Пример расчета устойчивости MOSFET-транзистора к импульсу тока в индуктивной нагрузке в режиме однократного переключения
Прибор: Philips BUK764R0-55B, индуктивность нагрузки: L = 2 мГн, максимальный ток
в канале: IAS = 40 А, тепловое сопротивление
переход — среда: Rth(j–amb) = 5 K/Вт.
- Длительность переходного процесса tAV
определим по формуле (2), tAV = 1,11 мс.
Согласно графику на рис. 5 определим область безопасной работы транзистора. - Для проверки найдем максимально возможное увеличение температуры канала Tjrise(max),
используя формулу (5) (согласно документации Zth(556мкс) = 0,065 K/Вт). Получим
Tjrise(max) = 124,8 °C.
Tjrise(max) = 124,8 °C.
Согласно полученным результатам температура канала Tj в рабочем режиме не должна
превышать 50 °C.
Варианты исполнения
| Выключатель освещения | Переключатель режимов напольного вентилятора | Тумблер (переключатель электрических цепей в радиоэлектронной аппаратуре) |
Вставленный в розетку электротройник со встроенным выключателем
Ключи бывают , и .
Механические ключи
Механические ключи служат для непосредственного управления цепью; рычаг механического ключа изготовлен из диэлектрика и обычно напрямую связан с токоведущими частями ключа. Как правило, применяются в случаях, когда не требуется отделять управляемую цепь.
Механические ключи:
- выключатели освещения и бытовых приборов;
- пакетные выключатели;
- тумблеры (переключатели характерной конструкции с приводом рычажно-пружинного исполнения);
- переключатели различных конструкций: галетные, клавишные, движковые и др.;
- кнопки: с самовозвратом, фиксирующиеся, с зависимой фиксацией.
Электромагнитные ключи
Положения «включено» и «отключено» электромагнитного ключа
Электромагнитные ключи служат для дистанционного управления цепями, для управления высоковольтными цепями (в случаях, когда опасно управлять напрямую механическим ключом), для создания гальванической развязки между устройством управления и нагрузками, для синхронного управления несколькими цепями от одного сигнала.
Для защиты управляющей цепи от импульса самоиндукции, возникающей при снятии напряжения с обмотки, параллельно ей включают диод в направлении, обратном полярности управляющего напряжения. Данный способ неприменим при использовании обмотки, питаемой переменным током.
Электромагнитные ключи:
- электромагнитные реле;
- шаговые искатели;
- контакторы;
- магнитные пускатели.
Электронные ключи
В электронных ключах и ключевых схемах применяются различные электронные приборы В неуправляемых электронных ключах:
диоды.
В управляемых электронных ключах:
- электровакуумные приборы;
- тиристоры;
- симисторы;
- транзисторы.
Транзисторный ключ — токовый ключ, выполненный на одном или нескольких транзисторах, работающих в ключевом режиме. Изменение электропроводности транзистора, обусловливающее переключение тока в нагрузке, обеспечивается подачей на его управляющий электрод управляющего напряжения определённой полярности и уровня.
Работа электронных ключей основана на ключевых свойствах транзисторов. Например, ключи на биполярных транзисторах включённых по схеме с общим эмиттером работают следующим образом. При подаче на базу транзистора сигнала низкого уровня («логический 0») относительно эмиттера транзистор закрыт, ток через транзистор не идёт, при этом на коллекторе транзистора будет всё напряжение питания нагрузки. При подаче на базу транзистора сигнала высокого уровня «логической 1», транзистор открывается и в цепи коллектор-эмиттер возникает ток. Напряжение между коллектором и эмиттером становится малым, при этом все напряжения питания нагрузки оказывается приложенным к нагрузке.
Также возможно использование полевых транзисторов. Принцип их работы схож с принципом работы электронных ключей на биполярных транзисторах. Ключи на полевых транзисторах потребляют меньшую мощность управления, однако быстродействие их обычно ниже по сравнению с биполярными.
