книги из ГПНТБ / Богомолов А.М. Судовая полупроводниковая электроника
.pdfопределяется по нижней кривой (рис. 106). Если выход ной каскад формирует напряжение прямоугольной фор мы (ф= 0), необходимая установленная мощность фильт ра определяется по верхней кривой.
В некоторых случаях бывает целесообразно или не обходимо функции выходного трансформатора и индук тивности параллельного контура L% объединить в одном элементе. Именно такая схема выходного фильтра пока зана на рис. 107. В этом случае можно получить выигрыш
всуммарной установленной мощности трансформатора
ифильтра.
Схемы управления преобразователей постоянного напряжения в переменное предназначены для формиро вания управляющих импульсов напряжения, которые по даются на выходные каскады. Наиболее простой схемой управления является обычный преобразователь с само возбуждением, выполненный на рис. 96, а. Применяя для этой схемы стабилизированный источник питания срав нительно малой мощности, можно получить прямоуголь ные импульсные напряжения стабильной частоты, при годные для управления выходным каскадом. Однако практического применения такой вариант схемы управ ления почти не находит, поскольку, пользуясь этой схе мой на выходе преобразователя, можно получить только
Рис. 108. Схема для получения двух прямоугольных напряжений с регулируемым сдвигом по фазе
251
-V n
Рис. 109. Транзисторный преобразователь постоянного напряжения в переменное синусоидальное
напряжение прямоугольной формы, что вынуждает при менять громоздкие выходные фильтры.
Как уже говорилось, практически предпочитают та кие варианты схем управления, которые дают возмож ность получать два синхронизированных прямоугольных напряжения с некоторым фазовым сдвигом 2ф. Такую схему управления можно построить на основе двух пре образователей с самовозбуждением, соединенных синхро низирующей цепью. Эта схема показана на рис. 108. В ней используются два преобразователя с самовозбужде нием, причем один из них ПРХявляется ведущим, а дру гой ПР2 — ведомым. Преобразователь ПР2 управляется вторичными обмотками трансформатора Три <в3 и о).(, причем сдвиг по фазе двух преобразователей регулиру ется с помощью магнитного усилителя МУь Эту схему можно применять как в преобразователях с фиксирован ным фазовым сдвигом, так и в стабилизированных пре образователях. Во втором случае в обмотку управления МУХс выхода преобразователя подается сигнал, кото рый при изменениях выходного напряжения изменяет фазовый сдвиг таким образом, чтобы компенсировалось изменение выходного напряжения.
Втрехфазных преобразователях требуется схема уп равления, вырабатывающая три управляющих прямо угольных напряжения с фазовым сдвигом 120 электриче ских градусов. Эта схема также может быть реализова на с помощью описанного выше принципа.
Втех случаях, когда к преобразователям предъявля
ются повышенные требования в отношении стабильности параметров выходного напряжения, схемы управления значительно усложняются. Однако рассмотрение таких схем выходит за рамки настоящей книги. •
В качестве примера на рис. 109 показана схема тран зисторного преобразователя постоянного напряжения в переменное, построенная на основе описанных блоков.
§6. Тиристорные преобразователи
Воснову действия тиристорных преобразователей по ложены те же принципы, что и у транзисторных, а имен
но — коммутация напряжения на первичной обмотке трансформатора с помощью полупроводниковых ключей. Преимущество тиристорных ключей состоит в том, что
2 5 3
они позволяют коммутировать цепи с гораздо более вы сокими напряжениями и токами, чем транзисторные. Тем не менее тиристорные ключи обладают существен ным недостатком, который заключается в том, что обыч ный тиристор является ключом с односторонним управ лением. Это означает, что с помощью управляющего им пульса тиристор может быть включен, но не может быть выключен.
Для выключения тиристора необходимо ток, проте кающий по его анодной цепи, уменьшить до нуля, а точ нее, до некоторой величины, называемой током гашения или током удержания тиристора и составляющей доли процента от номинального значения анодного тока. Вследствие этого в схемы тиристорных преобразователей необходимо вводить специальные цепи гашения.
На рис. 110 изображена схема тиристорного преобра зователя, в котором роль коммутирующего элемента иг рает конденсатор С. Принцип действия этой схемы за-
ключается в следующем, К цепям управляющих электродов подключена схема управления, которая поочеред
|
|
но подает отпирающие им |
||||
|
|
пульсы на каждый из тиристо |
||||
|
|
ров. Предположим, что первым |
||||
— I |
I— |
управляющим |
импульсом от |
|||
|
|
пирается тиристор 7’ь После |
||||
|
|
включения этот тиристор под |
||||
|
|
ключает |
отрицательный |
полюс |
||
|
|
источника питания |
к |
левому |
||
|
|
выводу |
первичной |
обмотки |
||
|
|
трансформатора. При этом по |
||||
|
|
лярность напряжения на пер |
||||
|
|
вичной |
обмотке |
соответствует |
||
обозначенной на рис. ПО.
Это напряжение трансфор мируется во вторичную обмот ку и прикладывается к нагруз ке. Одновременно происходит заряд конденсатора С в соот-
Рис. ПО. Тиристорный преобразова тель постоянного напряжения в пере менное
2 5 4
ветствующей полярности. Такое состояние схемы про должается в течение одного полупериода выходного пе ременного напряжения. В конце полупериода из схемы управления подается импульс, отпирающий тиристор Т2. Гашение тиристора Т{ происходит за счет разрядного тока конденсатора С, протекающего через тиристор Т\ в направлении, противоположном прямому анодному то ку. Если разрядный ток превышает ток нагрузки, то сум марный ток тиристора падает до нуля, и тиристор вы ключается.
Необходимым условием четкой работы преобразова теля является наличие в цепи питания преобразователя дросселя L, не допускающего резкого изменения тока в цепи источника питания. В противном случае при отпира нии тиристора Т2 резко увеличится анодный ток в обоих тиристорах, поскольку суммарная индуктивность первич ной обмотки в таком режиме равна нулю. Тока разряда конденсатора при этом будет недостаточно для гашения тиристора Ть и произойдет короткое замыкание.
Дроссель L устраняет это явление, однако его вес и габариты должны быть весьма значительными для того, чтобы ток в цепи источника питания оставался практи чески постоянным в течение всего периода. Ввиду по стоянства тока в цепи питания такие преобразователи называют преобразователями тока. Форма выходного напряжения у таких преобразователей близка к сину соидальной, однако величина выходного напряжения сильно изменяется при изменении нагрузки. Это свойст во ограничивает распространение тиристорных преобра зователей тока, так как источник электрической энергии должен иметь жесткую внешнюю характеристику.
Известны схемы тиристорных преобразователей без токоограничивающего элемента в цепи питания, называе мые преобразователями напряжения. Однако такие схе мы имеют сложную структуру и обладают малой помехо устойчивостью. Весьма перспективными для применения в схемах тиристорных преобразователей являются так называемые полностью управляемые тиристоры, в кото рых с помощью цепи управления можно производить и включение и выключение. Построение схем полностью управляемых тиристорных преобразователей базируется
на принципах, применяемых для транзисторных преоб разователей напряжения.
Л И Т Е Р А Т У Р А
]. Богомолов А. М. Многотранзисторные триггерные схемы Мур манское книжное издательство. Мурманск, 1967.
2. Захаров В. К. Электронные элементы автоматики |
«Энеогия», |
Л., 1967. |
F |
3.Зельдин Е. А. Децибелы. «Энергия». М., 1972.
4.Коссов О. А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключении. «Энергия». М., 1971.
5.Лекоргийе Ж. Управляемые электрические вентили и их при менение. «Энергия». М., 1971.
1963 ^ ИПМаН Р' Полупроводниковые реле. Госэнергоиздат. М.-Л.,
7.Никитин В. Б. Транзисторные преобразователи постоянного на пряжения в переменное. Сб. «Полупроводниковые приборы и их при менение» под ред. Федотова Я. А. Вып. 14.
8.Никитин В. Б. Снижение обратного напряжения на транзисто рах в схемах импульсного регулирования генераторов постоянного тока. «Электротехника», 1968, № 6.
9.Николаевский И. Ф., Игумнов Д. В. Параметры и предельные режимы работы транзисторов. «Советское радио». М„ 1971.
10.Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзистор
ных схем. «Энергия». М., 1967.
11. Системы электроавтоматики на промысловых судах. Под ред. канд. техн. наук Ю. И. Быховского. Мурманское книжное издатель ство. Мурманск, 1972.
12. Федотов Я. А. Основы физики полупроводниковых приборов. «Советское радио». М., 1970.
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
От авторов |
..................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||
Г л а в а |
I. |
Статические свойства электронных элементов |
|
3 |
|||||||||
§ |
1. |
Статические |
свойства |
двухполюсных |
электронных |
|
|||||||
элементов .................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|||
§ 2. Статические свойства четырехполюсных элементов |
. |
6 |
|||||||||||
§ |
3. |
Типовые |
нелинейности |
статической характеристики . |
10 |
||||||||
§ 4. Статические свойства системы, содержащей несколь |
|
||||||||||||
ко четырехполюсных .............................................. |
э л е м е н т о в |
|
|
|
12 |
||||||||
§ |
5. |
Виды ...........................................................обратной |
с в я з и |
|
|
|
|
|
19 |
||||
Гла ва |
И. |
Динамические |
свойства |
электронных |
элементов |
|
26 |
||||||
§ |
1, |
Частотные свойства |
электронных |
элементов . . . |
|
26 |
|||||||
§ |
2. |
Влияние |
обратных |
связей |
на |
частотные свойства |
|
||||||
элемента............................................................ |
|
|
|
|
|
|
|
. . . |
|
30 |
|||
§ |
3. |
Максимальная и граничная частота усилительного |
|
||||||||||
элемента.................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|||
§ |
4. |
Импульсные |
свойства электронных элементов . |
. |
32 |
||||||||
Гл а в а |
III. |
Физические основы полупроводниковой электроники 36 |
|||||||||||
§ |
1. |
Механизм |
электропроводности |
полупроводниковых |
|
||||||||
м атериалов............................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
36 |
|
|||
§ 2. Электронно-дырочный переход в полупроводниках |
. |
39 |
|||||||||||
§ |
3. |
Конструкция |
точечных |
и плоскостных |
диодов . |
. |
45 |
||||||
§ 4. Конструкция и принцип действия полупроводниково |
|
||||||||||||
го |
триода .....................................................(транзистора) |
|
|
|
|
|
|
48 |
|||||
§ 5. Эквивалентные ........................схемы транзисторов |
|
53 |
|
||||||||||
§ |
6. |
Четырехслойные |
полупроводниковые приборы . |
. |
59 |
||||||||
Гла ва |
IV. |
Линейные усилители на транзисторах . . . . |
|
65 |
|||||||||
§ |
1. |
Выбор режима работы |
транзистора в |
усилительной |
|
||||||||
с х е м ....................................................................................е |
|
|
|
|
|
|
|
|
67 |
|
|||
§ |
2. |
Стабилизация |
рабочей |
точки усилителя . . . |
. |
71 |
|||||||
§ |
3. |
Расчет усилительного каскада |
класса А . . . |
. |
77 |
||||||
§ 4. Частотные особенности многокаскадных низкочастот |
|
||||||||||
ных |
усилителей |
с емкостной с в я з ь ю ............................... |
|
78 |
|
||||||
§ |
5. |
Частотные |
особенности |
низкочастотных |
усилителей |
|
|||||
с |
|
|
|
трансформаторной с в я з ь ю ........................................... |
|
|
81 |
||||
§ |
|
|
6. Эмиттерные повторители........................................... |
|
|
84 |
|||||
§ |
7. |
Выходные |
каскады |
усилительных |
(усилители |
|
|||||
м ощ н ости )............................................................................... |
|
|
|
|
89 |
|
|||||
§ 8. Дифференциальные |
у с и л и т е л и ................................ |
|
97 |
|
|||||||
Г л а в а |
V. |
Переключающие схемы на транзисторах |
|
. 1 0 8 |
|
||||||
§ |
1. |
Классификация переключающих схем |
. . 1 0 8 |
|
|||||||
§2. Работа |
транзистора |
в |
режиме |
переключения . |
. |
111 |
|||||
§ |
|
|
|
3. |
Транзисторные к л ю ч и |
|
|
117 |
|||
§ |
|
|
4. |
Транзисторные |
м одуляторы ...................................... |
|
125 |
||||
§ |
5. |
|
Схемы |
формирования |
коротких импульсов . . |
. |
129 |
||||
§ 6. |
Пороговые переключающие с х ...............................е м ы |
|
|
134 |
|||||||
§ |
7. |
Одновибраторы и реле вр ем ...................................ен и |
|
|
142 |
||||||
§ |
|
|
|
8. Мультивибраторы................................................ |
|
|
147 |
||||
§ |
9. |
Бистабильные схемы |
(триггеры ...................................) |
|
|
152 |
|||||
§ |
|
|
|
10. Блокинг-генераторы.............................................. |
|
|
161 |
||||
§ |
11. Транзисторные силовые ключи с активно-индуктив |
|
|||||||||
ной |
н агрузкой ....................................................................... |
|
|
|
170 |
|
|||||
§ |
12. |
Широтно-импульсные |
м одуляторы ......................... |
|
178 |
|
|||||
§ |
13. |
Тиристорные переключающие |
. . . |
. |
183 |
||||||
Г л а в а |
VI. |
Полупроводниковые |
выпрямители........................ |
|
187 |
|
|||||
§ |
1. Однополупериодная однофазная схема выпрямления |
187 |
|||||||||
§ |
2. Двухполупериодная однофазная схема выпрямления |
191 |
|||||||||
§ |
3. |
|
Мостовая |
однофазная |
схема |
выпрямления . . |
. |
193 |
|||
§ 4. |
Трехфазная схема выпрямления со средней точкой |
195 |
|||||||||
§ |
5. |
Мостовая |
трехфазная |
схема |
(схема |
|
|||||
Л арионова).............................................................................. |
|
|
|
|
196 |
|
|||||
§ |
6. |
Сглаживающие фильтры . ........................ |
|
199 |
|
||||||
Г л а в а |
VII. |
Управляемые |
вы прям ители .............................. |
|
202 |
|
|||||
§ |
1. |
|
Принцип действия |
управляемых |
выпрямителей . |
. |
202 |
||||
§ |
2. Однополупериодный управляемый выпрямитель . |
. |
206 |
||||||||
§ |
3. |
Двухполупериодные схемы управляемых выпрями |
|
||||||||
телей ................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
209 |
|||
§ 4. |
Многофазные схемы управляемых |
выпрямителей |
. |
214 |
|||||||
Г л а в а |
VIII. Стабилизаторы напряжения |
.............................. |
217 |
||
§ |
1. |
Основные параметры и классификация стабилизато |
|||
ров напряжения...................................................................... |
|
|
217 |
||
§ 2. |
Параметрические |
стабилизаторы |
напряжения |
. 2 1 4 |
|
§ |
3. |
Компенсационные |
стабилизаторы |
напряжения |
. . 2 2 1 |
Гл а в а |
IX. Транзисторные преобразователи напряжения . |
227 |
|||||
§ |
1. |
Принцип действия статических |
преобразователей |
|
|||
напряжения . . |
|
|
|
|
227 |
||
§ |
2. |
Преобразователи |
напряжения |
с |
внешним |
возбуж |
|
дением ............................................................................................ |
|
|
|
|
228 |
||
§ |
3. |
П р е о б р а з о в а т е л и |
н а п р я ж е н и я |
сс а м о в о зб у ж д е н и е м |
232 |
||
§ |
4. |
П р е о б р а з о в а т е л и |
п остоян ного |
н а п р я ж е н и я |
в п о сто |
|
|
янн ое ............................................................................................................................. |
|
|
|
|
237 |
||
§ |
5. |
П р е о б р а з о в а т е л и |
п остоян ного |
н а п р я ж е н и я |
в п ере |
|
|
менное ......................................... |
|
|
|
|
239 |
||
§ 6. |
Тиристорные преобразователи |
..................................... |
|
253 |
|
||
Литература............................................................................. |
|
|
|
253 |
|
||
Богомолов А. М., Никитин В. Б.
Б-74 Судовая полупроводниковая электроника. Мурманск, Кн. изд-во, 1974.
260 с. с черт.
В книге освещены вопросы, касающиеся принципа дейст вия, устройства и эксплуатации электронных элементов, при
меняемых в различных приборах и механизмах судового электрооборудования.
Издание предназначено для судовых электромехаников, студентов высших морских учебных заведении, специалистов береговых служб флота.
6Т4.1
Б о го м о л о в А л е к с а н д р М и х а й л о в и ч , Н и к и т и н В и к т о р Б о р и с о в и ч
С У Д О В А Я П О Л У П Р О В О Д Н И К О В А Я Э Л Е К Т Р О Н И К А
Ре д акто р С . К . Б о г а т и к о в а
Ху д о ж н и к -р е д а к то р Л . А . О в с я н н и к о в а
Т е х н и ч е ск и й р едактор |
В . |
А . С ы ч е в а |
|
|
|
|
||||||||
К о рректор |
В . |
П . Р я б и н и н а |
|
|
|
|
|
|
||||||
С д а н о |
в набор |
1 2 / V I |
1973 |
г. |
П о д п и с а н о |
к п е ч ати |
14 /V 19 7 4 |
г. |
|
|||||
Б у м а га |
ти п о гр а ф с к а я |
N° |
1. |
Ф о р м а т |
б ум а ги |
84X108/32. |
|
|
||||||
У е л . печ . л . 13,6. |
У ч .-и з д . |
л . |
12,2. Т и р а ж |
2500. |
З а к а з 4119. |
П Н 04332. |
Ц е н а |
86 коп. |
||||||
М ур м ан ск о е |
кн и ж н о е |
и зд ате льство , |
г . М ур м а н ск , |
Д ом п е ч ати |
|
|||||||||
М у р м а н ск а я |
о б л а стн ая |
т и п о гр а ф и я , |
г. |
М ур м а н ск , |
у л . |
К - М а р к са , |
18 |
|||||||