О нетрадиционных подходах к преобразовательной технике

August 24, 2013 by admin Комментировать »

Большинство статических преобразователей, промышленно выпускаемых сегодня, построено с применением хорошо известных подходов к их силовым схемах, о которых мы говорили в предыдущих разделах. Однако встречаются и нетривиальные, творческие подходы к техническим решениям, которые позволяют достичь высоких результатов и упростить схемотехническую реализацию преобразовательной техники. В этом разделе мы расскажем читателю о продукции научно-производственного российско-молдавского предприятия «Элкон» (г. Кишинев) [8]. В подготовке раздела большую помощь оказали генеральный директор фирмы А. Г. Семенов и главный инженер А. А. Пенин.

Вот как представляет свою продукцию и заложенные в нее оригинальные технические идеи генеральный директор А. Г. Семенов: «Специализируясь в области источников питания, нам удалось создать способ построения резонансных преобразователей с глубокой регулировкой выходных параметров, отличающийся от известных до сих пор. На данный способ получен международный патент. Наиболее полно преимущества способа проявляются при построении мощных — от 0,5 кВт до десятков кВт — статических преобразователей. Причем наши преобразователи не требуют схем быстрой защиты от короткого замыкания на выходе, так как в них практически не возникает режима разрыва токов в любом режиме. Также устранена возможность возникновения сквозных токов. Поскольку физически (без обратных связей) преобразователи являются источниками тока, то появилась возможность перенести конденсатор фильтра сетевого выпрямителя на выход преобразователя, что позволило достигнуть значения коэффициента мощности на уровне 0,92…0,96 в зависимости от характера нагрузки, не усложняя схему коррекцией коэффициента мощности. Частота резонансного контура остается постоянной, а это дает возможность эффективной фильтрации излучений преобразователей по всем направлениям. Практическая реализация осуществлена в виде источников тока для электрохимической защиты от коррозии мощностью 600, 1500, 3000 и 5000 Ватт. КПД этих приборов, измеренный при работе в номинальных режимах, составляет 0,93…0,95. Источники противокоррозионной защиты прошли сертификационные испытания, идет их внедрение — все это подтверждает жизненность идеи».

В чем заключается новизна этого подхода к проектированию преобразовательной техники, мы и поговорим далее. Как читатели уже хорошо знают, в настоящее время приборы и устройства силовой электроники, разрабатываемые для профессионального применения, достаточно успешно оптимизируются по таким критериям, как масса, габаритные размеры, надежность, стоимость. Эти требования неуклонно ужесточаются, то есть современный заказчик уже не хочет приобретать просто преобразователь, за ценой которого он не постоит. Заказчику нужны приборы с минимальными габаритами и массой, но при этом — с высоким КПД, высокой надежностью и низкой стоимостью [9]. С целью улучшения потребительских свойств изделий приходится прибегать к известным мерам: повышать рабочие частоты преобразования, уменьшать потери мощности на силовых элементах, снижать или исключать динамические перегрузки в силовой части схемы. Зачастую эти меры противоречат друг другу, и для достижения определенных результатов разработчик идет на некоторый (порой даже весьма непростой) компромисс [10]. Поэтомудальнейшая оптимизация параметров преобразовательной техники возможна только на новые принципы построения этих устройств. Резервы старых принципов уже в значительной степени, к сожалению, исчерпаны.

Чтобы читателю понять, чем принципиально отличается способ регулирования напряжения, предлагаемый фирмой «Элкон», от других способов регулировки, какая новизна заключена в этом способе, напомним о классическом построении преобразователей. Типовые преобразователи постоянного напряжения в постоянное (преобразователи DC/DC типа) строятся, как известно, по схеме: первичное звено, преобразующее постоянное напряжение в переменное высокой частоты; вторичное звено, осуществляющее преобразование переменного напряжения высокой частоты в постоянное напряжение. В составе таких преобразователей традиционно имеется регулятор, управляющий величиной выходного постоянного напряжения, или поддерживающий его на требуемом уровне.

Высокочастотное преобразование постоянного тока в переменный и обратно может осуществляться при помощи различных схем, но если говорить о двухтактных прототипах, то в этом случае обычно называют два типа: схемы с прямоугольной формой тока силовых ключей и резонансные с синусоидальной (или квазисинусоидальной) формой тока ключей [11].

Эффективность работы преобразователей в значительной степени определяется динамическими коммутационными потерями на силовых элементах при коммутации номинальных значенийтоков. Опыт разработки преобразовательной техники даже небольшой мощности (порядка 100 Вт) показывает, что снизить эти потери удается в основном за счет использования коммутационных силовых элементов с низким временем переключения (переход от тиристоров к ЮВТ-транзисторам) и за счет формирования правильной траектории их переключения. Существующая на сегодняшний момент элементная база, конечно, обладает достаточно высокими динамическими характеристиками, но, тем не менее, эти характеристики далеки от идеальных. Поэтому очень часто технологические ограничения служат причиной появления значительных перенапряжений на элементах силовой схемы, а значит, и снижается надежность статического преобразователя в целом [12].

Формирование правильной траектории переключения — немаловажная задача, которая также в значительной степени может снизить коммутационные перенапряжения. Этот метод обеспечивает так называемую «мягкую» коммутацию путем перераспределения энергии между собственно силовой частью коммутационного элемента (в качестве которого обычно выступает транзисторный ключ), и формирующим элементом. Уменьшение потерь происходит за счет возврата накопленной ими энергии. Напомним, что известными представителями формирующих элементов являются всевозможные RCD-цепи, гасящие резисторы, снабберы. Практика разработки серийно-способных промышленных статических преобразователей показывает, что при создании устройства с номинальной мощностью в сотни-тысячи Ватт приходиться буквально сражаться за каждый Ватт эффективной мощности, максимально снижать тепловые потери [13].

Еще одна проблема относится к необходимости наличия быстродействующей защиты от коротких замыканий (КЗ) в нагрузке. Проблема состоит, главным образом, в том, что слишком быстродействующая защита становится весьма подверженной ложным срабатываниям, отключая преобразователь даже тогда, когда никакой опасности для него не возникает. Слишком медленная защита устойчива к ложным срабатываниям, но едва ли защитит прибор. Отсюда вывод: разработчикам приходится прикладывать много сил, чтобы спроектировать оптимальное защитное устройство.

В связи с вышеизложенным, классический высокочастотный преобразователь на сегодняшний момент оказывается в некоторой степени непригодным для удовлетворения современных требований, предъявляемых к силовой преобразовательной технике. Естественно, возникает желание поиска новых способов построения силовых схем.

В последнее время инженеры обратили внимание натак называемые «резонансные» силовые схемы преобразовательной техники, как на устройства со значительными потенциальными возможностями. В резонансных преобразователях принципиально меньше динамические потери, они создают гораздо меньше помех, поскольку переключение происходит не прямыми фронтами, богатыми гармониками, а с гладкой формой сигнала, близкойксинусоидальной [12], [14]. Резонансные преобразователи более надежны, им не требуется быстродействующая защита от КЗ в нагрузке, потому как ограничение тока КЗ происходит естественным образом. Правда, из-за синусоидальной формы тока несколько возрастают статические потери в ключевых силовых элементах, но поскольку резонансные преобразователи не столь требовательны к динамике переключения силовых элементов, здесь могут быть использованы «медленные» IGBT-транзисторы класса «standard», у которых напряжение насыщения меньше, чем у «быстрых» IGBT-приборов класса «warp speed». Можно даже использовать уже основательно забытые биполярные и СИТ-приборы, хотя, на взгляд автора книги, об этих приборах лучше не вспоминать.

С точки зрения построения силовой схемы резонансные преобразователи получаются очень простыми и надежными. Однако до сих пор они не смогли вытеснить обычные полумостовые и мостовые преобразователи из-за принципиальных проблем с регулированием выходного напряжения [11]. Обычные преобразователи используют принцип регулирования на основе широтно-импульсной модуляции — этот метод хорошо отработан и не вызывает технически непреодолимых сложностей. В резонансных же преобразователях использование ШИМ и других специальных методов управления (например, частотного регулирования — за счет изменения частоты коммутации) приводит к увеличению динамических потерь, которые в некоторых случаях становятся соизмеримыми или даже превышающими аналогичные потери в классических статических преобразователях. Использование формирующих цепей (RCD, снабберов и т. д.) оправдывает себя в ограниченном диапазоне частот и при очень небольшой глубине регулирования. Встречается несколько более эффективный способ, основанный на значительном уменьшении частоты коммутации, приводящей к уменьшению среднего тока нагрузки, а значит, и выходной мощности. Но этот способ частотного регулирования также можно записать в разряд компромиссов, а значит, считать недостаточно удовлетворяющим современным требованиям [15].

И все же резонансные преобразователи оказались настолько заманчивыми по своим перечисленным выше достоинствам, что было придумано еще несколько способов повысить КПД и глубину регулирования. Увы, и эти идеи показали себя недостаточно эффективными. Использование дополнительного импульсного регулятора, устанавливаемого на выходе, приводит к необходимости использования еще одного звена преобразования, а значит, снижает общий КПД [15]. Известна также конструкция с переключением витков высокочастотного трансформатора, но это решение значительно усложняет схему преобразователя, повышает его стоимость. Итог — невозможность использования этих технических решений в областях широкого потребления.

Из сказанного выше читатель может сделать вывод, что основная проблема, мешающая широкому распространению резонансных преобразователей, кроется в создании эффективного способа глубокого регулирования выходного напряжения. Если эту проблему удастся решить, устройства силовой электроники получат «второе дыхание» своих технических решений, а статические преобразователи на основе новых принципов регулирования смогут получить распространение в новых и уже освоенных областях техники.

Специалистам «Элкона» удалось в значительной степени продвинуться в исследованиях способов регулирования резонансных преобразователей путем уменьшения частоты коммутации. Именно данный способ был взят за основу, так как в нем сохраняется главное достоинство резонансной схемы — коммутационные переключения при нулевом силовом токе. Изучение процессов, происходящих в обычном резонансном преобразователе, позволило уточнить его схему и найти более эффективный механизм регулирования в широком диапазоне нагрузок и приемлемом диапазоне частот. Помимо этого, удалось достигнуть одинаковых значений амплитуд токов силовых транзисторов как в режиме номинальной нагрузки, так и в режимах КЗ, отсутствия сквозных токов через силовые транзисторы даже при максимальной частоте коммутации, «мягкой» нагрузочной характеристики, гораздо более приемлемой, чем у классической резонансной схемы.

Обращаем внимание читателя, что полная, пригодная к воспроизводству, схема модернизированного резонансного преобразователя является предметом «ноу-хау» предприятия «Элкон», однако, изложенные далее основные принципы работы преобразователя помогут специалистам разобраться в сути предложенных усовершенствований и даже разработать собственную схему.

Итак, предлагаемый способ регулирования предназначается для реализации мощных, дешевых и эффективных регулируемых высокочастотных транзисторных резонансных преобразователей напряжения различного применения. Это могут быть сварочные преобразователи, установки индукционного нагрева, радиопередающие устройства, стабилизаторы и т. д. Способ имеет прототип [10], в котором создается колебание с собственным периодом Т0 и периодом коммутации силовых ключей Тк; используется емкостной и индуктивный накопители энергии с потреблением от источника постоянного напряжения, передачи части энергии в нагрузку с выпрямителем; регулирование напряжения осуществляется за счет расстройки от резонанса с периодом собственных колебаний Т0 частоты коммутации ключей Гк, близкой к Т0.

Как уже было сказано выше, расстройка приводит к значительному увеличению тепловых потерь и в целом снижает надежность преобразователя, так как при расстройке утрачивается главное достоинство резонансной схемы — коммутация при нулевых силовых токах. Все это приводит к тому, что изложенный в прототипе способ целесообразно использовать только в маломощных преобразователях.

Специалистами «Элкон» исследован более близкий к решению поставленной задачи прототип [16], в котором также создается колебание с собственным периодом Т0 и периодом коммутации ключей Гк, но в данном случае Тк > Т0. В составе схемы используется емкостной и индуктивный накопители энергии с потреблением от источника постоянного напряжения и передачей части энергии в нагрузку с выпрямителем. Выходное напряжение регулируется за счет изменения периода коммутации Тк. Однако здесь избыток энергии емкостного накопителя возвращается обратно в источник питания за счет разряда емкостного накопителя через нагрузку, а ограничение фронтов импульсов тока силовых ключей осуществляется с помощью дополнительных индуктивных накопителей. Этот способ сохраняет главное достоинство резонансных преобразователей — возможность коммутации силовых ключей при нулевых токах.

К сожалению, описанный прототип также обладает рядом недостатков. Одним из принципиальных недостатков является увеличение тока ключей в случае возникновения перегрузок и КЗ в цепи нагрузки при номинальной или максимальной частоте. Почему? При этом способе регулирования индуктивные элементы запасают большое количество энергии, и она не успевает полностью вернуться в источник питания за небольшой период (7^Т0)/2. Еще один недостаток схемы — принудительное прекращение тока через ключи, несмотря на то, что фронт коммутации жестко задан. Поэтому здесь возникает необходимость разработки сложной схемы защиты силовых ключей при нулевых токах.

Оценив все недостатки вышеперечисленных способов, инженеры фирмы «Элкон» разработали устройство, с помощью которого можно реализовать стратегию глубокой регулировки выходного напряжения

при сохранении достоинств резонансных схем. Это устройство представляет собой типовой резонансный полумостовой преобразователь с емкостным делителем напряжения (емкостным накопителем энергии) и индуктивным накопителем, включенных последовательно с нагрузкой между стойкой транзисторного полумоста и средним выводом емкостного делителя. Дополнительные индуктивные накопители включаются в ветви или в контура каждого ключевого элемента.

В новом способе регулировки можно найти аналогии с прототипами, опубликованными в [10] и [16]: здесь также создаются колебания с собственным периодом Т0 и периодом коммутации Гк, причем Тк > Т0. От прототипов заимствованы емкостной и индуктивный накопитель с потреблением от источника постоянного напряжения и передаче части энергии в нагрузку с выпрямителем, осуществляется возврат избытка энергии емкостного накопителя обратно в источник, регулировка напряжения выполняется за счет изменения Тк. Новизна способа состоит в том, что одновременно с первыми колебаниями создаются вторые колебания с собственным периодом Т0 и периодом коммутации Гк, с использованием того же емкостного накопителя и второго индуктивного накопителя с потреблением энергии от емкостного накопителя, передачей энергии в нагрузку с выпрямителем.

Главной особенностью предложенного способа является одновременное протекание токов первого и второго колебаний через ключевые элементы таким образом, что суммарный ток через них не прерывается, что и позволяет возвращать энергию индуктивных накопителей на максимальной частоте даже при возникновении КЗ. При этом амплитуда тока ключевых элементов остается на уровне номинальных значе-

ний. Этот способ «работает» во всем диапазоне периодов коммутации Тк, что успешно решает проблемы резонансного преобразования.

Устройство, показанное на рис. 1.4.l, содержит управляющий задающий генератор (УЗГ), выходы которого соединены с затворами силовых ключей IGBT-типа (VT1 и VT2), образующих полумостовую стойку (плечо полумоста). Средняя точка соединения ключей VT1 и VT2 через емкостной накопитель (резонансный конденсатор) C1 подключена к одному из выводов трансформаторно-выпрямительного устройства (ТР-ВЫПР) с нагрузкой на выходе. Индуктивные накопители (резонансные дроссели) L1 и L2 соединены последовательно. Их общая точка соединения подключена к другому выводутрансформаторно-выпрямительного устройства. Источник питающего напряжения Un соединен с нижним выводом дросселя L1 и эмиттером транзистора VT2. Верхний вывод дросселя L2 соединен с коллектором транзистора VT1.

На рис. 1.4.2 показаны графики, отражающие работу резонансного преобразователя. Задающий генератор УЗГ вырабатывает парафазные управляющие импульсы, показанные нарис. 1.4.2.Длительностьуправляющих импульсов составляет Т0/2, а их период регулируется (обозначен как Тк). Эти управляющие импульсы по очереди открываюттранзисторы VT1 и VT2. В установившемся режиме работы преобразователя, в момент времени tl9 подается импульс управления на транзистор VT2, при этом через него начинает протекать синусоидальный импульс тока 1{9 показанный нарис. 1.4.2,0,—такназываемые «первые колебания». Одновременно с ним через антипараллельный (оппозитный) диод VD1 транзистора VT1 продолжает протекать ток /2 — «вторые колебания».

