Надежность тиристоров в значительной степени зависит и от правильности выбора режима работы цепи управления. Как правило, амплитуда и длительность сигнала управления ограничивается сверху и снизу рядом требований. Надежное отпирание тиристоров, независимо от разброса параметров управления, можно осуществить в том случае, если ток и напряжение управления будут выше некоторых минимально допустимых значений Iymin и UY.min. С другой стороны, ток и напряжение управления не должны превышать предельно допустимых значений Iymax и uуmax, при этом, мощность, выделяемая на промежутке управляющий электрод - катод, ограничивается максимально допустимым значением РУтах. Вместе с тем тиристор не должен включаться сигналом помех.
Для расчета параметров управляющих импульсов, определяющих требования к выходному каскаду СИФУ, используются характеристики управляющего электрода. Эти характеристики приводятся в справочной литературе и, например, для тиристора ТО132-25-10 имеют вид как показано на рис. 3 [4,10].
Рисунок 3 - Характеристики управляющего электрода для тиристора
ТО132-25 10: 1- длительность импульса управления ty = 0,1 мс, скважность q = 200
Кривые А и Б на этом рисунке ограничивают зону гарантированного включения тиристора, при этом графики 1 и 2 соответствуют допустимой импульсной мощности, рассеиваемой в управляющей цепи тиристора при определенных параметрах импульса управления.
Рисунок 4 - Вариант выполнения схемы выходного каскада СИФУ
Выберем, например, длительность импульса tу.и = 0,1 мс при скважности q = 200, что соответствует кривой 1. Предположим также, что выходной каскад СИФУ будет выполнен по схеме, показанной на рис. 4, т.е. в данном случае определению подлежат напряжение питания U1 и сопротивление балластного резистора RБ.
Эти параметры можно определить следующим образом. Зададимся, например, напряжением питания выходного каскада СИФУ U1 = 5 В, тогда нагрузочная линия MN на рис. 3 должна выходить из точки на оси ординат U = 5В и располагаться ниже графика 1. При этом точка пересечения нагрузочной линии с кривой А должна обеспечивать импульсный ток больше, чем отпирающий ток Iy.ОТ для линии MN, проведенной на рис. 3, имеем возможный разброс значений тока импульса от 0,2 А до 0,7 А, а ток короткого замыкания (точка пересечения нагрузочной линии MNс осью абсцисс) Iкç = 1,0 А.
Отсюда можно определить сопротивление балластного резистора
, где UR - падение
напряжения на балластном резисторе RБ при прохождении
импульса тока через него
UR = U1 - UVD - UКЭ.нас = 5 -0,9 - 0,5 = 3,6 В.
В выражении U1 - напряжение питания выходного каскада СИФУ, (UП = 5В); UVD - падение напряжения на входном светоизлучающем элементе оптотиристора, (из рис. 3 следует, что при выбранной нагрузке MNи максимальном токе IБy,ПР,И = 0,7 А напряжение UVD = 0,9 В); UКЭнас - напряжение насыщения выходного транзистора СИФУ в открытом состоянии, UКЭнас = 0,5 В;
Допустимую мощность рассеивания резистора следует определять с учетом его работы в импульсном режиме, который характеризуется тем, что через резистор периодически проходят повторяющиеся импульсы тока, мгновенные значения которого могут значительно превышать токи для режима непрерывной нагрузки.
Средняя мощность Рcр, рассеиваемая на резисторе, не должна превышать его номинальную мощность и для прямоугольных импульсов вычисляется по формуле [6]:
, где q - скважность управляющих
импульсов, определяемая как отношение периода следования импульсов Ти к их длительности τи, причем было принято
q = 200 при ТИ=
0,1 мс. Отсюда следует
.
Импульсная мощность, рассеиваемая на резисторе, равна
РИ = UR IБy,ПР,И = 3,6·0,7 = 2,52 Вт.
Значения допустимой перегрузки резисторов определяются в зависимости от средней мощности и длительности импульсов. В табл. 3 [10] приведены ориентировочные данные по импульсным нагрузкам конкретных типов непроволочных резисторов.
Отношение средней мощности к номинальной для выбранного резистора
.
Наименьшее значение этого отношения, представленное в табл. 3, равно 0,2, т.е. с некоторым запасом для выбранной длительности импульса Ти = 0,l мс допустимой перегрузкой является кратность Ри / РН = 500. Если, например, выбрать резистор RБ номинальной мощностью Рн = 0,125 Вт, то в этом случае будем иметь фактическую перегрузку
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.