Индуктивный генератор импульсов тока для частотного режима питания рельсотрона

%PDF-1.3 % 1 0 obj > endobj 5 0 obj /Title >> endobj 2 0 obj > endobj 3 0 obj > endobj 4 0 obj > stream

Индуктивный генератор импульсов тока для частотного режима питания рельсотрона

Носов Геннадий Васильевич; Пустынников Сергей Владимирович endstream endobj 6 0 obj > endobj 7 0 obj > endobj 8 0 obj > endobj 9 0 obj > endobj 10 0 obj > endobj 11 0 obj > endobj 12 0 obj > endobj 13 0 obj > stream HtWnK»!I]Ҍ=fl^)yo,d/5\»%{0PSS0?2irމ JQ*%Dw’~)@WU[ADΫ-yV Tmɛ’9yo’\5>Ɏy((=ә܀YslQ?nvt}FɮU#O-Ng cHP%vCߚto`O5,K?sb]zrq7],}zq)[«)*Ou

Майер Р.

В. Практическая электроника: от транзистора до …

НАЗАД 5. ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ 1. Генератор линейно-импульсного напряжения. Тиристор — полупроводниковый прибор с многослойной структурой типа p-n-p-n (с тремя электронно—дырочными переходами), обладающий свойствами электрического вентиля. Неуправляемый тиристор имеет два вывода (анод и катод) и называется динистором. Управляемый тиристор имеет третий вывод — управляющий электрод и называется тринистором. Рис. 1. Генератор линейно-импульсного напряжения. Простейший генератор линейно—импульсного (пилообразного) напряжения может быть собран из тиристора (динистора или тринистора), резистора и конденсатора (рис. 1.1). Нами использовались динистор типа КН102А (открывается при 11 В), резистор на 2 — 5 ком, конденсатор емкостью 1 — 10 мкФ; напряжение питания 20 — 100 В. При включении тиристор закрыт, конденсатор C1 медленно заряжается от источника питания через резистор R1. Напряжение на конденсаторе растет до напряжения открывания тиристора (рис. 1.2). Когда тиристор открывается, его сопротивление резко падает, и конденсатор быстро разряжается через него. При уменьшении анодного напряжения до напряжения закрывания тиристор закрывается, после чего все повторяется снова. Время заряда τ=RC, поэтому при увеличении R и C период колебаний растет, частота импульсов уменьшается. С ростом напряжения питания конденсатор заряжается быстрее, частота генерируемых импульсов увеличивается. Если использовать тринистор, то при подаче на управляющий электрод положительного относительно катода потенциала напряжение открывания уменьшается, частота формируемых импульсов растет. 2. Релаксационный генератор, управляемый светом. Если вместо резистора использовать фоторезистор или терморезистор, то частота генерируемых импульсов будет зависеть от освещенности или температуры датчика. Рис. 2. Релаксационный генератор, управляемый светом. Можно поступить иначе и вместо динистора использовать тринистор, отличающийся наличием управляющего электрода. При увеличении напряжения на управляющем электроде уменьшается напряжение открывания тринистора, что может быть использовано для создания генератора, регулируемой частоты. На рис. 2 приведена схема такого генератора. При освещенности фоторезистора потенциал управляющего электрода растет, частота генерируемых импульсов увеличивается, высота звука, издаваемого динамиком повышается. 3. RC—генератор. Простейший генератор гармонических колебаний представляет собой усилительный каскад, охваченный положительной обратной связью (ПОС). Цепь ПОС состоит из трех фазовращающих Г-образных RC-цепочек, каждая из которых обеспечивает сдвиг фаз 60 градусов на генерируемой частоте. Транзистор включен по схеме с общим эмиттером, вносит сдвиг фаз 180 градусов. Генератор вырабатывает гармонические колебания с частотой и амплитудой, для которых выполняются баланс фаз и баланс амплитуд. Рис. 3. Принципиальная схема RC-генератора. На основе этой схемы можно собрать модулятор, осуществляющий амплитудную модуляцию несущих колебаний низкочастотным сигналом, переносящим информацию. Для этого последовательно с источником напряжения следует включить вторичную обмотку трансформатора. На его первичную обмотку необходимо подать колебания от звукового генератора частотой 50 — 200 Гц. Из—за того, что амплитуда колебаний, вырабатываемых генератором, пропорциональна напряжению питания, на выходе устройства возникнет амплитудо-модулированный сигнал (рис. 3). Можно показать, как зависит глубина модуляции от амплитуды модулирующих колебаний; что происходит при изменении их частоты. Рис. 3. Осциллограммы с выхода модулятора. 4. Симметричный мультивибратор. Симметричный мультивибратор (рис. 4) представляет собой двухкаскадный усилитель, выход которого соединен с входом. Каждый транзистор поворачивает фазу на π =3,14, поэтому суммарный сдвиг фаз, который приобретает сигнал при прохождении через усилитель и цепь обратной связи, равен 2π. Выполняется баланс фаз, сигнал с выхода поступает на вход в фазе с входным сигналом и усиливает его. В режиме самовозбуждения транзисторы поочередно переходят из открытого состояния в закрытое, на выходе получается последовательность прямоугольных импульсов. Рис. 4. Симметричный мультивибратор. В схеме (рис. 4) используются транзисторы прямой проводимости (типа p-n-p), которые открываются при подача на базу отрицательного потенциала относительно эмиттера. Пусть при включении транзистор VT1 открывается, левая пластина конденсатора C1 соединяется с общим проводом, он начинает заряжаться через R2. Потенциал базы транзистора VT2 постепенно уменьшается, через некоторое время VT2 открывается и правая пластина C2 соединяется с общим. Это приводит к увеличению потенциала базы VT1, он закрывается. Конденсатор C2 начинает заряжаться через R3, потенциал базы VT1 уменьшается. Через некоторое время открывается VT1, что приводит к закрыванию VT2 и т.д. В результате мультивибратор генерирует прямоугольные импульсы. Чем меньше емкость конденсаторов C1, C2 и сопротивление резисторов R2, R3, тем быстрее заряжаются конденсаторы и выше частота вырабатываемых импульсов. Рис. 4. Осциллограммы напряжений на выходе мультивибратора. При подаче на базу транзистора VT2 положительного (отрицательного) потенциала VT2 будет все время оставаться открытым (закрытым), генерация импульсов прекратиться. Конденсатор C3 пропускает только переменную составляющую сигнала. 5. Несимметричный мультивибратор. Несимметричный мультивибратор (рис. 5) состоит из усилительного каскада на двух транзисторах, выход которого (коллектор транзистора VT2) соединен с входом (база транзистора VT1) через конденсатор C1. В качестве нагрузки используется динамик. Транзистор VT1 прямой проводимости (p-n-p-типа), открывается при подаче на базу отрицательного относительно эмиттера потенциала. Транзистор VT2 обратной проводимости (n-p-n-типа), открывается при подаче на базу положительного относительно эмиттера потенциала. Рис. 5. Несимметричный мультивибратор. При включении конденсатор C1 заряжается через динамик, резисторы R1 и R2 (непрерывная линия), потенциал базы уменьшается. Когда на базе VT1 возникает отрицательный потенциал, транзистор VT1 открывается, сопротивление коллектор—эмиттер падает. База транзистора VT2 оказывается соединенной с положительным полюсом источника, транзистор VT2 также открывается, ток коллектора растет. В результате через динамик течет ток, конденсатор C1 разряжается через резисторы R1, R2 и транзистор VT2 (пунктир). Потенциал базы VT1 возрастает, транзистор VT1 закрывается, вызывая закрывание транзистора VT2. После этого конденсатор C1 снова заряжается, затем разряжается и т.д. Частота генерируемых импульсов обратно пропорциональна времени заряда конденсатора τ=(R1+R2)C1. С ростом напряжения питания конденсатор заряжается быстрее, частота генерируемых импульсов растет. При увеличении сопротивления переменного резистора R1 или емкости конденсатора С1 частота колебаний уменьшается. Внешний вид мультивибратора показан на рис. 6. Вместо транзистора VT1 можно использовать МП25 или МП21. Рис. 6. Внешний вид несимметричного мультивибратора. ВВЕРХ

Как тиристор в пилообразном генераторе достигает своего тока удержания?

спросил

2 года 10 месяцев назад

Изменено 2 года, 10 месяцев назад

Просмотрено 115 раз

\$\начало группы\$

В пилообразном генераторе (схема ниже) конденсатор заряжается, а затем, когда тиристор включается из-за напряжения смещения R2 и R3, конденсатор разряжается на тиристор как короткое замыкание. Затем после разрядки конденсатора тиристор отключается и конденсатор снова заряжается . Это сформирует генератор пилообразной формы.

Вопрос : « Тиристор выключается после разрядки конденсатора «, почему тиристор достигает своего «тока удержания» и выключается, когда от R1 все еще идет постоянный ток?

