëëåëüíî âêëþ÷åííûõ òðàíçèñòîðîâ, íåîáõîäèìî ïðèìåíÿòü
ñïåöèàëüíûå ìåðû ñèììåòðèðîâàíèÿ òðàíçèñòîðîâ – ïóòåì âêëþ-
÷åíèÿ äîïîëíèòåëüíûõ ðåçèñòîðîâ â öåïü áàçû èëè â öåïü ýìèòòå-
ðà òðàíçèñòîðîâ ñ ìåíüøèì ñòàòè÷åñêèì âõîäíûì ñîïðîòèâëåíè-
åì
                                 ∂râõ.ñò            ∆Uá.ïîñò Uá.ïîñò
             râõ = râõ.ñò + iý           ≈ râõ.ñò =          ≈         .
                                   ∂iý              ∆Iý.ïîñò   Iý.ïîñò
   Âêëþ÷åíèå ñèììåòðèðóþùèõ Rñ ðåçèñòîðîâ â öåïü ýìèòòåðà âñåõ
ïàðàëëåëüíî âêëþ÷åííûõ òðàíçèñòîðîâ îáåñïå÷èâàåò áîëåå ðàâíî-
ìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå òîêà êîëëåêòîðîâ òðàíçèñòîðîâ, à çíà÷èò, îáåñ-
ïå÷èâàåò áîëåå ðàâíîìåðíûé íàãðåâ òðàíçèñòîðîâ. Âåëè÷èíà èõ îï-
ðåäåëÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò íàèáîëüøåãî ðàçáðîñà è âåëè÷èíû râõ.ñò,
ðàçáðîñà êîýôôèöèåíòà óñèëåíèÿ αñò è çàäàííîé íåðàâíîìåðíîñòè
òîêîâ êîëëåêòîðà ïàðàëëåëüíî âêëþ÷åííûõ òðàíçèñòîðîâ
                                                   d−a
                                 Rñ = râõ.ñò max       ,
                                                   c−d
          râõ.ñò min      α             i
ãäå a =              ; c = ñò min ; d = ê min         – çàäàííàÿ íåðàâíîìåð-
          râõ.ñò max      αñò max       iê max
íîñòü òîêîâ êîëëåêòîðîâ ïàðàëëåëüíî âêëþ÷åííûõ òðàíçèñòîðîâ.
   Òàê êàê îáû÷íî αñò ëåæèò â ïðåäåëàõ 0,9–0,98, òî ñ íèêîãäà íå
áûâàåò ìåíüøå 0,9 è ïðàêòè÷åñêè âñåãäà ìîæíî îáåñïå÷èòü ðàçáðîñ
òîêîâ êîëëåêòîðà îò ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ íå áîëåå ÷åì íà 10–15%,
÷òî ñîîòâåòñòâóåò d = 0,8 – 0,7.
   Ïðàêòè÷åñêè äëÿ ñèììåòðèðîâàíèÿ òðàíçèñòîðîâ îäèíàêîâûìè
ðåçèñòîðàìè äîñòàòî÷íî, ÷òîáû ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà ýòèõ ðåçèñ-
òîðàõ áûëî íåñêîëüêî áîëüøå ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿ ìåæäó
ýìèòòåðîì è áàçîé òðàíçèñòîðîâ. Äëÿ ãåðìàíèåâûõ òðàíçèñòîðîâ
Uýá = 0,5 – 0,6 Â. Îòñþäà äëÿ ãåðìàíèåâûõ òðàíçèñòîðîâ
                          ∆Uýá N        (0,5 − 0,6)N
                   Rñ ≈          ; Rñ ≈              ,                     (72)
                           Imax             Imax
ãäå N, Imax – ñîîòâåòñòâåííî ÷èñëî ïàðàëëåëüíûõ òðàíçèñòîðîâ è
ñóììàðíûé ìàêñèìàëüíûé òîê; Rñ äàíî â îìàõ; Imax – â àìïåðàõ.

