C1 |
|
R1 |
|
|
|
|
|
R1 |
3 |
Lтр du |
С1 |
6 Lтр |
|
|
|
||||
|
|
|
C |
C |
C |
|
|
|
; |
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
2 |
2 |
2 |
|
|
6 |
E2ф dt |
кр |
|
|
R1 |
, (2.167) |
|||
C1 |
R1 |
C1 |
R1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
где |
|
Lтр - индуктивность рассеяния |
|||||||||||||
|
|
|
|
R2 |
|
R2 |
R2 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
трансформатора. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Защита тиристоров от пере- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
напряжений, обусловленных эф- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
C2 |
|
|
фектом накопления носителей при |
|||||||||||
|
|
|
|
|
C2 |
C2 |
коммутации |
тока |
вентилей, |
осу- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ществляется путем включения RC – |
|||||||||||
|
|
|
|
|
R2 |
R2 |
R2 |
цепочек |
параллельно |
тиристорам |
|||||||||
|
|
|
|
|
(рисунок 2.57). Рекомендуется вы- |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Рисунок 2.57 – Защита вентилей от пере- |
бирать |
значения |
сопротивления |
и |
|||||||||||||||
емкости в следующем диапазоне |
|
||||||||||||||||||
напряжений |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
R2 20 80 Ом, С2 0,25 10 |
мкФ . |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Защиту цепей питания системы |
||||||||||
управления осуществить посредством плавких предохранителей. Выбор предо- |
|||||||||||||||||||
хранителей для защиты электронной аппаратуры производят по номинальному |
|||||||||||||||||||
току плавкой вставки. Номинальный ток должен быть больше или равен рабочему |
|||||||||||||||||||
току цепи, в которой он используется. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2.3.3.3 Расчет элементов схемы системы управления. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Задачей расчета |
является синтез принципиальной схемы и определение па- |
||||||||||||||||||
раметров всех ее элементов, и выбор конкретных приборов для установки в схе- |
|||||||||||||||||||
му. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обобщенная структурная системы управления приведена на рисунке 2.26. |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Сеть |
|
|
|
|
|
Она включает ФСУ, на |
|||||||
|
СУ |
|
|
ИУ |
|
|
|
|
вход, |
которого |
подается |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
управляющий |
сигнал |
uу, |
и |
||||||||
Uу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
ФСУ |
ВФ |
|
|
Zн |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ВФ, с выходов которого сни- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
С4 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
маются |
управляющие |
им- |
||||||||
|
|
Uос |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пульсы (ИУ). |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
ОС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СУ может включать кон- |
|||||||
Рисунок 2.26 – Структурная схема системы управления |
|
тур |
отрицательной |
обратной |
|||||||||||||||
|
связи ОС, |
на |
вход |
которого |
|||||||||||||||
вентильного преобразователя |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
поступает какой-либо выход- |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ной параметр преобразователя |
|||||||||
или объекта, получающего от преобразователя питание (напряжение, ток, частота |
|||||||||||||||||||
вращения исполнительного механизма и т. п.). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
В качестве выходных формирователей импульсов рекомендуется использо- |
|||||||||||||||||||
вать транзисторные блокинг-генераторы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
205
|
Ек |
|
|
Uвых |
|
|
|
U |
|
|
|
Расчет |
блокинг- |
||
- |
|
ИТ |
|
|
|
вх |
|
генератора |
[8]. |