На рис. 1.4.3 показан первый такт работы схемы, отражающий поведение ее элементов а промежутке времени tv..tv Резонансный конденсатор C1 с напряжением U5, график которого приведен на рис. 1.4.2 г), перезаряжается черезтрансформаторно-выпрямительную нагрузку (ТР-ВЫПР). Первый резонансный дроссель L1 накапливает энергию. В то же время резонансный конденсатор C1 разряжается через второй резонансный дроссель L2 с напряжением U%, график которого приведен на рис. 1.4.2, д. Дроссель L2 накапливает энергию в соответствии с полярностью, указанной на графике.

На рис. 1.4.4 показан второй такт работы схемы, отражающий ее поведение во временном промежутке t2…ty Резонансный конденсатор C1 продолжает перезаряжаться через трансформаторно-выпрямительную нагрузку и первый резонансный дроссель L1. Также конденсатор C1 перезаряжается через второй резонансный дроссель L2, который уже отдает энергию в соответствии с указанной полярностью.

На рис. 1.4.5 показан третий такт работы схемы, отражающий ее поведение на временном промежутке ty..tA. Резонансный конденсатор C1 продолжает заряжаться через трансформаторно-выпрямительную нагрузку и первый резонансный дроссель L1 с напряжением U7, по-

Рис. 1.4.2. Графики, отражающие работу резонансного преобразователя

казанным на рис. 1.4.2, e. В то же время резонансный конденсатор C1 уже заряжается от второго резонансного дросселя L2, который продолжает отдавать энергию в соответствии с указанной полярностью.

На рис. 1.4.6 показан четвертый такт работы схемы, отражающий ее поведение на временном промежутке /4…/5. Резонансный конденсатор C1 продолжает заряжаться через трансформаторно-выпрямительную нагрузку и первый резонансный дроссель L1, который уже отдает энергию в соответствии с указанной на рисунке полярностью. В то же время резонансный конденсатор C1 продолжает заряжаться от второго резонансного дросселя L2.

На рис. 1.4.7 показан пятый такт работы схемы, отражающий ее поведение на временном промежутке t5…t6. Резонансный конденсатор C1 продолжает заряжаться через трансформаторно-выпрямительную нагрузку и первый резонансный дроссель L1.

На рис. 1.4.8 показан шестой такт работы схемы, отражающий ее поведение во временном промежутке t6…t7. Резонансный конденсатор C1 уже отдает энергию через трансформаторно-выпрямительную нагрузку и первый резонансный дроссель L1 в источник питания U„. Ток /, при этом меняет свое направление.

На рис. 1.4.9 показан седьмой такт работы схемы во временном промежутке t7…ts. Импульс управления подается на транзистор VT1, при этом начинает протекать синусоидальный импульс тока /2 согласно рис. 1.4.2, в через указанный транзистор («вторые колебания»). Также продолжает протекать ток /, через антипараллельный диод VD2 транзистора VT2 — «первое колебание». Резонансный конденсатор C1 отдает энергию через трансформаторно-выпрямительную нагрузку и первый резонансный дроссель L1 в источник питающего напряжения U„ и во второй резонансный дроссель L2.

На рис. 1.4.10 показан восьмой такт работы схемы, отражающий ее поведение на временном промежутке tb…t9. Резонансный конденсатор C1 и первый резонансный дроссель L1 отдают энергию через

Рис. 1.4.8. Шестой такт работы схемы

трансформаторно-выпрямительную нагрузку в источник питающего напряжения f7n, а резонансный конденсатор C1 отдает энергию еще и во второй резонансный дроссель L2.

На рис. 1.4.11 показан девятый такт работы схемы, отражающий ее поведение на временном промежутке t9…tw. Все накопители отдают свою энергию.

На рис. 1.4.12 показан десятый такт работы схемы, отражающий ее поведение в промежутке /10…/ц. Идет перезаряд резонансного конденсатора C1 за счет энергии второго резонансного дросселя L2.

На рис. 1.4.13 показан заключительный такт работы схемы, отражающий ее поведение в промежутке времени tn…tx. Идет разряд резонансного конденсатора C1, далее процессы повторяются.

