Насыщенный трансформатор

При насыщении транзистора обеспечивается прямое смещение эмиттерного перехода: (/эб < 0 или i/ъэ > 0. Это смещение достигается за счет положительной полярности источника напряжения U1. Кроме того, должно обеспечиваться и прямое смещение коллекторного р-я-перехода (t/Kg > 0). При положительной полярности источника напряжения (72, а следовательно, при положительных значениях (/К8 неравенство UK§ > 0 будет обеспечено только в том случае, когда t/бэ > UKS. Следовательно, в схеме с общим эмиттером напряжение на базе насыщенного транзистора (относительно корпуса, эмиттера) больше напряжения на его коллекторе. При этом транзистор фактически стянут в точку, т. е. напряжения Ufa и (/кз весьма малы, но и<цд > UK3.

значение которого превышает t/Lx). Этот ток течет при насыщении транзистора Т4, его значение не должно превышать /вттах, так как при большом втекающем токе, являющемся коллекторным током Tt> возникает опасность выхода этого транзистора из режима насыщения. При выходе транзистора Tt из режима насыщения

Иногда для ускорения выключения транзистора к его коллектору подключают полупроводниковый диод, отпирающийся при насыщении транзистора и ограничивающий глубину насыщения. Следует отметить, что если транзистор работает в ключевом режиме, то его выводы коллектор — эмиттер можно использовать в качестве бесконтактного выключателя.

Пример 10. Рассчитать переходные процессы в цепи ( 2.13, а), состоящей из двух электронных ключей на интегральных транзисторах 77 и Т2, которые соединены между собой смещающим диодом ТД. В качестве смещающего диода используется эмиттерный переход интегрального транзистора, база которого соединена с коллектором. Элементы питаются от источников Ек = 6В и Еш = 2В. Сопротивления .резисторов составляют RKi = RK2 = 2 кОм, RQ = 20 кОм, паразитные емкости Cj = 15 пФ и С2 = 10 пФ. Параметры транзисторных структур указаны в §2.2.2. Транзистор 77 управляется источником тока /б, обеспечивающим при насыщении транзистора 77 ток /бн = 1 мА, а для его

намагничивания при насыщении транзистора. Поскольку насыщенный транзистор имеет малое выходное сопротивление г к 8, то обычно Тц„ оказывается значительно большей величины, чем длительность входного импульса /и. При этом условии увеличение тока коллектора в области насыщения из-за роста тока намагничивания определяется линейной зависимостью от времени, т. е.

Задача 10. Рассчитать переходные процессы в цепи, состоящей из трех электронных ключей на интегральных транзисторах, которые соединены между собой смещающими диодами (см. пример 10). В качестве диодов используется эмиттерный переход интегрального транзистора при разомкнутом коллекторе. Элементы питаются от источников Ек = 6 В и ?см = 2 В. Сопротивления резисторов в цепи коллекторов /?„1 = /?К2 = /?„з = 2 кОм, а в цепи базы /?с = 20 кОм, паразитные емкости, шунтирующие указанные цепи, равняются 15 пф. Первый транзистор управляется источником тока /в, обеспечивающим при насыщении транзистора Т1 ток /бн = 1 мА, а для его запирания /62 = = — 2 мА. Ток с уровня /0Н на /б2 и обратно переключается практически скачком.

при выполнении которого обеспечивается запирание диода при насыщении транзистора. Необходимо иметь в виду, что при чрезмерно большом сопротивлении RM (разумеется, в пределах /?Kl -f- /?„2 = 8 кОм) длительность фронта выходного импульса увеличивается, так как при отпирании транзистора диод быстро запирается и емкости С„ и Ск перезаряжаются через сравнительно высокоомное сопротивление RK = RKI + RKZ- Поэтому сопротивление RKl следует выбирать таким образом, чтобы во время формирования фронта диод оставался открытым и емкости С„ и Сн перезаряжались через низкоомную цепь /?„2 ДЕф. Это требование можно выполнить, рассчитав сопротивление резистора RK) так, чтобы ток через диод

Ток коллектора после насыщения транзистора в момент времени tlt в отличие от схемы на 3.19, не остается постоянным, а увеличивается по мере возрастания тока намагничивания трансформатора. При насыщении транзистора ток намагничивания, а следовательно, и ток коллектора возрастает почти линейно. К моменту окончания входного импульса ток коллектора достигает величины1)

Амплитуда выходного напряжения ?/вых m > 4 В. Наибольшая частота переброса триггера Гыиб = 1 МГц. Максимальней ток нагрузки триггера равняется 6 мА. Нагрузка подключается непосредственно к выходу триггера при насыщении транзистора. Допустимое изменение питающих напряжений составляет ±10%. Температура окружающей среды изменяется от — 60°Сдо +120° С. Триггер запускается импульсами запирающей полярности при минимальной амплитуде спускового тока А/б наим = 2,5 мА.

Особенностью подобных устройств является еще и то, что процесс формирования импульса (при насыщении транзистора 77) может заканчиваться не только после окончания перезаряда конденсатора, но и после выхода транзистора 77 из области насыщения (если конденсатор перезарядится раньше, чем рассосется заряд из базы 77).

При насыщении транзистора обеспечивается прямое смещение эмиттерного перехода: Ua6 < 0 или U6a > 0. Это смещение достигается за счет положительной полярности источника напряжения ?/х. Кроме того, должно обеспечиваться и прямое смещение коллекторного перехода (С/к6 > 0). При положительной полярности источника напряжения ?/2, а следовательно, при положительных значениях UK3 неравенство UK(I > 0 будет обеспечено только в том случае, когда U6а > UK3. Следовательно, в схеме с общим эмиттером напряжение на базе насыщенного транзистора (по отношению к корпусу, эмиттеру) больше напряжения на его коллекторе. При этом транзистор фактически стянут в точку, т. е. напряжения U6a и t/K8 весьма малы, но U6a > UK3.

