Биполярные транзисторы. Расчет тока цепи
Параметры электронных ключей: быстродействие, форсирующая цепочка. Нелинейная обратная связь. Определение номинального тока цепи. Количество диодов. Ступенчатое регулирование. Регулирование путем подмагничивания сердечника. Магнитно-полупроводниковые.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.01.2017 |
| Размер файла | 311,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
2
Размещено на http://www.allbest.ru/
Задание 1
Биполярные транзисторы состоят из трёх слоёв полупроводниковых материалов с различным типом проводимости. В зависимости от порядка чередования слоёв структуры различают транзисторы n-p-n и p-n-p типов.
Одним из основных параметров электронных ключей является быстродействие. Быстродействие электронного ключа определяет скорость его восстановления (выключения). После того, как на с базы биполярного транзистора снято напряжение ещё какое то время продолжает протекать ток. Для повышения быстродействия используют два способа рис 1.:
а) Форсирующая цепочка;
б) Нелинейная обратная связь.
а) б)
Рис 1.
а) При отпирании транзистора ток базы определяется током заряда форсирующей емкости (этот ток больше тока через резистор Rб2 и происходит быстрый переход в режим насыщения). В открытом состоянии ток базы определяется резистором, величина которого выбирается таким образом, чтобы обеспечить неглубокое насыщение транзистора. Таким образом, уменьшается время рассасывания неосновных носителей в базе.
б) Применяется диод, включенный между базой и коллектором транзистора. При отсутствии импульса управления диод заперт и не влияет на работу схемы. Когда ключ открывается, диод тоже открывается, потенциал базы уменьшается, то есть, транзистор охвачен глубокой отрицательной обратной связью, которая не дает переходить транзистору в режим насыщения и тем самым значительно уменьшает время рассасывания заряда в базе.
Задание 2.
Найдём номинальный ток цепи:
Теперь найдём количество диодов n если Iпр.max=30 А:
Отсюда принимаем количество диодов равное 7.
Не бывает двух одинаковых диодов так, как сопротивление у всех разное а следовательно и разный предельный ток. Поэтому в параллельной цепи и происходит неравномерное распределение токов. Что бы избежать выхода из строя диодов применяют включение последовательно с каждым диодом добавочных сопротивлений, величина которых в несколько раз больше, чем сопротивление диода в прямом направлении.
Задание 3
Процессы в однополупериодной схеме выпрямителя протекают сложнее, если нагрузка носит не активный, а индуктивный характер.
Ток в цепи выпрямления, возникнув в момент открывания вентиля, нарастает медленнее, чем происходит увеличение напряжения. Это связано с наличием индуктивности L в цепи нагрузки, которая является в электрической цепи инерционным элементом, препятствующим резкому изменению тока id.
Когда напряжение вторичной обмотки начнет снижаться, ток в нагрузке будет некоторое время продолжать расти и далее постепенно спадать за счет энергии, запасенной в индуктивности.
Ток через вентиль (рис.2.) будет протекать и в течение некоторой части отрицательного полупериода вторичного напряжения за счет ЭДС самоиндукции, возникающей в индуктивности L при уменьшении тока нагрузки. В результате на интервале и в кривой напряжения ud появляется участок с отрицательной полярностью.
Рис 2.
Задание 4
Ступенчатое регулирование.
Напряжение, снимаемое с вторичной обмотки трансформатора или автотрансформатора, можно регулировать, изменяя число витков первичной или вторичной обмотки. Регулирование напряжения при этом получается не плавным, а ступенчатым. Число витков вторичной обмотки трансформатора можно изменять сравнительно просто, и такой способ широко применяют.
Для этого вторичную обмотку разбивают на ряд ступеней (секций): а, б, в, г, к выводам которых А, Б, В и Г соответствующими переключателями 1, 2, 3 и 4 может подключаться приемник электрической энергии Zн. Присоединяя приемник к тому или иному выводу трансформатора, можно изменять число включенных во вторичную обмотку витков, т. е. напряжение U2, подводимое к приемнику. Такой способ называют регулированием на стороне низшего напряжения трансформатора.
Рис.3.
Регулирование путем подмагничивания сердечника.
Регулировать напряжение трансформатора можно также изменением магнитного потока, проходящего через его сердечник. Для этой цели можно подмагничивать сердечник постоянным током за счет специальной обмотки и менять таким образом магнитное сопротивление для переменного потока, создаваемого первичной обмоткой.
В результате подмагничивания напряжение на вторичной обмотке будет плавно уменьшаться.
Рис.4.
Регулировать напряжение трансформатора можно также изменением магнитного потока с помощью магнитных шунтов. Для этой цели в конструкцию трансформатора вводят специальные стержни (шунты). Такой трансформатор имеет основной магнитопровод (4) и два магнитных шунта (3), отделенных друг от друга изолирующими прокладками. Первичная обмотка (1) трансформатора охватывает все три стержня. Вторичная обмотка (2) намотана на стержень основного магнитопровода. На стержнях магнитных шунтов расположена обмотка управления (5).
Рис.5.
Трансформатор работает следующим образом. При отсутствии постоянного тока в обмотке управления магнитный поток Ф1 трансформатора, создаваемый первичной обмоткой, равномерно распределяется между основным магнитопроводом и магнитными шунтами (пропорционально площади их поперечных сечений). При этом во вторичной обмотке индуцируется минимальное напряжение U2 При протекании по обмоткам управления постоянного тока Iy сердечники магнитных шунтов насыщаются и их магнитное сопротивление возрастает. При этом магнитный поток Ф2 первичной обмотки вытесняется в основной магнитопровод и проходящий по нему поток Ф2 увеличивается. Это приводит к увеличению напряжения U2, индуцируемого во вторичной обмотке. Когда сердечники магнитных шунтов будут полностью насыщены, магнитный поток Ф2 в основном магнитопроводе будет максимальным и с трансформатора снимается максимальное напряжение U2. Таким образом, изменяя ток управления Iy, можно плавно регулировать вторичное напряжение.
Магнитно-полупроводниковые.
Рассмотрим схему стабилизатора, состоящего из двух последовательно включенных автотрансформаторов ATI, и АТII, имеющих разные коэффициенты трансформации. На магнитопроводах каждого автотрансформатора имеются обмотки управления щyl и щy2 в которые включены диоды VD1 - VD2 и транзисторы VT1 и VT2.
Если какой-либо из транзисторов открыт, то он закорачивает обе половины соответствующей обмотки управления. Например, когда открыт транзистор VT1, то закорачивается обмотка щyl (в одну полуволну входного напряжения через диод VD1 и транзистор VT1, а в другую полуволну - через диод VD2 и транзистор VT2). Автотрансформатор с закороченной обмоткой управления имеет меньшее сопротивление, чем автотрансформатор с разомкнутой обмоткой управления. Это вызывает перераспределение входного напряжения Uвх между автотрансформаторами (рис.6).
Рис.6.
На диаграмме на интервале 0-t1 закорочена обмотка управления щyI и выходное напряжение соответствует коэффициенту трансформации k'Т.
На интервале t1-р транзистор VT1, выключается, а VТ2 включается, закорачивая обмотку щyII. В результате выходное напряжение принимает значение, соответствующее коэффициенту k''Т.
Далее переключения транзисторов периодически повторяются на каждом полупериоде выходного напряжения. При изменении длительности интервала 0-t1 (угла управления б) выходное напряжение изменяется в диапазоне, определяемом коэффициентами k'Т и k''Т, что обеспечивает плавное регулирование выходного напряжения.
В качестве ключевых элементов, закорачивающих обмотки управления автотрансформаторов, могут также использоваться тиристоры. Однако поскольку они являются не полностью управляемыми элементами, (открываясь продолжают оставаться в открытом состоянии при отсутствии импульса управления), необходимо предусматривать устройства для их принудительной коммутации.
ток цепь диод полупроводниковый
Список использованных источников
[1]. Розанов Ю.К., Соколова Е.М. “Электронные устройства электромеханических систем “
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет разветвленной цепи постоянного тока с одним или несколькими источниками энергии и разветвленной цепи синусоидального переменного тока. Построение векторной диаграммы по значениям токов и напряжений. Расчет трехфазной цепи переменного тока.
контрольная работа [287,5 K], добавлен 14.11.2010Расчет линейной электрической цепи постоянного тока с использованием законов Кирхгофа, методом контурных токов, узловых. Расчет баланса мощностей цепи. Определение параметров однофазной линейной электрической цепи переменного тока и их значений.
курсовая работа [148,1 K], добавлен 27.03.2016Явление резонанса в цепи переменного тока. Проверка закона Ома для цепи переменного тока. Незатухающие вынужденные электрические колебания. Колебательный контур. Полное сопротивление цепи.
лабораторная работа [46,9 K], добавлен 18.07.2007Расчет линейной электрической цепи постоянного тока. Определение токов во всех ветвях методом контурных токов и узловых напряжений. Электрические цепи однофазного тока, определение показаний ваттметров. Расчет параметров трехфазной электрической цепи.
