Полупроводниковые инверторы и преобразователи

May 29, 2010 by admin Комментировать »

Цель этой главы дать краткий обзор основных методов, используемых в инверторах и преобразователях. Поэтому краткое упоминание полупро­водниковых вариантов здесь уместно, несмотря на то, что эта тема более подробно раскрыта в последующих главах.

И транзисторные, и тиристорные схемы распространены очень ши­роко. Тиристорные схемы имеют приоритет там, где нужно обеспечить очень высокие мощности. Однако при прочих равных условиях пред­почтение обычно отдается транзисторам. Прежде всего, это происхо­дит потому, что в транзисторных схемах не приходится сталкиваться с проблемой переключения. Тиристорные цепи хорошо работают всюду, где можно легко осуществить и поддерживать переключение тиристо­ров. Хотя в настоящее время тиристоры могут работать с большими мощностями, чем транзисторы, быстрое развитие производства мощ­ных транзисторов может, в конечном счете, лишить тиристоры этого преимущества.

Одним из наиболее популярных вариантов использования мощных транзисторов в качестве инвертора является так называемый «магнитный мультивибратор». Хотя термин употребляется не совсем правильно, он обозначает тот факт, что это релаксационный, самовозбуждаюц^ийся ге­нератор. Однако никакие RC или L/R постоянные времени не имеют от­ношения к его работе. Переключение скорее связано с характеристиками сердечника трансформатора связи. Более правильным названием этого важного полупроводникового инвертора является генератор с насыщаемым сердечником.

Принципиальная схема, показанная на рис. 1.14, выглядит достаточ­но простой. Простота схемы не противоречит, однако, тому факту, что она благодаря многочисленным модификациям представляет собой про­тотип большинства инверторов и преобразователей, с которыми сталки­ваются в электронике. Только в силовой энергетике, имеющей другие масштабы мощности, тиристорные схемы обычно имеют большое значе­ние.

clip_image002

Рис, 1.14. Схема генератора с насыщаемым сердечником.

На рис. 1.15 представлен другой класс инверторов. Здесь мощные транзисторы не участвуют в автоколебательном процессе, а возбуждаются внешним сигналом. Обычно в качестве сигналов внешнего возбуждения используются прямоугольные колебания, но в некоторых случаях на вход может быть подан сигнал от источника синусоидальных колебаний. Ин­верторы с внешним возбуждением предоставляют хорошую возможность управлять частотой колебаний и осуществлять широтно-импульсную мо­дуляцию.

clip_image004

Рис. 1.15. Схема инвертора с внешним возбуждением.

Схема на рис. 1.16 представляет инвертор, в котором применен ти­ристор. Принцип его действия подобен работе инвертора на тиратроне (рис. 1.13). Однако вариант с тиристором не автоколебательная схема; для ее работы требуются сигналы запуска от соответствующей логичес­кой схемы. Это, тем не менее, не позволяет квалифицировать такой ин­вертор как схему с внешним возбуждением в общепринятом смысле, по­скольку для получения выходного сигнала не требуется даже приблизи­тельной копии запускающих импульсов, подаваемых на управляющий электрод тиристора.

Эту и большинство других схем с тиристорами и симисторами, ис­пользуемых для выполнения операций инверсии или преобразования, лучше называть триггерной схемой. Они работают как счетный триггер, переключая большую мощность.

clip_image006

Рис. 1.16. Схема инвертора на тиристорах.

Обратите внимание, что логическая схема, формирующая сигналы запуска, не показана. Это соответствует целям данной главы, в кото­рой рассматриваются основные черты инверторов и преобразователей, а не детали. Такое описание работы инвертора и преобразователя на тиристорах и симисторах является общепринятым в технической лите­ратуре. Иногда логическая схема показывается отдельно. Часто, одна­ко, она вообще не присутствует на схеме. Основная идея, лежащая в основе анализа этих схем состоит в том, что схема будет работать, если обеспечена соответствующими сигналами запуска. Поскольку у разных приложений различные требования к частоте, управлению, изоляции, стабилизации, и т.д., стало довольно обычной практикой опускать ло­гическую схему запуска на принципиальной схеме силовой системы. Справедливость этого подхода иногда оспаривается. Однако включение логического блока запуска привело бы к сильному загромождению схем сложных систем.

Трудность не ограничена только графическими проблемами; это, кро­ме того, может привести к сложностям при техническом обслуживании. В прошлом потребность во множестве дискретных элементов и электри­ческие проблемы, такие как синхронизация многочисленных взаимосвя­занных цепей, не позволяли получить высокую надежность. Эта пробле­ма преодолевается введением интегральных схем, специально предназна­ченных для возбуждения инверторов, преобразователей, вибропреобразо­вателей и импульсных стабилизаторов. Это новое поколение управляю­щих логических интегральных схем не только делает разработку инвер­торов и преобразователей в значительной степени «тривиальной» проце­дурой, но помимо прочего позволяет намного проще чем, это было на дискретных логических схемах, реализовывать функции программирова­ния, осуществлять надежные методы запуска и останова, изоляции и ав­томатической защиты.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты