Паразитной индуктивности

Для устранения паразитной генерации по цепям питания в их шинах, возле каждого операционного усилителя (ОУ), рекомендуется установить конденсаторы емкостью 0,01—0,05 мкФ.

Условие отсутствия паразитной генерации в усилителе за счет положительной обратной связи через ZBH источника питания в общем виде можно записать как

Динатронный эффект в тетроде может приводить: к возникновению паразитной генерации в усилительном каскаде из-за наличия на участке 2 анодной ВАХ отрицательного дифференциального сопротивления; к дополнительному расходу мощности в цепи экранирующей сетки, ее разогреву и выходу из строя; к существенным нелинейным искажениям усиливаемого сигнала; к увеличению коэффициента шума из-за токораспределения (см. гл. 14). Устранить дина-тронный эффект в тетроде можно образованием потенциального барьера для вторичных электронов, вылетающих с анода в пространстве А—С2. Эта задача решается различными методами, на основе которых были созданы другие типы многоэлектродных ламп — лучевой тетрод и пентод.

Одним из недостатков усилителей с обратной связью является возможность возникновения паразитной генерации, т. е. появления и в усилителе собственных колебаний при отсутствии внешних сигналов на входе.

Это обстоятельство во многих случаях существенно ограничивает эффективность применения обратной связи, так как при больших значениях I/CPI для устранения паразитной генерации требуется применение специальных фазокомпенсаторов и других устройств для отдаления частоты возможной генерации от полосы рабочих частот и

внесения в систему затухания на частоте генерации. Часто оказывается, что введение в схему новых элементов приводит лишь к сдвигу частоты паразитной генерации в область очень низких или очень высоких частот.

Пример амплитудной и фазовой характеристик устойчивой системы с обратной связью показан на 8.16, а для неустойчивой — на 8.17. На 8.17 сог —частота паразитной генерации. На 8.16 и 8.J7 отложены абсолютные значения ф„ = фк + Фэ- При учете знака наклон фазовых характеристик будет отрицательным.

ненты дискретного спектра сигнала и лишь небольшая доля компонентов спектра помехи. Таким образом на выходе фильтра достигается повышение отношения сигнал/помеха. Следует, однако, отметить, что при введении в кольцо обратной связи усиления, приближающего /С к единице, резко уменьшается запас устойчивости системы и облегчается возникновение самовозбуждения (паразитной генерации).

Это обстоятельство во многих случаях существенно ограничивает эффективность применения обратной связи, так как при больших значениях \КуК0с\ Для устранения паразитной генерации требуются специальные фазокомпенсаторы и другие устройства для уменьшения крутизны фазовой характеристики в кольце обратной связи. Однако часто оказывается, что введение в схему новых элементов приводит лишь к сдвигу частоты паразитной генерации в область очень низких или очень высоких частот.

вой— на 5.31. В первом случае ( 5.30) на частоте сос. соответствующей фу + фов=2л, модуль Я< 1. Во втором же случае ( 5.31) о)г — частота паразитной генерации. На 5.30 и 5.31 отложены абсолютные значения фу -f фое. При учете знака реальных фу и фос наклон фазовых характеристик будет отрицательным.

Для компарирования аналоговых сигналов можно применять операционные усилители. В этом случае для ограничения выходного напряжения в цепь отрицательной обратной связи ОУ включают стабилитрон с напряжением включения, зависящим от типа цифрового логического элемента. Основными недостатками компараторов на ОУ являются: невысокое быстродействие и большое число внешних дискретных элементов. Время переключения таких компараторов обычно имеет значение 0,5... 1,0мкс. Для устранения паразитной генерации используется внешняя положительная обратная связь, при помощи которой формируется зона гистерезиса.

Паразитные параметры резистора. Любой резистор обладает паразитной индуктивностью и емкостью, наличие которых может изменить его полное сопротивление на высоких частотах. Для резистора прямоугольной формы (см. 12.2, а) значение паразитной индуктивности L можно вычислить по следующей приближенной формуле;

Наличие паразитной индуктивности сказывается на частотах

Большое J06 при больших иоб приводит к значительным потерям мощности на диоде. Кроме того, падают /ср и ?/ср, увеличивается действующее значение тока через диод /в. Особенно сильно проявляется инерционность диода в случае емкостного фильтра. Поэтому в фильтре преобразователя надо применять высокочастотные диоды (2Д212, 2Д213 и др.). Следует также подобрать тип конденсатора, пригодный для работы на повышенных частотах. Как указывалось в § V.2, величина Uqmnou падает с ростом частоты (для малогабаритных конденсаторов увеличение частоты от 1 до 5 кГц приводит к уменьшению t/?meon в 5—10 раз). Из-за собственной паразитной индуктивности конденсатора падает его эффективная емкость ( IX.4) (чем больше номинала ная емкость, тем заметнее это явление). Это приводит к увеличению установочной емкости, по сравнению с расчетной, и к ухудшению мас-•согабаритных показателей.