Этот ток от резистора R1 составляет примерно 100 В/1 кОм = 100 мА. Даже если конденсатор полностью разряжен, этих 100 мА достаточно, чтобы тиристор не выключился.

Поскольку тиристор действует как короткое замыкание (с небольшим прямым напряжением), я думал, что ток от R1 будет замыкать тиристор, поэтому тиристор никогда не достигнет своего тока удержания и всегда будет включен, независимо от того, насколько мал заряд конденсатора.

• тиристор

\$\конечная группа\$

11

\$\начало группы\$

Вот моя схема: —

Если я выберу стандартный SCR и установлю ток удержания равным 110 мА (т. е. на 10 мА больше, чем могут обеспечить V1 и R3), я получу следующее: —

Выглядит хорошо!

Если я установлю ток удержания равным 70 мА, я получу следующее: —

Я думаю, есть много оснований сказать, что схема в книге Альберта Мальвино: «Электронные принципы» (как изображено в вашей вопрос) неверный. Конечно, у меня нет этой книги, поэтому я не могу сказать вам, есть ли где-нибудь мелкий шрифт, в котором говорится, что ток удержания должен быть выше 100 мА, чтобы эта схема работала.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

. Тиристор

2 кВ, срабатывающий в режиме ударно-ионизационной волны твердотельным спиральным генератором

публикация в журнале

опубликовано на

2022-10-19, 11:16 авторы Иван Лавринович, Антон И. Гусев, Саймон Бланд, Антуан Сильвестр де Феррон, Лоран Пекастен, Сьюзен Паркер, Джиаки Ян, Букур НовакБукур Новак

Ударно-ионизационное срабатывание тиристора позволяет переключать значительно более высокие токи с гораздо меньшим временем нарастания (d I /d t ), чем при обычном срабатывании; действительно, испытания коммерческих компонентов показывают, что и ток, и d I /d t могут быть увеличены на порядок по сравнению с указанными в спецификациях значениями за счет использования ударной ионизации. Однако создание волны ударной ионизации предъявляет строгие требования к генератору, используемому для запуска тиристора, в частности импульс запуска должен иметь скорость нарастания напряжения (d V /d t ) более 1 кВ / нс и амплитуду более чем в два раза больше статического напряжения тиристоров. напряжение пробоя. Учитывая, что емкость тиристора относительно велика, часто сотни пФ, этого трудно достичь с помощью многих распространенных методов запуска. В этом исследовании мы представляем изготовленный на заказ недорогой генератор запуска, который был разработан на основе методов спиральной/векторной инверсии в сочетании с оптимизированной схемой повышения резкости. С помощью этого генератора в режиме ударной ионизации запускались как одиночный тиристор на 2 кВ, так и пакет из двух последовательно соединенных тиристоров на 4 кВ. Тиристоры имели диаметр пластины 32 мм и емкость 370 пФ. С одним тиристором было выполнено 100 срабатываний при коммутации пикового тока 1,25 кА и связанного с ним d I /d t 12 кА/мкс. С двумя тиристорами были достигнуты пиковые токи 2,6 кА и d I /d t 25 кА/мкс. Во всех экспериментах не наблюдалось деградации полупроводниковой структуры. Работа открывает путь для разработки очень мощных, но все же компактных полупроводниковых триггерных генераторов и более крупных генераторов импульсов для широкого спектра приложений импульсной мощности.

Финансирование

Французская программа «Investissements d’Avenir» в рамках Energy and Environment Solutions (E2S) Université de Pau et des Pays de l’Adour (UPPA) (кафедра приложений импульсной энергии (PULPA) и твердотельных Pulsed Power (S2P2) Chair) под управлением Agence Nationale de la Recherche (ANR) в рамках гранта ANR-16-IDEX-0002

Совет по исследованиям инженерных и физических наук Имперского колледжа (EPSRC) Impact Acceleration Account

ИСТОРИЯ

ШКОЛА

• МЕХАНИЧЕСКИЙ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ И ПРОИЗВОДСТВО.

  Издатель

  Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE)

  Версия

  AM (принятая рукопись)

  Правообладатель

  © IEEE

  Заявление издателя

  © IEEE, 2022 г. Использование данного материала в личных целях разрешено. Разрешение IEEE должно быть получено для всех других видов использования на любых текущих или будущих носителях, включая перепечатку/повторную публикацию этого материала в рекламных или рекламных целях, создание новых коллективных работ, перепродажу или распространение на серверах или в списках, или повторное использование любого компонента, защищенного авторским правом.