Параллельный стабилизатор, включающий насыщенный трансформатор и емкость, основан на введении в цепь нагрузки генератора реактивного тока соответствующего знака. При номинальном напряжении в цепи стабилизатора наступает резонанс и он не влияет на напряжение генератора. При снижении напряжения стабилизатор нагружает генератор емкостным током, реакция якоря которого намагничивает генератор и увеличивает напряжение. При повышении напряжения ток индуктивный, размагничивающий, увеличивает размагничивающее действие реакции якоря и напряжение стабилизируется вновь. Точность обоих методов ±2%.

Уравнения трансформатора рассматриваются как уравнения с периодическими коэффициентами. Однако эти уравнения не отражают полностью процессов в нелинейном трансформаторе, так как в цепях с нелинейными параметрами гармоники влияют друг на друга. Нелинейный (насыщенный) трансформатор является генератором высших гармоник. Его можно представить как линейный многополюсник с сопротивлением ZBH ( 9.2), у которого на вход подается синусоидальное напряжение и\ частоты fi, а на

Нелинейный (насыщенный) трансформатор является генератором высших гармоник. Его можно представить как линейный многополюсник с сопротивлением Z» ( 8.2), у которого на вход подается синусоидальное

2. Собрать установку для исследования неразветвленной электрической цепи несинусоидального тока, для чего присоединить к сети переменного тока А — В через двухполюсный автоматический выключатель В и регулирующий реостат гр насыщенный трансформатор Тр. Ко вторичной обмотке трансформатора Тр присоединить миллиамперметр тА, последовательно соединенные индуктивную катушку L с раздвижным ферромагнитным магнитопро-водом, образцовый резистор г0 и конденсато Зажимы отдельных элементов соединить с однополюсными штепсельными гнездами /, 2, 3, 4, а затем присоединить вольтметр V. К зажимам входов I и II электронного коммутатора К,Э присоединить однополюсные штепсельные вилки, а выход III его соединить со входом У вертикальной развертки электронного осциллографа ОЭ.

Насыщенный трансформатор в отличие от ненасыщенного является генератором высших гармоник. Наибольшее влияние на работу трансформаторов оказывают гармоники с частотами 3f, 5/, 7f и т.д. Эти гармоники являются источниками добавочных потерь и шума в трансформаторах.

2.115. Насыщенный трансформатор ZT как генератор гармоник

Насыщенный трансформатор. В реальном трансформаторе необходимо считаться с заметным насыщением магнитопровода. Поэтому Lu ^= const и вместо последнего члена уравнения (17-1) необходимо написать

слабее, чем при активной нагрузке. Такое компаундирование называется токовым, и при этом постоянство напряжения U в пределах диапазона нормальных нагрузок удается сохранять с точностью до гЬ (5—-10)% . Такая точность для современных установок недостаточна, и поэтому в схемах 40-2 применяется дополнительный корректор или автоматический регулятор напряжения 11, который соединен с помощью трансформатора 10 с зажимами генератора, а также с установочным реостатом 8. Регулятор 11 реагирует на изменения напряжения U и тока / и питает постоянным током дополнительную обмотку^ возбуждения возбудителя 5. Он состоит из статических элементов (магнитный усилитель, насыщенный трансформатор, полупроводниковые выпрямители и др.), и подробности его устройства здесь не рассматриваются.

Насыщенный трансформатор. В реальном трансформаторе необходимо считаться с заметным насыщением магнитопровода. Поэтому Lu Ф const и вместо последнего члена уравнения (17-1) необходимо написать

слабее, чем при активной нагрузке. Такое компаундирование называется токовым, и при этом постоянство напряжения U в пределах диапазона нормальных нагрузок удается сохранять с точностью до ± (5—10)% . Такая точность для современных установок недостаточна, и поэтому в схемах 40-2 применяется дополнительный корректор или автоматический регулятор напряжения 11, который соединен с помощью трансформатора 10 с зажимами генератора, а также с установочным реостатом 8. Регулятор 11 реагирует на изменения напряжения U и тока ^ и питает постоянным током дополнительную обмотку возбуждения возбудителя 5. Он состоит из статических элементов (магнитный усилитель, насыщенный трансформатор, полупроводниковые выпрямители и др.), и подробности его устройства здесь не рассматриваются.

Двухсистемный корректор напряжения типа ЭПА-162 ( 42.15) [42.2]. В отличие от корректора в ЭПА-305 насыщенный трансформатор UV выдает только нелинейный ток управления, усиливаемый затем промежуточным магнитным усилителем А1. Линейными элементами ИОН служат ненасыщенные реакторы Ы и L2; А2 и A3 — соответственно магнитные усилители согласованной и противо-включенной частей корректора. Назначение трансформаторов TL и TD такое же, как и в корректоре ЭПА-305.

UV — измерительный орган напряжения (насыщенный трансформатор); 77 — установочный автотрансформатор; TL -трансформатор ввода в ИОН chi нала, пропорционального току статора {компаундирование ИОН), для изменения статизма peiy-лирования; L - насыщающийся реактор ;гля снижения тока /КОр в области UBX > UBXMp; TD - дифференцирующий трансформатор стабилизирующей гибкой обратной связи по напряжению возбудителя; Г? — выходной трансформатор корректора с oiпайками .тля согласование с параметрами возбудителя и с компенсирующей обмоткой (в цепи L)