Обращаем внимание читателя, что на интервале времени t6…t7 происходит возврат энергии в источник, поскольку ток /j меняет свое направление, а отрицательная амплитуда тока /, определяется нагрузкой преобразователя. Именно этот факт определяет дополнительные преимущества описываемого устройства — амплитуда тока через ключи не увеличивается вплоть до короткого замыкания в нагрузке. Так-

Рис. 1.4.11. Девятый такт работы схемы

Рис. 1.4.12. Десятый такт работы схемы

же полностью отсутствует проблема «сквозных токов», что упрощает и повышает надежность схем управления ключевыми элементами. Отпадает и проблема создания быстродействующих защит для предотвращения режима КЗ.

Представленная идея была положена в основу опытных образцов и серийных изделий, которые в настоящее время производит «Элкон». К примеру, преобразователь напряжения с выходной мощностью 1,8 кВт, спроектированный для станции катодной защиты подземных трубопроводов, получает питание от однофазной сети переменного тока 220 В 50 Гц. В нем применены силовые транзисторы IGBT типа IRG4PC30UD класса ultra-fast со встроенным оппозитным диодом, емкость резонансного конденсатора C1 составляет 0,15 мкФ, индуктивности резонансныхдросселей L1 и L2 — по 25 мкГн. Период собственных колебаний Т0 составляет 20 мкс, коэффициент трансформации трансформатора — 0,5 (что определяет диапазон номинальной нагрузки 0,8…2,0 Ом). Для минимального значения периода коммутации Гк, равного 13 мкс (при частоте коммутации 77 кГц) и нагрузке 1 Ом амплитуды токов 1Х и /2 соответственно составляют плюс 29 А и минус 7 А. Для нагрузки 0,5 Ом амплитуды токов 1Х и /2 составили соответственно плюс 29 А и минус 14 А. В случае КЗ эти значения составляют плюс 29 А и минус 21 А, средний ток через нагрузку составляет 50 А, то есть проявляется эффект ограничения тока КЗ.

На рис. 1.4.14 показано семейство регулировочных характеристик резонансного преобразователя. Важно отметить, что во всем диапазоне

частоты коммутации переключающие импульсы подаются при нулевом силовом токе. Как пишут авторы идеи, все результаты были первоначально проверены в системе схемотехнического моделирования OrCAD 9.1, затем воплощены в макете, и только после этого запущены в серию.

Для сравнения, на рис. 1.4.15 представлено семейство регулировочных характеристик аналогичного по мощности классического резонансного преобразователя. Минимальный период коммутации Тк увеличен из-за возникновения сквозных токов, и в данном случае составляет 14 мкс (при частоте коммутации 72 кГц). Для этой номинальной частоты выполняется условие режима коммутации в нуле токов. Для сопротивления нагрузки 1 Ом амплитуда тока нагрузки равна 30 А, для сопротивления 0,5 Ом амплитуда равна уже 58 А. В случае КЗ амплитуда тока через транзисторы становится уже более 100 А, причем коммутация силовых транзисторов происходит уже не в нуле токов, а средний ток нагрузки превышает 180 А. Таким образом, как было указано ранее, в данном случае возникает необходимость в быстродействующей защите от КЗ для исключения выгорания силовых транзисторов и предупреждения аварийной ситуации.

Участок регулирования «А» характеризует режим коммутации в нуле токов. Но практический интерес представляет только участок регулирования «Б», когда частота коммутации меньше номинальной в

два и более раз. Можно отметить, что глубина регулирования указанным способом для классического преобразователя значительно меньше, чем в преобразователях «Элкон», а необходимость работы на более низкой частоте коммутации ухудшает энергетические показатели классического преобразователя. Таким образом, преобразователи «Элкон» обладают практически приемлемыми регулировочными характеристиками и диапазоном изменения частоты коммутации.

Учитывая «мягкую» нагрузочную характеристику, возможно регулирование выходного напряжения на фиксированной частоте за счет фазового управления двумя преобразователями, соединенными параллельно по переменному напряжению. Этот вариант проверен на макете мощностью 1,2 кВт (рис. 1.4.16). Выходное напряжение при таком способе регулирования можно легко изменять от нулевого до максимального. Полученные результаты позволяют предположить, что статические преобразователи, использующие новый способ резонансного преобразования, найдут более широкое применение во всех областях техники, где используются классические статические преобразователи с номинальной мощностью на десятки и более кВт.

Источник: Семенов Б. Ю. Силовая электроника: профессиональные решения. — М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2011. — 416 c.: ил.

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