Главная ->  Источники электропитния 

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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132

Эффективным путем устранения несимметрии в работе силовых транзисторов инвертора является применение схемы стабилизации коэффициента глубины насыщения транзистора или применение схем предварительного усилителя с пропорционально-токовым управлением. Для стабилизации коэффициента глубины насыщения транзистора последовательно с базовыми обмотками W2 (рис. 3.31) включена дополнительная обмотка трансформатора Wfl, которая через дополнительный диод УВдоп подключается к коллектору силового транзистора [29]. Напряжение дополнительной обмотки выбирается равным 1 В для компенсации падения напряжения на дополнительном диоде.

w,

Е>

VD2 VD3 VD4

О

Рис. 3.31. Электрическая схема предварительного усилителя с дополнительной обмоткой трансформатора

Схема стабилизации глубины насыщения работает следующим образом. При отпирании силового транзистора ток управления, протекающий через резистор R1, является суммой базового тока и тока диода УВдоп. Соотношение между этими составляющими тока управления определяется статическими характеристиками транзистора и разностью напряжений на дополнительной обмотке и на диоде УВдоп. Если указанные напряжения равны, то на коллектор-



ном переходе открытого транзистора напряжение равно нулю, что соответствует граничному режиму работы силового транзистора. По мере увеличения тока коллектора происходит перераспределение токов базы и диода, обеспечивающее поддержание неизменного статического режима. При достижении током коллектора максимального значения ток диода снижается до нуля. Далее транзистор выходит в активную область и диод УПдоп запирается напряжением на коллекторном переходе.

Использование ненасыщенного режима работы силового транзистора приводит к повышению остаточного напряжения на переходе коллектор-эмиттер и, следовательно, к увеличению мощности статических потерь Рст, определяемых выражением

Рст = (Use + идоп - UnpVDflon)lK,

где Пдоп - напряжение на дополнительной обмотке;

ПпрУОдоп - прямое падение напряжения на диоде УВдоп-

В сетевых источниках электропитания увеличение мощности Рст статических потерь незначительно и может компенсироваться снижением мощности динамических потерь. На рис. 3.32 показаны составляющие мощности статических и динамических потерь для инвертора полумостового типа на транзисторах 2Т847А в диапазоне частот до 100 кГц.

Область равенства статических и динамических потерь


20 30 40 50

f ,кГч

Рис. 3.32. Зависимость мощности Рпот потерь в транзисторах инвертора от частоты fnp преобразования

Для высоковольтных переключающих транзисторов наблюдается существенная зависимость напряжения Ubt обратносмещенного вторичного пробоя от коэффициента насыщения и запирающего тока базы в момент запирания [26, 30]. Поэтому основным способом



обеспечения надежной работы транзисторов является использование малонасыщенного и ненасыщенного режимов открытого транзистора. Кроме того, необходимо обеспечение сравнительно небольших запирающих токов Хвзал < (0,2...0,3)1кнас и обязательный контроль за соблюдением положения динамической траектории переключения в пределах области безопасной работы.

Следует отметить, что действие схемы стабилизации глубины насыщения в конкретном предварительном усилителе мощности ограничено уровнем переключаемого тока коллектора. Превышение этого уровня приводит к значительному росту времени tpac рассасывания и времени выключения транзистора. На рис. 3.33 приведена экспериментальная зависимость, из которой следует, что с увеличением тока 1к коллектора растет время tpac рассасывания. Однако схема предварительного усилителя благодаря связи базы с коллектором должна стабилизировать коэффициент насыщения транзисторов, т. е. время рассасывания должно оставаться стабильным.

1,8 1,8 1,4 1,2 1,0 0,8 0,0 0,4 0,2 О

1.,А

Рис. 3.33. Зависимость времени рассасывания от тока коллектора транзистора типа 2Т841А при температуре окружающей среды 25 °С

В работе [31] предложено объяснение ползченного эффекта, которое основано на представлении напряжения перехода коллектор-эмиттер в виде зависимости:



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132