В ключевом режиме могут работать как обычные (полевые и биполярные) транзисторы, так и транзисторы, специально разработанные для работы в ключевом режиме (IGBT-транзисторы).
Работа стабилизаторов тока
Минимальное количество функциональных элементов в схемах этой категории подразумевает разумную стоимость. При выборе такого варианта нетрудно изучить рабочие режимы, особенности настройки.
Особенности полевых структур
В радиотехнических приборах этого типа p-n переходы расположены особым образом. Для регулировки прохождения тока через центральный канал изменяются напряжение и соответствующее электромагнитное поле. Разницу потенциалов создают на стоке и затворе.
На рисунке показаны принципиальные отличия, по сравнению с биполярным транзистором. При использовании полевой структуры управляющий ток отсутствует, а входное сопротивление становится значительно больше. При такой схеме прибор потребляет минимум энергии, но не способен обеспечить усиление сигнала. Впрочем, для решения обозначенной задачи (стабилизации) увеличивать напряжение не нужно.
Принцип управления переходом
В области между зонами р типа формируется канал. Для прохождения тока создается разница потенциалов «сток-исток». Управляют переходом изменением напряжения «затвор-исток» – Uзи.
Повторяющиеся всплески тока в цепи с индуктивной нагрузкой
Процесс повторяющихся всплесков тока
в цепи с индуктивной нагрузкой можно рассматривать так же, как и одиночные. Однако
до недавнего времени большинство произво
дителей полупроводниковых приборов не да
вало рекомендаций по выбору режима рабо
ты мощных MOSFET-транзисторов на индук
тивную нагрузку в условиях многократных
переключений.
Так как всплеск тока в индуктивности
в любом случае является отрицательным
фактором, длительная работа транзистора
в условиях многократных переключений
может привести к деградации кристалла, да
же если величина всплесков лежит в облас
ти безопасной работы для одиночного пе
реключения (рис. 3)
В описанном случае не
обходимо учитывать ряд дополнительных
факторов, таких, как частота, скважность
переключений и тепловое сопротивление
Rth прибора в режиме периодических пере
ключений
Для примера будем использовать переклю
чающий каскад, показанный на рис. 1
В слу
чае многократных переключений на затвор
транзистора будут подаваться положительные
импульсы с частотой f и скважностью, как по
казано на рис. 4а
Рис. 4. Диаграммы токов и напряжений в цепи
MOSFET-транзистора при работе на индуктивную
нагрузку — многократные переключения
(a — напряжение на затворе транзистора VGS,
b — напряжение сток — исток VDS и ток в канале ID,
c — мощность, рассеиваемая на канале P,
d — температура канала Tj)
Диаграммы напряжений и токов в цепи (на
пряжение пробоя VBR, ток канала ID) будут ана
логичны соответствующим диаграммам для
режима одиночного переключения, за исклю
чением того, что максимальный ток через ка
нал (в момент снятия напряжения с затвора)
обозначен IAR (рис. 4b).
Значение мощности, рассеиваемой на кана
ле при периодическом переключении PAV(R),
можно получить, усредняя мощность, рассе
иваемую при однократном переключении
(рис. 4c). Для начала необходимо рассчитать
энергию, отдаваемую индуктивностью в слу
чае однократного переключения , тогда:
PAV(R) = EAS × ƒ (7)
Изменение температуры канала в случае периодических переключений индуктивной нагрузки показано на рис. 4d. Температура T0 включает в себя температуру подложки тран
зистора Tmb и увеличение температуры перехода во время нагружения транзистора Tcond:
To = Tmb + Tcond (8)
ΔTj(рис. 4d)— установившаяся температура перехода, связанная с рассеиванием мощности индуктивного всплеска:
ΔTj= PAV(R) × Rth(j-amb), (9)
где Rth(j-amb) — тепловое сопротивление переход — среда. Сумма уравнений (8) и (9) даст
усредненную температуру перехода MOSFET-транзистора в режиме периодических переключений индуктивной нагрузки:
ΔTavg = T o + ΔTj (10)
Принципы работы полевых транзисторов в электронных схемах: упрощенная информация
Все сложные процессы электроники удобно представлять на примере обычного водопроводного крана с рукояткой, которая позволяет перекрывать воду или регулировать ее напор от очень тонкой струйки (течь) до максимально сильного проходящего потока.
Показал это примитивной картинкой, на которой:
- входной патрубок с напором назван стоком;
- место выхода воды (истечения) обозначен истоком;
- рукоятка управления или вентиль со штоком — затвор.
Аналогичным образом работает рассматриваемая нами электрическая схема полевого транзистора. Только у нее между стоком и истоком приложено основное постоянное напряжение. Эту область называют каналом. Он выполнен из полупроводника определенной структуры:
- n-типа (преобладают электроны — носители отрицательных зарядов);
- p-типа — с излишком положительных дырок.
На чертежах эти выводы показываются одним из следующих образов.
На обозначении затвора нам надо обращать внимание на направление стрелки. У полупроводников n- канального типа она направлена на затвор, а с p- проводимостью — в противоположную сторону
Любой field-effect transistors является полупроводником, причем управляемым. Это значит, что он пропускает через себя нагрузку исключительно в одну сторону, а противоположное движение электрических зарядов всегда заблокировано.
Движение тока через полупроводниковые переходы всегда направлено от стока к истоку, как и воды в кране
Это важно запомнить.. Функции закрытия или открытия этого крана (затвора), а также роль регулирования силы потока электрических зарядов возложены на затвор
Здесь действует известный всем закон Ома:
Функции закрытия или открытия этого крана (затвора), а также роль регулирования силы потока электрических зарядов возложены на затвор. Здесь действует известный всем закон Ома:
Сопротивление среды канала управляет нагрузкой, а на него действует приложенный извне потенциал.
Говоря другими словами: энергия электрического поля, приложенная к затвору, меняет сопротивление внутренних полупроводниковых переходов и влияет на величину тока в выходной силовой цепи.
Слово «поле» здесь знаковое. Оно определило целый ряд транзисторных изделий, работающих по этому принципу управления.
Потенциал электрического поля регулирует величину сопротивления через силовой полупроводниковый слой (канал), закрывая/открывая транзистор или изменяя ток через него.
Аналогичным образом управляются биполярные транзисторы (БТ), про которые у меня на блоге опубликована предыдущая статья.
Только у них силовая цепь образована меду коллектором и эмиттером, а схема управления работает от тока, образованного приложением напряжения между базой и эмиттером. У БТ своя система обозначения выводов, но те же два внутренних контура (силовая цепь и цепочка ее регулирования).
Заостряю внимание: при одном и том же напряжении между входом и выходом полевого транзистора (сток-исток) потенциал на затворе изменяет электрическое сопротивление встроенных полупроводниковых переходов.
Причем происходит это по одному из предусмотренных заранее сценариев. О них я последовательно рассказываю дальше.
Симисторный ключ
Для гальванической развязки цепей управления и питания лучше
использовать оптопару или специальный симисторный драйвер. Например,
MOC3023M или MOC3052.
Эти оптопары состоят из инфракрасного светодиода и фотосимистора. Этот
фотосимистор можно использовать для управления мощным симисторным
ключом.
В MOC3052 падение напряжения на светодиоде равно 3 В, а ток — 60 мА,
поэтому при подключении к микроконтроллеру, возможно, придётся
использовать дополнительный транзисторный ключ.
Встроенный симистор же рассчитан на напряжение до 600 В и ток до
1 А. Этого достаточно для управления мощными бытовыми приборами через
второй силовой симистор.
Рассмотрим схему управления резистивной нагрузкой (например, лампой
накаливания).
Таким образом, эта оптопара выступает в роли драйвера
симистора.
Существуют и драйверы с детектором нуля — например, MOC3061. Они
переключаются только в начале периода, что снижает помехи в
электросети.
Резисторы R1 и R2 рассчитываются как обычно. Сопротивление же
резистора R3 определяется исходя из пикового напряжения в сети питания
и отпирающего тока силового симистора. Если взять слишком большое —
симистор не откроется, слишком маленькое — ток будет течь
напрасно. Резистор может потребоваться мощный.
Нелишним будет напомнить, что 230 В в электросети (текущий стандарт для
России, Украины и многих других стран) — это значение
действующего напряжения. Пиковое напряжение равно .
Индуктивная трехточка
Эту схему выбираю я, и советую вам.
R1 – ограничивает ток генератора R2 – задает смещение базы C1, L1 – колебательный контур C2 – конденсатор ПОС
Катушка L1 имеет отвод, к которому подключен эмиттер транзистора. Этот отвод должен быть расположен не ровно посередине, а ближе к «холодному» концу катушки (то есть тому, который соединен с проводом питания). Кроме того, можно вообще не делать отвод, а намотать дополнительную катушку, то есть – сделать трансформатор:
Эти схемы идентичны.
Механизм генерации:
Для понимания того, как работает такой генератор, давайте рассмотрим именно вторую схему. При этом, левая (по схеме) обмотка будет вторичной, правая – первичной.
Когда на верхней обкладке C1 увеличивается напряжение (то есть, ток во вторичной обмотке течет «вверх»), то на базу транзистора через конденсатор обратной связи C2 подается открывающий импульс. Это приводит к тому, что транзистор подает на первичную обмотку ток, этот ток вызывает увеличение тока во вторичной обмотке. Происходит подпитка энергией. В-общем – то, все тоже довольно просто.
Полевые транзисторы в стабилизаторах тока
Стабилизаторы тока предназначены для поддержания параметров тока на определенном уровне. Благодаря этим свойствам, данные приборы успешно используются во многих электронных схемах. Чтобы понять принцип действия, следует рассмотреть некоторые теоретические вопросы. Известно, что в идеальном источнике тока присутствует ЭДС, стремящаяся к бесконечности и бесконечно большое внутреннее сопротивление. За счет этого удается получить ток с требуемыми параметрами, независимо от сопротивления нагрузки.
Идеальный источник способен создавать ток, остающийся на одном уровне, несмотря на изменяющееся сопротивление нагрузки в диапазоне от короткого замыкания до бесконечности. Для поддержания значения тока на неизменном уровне, величина ЭДС должна изменяться, начиная от величины больше нуля и до бесконечности. Основным свойством источника, позволяющим получать стабильное значение тока, является изменение сопротивления нагрузки и ЭДС таким образом, чтобы значение тока оставалось на одном и том же уровне.
Блокинг-генератор. Расчёт блокинг-генератора
Всем доброго времени суток! В прошлой статье я рассказал о мультивибраторах, которые предназначены для генерирования прямоугольных импульсов. Но для этой, же цели применяются и другой тип генератора, который называется блокинг-генератором. Вообще же блокинг-генератор – это регенеративное устройство (генератор импульсов), основанное на однокаскадном усилителе, обратная связь в котором создаётся за счёт импульсного трансформатора.
Основное предназначение блокинг-генераторов заключается в создании мощных коротких импульсов с крутыми фронтами и большой скважностью. В настоящее время они используются в импульсных блоках питания в качестве задающих генераторов. Так же как и мультивибратор, блокинг-генератор может работать в следующих режимах: автоколебательном, ждущем, синхронизации и деления частоты, но наиболее распространенным являются автоколебательный и ждущий режимы
Так же как и мультивибратор, блокинг-генератор может работать в следующих режимах: автоколебательном, ждущем, синхронизации и деления частоты, но наиболее распространенным являются автоколебательный и ждущий режимы.
Принцип стабилизации тока
Целевое назначение специальной схемы – регулирование источника питания в автоматическом режиме для поддержания стабильных параметров цепей нагрузки. Основной компонент – достаточно мощный полупроводниковый прибор, ограничитель силы тока на выходе блока питания.
Требования к управляющему элементу
Критерии выбора можно сформулировать, если известны параметры силы тока (ампер). Однако даже без конкретного технического задания несложно перечислить базовые требования:
- ток в контрольной цепи поддерживается с определенной точностью;
- следует компенсировать перепады потребляемой мощности;
- корректирующие изменения должны выполняться достаточно быстро;
- для автоматической настройки оптимального режима и улучшения защиты от помех нужна организация обратной связи.
Суть стабилизации
Для уточнения функциональности управляющего элемента необходимо отметить особенности типичной нагрузки. Интенсивность излучения светодиода, например, существенно зависит от температуры в процессе эксплуатации. Соответствующим образом изменяется мощность потребления. При увеличении тока уменьшается напряжение.
Важно! Если установить обратную связь (отрицательную), отмеченное изменение будет регулировать рабочий режим управляющего устройства. В частности, при увеличении напряжения между затвором и стоком полевого транзистора ток через исток уменьшается
Тем самым без иных дополнительных действий обеспечивается стабилизация выходных параметров источника.
Доработка схемы
Если вход схемы подключен к push-pull выходу, то особой доработки не
требуется. Рассмотрим случай, когда вход — это просто выключатель,
который либо подтягивает базу к питанию, либо оставляет её «висеть в
воздухе». Тогда для надёжного закрытия транзистора нужно добавить ещё
один резистор, выравнивающий напряжение между базой и эмиттером.
Кроме того, нужно помнить, что если нагрузка индуктивная, то
обязательно нужен защитный диод. Дело в том, что энергия, запасённая
магнитным полем, не даёт мгновенно уменьшить ток до нуля при
отключении ключа. А значит, на контактах нагрузки возникнет напряжение
обратной полярности, которое легко может нарушить работу схемы или
даже повредить её.
Совет касательно защитного диода универсальный и в равной степени
относится и к другим видам ключей.
Если нагрузка резистивная, то диод не нужен.
В итоге усовершенствованная схема принимает следующий вид.
Резистор R2 обычно берут с сопротивлением, в 10 раз большим, чем
сопротивление R1, чтобы образованный этими резисторами делитель не
понижал слишком сильно напряжение между базой и эмиттером.
Для нагрузки в виде реле можно добавить ещё несколько
усовершенствований. Оно обычно кратковременно потребляет большой ток
только в момент переключения, когда тратится энергия на замыкание
контакта. В остальное время ток через него можно (и нужно) ограничить
резистором, так как удержание контакта требует меньше энергии.
Для этого можно применить схему, приведённую ниже.
В момент включения реле, пока конденсатор C1 не заряжен, через него
идёт основной ток. Когда конденсатор зарядится (а к этому моменту реле
перейдёт в режим удержания контакта), ток будет идти через резистор
R2. Через него же будет разряжаться конденсатор после отключения реле.
Ёмкость C1 зависит от времени переключения реле. Можно взять,
например, 10 мкФ.
С другой стороны, ёмкость будет ограничивать частоту переключения
реле, хоть и на незначительную для практических целей величину.
Оверклокинг
Особый интерес тактовый генератор процессора представляет для оверклокеров. К оверклокерам относят специалистов в области компьютерных технологий и просто любителей, стремящихся повысить производительность своей техники. В настоящее время оверклокинг доступен даже простым пользователям. Для изменения настроек компонентов компьютера иногда достаточно просто зайти в BIOS.
Прежде всего необходимо ответить на вопрос: за счет чего будет повышаться производительность? Здесь все очень просто. Производители компьютерных комплектующих для повышения надежности своих компонентов закладывают в них технологический запас. Именно этот запас и привлекает любителей выжать максимум из своего компьютера.
Одним из способов разгона компьютера будет замена кварцевого резонатора на кристалл, имеющий более высокую частоту. Или, например, можно убрать дополнительные элементы в виде делителей частоты из схемы генератора.
В современных компьютерах генераторы, как правило, реализуются на одной интегральной схеме. Значения тактовой частоты и множителя процессора, как уже было отмечено выше, можно изменить непосредственно из BIOS.
Начинающие оверклокеры нередко задаются вопросом, как определить модель тактового генератора. Программными средствами это сделать невозможно. Остается только открывать системный блок и искать генератор визуально.
С другой стороны, программным способом определяется модель материнской платы (AIDA64, Everest и другие). Затем для данной модели ищется подробная инструкция, а в ней вполне возможно будет найти информацию о названии генератора. А как узнать для тактового генератора значение тактовой частоты, установленное по умолчанию, и значение после разгона? Эти сведения также можно почерпнуть из инструкции для материнской платы.
Генератор по схеме емкостной трёхточки – для новичков в радиоделе
Чтобы завершить разговор о приёмниках и передатчиках, рассмотрим одну схему, упоминание о которой вы можете встретить в литературе, посвящённой радиотехнике Схему называют емкостной трёхточкой Как и другие незнакомые термины, это название может привести к ситуации, когда, не имея возможности увидеть генерируемый сигнал, вы не сможете настроить передатчик, скажем, радиоуправляемой модели Причина может крыться в простой ошибке Но, чтобы увидеть её, нужно понимать, в чём суть работы такого генератора
Рис 1218 Генератор по схеме емкостной трёхточки
Индуктивность L1 – элемент обратной связи (параллельной, отрицательной) Колебательный контур образован всеми реактивными элементами А одно из условий возникновения колебаний
– равенство нулю алгебраической суммы реактивных сопротивлений L1, C1, C2 или XC1 + XC2 = XL1 Вы можете проверить это, если возникают проблемы Если заменить L1 конденсатором, а ёмкости индуктивностями, то схема будет называться индуктивной трёхточкой Три точки соединения реактивных элементов в эквивалентной схеме – выводы эмиттера, базы и коллектора – видимо, дали название схеме Если мы используем вместо суммы реактивных сопротивлений конденсаторов сопротивление эквивалентной ёмкости, то равенство сопротивлений… правильно, так мы находили резонансную частоту колебательного контура
Подробный рассказ об этом можно найти в статье Андреевской ТМ о принципах построения автогенераторов
И последнее Часто в схемах генераторов применяют кварцевый резонатор Кварцевый резонатор, как известно, имеет ёмкостный характер: пьезоэлемент находится между двумя пластинами Но взгляните на генератор с кварцевым резонатором, собранный по схеме с емкостной трёхточкой
Рис 1219 Генератор с кварцевым резонатором
На схеме кварцевый резонатор заменят индуктивность, если сравнивать генератор с предыдущим рисунком Как же так
Оказывается, что на частоте резонанса кварца, его проводимость носит индуктивный характер Прочитав о конструкции кварцевого резонатора, о том, что он очень похож на ёмкость, мы могли бы неверно истолковать смысл емкостной трёхточки Если бы не были уверены, что для работы генератора нужна индуктивность
Источник
Трехточечные схемы автогенераторов
Для обеспечения условий самовозбуждения напряжение обратной связи должно составлять определенную часть выходного напряжения.
Для автогенератора с индуктивной обратной связью коэффициент обратной связи подбирается изменением расстояния между катушками или подбором количества витков катушки обратной связи.
Обеспечить обратную связь в автогенераторе можно не только индуктивной трансформаторной связью, но и автотрансформаторной и емкостной обратной связью. Такие схемы называются трехточечными, так как в них транзистор тремя своими выводами подключается к колебательному контуру в трех точках.
На рис. 3.3, а приведена индуктивная трехточечная схема автогенератора. Напряжение обратной связи в ней снимается с части
витков катушки контура. Баланс фаз в этой схеме достигается перекрестным включением концов эмиттер — база к катушке контура; баланс амплитуд — подбором количества витков, с которых снимается напряжение обратной связи.