перехода из точки 3 в точку 4 (равно как и из / в 2) зависит в основном от величины паразитной индуктивности LD и от формы в.а.х. НС.

Кроме релаксационных и почти гармонических возможны промежуточные типы АК. Они возникают в релаксационных системах с емкостью, когда с увеличением частоты возрастает роль паразитной индуктивности, и в почти гармонических системах, если в.а.х. НС имеет резко выраженный излом и достигаются большие насыщения.

Внимание! Следует отличать этот параметр от V(br)ces. Данное значение напряжения характеризует обратный пробой цепи «коллектор-база» p-n-р транзистора. По какой причине может произойти такой пробой, об этом расскажет 6.9. В полумостовой схеме при выключении VT2 ток iL «перехватывается» диодом VD1, возникает ток выключения, характеризуемый скоростью спада diL I dt. Паразитная индуктивность монтажа Ls (в данном случае диод не встроен в транзистор, а является внешним защитным элементом), стремясь поддержать ток, вызывает на себя бросок напряжения. Отметим, что наличие паразитной индуктивности может быть обусловлено как плохими паразитными параметрами самого диода, так и непродуманным размещением компонентов в конструкции источника. Итак, коллекторное

Пусть в нашей чопперной схеме присутствует паразитная индуктивность L , которая при протекании тока iD накапливает энергию, как показано на 9.14. Когда транзистор VT закрывается, току iD требуется цепь разряда, однако поскольку ее нет, ток уменьшается со скоростью закрытия транзистора. Напряжение на паразитной индуктивности в этот момент будет:

9.15. Способ защиты от влияния паразитной индуктивности монтажа

Второй причиной, которая может привести к защелкиванию драйвера, обычно является плохая разводка печатных проводников. Рассмотрим пример неудачной и удачной разводки. На рисунке 15.11 показано нижнее плечо полумоста электронного балласта. Общий провод микросхемы управления подключен не непосредственно к истоку силового транзистора, а таким образом, что ток управления и силовой ток протекают по одному проводнику. Любой проводник, как мы знаем, обладает паразитной индуктивностью. В данном случае обозначим ее через Lnap. При достаточно быстром изменении падения напряжения на транзисторе ( си/л* велико) скачок напряжения в паразитной индуктивности может «завернуть» точку «а» выше напряжения питания микросхемы управления (типичное значение напряжения питания — 15 В). Это может привести к защелкиванию.

ти до сотен киловатт и практически вытеснить модули биполярных транзисторов. Дискретные IGBT-ключи класса 600 и 1200 В охватывают диапазон токов от единиц до десятков ампер и могут служить для реализации преобразователей мощностью не более 10 кВт. Диапазон рабочих токов IGBT расширяется до сотен ампер путем использования модульных конструкций отдельных, полумостовых и мостовых конфигураций Новые технологии модульных ключей решают целый ряд задач. Одна из них связана с включением в модульную конструкцию согласованного с параметрами основного ключа демпферного диода FWD (Free Wheel Diode) ( 1.33). Чтобы минимизировать потери мощности при включении IGBT, диод должен иметь малый заряд восстановления и мягкий пробой обратной ветви ВАХ. Для современных ключей динамические характеристики диода лежат в диапазоне 100...300 не по времени восстановления и 0.5...2.5 мкКл по накопленному заряду. Другая задача связана с минимизацией паразитных индуктивностей корпуса. Специальные конструкции токоподводящих выводов позволили сегодня понизить величину паразитной индуктивности до значений 20...30 нГн. Среди наиболее эффективных конструкций отметим модули серии ECONOPACK — фирмы «Siemens» и U-SERIES — фирмы «Mitsubishi Electric» ( 1.34).

3. Так как <рА > фс, по общей шине системы управления начинает протекать паразитный ток обратной связи, который увеличивается с ростом силового тока и паразитной индуктивности. Это приводит к сбоям в системе управления, особенно в структуре ИЛЧ.