курсовая работа [653,3 K], добавлен 02.10.2012Линейные цепи постоянного тока, вычисление в них тока и падения напряжения, сопротивления. Понятие и закономерности распространения тока в цепях переменного тока. Расчет цепей символическим методом, реактивные элементы электрической цепи и их анализ.
методичка [403,7 K], добавлен 24.10.2012Расчет сложной электрической цепи постоянного тока. Определение тока в ветвях по законам Кирхгофа. Суть метода расчета напряжения эквивалентного генератора. Проверка выполнения баланса мощностей. Расчет однофазной электрической цепи переменного тока.
контрольная работа [542,1 K], добавлен 25.04.2012Однофазные и трехфазные цепи переменного тока. Индуктивное и полное сопротивление. Определение активная, реактивной и полной мощности цепи. Фазные и линейные токи, их равенство при соединении звездой. Определение величины тока в нейтральном проводе.
контрольная работа [30,8 K], добавлен 23.09.2011Моделирование электрической цепи с помощью программы EWB-5.12, определение значение тока в цепи источника и напряжения на сопротивлении. Расчет токов и напряжения на элементах цепи с использованием формул Крамера. Расчет коэффициента прямоугольности цепи.
курсовая работа [86,7 K], добавлен 14.11.2010Сила тока в резисторе. Действующее значение силы переменного тока в цепи. График зависимости мгновенной мощности тока от времени. Действующее значение силы переменного гармонического тока и напряжения. Сопротивление элементов электрической цепи.
презентация [718,6 K], добавлен 21.04.2013Расчет параметров цепи постоянного тока методом уравнений Кирхгофа, и узловых напряжений. Расчет баланса мощностей. Построение потенциальной диаграммы. Сравнение результатов вычислений. Расчет параметров цепи переменного тока методом комплексных амплитуд.
курсовая работа [682,1 K], добавлен 14.04.2015Исследование основных особенностей электромагнитных процессов в цепях переменного тока. Характеристика электрических однофазных цепей синусоидального тока. Расчет сложной электрической цепи постоянного тока. Составление полной системы уравнений Кирхгофа.
реферат [122,8 K], добавлен 27.07.2013Расчет значений тока во всех ветвях сложной цепи постоянного тока при помощи непосредственного применения законов Кирхгофа и метода контурных токов. Составление баланса мощности. Моделирование заданной электрической цепи с помощью Electronics Workbench.
контрольная работа [32,6 K], добавлен 27.04.2013Произведение расчетов разветвленной цепи постоянного тока с несколькими источниками электрической энергии; цепи переменного тока с параллельным соединением приемников, трехфазной цепи при соединении "звездой"; однокаскадного низкочастотного усилителя.
контрольная работа [2,2 M], добавлен 31.01.2013Специфические особенности расчета цепи постоянного тока классическим методом. Характеристика и расчет цепи постоянного тока операторным методом. Сравнительный анализ результатов произведенных расчетов. Особенности расчета цепи синусоидального тока.
реферат [863,1 K], добавлен 30.08.2012Расчёт токов и напряжений цепи. Векторные диаграммы токов и напряжений. Расчёт индуктивностей и ёмкостей цепи, её мощностей. Выражения мгновенных значений тока неразветвлённой части цепи со смешанным соединением элементов для входного напряжения.
контрольная работа [376,9 K], добавлен 14.10.2012Порядок расчета неразветвленной электрической цепи синусоидального тока комплексным методом. Построение векторной диаграммы тока и напряжений. Анализ разветвленных электрических цепей, определение ее проводимости согласно закону Ома. Расчет мощности.
презентация [796,9 K], добавлен 25.07.2013Понятие электрической цепи и электрического тока. Что такое электропроводность и сопротивление, определение единицы электрического заряда. Основные элементы цепи, параллельное и последовательное соединения. Приборы для измерения силы тока и напряжения.
презентация [4,6 M], добавлен 22.03.2011Основные методы расчета сложной цепи постоянного тока. Составление уравнений для контуров по второму закону Кирхгофа, определение значений контурных токов. Использование метода эквивалентного генератора для определения тока, проходящего через резистор.
контрольная работа [364,0 K], добавлен 09.10.2011Однофазные цепи синусоидального тока. Двигатели постоянного тока параллельного возбуждения. Расчет линейной цепи постоянного тока методом двух законов Кирхгофа. Расчет характеристик асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором.
методичка [1,4 M], добавлен 03.10.2012Основные законы и методы анализа линейных цепей постоянного тока. Линейные электрические цепи синусоидального тока. Установившийся режим линейной электрической цепи, питаемой от источников синусоидальных ЭДС и токов. Трехфазная система с нагрузкой.
курсовая работа [777,7 K], добавлен 15.04.2010
