Импульсный трансформатор. Ознакомление с работой импульсного трансформатора и его основными характеристиками, страница 2

При подаче отпирающего импульса с генератора импульсов транзистор VТ насыщается и подключает первичную обмотку трансформатора к источнику питания Е_к. Индукция в сердечнике начинает практически линейно возрастать от значения В_r. Напряженность Н при этом будет также увеличиваться в соответствии с характеристикой сердечника. Поскольку диод VD в этом режиме закрыт, коллекторный ток, равный току в первичной обмотке, определяется суммой токов I_L и I₂^¢, будет увеличиваться по примерно линейному закону. Максимальное значение тока I_L будет в момент окончания импульса. При запирании транзистора ток I_L спадает до нуля, однако индуктивный ток в обмотке W₁ не может мгновенно исчезнуть, т. к. в сердечнике запасена магнитная энергия. Поэтому на обмотках трансформатора возникает э. д. с. самоиндукции, препятствующая уменьшению тока I_L. Это приводит к тому, что напряжение на коллекторе запертого транзистора имеет выброс, поскольку полярность э. д. с. U_в, наводимой в обмоткеW₁, складывается с напряжением питания, таким образом, в процессе выключения U_си »U_в+Е_к.

Рис. 3.5 Временные диаграммы работы импульсного трансформатора.

Значение напряжения при этом может превысить максимально допустимое для транзистора VT. Для предотвращения пробоя транзистора параллельно обмотке W₁ подключена цепь VD R_c, в режиме накопления энергии в трансформаторе диод закрыт и открывается при выключении транзистора. Эквивалентная схема замещения трансформатора на стадии восстановления исходного состояния сердечника представляет собой параллельный контур из индуктивности L и паразитной межвитковой емкости С_п первичной обмотки, шунтированный сопротивлением R_н^¢¢=R_н^¢÷êR_с. . Из анализа следует, что при R_н^¢¢=R_кр=0,5 переходный процесс находится на границе колебательного и апериодического. В большинстве практических случаев R_н^¢¢< R_кр (чему способствует правильный выбор величины R_c) выброс на коллекторе транзистора имеет характер, близкий к экспоненциальному с постоянной времени t_в = L/R_н^¢¢»L/R_c. Амплитуда выброса при этом U_вм = I_L(t_и) R_н^¢¢» I_L(t_и) R_c.

Следует иметь также в виду, что уменьшение R_c приводит к затягиванию выброса. Для полного восстановления исходного состояния сердечника необходимо, чтобы длительность выброса (»3t_в) была меньше длительности паузы t_п между импульсами. Поэтому величина R_c ограничена и снизу: R_c>3L/t_п.

При выборе числа витков обычно задаются значением тока I_L(t_и) и из выражения (3.6) находят требуемую индуктивность. Во всяком случае, необходимо, чтобы

3.4 Экспериментальное определение параметров трансформатора

Одним из простых способов оценки величин L, С_п и L_s, не требующим сложного оборудования и допускающим оценку параметров в работающей схеме, является исследование затухающих колебаний, возникающих в резонансном контуре. Для этого трансформатор переводят в режим ударного возбуждения колебаний и измеряют их частоту (f₁). Затем к зажимам трансформатора подключают дополнительный конденсатор, известной емкости С_d и снова измеряют частоту (f₂). Для определения индуктивности первичной обмотки и ее паразитной межвитковой емкости С_п можно воспользоваться системой уравнений: