Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) ( 19 ) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (19)

занных на рис. 4.8. Рассчитаем их номиналы, исходя из следующих положений:

• значения U""" справочника представляют собой предельные значения для данного типа транзистора, поэтому считаем, что нам попались «наилучший» и «наихудший» транзисторы;

• сопротивления Rac всех транзисторов примерно равны.

Итак, в этом случае токи в эквивалентной схеме запишутся следующим образом:

КЭ кэнас

. КЭ кэиас

Разбаланс токов:

. кэнас кэнас

и»

икЭН!

> Jmax imin

Рис. 4.8. Выравнивание силовых токов с помощью дополнительных резисторов

и»

Таким образом, необходимо задаться допустимым разбалансом токов, проходящих через транзисторы (к примеру, 1/10 от максимального значения тока коллектора одного транзистора), и вычислить сопротивление выравнивающих резисторов.

Преимущества такого метода симметрирования токов транзисторов очевидны: нам не нужно подбирать в каждый эмиттер свой резистор, а взять одинаковый номинал:



i-rmax rrmin кэнас кэнас

Следует отметить, что на выравнивающих резисторах рассеивается дополнительная мощность, которая снижает КПД источника. Однако с этим приходится мириться, выбирать «меньшее из двух зол».

Существуют и более сложные методы симметрирования токов, использующие в качестве выравнивающих элементов специальные согласующие трансформаторы, включаемые в эмиттеры соседних пар транзисторов. Этот способ, по мнению его изобретателей, более эффективен с точки зрения КПД, но в силу сложности расчета остается за рамками данной книги. Интересующиеся могут познакомиться с ним в [21].

4.3. Так ли хорош составной транзистор?

Великий соблазн для разработчика импульсной техники состоит в использовании в силовых цепях составного Дарлингтоновского транзистора. Большинство одиночных силовых транзисторов имеют коэффициент усиления по току порядка 10...20. Если, скажем, в силовой цепи необходимо получить ток 10 А, нужно подавать в базу ток не менее 0,5... 1 А. То ли дело составной транзистор! В этом случае можно обойтись и десятками миллиампер. Схема управления источником значительно упрощается, повышается ее КПД, надежность...

Примерно так размышляет начинающий разработчик, не подозревая, что как раз в такой идее заложен порок.

Автору этих строк довелось разбираться в следующей неприятной ситуации. При параллельном соединении составных транзисторов КТ834А бьши посчитаны по всем вышеприведенным правилам выравнивающие резисторы, однако при включении схемы происходил крайне неравномерный прогрев корпусов. Оказалось, что в данном случае пользоваться приведенной выше методикой для расчета выравнивающих резисторов нельзя.

Более тонкий расчет, основанный на анализе разброса коэффициентов усиления по току, показал, что величины выравнивающих резисторов для составных транзисторов составляют десятки Ом, что, конечно, неприемлемо для мощной схемы.



Причина столь печального вывода кроется в следующем. Вернемся к модели транзистора, состоящей из двух диодов, как показано на рис. 4.9. Транзистор VT1 мы легко можем перевести в состояние насыщения, задав потенциал его базы, как полагается, выше потенциала коллектора. В то же время потенциал базы VT2 не может стать выше потенциала коллектора. Открываясь, транзистор VT1 только «подтягивает» базу VT2 к коллектору. Следовательно, коллекторный переход не открывается, и транзистору VT2 невозможно перейти в состояние насыщения. Поэтому нужно очень аккуратно относиться к разработке управляющих цепей силовых биполярных транзисторов.


Рис. 4.9. Модель составного транзистора в ключевом режиме

Раньше, когда речь шла о больших мощностях, требуемых от импульсных источников, у разработчика не было выбора, что ему применять в качестве ключевых элементов, и он пускался на различные ухищрения, чтобы использовать биполярные транзисторы. Теперь же появилась мощная альтернатива в виде силовых полевых приборов, о которых мы поговорим в следующей главе.

4.4. Предельные режимы работы транзистора

Закончим этот раздел перечислением причин выхода из строя биполярных транзисторов. Как показывает практика, очень важно определиться с максимально допустимыми напряжениями и токами, максимальной рассеиваемой мощностью и допустимой температурой корпуса уже на стадии расчета импульсного источника питания. Справочные параметры на предельные режимы работы транзистора



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) ( 19 ) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110)