Хід роботи
Змоделювати роботу найпростішого двотактного підсилювача потужності в класі АБ Побудувати характеристику передачі сигналу Зміною опіру RC ланки відносно значення 100 Oм усунути нелінійні спотворення синусоїдального підсиленого сигналу Визначити динамічний діапазон підсилення підсилювача.
Контрольні питання
1 Застосування підсилювачів потужності
2 Типи підсилювачів потужності
3 Яка з схем включення транзистора забезпечує підсилення за потужністю?
4 Що таке схема Дарлінгтона?
5 Способи зменшення нелінійних спотворень підсилювача
6 Способи збудження двотактних підсилювачів
Лабораторна робота №13
Тема: дослідження напівпровідникових перемикаючих елементів
Мета: вивчення переключаючи властивостей тиристора
Технічне забезпечення: ПЕОМ
Короткі теоретичні відомості
До схем електронного управління відносяться так звані керовані вентилі, тиристори, кремнієві керовані (управляємі) вентилі (КУВ), тріаки, діаки, схеми фазового регулювання, управління електродвигуном і схеми цифрового управління.
На практиці використовується широка номенклатура керованих вентилів. Багато з них насправді мають одну і ту ж структуру (або таку, яка мало відрізняється), але випускаються під різними торговими назвами чи позначеннями. Назву тиристор також застосовують до багатьох типів керованих вентилів. З технічної точки зору терміном тиристор називається будь-який напівпровідниковий ключ, який використовує p-n-p-n регенеративний ланцюг. Тиристори можуть мати два, три або чотири електроди. При побудові електронних схем управління використовуються і однонапрямлені і двонапрямлені (симетричні) керовані вентилі і тиристори.
Кремнієвий або напівпровідниковий керований вентиль (КУВ). Деякі фірми-виробники використовують абревіатуру КУВ (SCR – silicon controlled rectifier) для позначення будь-якого типу напівпровідникового керованого вентиля. Однак, її звичайно використовують для позначення кремнієвого керованого вентиля.
Якщо чотири шари напівпровідникового матеріалу, два з яких p-типу, а два інших n-типу, з’єднані так, як на рисунку 13.1, то такий прилад можна розглядати як три включених послідовно діоди з перемінною полярністю включення. У зворотньому напрямку такий прилад працює як звичайний діодний випрямляч, а в прямому напрямку – як комбінований електронний ключ і послідовний випрямляч. За допомогою цього ключа можна керувати провідністю прямого напрямку, тобто “вмикати” даний прилад.
Рисунок 13.1 – Напівпровідникова структура КУВ – диністора і його позначення
На рис 132 наведене схемне позначення позначення, структура і конструкція типового КУВ – тиритора. Треба відмітити, що існує дві основні структури КУВ; в одній з них управляючий електрод з’єднується з катодом, а в іншій – з анодом.
Найбільшого розповсюдження набуло катодне управлінння. КУВ в основному використовуються для управління змінним струмом, але можуть використовуватися для управління і в лацюгах постійного струму. Як включаючий сигнал можна використати і змінну або постійну напругу при умові, що величина цієї напруги достатня для переводу КУВ у включений стан.
|
|
а) |
б) |
Рисунок 13.2 – Позначення (а) та схема (б) тиристорного перетворювача
Найкращі характеристики КУВ реалізуються в тих випадках, коли в навантажуючому і запускаючому ланцюгах використовується змінний струм.
Управління змінною напругою, що подається на навантаження, залежить від відносної фази між запускаючим сигналом і напругою на навантаженні. У режимі провідності КУВ втрачає керованість, яка відтворюється завдяки змінній напрузі на навантаженні. Кожна переміна змінного струму через навантаження призводить до переривання провідності (коли змінна напруга між циклами спадає до нуля) незалежно від полярності запускаючого сигналу.
Якщо запускаюча напруга надходить синфазно з потужністю перемінного вхідного сигналу то КУВ для кожного послідовно поступаючого позитивного півперіоду напруги на аноді. Коли сигнал запуску змінюється в позитивному напрямку одночасно з напругою на навантаженні або на аноді, струм через навантаження починає протікати, як тільки напруга на ньому досягне значення, яке відповідає режиму провідності. При від’ємному сигналі запуску напруга на навантаженні теж від’ємна і провідність припиняється. Таким чином, у тих випадках, коли сигнал запуску синфазний з напругою на навантаженні, КУВ функціонує як звичайний однопівперіодний випрямляч.
При зсуві фаз між сигналом запуску і напругою на навантаженні рівному 90˚ (наприклад напруга на навантаженні відстає від напруги запуску на 90˚) провідності через КУВ немає до того часу, поки напруга запуску не стане додатною навіть при наявній на навантаженні позитивної напруги. Коли ж напруга на навантаженні досягає нульового значення, провідність припиняється, навіть якщо напруга запуску залишиться додатною.
При подальшому збільшенні фазового зсуву між запускаючим сигналом і напругою на навантаженні ще більше зменшується період провідності і, відповідно, в ланцюгу навантаження виділяється менша потужність. При регулюванні фазового зсуву між напругою на навантаженні і управляючим сигналом є можливість змінювати потужність вихідного сигналу, навіть без зміни амплітуди його напруги.
Рисунок 13.3 – ВАХ тиристора
Типовим застосуванням тиристорів є фазове керування потужністю.
Хід роботи
Зібрати схему фазового керування потужністю. Змоделювати її роботу.
Приклад виконання наведено на рисунках 13.4, 13.5.
Рисунок 13.4 – Схема дослідження
Рисунок 13.5 – Аналіз перехідних процесів