                                                                             89


       7.3. ÂÛÁÎÐ ÑÈËÎÂÛÕ ÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐÎÂ È ÄÈÎÄÎÂ
   Òðàíçèñòîðû âûõîäíîãî êàñêàäà èìïóëüñíîãî óñèëèòåëÿ ìîùíîñ-
òè (ÓÌ) âûáèðàþòñÿ ïî àìïëèòóäíûì çíà÷åíèÿì íàïðÿæåíèÿ è òîêà
òîãî ó÷àñòêà îáùåé ñõåìû, â êîòîðîì îíè ðàáîòàþò. Êàê ïðàâèëî,
ðàñ÷åòíîå íàïðÿæåíèå â ñõåìàõ ðàâíî àìïëèòóäå íàïðÿæåíèÿ èñ-
òî÷íèêà ïèòàíèÿ â íåðåâåðñèâíûõ è ìîñòîâûõ ñõåìàõ è óäâîåííîé
àìïëèòóäå â äèôôåðåíöèàëüíûõ ñõåìàõ ñ âûâîäîì ñðåäíåé òî÷êè
èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ èëè íàãðóçêè. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðè íàëè-
÷èè îòñå÷êè ïî òîêó àìïëèòóäà òîêà áóäåò ðàâíà ìàêñèìàëüíîìó
çíà÷åíèþ ñðåäíåãî òîêà, êîíòðîëèðóåìîãî îòñå÷êîé, ïëþñ ïîëîâèíà
ìàêñèìàëüíîé àìïëèòóäû ïóëüñàöèé òîêà.
   Ñèëîâûå äèîäû âûáèðàþòñÿ ïî àìïëèòóäå íàïðÿæåíèÿ è ìàêñè-
ìóìó ñðåäíåãî òîêà. Äëÿ áîëåå òî÷íîãî ðàñ÷åòà íåîáõîäèìî òàêæå
çíàòü ìàêñèìóì äåéñòâóþùåãî çíà÷åíèÿ òîêà äèîäà.
   Äëÿ îñíîâíûõ ñõåì âûõîäíûõ êàñêàäîâ óñèëèòåëåé ñ ØÈÌ íåîá-
õîäèìûå ñîîòíîøåíèÿ äàíû â òàáë. 9.

                      7.4. ÒÅÏËÎÂÎÉ ÐÀÑ×ÅÒ
   Åñëè èçâåñòíû ðàáî÷àÿ ÷àñòîòà óñèëèòåëÿ, âåëè÷èíà è õàðàêòåð
íàãðóçêè, âûáðàíû òðàíçèñòîðû è äèîäû, óñòàíîâëåíà êðàòíîñòü
òîêà ïðè âêëþ÷åíèè è çàïèðàíèè òðàíçèñòîðîâ, òî ìîæíî îïðåäå-
ëèòü äëÿ êàæäîãî òðàíçèñòîðà ìàêñèìóì ìîùíîñòè ðàññåÿíèÿ PPmax.
Ìîùíîñòü ïîòåðü òðàíçèñòîðà â îáëàñòè íàñûùåíèÿ
                      Pï.í= UáIá+UêýIê.                    (73)
Äîïîëíèòåëüíûå äèíàìè÷åñêèå ïîòåðè
                       Pêä = Pí maxTfì ,                          (74)

       tâêë + tîòêë
ãäå T =             ; T – ïîñòîÿííàÿ âðåìåíè òðàíçèñòîðà; tâêë, tîòêë –
            6
âðåìÿ âêëþ÷åíèÿ è îòêëþ÷åíèÿ òðàíçèñòîðà ñîîòâåòñòâåííî.
   Ìàêñèìàëüíàÿ ìîùíîñòü ïîòåðü òðàíçèñòîðà
                         PPmax = Pïí + Pêä.                       (75)
   Òåìïåðàòóðà ïåðåõîäà, îïðåäåëÿåìàÿ ïîòåðÿìè â òðàíçèñòîðå
                           θï=RòPPmax+θñ.                         (76)
   Îòñþäà ïî èçâåñòíîé âåëè÷èíå òåìïåðàòóðû îêðóæàþùåé ñðåäû
è äîïóñòèìîé òåìïåðàòóðå ïåðåõîäà ìîæíî íàéòè òåïëîâîå ñîïðî-
òèâëåíèå, êîòîðûì äîëæåí îáëàäàòü òðàíçèñòîð ñîâìåñòíî ñ òåïëî-
îòâîäÿùèì ðàäèàòîðîì.

90



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика