12. Силовые ключи

Современные силовые ключидолжны обладать малыми потерями при коммутации, высоким быстродействием, малым потреблением в цепи управления, большой коммутационный ток, высокое рабочее напряжение. Для коммутаций больших токов и напряжений используюттиристоры.

Тиристор-относится к 4-х слойным приборам. Они могут работать как в схеме с одной полярностью, так и разной полярности (симисторы). Тиристоры делятся : диодные: динистр, триодный тиристр: тринистр.

Тиристор: есть управляющий вывод из баз эквивал транзисторов.

Имеет место семейство характ-к, зависит от тока упр-я.

Тиристор- динистр с управляющим напряжением включения. После того как на тиристр перейдет в откр состояние, управляющий электрод теряет свои св-ва и потом выключить тиристор через упр-й электрод нельзя.Комплиментарные КМОП- транзисторные ключи.

В схеме используется 2 полевых транзистора с изолир. затвором но по провод имеют разный знак.

Если входной сигнал=0<Uзо то 1-й транзистор будет закрыт, а 2 будет полностью открыт. Конденсатор зарядится через 2-й транзистор.

Если на входе 1 то 1-й транзистор открывается, а 2-й закрывается, и разряжает емкость. Преимущество: Транзисторные ключи на полевых транзисторах имеют высокое вх сопротивление, управляются не током, а напряжением.Недостаток: Сопротивление канала больше чем у нас биполярных транз-в, след-но потери больше.БТИЗ

Выполнены как сочетание полевого входного транзистора и выходного биполярного. БлагодаряR2 биполярный транзистор закрыт и не оказывает влиянии на полевой.ВАХ:

13. Аналоговые и ключевые стабилизаторы напряжения.

Ксн относятся к электронным силовым устройствам, тк организует напряжение питания цифровой и аналоговой техники. При питании чувствительных устройств требуется высокая стабильность напряжения; пульсация порядка 5% в цифр, 10-100-ни доли % в аналоговой.

Ксн непрерывного типа

Вых напряжение снимается с регулирующего элемента. Т.к. вых сигнал имеет отклонение, то задача стаб-ра заключается в обеспечении наименьшего уровня пульсации. Коэф передачи датчика определяется коэф передачи рез дел-ля.

Кст=Uвх/Uвых –коэф характеризует фильтрующие св-ва

Кст=(1+КдКуКур)/Кпвх

Кпвх – коэф передачи изм-я Uвх напрямую.

Кст тем больше, чем больше Ку усил-ля

Т.к. уровень пульсации на вых ксн меньше чем на вх, то можно сказать, что ксн представляет собой сглаживающий конденсатор большой емк-ти.

Ключевой стаб-р напр-я

Повышение кпд осущ-ся за счет перевода рег-го транз-ра в ключевой режим работы.

Операционный усилитель переведен в режим компаратора (DA1). На вых компаратора либо +/- Еп (нет промежуточных значений).

Вел-на пульсации будет опр-ся вел-й емк-ти, инд-ти и током нагр-ки.

Диод и инд-ть исп-ся для обеспечения непрерывного тока в нагрузке.

Наличие большого уровня радиоизлучения требует экранизации. Если сх.,питаемые от этого ксн, не чувствит. К помехам, то экран не треб-ся. Ксн этого типа применяют в цифр. Устр-х автоматики из-за выс кпд и стаб-ти.

Силовые ключи на тиристорах, бипол и пол транзисторах и БТИЗ.

Тиристоры

• низк быстрод. Низк помехоуст. Возм-ти сраб-я из-за высокой скорости нарастания напр-я

+ высокие UиI; низкие потери в акт сост-и; выс Кусил по мощ-ти

Бипол

Большая рассеиваемая мощ-ть в акт сост-и (но меньше, чем пол); ограничение тока до 200 А; быстрод-е выше, чем у тиристоров

Пол

Ток< чем бипол; выс напр-е открытого сост-я; выс частота переключений; Ку по мощ-ти > тир; отсутствие эф-та коммутации тока =>более уст-вы к перегреву.

БТИЗ

Т.к. в основе 2 бипол тр-ра разной проводимости, то удалось снизить напряжение насыщения => снизилась рассеиваемая мощ-ть; Ку по мощ-ти большой(т.к. на вх пол транз-р); част св-ва выше бипол, но ниже пол

26