Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 [ 88 ] 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

причем предполагается, что максимальные значения тока в импульсах не переходят в область, где начинается заметное снижение коэффициента усиления по току (см. график переходной характеристики на рис. 157).

Определим величину коэффициента усиления напряжения для схемы, изображенной на рис. 155, а, полагая нагрузку чисто активной и пренебрегая небольшими по величине обратными токами, протекающими в непроводящий полупериод. В проводящий полупериод мгновенные значения выходного напряжения будут связаны с входными напряжениями выражениями (311), написанными с учетом условий (312) и наличия сопротивления / ос-Следовательно,

it Rh

вых -

Гос + ГиС - о.)

В исследуемой схеме отсутствует напряжение смещения и поэтому в отличие от более общего случая, рассмотренного применительно к электронному фазочувствительному усилителю, ток будет протекать в течение всего проводящего полупериода (т. е. угол отсечки будет равен л;/2).

Поскольку

ввх = fexmSin at,

среднее значение выходного напряжения будет равно

oJbi р

~ пкоИ-- laquo;(1-сс)] laquo;-

или, если перейти от максимальных величин входной э. д. с. к действующим,

Отсюда получим К

и, положив / == о.

laquo;МАсрейн ClRh /314)

- Евх 2К,+ л (1-а)]

Uex 2ло(;

Углом отсечки называют выраженную в градусах или радианах половину продолжительности импульса тока.

17. ТИРИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

В последнее время в качестве управляющих устройств находит применение особый вид полупроводниковых приборов, носящих название управляемых диодов или тиристоров. Они имеют четы-рехслойную структуру (типа р-п-р-п или п-р~п-р) и по своим свойствам близки к тиратронам.

При подаче напряжения на основную пару выводов 1,3 тиристора (рис. 161, а) два крайних р-п перехода оказываются

+ 0-

Рис. 161. Тиристорные усилителя:

а - схемы BKjiro4eF[HH: бив - эквивалентные схемы тиристорного усилителя; г - характеристика тиристора

включенными в прямом направлении, а центральный - в обратном. Поэтому простейшую эквивалентную схему тиристора можно представить в виде двух транзисторов типов р-п-р и п-р-п (рис. 161, б, в). Из эквивалентной схемы следует, что ток через тиристор /у. будет равен эмиттерным токам (Iэ, 1э.) и наряду с этим является суммой коллекторных токов и 1к., т. е.

= = + (316)

С учетом выражения (288) для коллекторных токов имеем

/к. = /ко, +04/.9,

и /к, =/к..+ laquo;2/3,. (317)

Обозначив /к = /к , + /к 2 и подставив выражения (317) в выражение (316), получим

При небольших напряжениях через тиристор протекает небольшой величины ток определяемый сопротивлением центрального р-п перехода.

С увеличением напряжения ток через тиристор будет незначительно увеличиваться, подобно току через диод при обратном его включении. Характеристика тиристора в этом случае соответствует участку / (рис. 161, г). Данное изменение тока происходит до тех пор, пока напряжение на тиристоре не достигнет напряжения переключения t/ ep- При напряжении Uep происходит открытие тиристора и ток через него увеличивается скачком. Это связано с тем, что по мере роста 1 увеличиваются эмиттерные токи триодов и их коэффициенты передачи а. Если напряжение соответствует И ер, то сумма + становится равной единице и, как следует из выражения (318), ток неограниченно возрастает. Поэтому вольт-амперная характеристика тиристора имеет участок 2 с отрицательным дифференциальным сопротивлением

Тиристор после открытия имеет небольшое сопротивление и падение напряжения на нем U cm менее 2 в (участок 3 характеристики).

Вывод 2 тиристора (см. рис. 161, а) используется для подачи управляющего (входного) напряжения. Управляющий (входной) ток 1у вызывает дополнительное. увеличение коэффициента aj и поэтому величина напряжения Uep уменьшается. С увеличением тока 1у характеристика тиристора будет приближаться по своей форме к характеристике диода в прямом направлении. При этом, как и у тиратрона, после снятия управляющего напряжения управляющий электрод 2 теряет свои управляющие свойства и вентильная проводимость основной цепи может быть нарушена снятием напряжения с основной цепи.

Поэтому схемы включения тиристоров и области их применений подобны аналогичным схемам для тиратронов. В то же время их параметры превосходят статические и динамические параметры тиратронов, причем главное их преимущество заключается в низком значении прямого падения напряжения (f/..), которое даже при токах в десятки ампер составляет около 1 в по сравнению с 15-25 в у тиратрона. Благодаря этому, а также другим преимуществам, свойственным полупроводниковым приборам, тиристоры не только вытесняют тиратроны, но и успешно конкурируют с магнитными усилителями, в том числе и с быстродействующими.

18. РАСЧЕТ ТИРИСТОРНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Так как тиристорные усилители по своим свойствам подобны тиратронным усилителям, целесообразно рассмотреть методы расчета тиратронных усилителей применительно к тиристорным