Для достижения наибольшего угол
отсечки выбирают равным
(класс А) или
(класс АВ). Нередко расчеты проводят для
двух режимов, которые сравнивают по КПД и
и
выбирают наилучший. На пониженных частотах, когда имеется достаточный запас в
. Принимают
(класс
В). Часто в справочных данных отсутствует значение
. В этом
случае можно воспользоваться экспериментальным параметрами
,
,
,
,
которые приводятся в справочниках. Определив по формуле мощность потребления
для экспериментального режима:
,
(2)
можно
из соотношения (2) найти значение . В справочных данных,
как правило, указывается режим, при котором определяем эти данные. Если режим
линейный, то
, а
.
(3)
Тогда расчет выходной цепи ПТШ можно проводить, используя выражения 1) – 9) и 12) справедливые для биполярного транзистора.
Дальнейший расчет заключается в расчете полных
входного и выходного сопротивлений, амплитуда входного тока и входной мощности,
. Часто приходится уточнять значение
полезной мощности, поскольку она бесполезно расходуется на сопротивлениях
и
, а
также на
- сопротивлении, характеризующем влияние
обратной связи в ПТШ.
В учебном пособии [2] все эти процедуры достаточно подробно описаны и отпадает необходимость здесь их подробно излагать.
Осуществление ключевого режима работы ГВВ предусматривает выполнение ряда условий:
1) В качестве АЭ используют безинерционный прибор;
2)
На вход запертого напряжением
смещения АЭ подают входной сигнал типа ,,меандр”;
положительная полуволна которого открывает активный элемент;
3) Сопротивление нагрузки АЭ должно быть представлено, а для создания гармонического сигнала не полезной нагрузке применяют устройства, отделяющие первую гармонику тока от высших составляющих.
Простейшая схема ГВВ, работающего в ключевом режиме представлена на рис. 2.
Рис. 2. Схема транзисторного ГВВ в ключевом режиме
без устройств разделения гармоник.
Аппроксимированная статическая проходная ВАХ АЭ и временные диаграммы напряжений и токов в ключевом ГВВ с резистивной нагрузкой изображены на рис. 7.3.
Рис. 3. Временные диаграммы токов и напряжений в ключевом УМ.
Так как прибор безинерционный, то расчет электронного режима ключевого ГВВ можно выполнять по статическим ВАХ, используя методику с разложением в ряд Фурье временных зависимостей токов и напряжений:
1.
Выберем значения и
из
условий:
,
.
2. Рассчитаем амплитуду меандра по статической ВАХ:
.
Чтобы не вывести прибор из строя проверим условие:
.
3. Определим амплитуду выходного напряжения, используя выходную статическую ВАХ:
.
4.
Сопротивление нагрузки может быть найдено из соотношения:
,
откуда
.
5.
Найдем постоянную составляющую
выходного тока и первую гармоники . Учитывая, что
- функция четная
непериодическая, представим ее рядом Фурье:
.
где
n – номер гармоники; - амплитуда n-ой гармоники тока.
Из теории рядов Фурье известно, что
;
.
6. По аналогии, используя временную зависимость выходного напряжения, определим
.
Знак ,,минус” означает, что выходные напряжение и ток находятся в противофазе.
7. Рассчитаем выходную мощность ключевого ГВВ и потребляемую мощность:
;
.
Рассеиваемая в АЭ мощность определяется следующим образом:
где -
мощность коммутационных потерь,
- период
колебаний.
Коммутационные потери обусловлены влиянием выходной
емкости транзистора, в которой запасается энергия
в ту часть периода колебаний, когда АЭ
закрыт. При открывании транзистора эта энергия рассеивается на коллекторе. В
заключение необходимо проверить условие:
.
Схема, на которой реализуется ключевой режим имеет вид представленный на рис. 4.
Рис. 4. ГВВ с разделением полезной и балластной нагрузки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.