Блокинг- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
VD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
+ |
U1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
генератор |
(рисунок |
2.27) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
w3 |
Rн |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
представляет собой |
релакса- |
|||||
|
|
w1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
ш |
|
|
|
|
|
|
Uбэ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ционную схему, содержащую |
||||||
|
|
|
w2 |
U2 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
усилительный элемент (тран- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Uк |
|
VT |
Uc |
C |
|
|
|
|
t |
зистор), работающий в клю- |
||||
|
|
|
|
С |
Uк |
tвосст |
чевом режиме, и трансформа- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
тор, |
осуществляющий |
поло- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жительную |
обратную |
связь. |
|||
|
|
|
|
Uбэ |
Rб |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Uвх |
|
|
|
При |
использовании |
в |
каче- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвых |
|
||||||
|
|
|
|
|
+ Е |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
б |
|
tи |
|
стве |
формирователей |
им- |
||||
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пульсов блокинг-генераторы |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tвосст |
t |
работают в ждущем режиме. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
Для формирования импульса |
||||
|
Рисунок 2.27 – Схема блокинг- |
|
с помощью ждущего бло- |
||||||||||||
|
генератора |
|
|
|
|
|
|
кинг-генератора необходимо |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на его вход подавать запус- |
||||
кающие импульсы, амплитуда которых достаточна для открывания транзистора. |
|||||||||||||||
Ждущие блокинг-генераторы отличаются друг от друга способами подачи запи- |
|||||||||||||||
рающих напряжений и схемами запуска. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Исходные данные для расчѐта: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
амплитуда выходных импульсов Uвых.и (определяется по справочным данным силовых вентилей);
длительность импульса tи (определяется по справочным данным силовых вентилей);
период следования импульсов Т принять равным 20 мс;
длительности фронта и среза импульса tф tс≤1,2 мкс;
сопротивление нагрузки Rн=160 Ом (сопротивление перехода УЭ-К тиристора);
максимальная температура окружающей среды tоокр=40оС.
Выбор типа транзистора является наиболее сложной задачей при расчете БГ. Это обусловлено тем, что длительность импульса зависит от постоянной времени накопления τн, значение которой в справочных данных не указывается, а у конкретного экземпляра транзистора ее можно приближенно определить лишь экспериментальным путем. Кроме того, сложная связь tи со многими параметрами схемы не позволяет использовать общее уравнение, а аналитические зависимости получены только для частных случаев: 3τн<tи<τс; tи>3τн; tи>τс и tи<<τL; τн>>τс, tи<<τL. В этих неравенствах постоянная времени заряда емкости С определяется по формуле
τс=RвхС , с, |
(2.168) |
206
где Rвх |
входное сопротивление транзистора схемы с общим эмиттером при |
|||||
|
|
|
|
ў |
, Ом; |
|
большом сигнале, практически равное объемному сопротивлению базы rб |
||||||
|
|
|
Lμ |
постоянная времени индуктивности намагничивания Lμс,, Rў = |
R |
|
τ |
L |
= |
|
н |
||
|
||||||
|
|
Rў |
н |
n2 |
|
|
|
|
|
н |
|
н |
|
приведенное к первичной обмотке трансформатора сопротивление нагрузки, Ом. Коэффициент трансформации импульсного трансформатора ИТ nн следует
выбирать в диапазоне 0,5≤nн≤3. При выборе необходимо учитывать, что большие значения nн вызывают увеличение коллекторного тока, а малые - увеличение напряжения Ек, и, следовательно, UКБмакс.
Транзистор выбирается по двум параметрам: по предельной частоте f и по допустимому напряжению UКБмакс, которое определяется по формуле
U |
|
і 2Е |
|
, Е |
|
» 1,2 |
Uвых.и |
,В, |
(2.169) |
КБмакс |
К |
К |
|
||||||
|
|
|
|
nн |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Выбор по частоте производится на основании следующих соображений. При формировании относительно длинных импульсов при tф≥0,5 мкс необходимо выбирать низкочастотные транзисторы, для которых можно определить:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
і |
|
0,9 ё |
1,7 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h21б |
|
|
|
|
|
tф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Величина емкости С выбирается по условию С > |
tи |
|
. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
rбў |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Влияние емкости С не будет сказываться на длительности фронта импульса, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
если ее минимальное значение выбирать по условию |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rў |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
τ1 + τ β |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С і |
|
С |
|
|
= 10 |
|
|
|
|
|
Rэкв |
|
|
|
|
,Ф, |
|
(2.170) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мин |
n2 Rў |
+ Rў |
|
(nK - 1) |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
вх |
|
н |
) |
|
0 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Rў rў |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где Rэкв » |
|
|
|
н |
б |
|
|
|
|
эквивалентное |
|
|
сопротивление |
цепи, |
Ом, |
||||||||||||||||||||||||
|
n2Rў |
+ rў |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
к |
( |
н |
|
б |
|
ъ |
|
|
|
( |
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
щ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,16 |
|
|
постоянные времени це- |
||||||||||
τ |
= R |
С |
h |
|
+ 1 + С |
|
, τ |
|
» |
h |
|
+ 1 τ |
|
|
, |
|
τ |
|
» |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
1 |
экв |
л к |
|
|
21Э |
|
|
|
0 |
ы |
|
β |
|
|
21Э |
|
|
α |
|
|
|
α |
|
|
f |
h21б |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
пи, с, nK » n |
h21Э |
R . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
0 |
|
|
|
rбў |
|
экв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Постоянная времени заряда конденсатора τС » rбў . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
Индуктивность намагничивания Lμ≈L1 |
и отсюда: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
207
|
|
|
tи |
|
|
, Гн, |
(2.171) |
||
Lμ » |
ж |
|
ц |
|
|||||
|
t |
|
|
|
|||||
|
An з |
|
ч |
1 |
|
|
|||
|
|
|
и |
|
|
||||
|
|
з |
|
|
ч |
|
|
|
|
|
|
з1- |
|
|
|
ч- |
|
|
|
|
R |
з |
|
τ |
|
ч |
Rў |
|
|
|
з |
|
|
ч |
|
||||
|
вх и |
|
|
С ш |
и |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где А = h21Э τС + nτ н .
τС - τн
Для выбранного транзистора принимают:
τн » 0,7τ β , с.
Максимальное значение коллекторного тока
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
tи |
|
|
|
|
|
|
ЕК |
|
|
|
τС |
|
||||
I |
|
= |
t + |
E |
+ |
E |
e |
|
||||
КБмакс |
|
|
|
|
||||||||
|
|
L |
|
и |
Rў |
Rў |
|
|
|
|||
|
|
|
μ |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
н |
вх |
|
, А |
(2.172) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
должно быть меньше допустимого значения тока коллектора выбранного транзистора. Если бы окажется, что рассчитанное значение коллекторного тока больше допустимого, то необходимо в цепь базы включить дополнительный резистор
R ≈2 rў и сделать новый расчет, заменяя во всех формулах R |
на R= rў+R . Боль- |
|||||||||||||||||
д |
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вх |
б |
д |
|
шим Rд выбирать нецелесообразно, так как при этом сильно увеличивается дли- |
||||||||||||||||||
тельность фронта импульса. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Рассчитанное значение индуктивности Lμ должно отвечать условию |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
L |
|
і L |
|
= 10 |
τ β Rэкв |
, Гн. |
|
(2.173) |
|||||
|
|
|
|
μ |
μмин |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nK0 - |
1 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Длительность фронта импульса определяется по формуле |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
) |
τ |
+ τ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ч β |
|
1 |
,с, |
|
(2.174) |
|||
|
|
|
|
|
t |
|
» 1,1Ч1 + |
|
1 + ν |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
nK0 - 1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
τ |
β Чτ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где ν = 4(nK0 - 1) |
|
|
|
; tс » tф . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
ж |
|
ц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
зτ |
|
+ τ ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
з |
β |
ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
и |
1ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Полученные значения tф и tс должны удовлетворяют заданным условиям.
Если заданы длительность импульса tи и период следования входных импуль-
сов ТВХ, то время восстановления tвосст=Tвх-tи. Сопротивление резистора Rб находится из условия
R C Ј |
tвосст |
, с. |
(2.175) |
|
б |
3 ё 4 |
|
|
|
Напряжение принимается из условия |
|
|
|
|
Еб і IКБОмакс Rб , В. |
(2.176) |
|||
Значение емкости |
|
|
|
|
C р Ј |
tвосст |
|
, Ф. |
(2.177) |
|
|
|||
|
(2 ё 3)Rб |
|
||
208 |
|
|
|
|