Емкостная трехточечная схема автогенератора показана на рис. 3.3, б. В этой схеме напряжение обратной связи снимается с емкостной ветви контура. Баланс фаз подбирается перекрестным включением концов эмиттер — база к контуру, а баланс амплитуд — подбором емкостей связи.
Разновидностью емкостной трехточечной схемы является схема Клаппа. В этой схеме для повышения стабильности частоты включают конденсатор СЗ (рис. 3.3, в), уменьшающий коэффициент включения транзистора в контур. Индуктивность контура L в схеме Клаппа можно выполнить такой, при которой достигается максимальная добротность ее на рабочей частоте. Избыточное реактивное сопротивление катушки индуктивности компенсируется подбором емкости конденсатора СЗ. Полная принципиальная схема Клаппа приведена на рис. 3.3, г. Колебательный контур автогенератора состоит из катушки индуктивности L1 и конденсаторов CI, С2 и СЗ. Катушки L2 и L3 не допускают замыкания токов высокой частоты, протекающих через источник питания. Конденсаторы С4 и С6 являются блокировочными, сопротивления R1 и R2 образуют делитель смещения.
Трехточечные схемы автогенераторов построены по общему принципу. Это видно при рассмотрении их эквивалентных схем (рис. 3.4). На рис. 3.4, а приведена эквивалентная схема для индуктивной трехточечной схемы автогенератора; на рис. 3.4,6 — для емкостной. Обобщенная эквивалентная трехточечная схема автогенераторов приведена на рис. 3.4, в. Общим для этих схем является следующее:
реактивные сопротивления между выводами транзистора эмиттер — база и эмиттер — коллектор имеют одинаковый знак, а между выводами база — коллектор противоположный;
сумма реактивных сопротивлений участков эмиттер — база и эмиттер — коллектор равна реактивному сопротивлению участка база — коллектор.
Выполнение первого условия необходимо для обеспечения баланса фаз, а выполнение второго условия —для настройки контуpa на заданную частоту колебаний. Баланс амплитуд обеспечивается подбором соотношения между реактивными сопротивлениями Хэб и Хэк.
Эти условия являются общими для построения трехточечных автогенераторов по любой схеме. При составлении различных вариантов схем автогенераторов необходимо обеспечивать выполнение этих правил.
Каждая из реактивностей обобщенной эквивалентной схемы автогенератора может быть выполнена не только в виде отдельной катушки или конденсатора, но и в виде их различных комбинаций или в виде колебательных контуров. Такие автогенераторы называются двухконтурными. Широкое применение нашли двух- контурные автогенераторы, построенные по схеме Шембеля Б. К. (рис. 3.5), так как они обладают повышенной стабильностью частоты.
Повышение стабильности частоты в схеме Шембеля достигается уменьшением связи контура, включенного в выходную цепь электронного прибора с контуром во входной цепи. Этим уменьшается влияние расстройки выходного контура на входной, который в основном определяет частоту генерации. В ламповой схеме Шембеля связь между контурами (анодным и сеточным) осуществляется только через междуэлектродную емкость сетка — анод, а она у ламп, имеющих экранирующую сетку очень мала. В транзисторной схеме Шембеля связь между коллекторным и эмиттерным контурами незначительна из-за малой паразитной емкости С св.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
Устройство и работа полевого транзистора
Управление полевыми транзисторами осуществляется посредством электрического поля, отсюда и появилось их название. В свою очередь электрическое поле создается под действием напряжения. Таким образом, все полевые транзисторы относятся к полупроводниковым приборам, управляемым напряжением.
Канал этих устройств открывается только с помощью напряжения. При этом, ток не протекает через входные электроды. Исключение составляет лишь незначительный ток утечки. Отсюда следует, что какие-либо затраты мощности на управление отсутствуют. Однако на практике не всегда используется статический режим, в процессе переключения транзисторов задействована некоторая частота.
В конструкцию полевого транзистора входит внутренняя переходная емкость, через которую протекает некоторое количество тока во время переключения. Поэтому для управления затрачивается незначительное количество мощности.
В состав полевого транзистора входит три электрода. Каждый из них имеет собственное название: исток, сток и затвор. На английском языке эти наименования соответственно будут выглядеть, как source, drain и gate. Канал можно сравнить с трубой, по которой движется водяной поток, соответствующий заряженным частицам. Вход потока происходит через исток. Выход заряженного потока происходит через сток. Для закрытия или открытия потока существует затвор, выполняющий функцию крана. Течение заряженных частиц возможно лишь при условии напряжения, прилагаемого между стоком и истоком. При отсутствии напряжения тока в канале также не будет.
Таким образом, чем больше значение подаваемого напряжения, тем сильнее открывается кран. Это приводит к увеличению тока в канале на участке сток-исток и уменьшению сопротивления канала. В источниках питания применяется ключевой режим работы полевых транзисторов, позволяющий полностью закрывать или открывать канал.
Куда это всё засунуть
Извечная проблема — хороший корпус. Несмотря на пару компьютерных БП, в которые некоторые устанавливают такие схемы, решил не использовать металл. Для лучшей электробезопастности. Всё-таки не мигалку собираем!
После недолгих размышлений, взял за основу обрезок пластиковой трубы 120х200 мм, от кухонной вытяжки. Она круглая и неплохо смотрится. В ней будет схема, полевой транзистор с радиатором, первичный контур. А сверху будет торчать вторичка с острым медным набалдашником.
Сверху корпус закрывается крышечкой от коробочки, в которых продают морскую капусту
В крышке делается прорезь под катушку, а чтоб не заглядывали внутрь — обклеивается чёрной самоклейкой.
Катушки крепил к корпусу через ДВП планку, оставшуюся от ремонта балкона, с монтажными стойками для подключения трёх нужных проводов.
При проектировке учтите, что радиатор на транзистор требуется больше чем пачка сигарет, на небольшом будет сильно греться, так что долго качер вы не погоняете. Остановился на 50х100х5 мм, но через 10 минут он становится горячий.
Вторая по важности, после катушки, вещь — дроссель. От него зависит очень много
Необходима индуктивность дросселя более 1 Генри и ток 1 ампер. Пробовал первички от сетевых трансформаторов: до 50 ватт вообще не работает, 50-100 ватт — хорошо, 100-200 — отлично. Только жалко было ставить такие мощные, ограничился 60-ти ваттным ТН42.
Всё размещаем в корпусе на металлическом основании, к которому привинчен дроссель, радиатор, и, если кто захочет, печатная плата. Её делать не стал — собрал навесняком.
Корпус снаружи тоже обклеен самоклейкой, а катушка обмотана чёрной изолентой. Боялся что с ней будет работать плохо, но обошлось.
После размещения в корпус опять включаем не напрямую к 220В, а через лампу-предохранитель. С ней искр может и не быть, но урчание схемы и свечение неонки вблизи катушки скажет, что всё олл райт.
https://youtube.com/watch?v=i3RdZrr0KY4
Настройка
Настройка заключается в установке требуемой частоты с помощью разведения витков катушки L1. Для этих целей удобно применить предварительно настроенный приемник, с которым предполагается использовать передатчик.
К передатчику должна быть подключена штатная антенна. Модуляционный вход временно подключается к плюсу источника питания, чем обеспечивается режим непрерывной генерации.
Подключив к выходу приемника осциллограф или высоко-омные наушники, необходимо убедиться в наличии интенсивных шумов (имеется в виду выход собственно приемника, а не дешифратора).
Смещением витков катушки L1 передатчика добиваются пропадания шумов. Затем необходимо определить два крайних положения сердечника (вворачивая и выворачивая его и подсчитывая при этом обороты), при которых шумы начинают появляться вновь.
Положение витков необходимо установить в положение, соответствующее середине этого интервала, отсчитав положение посередине. Точность настройки будет тем выше, чем больше расстояние между передатчиком и приемником.
Днищенко В. А. 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями., 2007.
