где 1Н - ток нагрузки, f 2 — частота напряжения питания u2, AU -допустимая амплитуда пульсации напряжения на конденсаторе, п — число звеньев С—VD выпрямителей-умножителей.
Таким образом, для удвоения напряжения (рис. 3) конденсаторы одинаковы по напряжению, а емкость в схеме на рис. За - в 3 раза меньше, чем на рис. 36. Начиная с утроителей напряжения на выходных конденсаторах схемы рис. За больше, чем на рис. 36. Между тем, по емкости конденсаторов вторая схема уступает первой.
Расчет автогенераторов сводится к выбору транзисторов и трансформаторов. К примеру, если заданы напряжение питания Un, выходное U2m, а также выходные частота f2 и мощность Р2 автогенератора на рис. 2а,
22 "С4
Рис. 3. Схемы утроителя (а), удвоителя и учетверителя (б)напряжения
то его ориентировочный (инженерный) расчет производится следующим образом.
Как отмечено, при работе автогенератора один из транзисторов открыт, другой — закрыт. Очевидно, что когда открыт VT1, обратное напряжение на VT2 складывается из напряжения питания Un и максимального значения ЭДС самоиндукции нижней полуобмотки Elm. В свою очередь, Elm» Un, поэтому максимальное обратное напряжение транзистора
UKm≥2Uп ' (1
Максимальный ток коллектора
(2)
где т| - КПД трансформатора, который у маломощных аппаратов составляет 0,5...0,7.
По (1) и (2) выбирают (биполярные составные или полевые) транзисторы VT1 и VT2.
Для расчета трансформатора, прежде всего, необходимо выбрать конструкцию магнитопровода (стали). Для высоких частот она должна иметь относительно большую поверхность охлаждения, малую индуктивность рассеяния, незначительное проявление поверхностного эффекта в проводах обмоток, высокую технологичность изготовления и др. Этим требованиям наиболее полно удовлетворяют П-образные сердечники при размещении обмоток на двух стержнях.
Выбор же типоразмера магнитопровода трансформатора проводят с учетом соотношения
где Рст и FOK - площадь сечения соответственно стали и окна, см2; Рг - габаритная мощность трансформатора [Рг ≈ Р2(η + 1)/2η ≈ 1,5Р2], ВА; кф> кст, к0К - коэффициенты формы выходного напряжения и2 (для меандре кф=1), заполнения стали (для феррита кст ≈ 1), заполнения окна медью (кок ≈ 0,15) соответственно; f2 — рабочая частота напряжения u2, Гц (f ≤ 20 кГц), j - плотность тока в меди, А/мм2 (j ≈ 2,5 А/мм2), В - рабочая индукция, Тл (В ≤ 0,25 Тл).
По FCT FOK выбирают стандартный магнитопровод [6] и получают реальные значения FCT и F0K.
Число витков первичной полуобмотки трансформатора
W1 = l04Un/4f2BFCTkCT ≈ 0,5Un/FCT.
С учетом приведенных значений параметров число витков базовой обмотки
где Uб — напряжение, подаваемое на базы транзисторов.
Некоторую сложность вызывает выбор коэффициента трансформации трансформатора или напряжения U2m. Дело в том, что трансформатор может быть высоковольтным (до 10 кВ и более), тогда число звеньев в умножителях напряжения уменьшается. При этом целесообразность повышения напряжения может оказаться незначительной из-за необходимости усиления межобмоточной изоляции. Если же использовать трансформатор низковольтный (до 1 кВ), то число звеньев умножителя возрастает. Таким образом, напряжение U2m следует выбирать компромиссно. Рекомендуется при выходном напряжении источника 15...25 кВ принимать Ugm ≈ 3...4 кВ. Тогда требуется умножитель из 5...7 звеньев, а источник можно компоновать трансформаторами и умножителями, использующимися в отечественной телевизионной аппаратуре [7].
С учетом приведенной рекомендации число витков вторичной обмотки трансформатора
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.