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.