Тиратронный инвертор

May 29, 2010 by admin Комментировать »

с точки зрения схемотехники тиратрон, газонаполненная лампа, явля­ется предшественником полупроводникового прибора тиристора. Хотя с появлением современных полупроводниковых приборов тиратроны быст­ро устаревали, они все же широко использовались в промышленности, а также в качестве модулятора в радиолокаторах и, вероятно, с ними будут сталкиваться в старом оборудовании в течение нескольких последующих лет. С точки зрения ремонта и эксплуатации имеет смысл познакомиться с этими приборами. Хотя в книге не будет проведен глубокий анализ ти­ратрона, но довольно подробное знакомство с его работой будет полезно тем, кто занят в области силовой электроники. Это справедливо еще и потому, что тиристорная техника взяла очень много из того, что ранее было разработано для тиратронов.

На рис. 1.12 показано, как можно управлять углом отпирания ти­ратрона и, следовательно, средним выходным напряжением, изменяя фазу переменного напряжения, прикладываемого к управляющей сет­ке. Возникнувший токопроводящий путь между катодом и анодом в тиратроне уже не может управляться напряжением на сетке. Однако как можно увидеть на рис. 1.12, проводимость исчезает каждый раз, когда напряжение между катодом и анодом проходит через нуль. Соот­ветственно, если в схеме с инвертором Вы хотите периодически вык­лючать лампу, необходимо найти некоторый способ кратковременно понижать напряжение на аноде относительно катода до нуля или до отрицательной величины. При такой работе инвертора тиратроны включаются сигналом на сетке, а выключаются переменным сигналом, который уменьшает напряжение на аноде настолько, чтобы дать воз­можность газу в лампе деионизироваться. Эта способ выключения из­вестен как коммутация. Заметим, что в то время как в цепях перемен­ного тока выключение может быть автоматическим, инвертор, вклю­ченный в цепь постоянного тока, нуждается в специальной методе коммутации.

Принципиальная схема инвертора на тиратроне показана на рис. 1.13. Ее подобие схеме мультивибратора очевидно. Но совсем не очеви­ден тот факт, что насыщение трансформатора не играет никакой роли в процессе коммутации. Кроме того, заблуждением было бы предполо­жить, что конденсатор подключен к трансформатору для того, чтобы

образовать резонансный контур. Часто полезно анализировать схему, считая что она уже работает. Применим этот метод к тиратронному ин­вертору. Предположим, что инвертор, изображенный на рис. 1.13, нахо­дится в режиме установившихся колебаний, и попробуем разобраться, почему такой режим является естественным состоянием.

Напряжение

clip_image002

(А) Низкое среднее напряжение на нагрузке.

clip_image004

(В) Умеренное среднее напряжение на нагрузке.

clip_image006

(С) Высокое среднее напряжение на нагрузке.

Рис. 1.12. Фазовое управление тиратроном.

Начнем рассмотрение работы этой схемы, считая, что лампа VI только что включилась. Появляющиеся при этом отрицательные им­пульсы попадают на два подключенных к аноду конденсатора. Первый же из этих импульсов через конденсатор С попадает на анод лампы V2, вследствие чего она выключается. Этот импульс быстро гасится, по­скольку процесс деионизации требует затрат энергии. Это совершенно нормально, так как продолжение этого импульса, очевидно, могло бы помешать последующему включению лампы К2.

Теперь, сосредоточим внимание на включении V2, После того, как напряжение на сетке лампы V2 принимает отрицательное значение, благодаря отрицательному импульсу, прошедшему через С2, оно начинает относительно медленно подниматься, стремясь к потенциалу катода. Скорость этого изменения определяется постоянной времени цепи сетки R2C2. В конце концов напряжение на сетке становится недостаточно отрицательным, чтобы сдерживать ионизацию, и лампа V2 включается.

Включение лампы V2 вызывает аналогичную последовательность со­бытий происходящих с лампой Vl\ сначала она выключается, а затем включается снова. Таким образом, две лампы поочередно изменяют со­стояния проводимости, а это означает, что колебание продолжается по­стоянно.

В реальных инверторах переключение происходит не мгновенно. Частично это связано с тем, что ступенчатая переходная функция практически не достижима. Ситуация к тому же ухудшается из-за ко­нечного времени ионизации и деионизации. К сожалению, время деи­онизации значительно большее, чем время ионизации. В результате

clip_image008

Рис. 1.13. Принципиальная схема инвертора на тиратронах.

может существовать интервал времени, когда одновременно проводят обе лампы. Это уменьшает к.п.д. схемы и вредно для ламп. Одновре­менная проводимость становится существенной при повышении час­тоты колебания, когда длительность этого состояния становится со­измеримой с полупериодом цикла переключения. Часто последователь­но с источником питания помещают дроссель, чтобы поглотить энер­гию, возникающую в результате броска тока. Если этот инвертор ра­ботает на индуктивную нагрузку, переключающее действие конденса­тора С уменьшается. Частично это можно исправить, увеличивая ем­кость конденсатора С.

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