Εάν συνδέσετε μια αντίσταση και έναν πυκνωτή, θα έχετε ίσως ένα από τα πιο χρήσιμα και ευέλικτα κυκλώματα.

Σήμερα αποφάσισα να μιλήσω για τους πολλούς τρόπους χρήσης του. Αλλά πρώτα, για κάθε στοιχείο ξεχωριστά:

Η δουλειά της αντίστασης είναι να περιορίζει το ρεύμα. Αυτό είναι ένα στατικό στοιχείο του οποίου η αντίσταση δεν αλλάζει· δεν μιλάμε για θερμικά σφάλματα τώρα - δεν είναι πολύ μεγάλα. Το ρεύμα μέσω μιας αντίστασης καθορίζεται από το νόμο του Ohm - I=U/R, όπου U είναι η τάση στους ακροδέκτες της αντίστασης, R είναι η αντίστασή της.

Ο πυκνωτής είναι πιο ενδιαφέρον πράγμα. Έχει μια ενδιαφέρουσα ιδιότητα - όταν αποφορτίζεται, συμπεριφέρεται σχεδόν σαν βραχυκύκλωμα - το ρεύμα το διαρρέει χωρίς περιορισμούς, ορμώντας στο άπειρο. Και η τάση σε αυτό τείνει στο μηδέν. Όταν φορτίζεται, γίνεται σαν ένα διάλειμμα και το ρεύμα σταματά να ρέει μέσα από αυτό, και η τάση σε αυτό γίνεται ίση με την πηγή φόρτισης. Αποδεικνύεται μια ενδιαφέρουσα σχέση - υπάρχει ρεύμα, δεν υπάρχει τάση, υπάρχει τάση - δεν υπάρχει ρεύμα.

Για να οραματιστείτε αυτή τη διαδικασία, φανταστείτε ένα μπαλόνι... εμ... ένα μπαλόνι που είναι γεμάτο με νερό. Η ροή του νερού είναι ρεύμα. Η πίεση του νερού στους ελαστικούς τοίχους ισοδυναμεί με τάση. Τώρα κοιτάξτε, όταν η μπάλα είναι άδεια - το νερό ρέει ελεύθερα, υπάρχει μεγάλο ρεύμα, αλλά δεν υπάρχει σχεδόν καμία πίεση ακόμα - η τάση είναι χαμηλή. Στη συνέχεια, όταν η μπάλα γεμίσει και αρχίσει να αντιστέκεται στην πίεση, λόγω της ελαστικότητας των τοίχων, ο ρυθμός ροής θα επιβραδυνθεί και στη συνέχεια θα σταματήσει εντελώς - οι δυνάμεις είναι ίσες, ο πυκνωτής φορτίζεται. Υπάρχει ένταση στους τεντωμένους τοίχους, αλλά όχι ρεύμα!

Τώρα, εάν αφαιρέσετε ή μειώσετε την εξωτερική πίεση, αφαιρέσετε την πηγή ενέργειας, τότε το νερό θα ρέει πίσω υπό την επίδραση της ελαστικότητας. Επίσης, το ρεύμα από τον πυκνωτή θα επιστρέψει εάν το κύκλωμα είναι κλειστό και η τάση της πηγής είναι χαμηλότερη από την τάση στον πυκνωτή.

Χωρητικότητα πυκνωτή. Τι είναι αυτό?
Θεωρητικά, ένα φορτίο άπειρου μεγέθους μπορεί να αντληθεί σε οποιονδήποτε ιδανικό πυκνωτή. Απλώς η μπάλα μας θα τεντωθεί περισσότερο και οι τοίχοι θα δημιουργήσουν περισσότερη πίεση, απείρως περισσότερη πίεση.
Τι γίνεται λοιπόν με τα Farads, τι γράφει στο πλάι του πυκνωτή ως ένδειξη χωρητικότητας; Και αυτή είναι απλώς η εξάρτηση της τάσης από τη φόρτιση (q = CU). Για έναν μικρό πυκνωτή, η αύξηση της τάσης από τη φόρτιση θα είναι μεγαλύτερη.

Φανταστείτε δύο ποτήρια με απείρως ψηλούς τοίχους. Το ένα είναι στενό, σαν δοκιμαστικός σωλήνας, το άλλο είναι φαρδύ, σαν λεκάνη. Η στάθμη του νερού σε αυτά είναι ένταση. Η κάτω περιοχή είναι το δοχείο. Και τα δύο μπορούν να γεμιστούν με το ίδιο λίτρο νερού - ίση φόρτιση. Αλλά σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα η στάθμη θα πηδήξει κατά πολλά μέτρα και σε μια λεκάνη θα πιτσιλίσει στον πάτο. Επίσης σε πυκνωτές μικρής και μεγάλης χωρητικότητας.
Μπορείτε να το γεμίσετε όσο θέλετε, αλλά η τάση θα είναι διαφορετική.

Επιπλέον, στην πραγματική ζωή, οι πυκνωτές έχουν τάση διακοπής, μετά την οποία παύει να είναι πυκνωτής, αλλά μετατρέπεται σε χρησιμοποιήσιμο αγωγό :)

Πόσο γρήγορα φορτίζει ένας πυκνωτής;
Υπό ιδανικές συνθήκες, όταν έχουμε μια απείρως ισχυρή πηγή τάσης με μηδενική εσωτερική αντίσταση, ιδανικά υπεραγώγιμα καλώδια και έναν απολύτως άψογο πυκνωτή, αυτή η διαδικασία θα συμβεί αμέσως, με χρόνο ίσο με 0, καθώς και την εκφόρτιση.

Αλλά στην πραγματικότητα υπάρχουν πάντα αντιστάσεις, ρητές - όπως μια συνηθισμένη αντίσταση ή σιωπηρές, όπως η αντίσταση των καλωδίων ή εσωτερική αντίστασηπηγή τάσης.
Σε αυτή την περίπτωση, ο ρυθμός φόρτισης του πυκνωτή θα εξαρτηθεί από την αντίσταση στο κύκλωμα και την χωρητικότητα του πυκνωτή και το ίδιο το φορτίο θα ρέει σύμφωνα με εκθετικός νόμος.

Και αυτός ο νόμος έχει μερικές χαρακτηριστικές ποσότητες:

• T - χρονική σταθερά, αυτή είναι η χρονική στιγμή που η τιμή φτάνει το 63% του μέγιστου. Το 63% δεν προέκυψε εδώ τυχαία, είναι άμεσα συνδεδεμένο με αυτόν τον τύπο VALUE T =max—1/e*max.
• 3T - και στο τριπλάσιο της σταθεράς η τιμή θα φτάσει το 95% του μέγιστου.

Σταθερά χρόνου για κύκλωμα RC T=R*C.

Όσο χαμηλότερη είναι η αντίσταση και χαμηλότερη η χωρητικότητα, τόσο πιο γρήγορα φορτίζεται ο πυκνωτής. Εάν η αντίσταση είναι μηδέν, τότε ο χρόνος φόρτισης είναι μηδέν.

Ας υπολογίσουμε πόσο χρόνο θα χρειαστεί για να φορτιστεί ένας πυκνωτής 1uF στο 95% μέσω μιας αντίστασης 1 kOhm:
T= C*R = 10 -6 * 10 3 = 0,001c
3T = 0,003s Μετά από αυτό το διάστημα, η τάση στον πυκνωτή θα φτάσει το 95% της τάσης της πηγής.

Η αποβολή θα ακολουθεί τον ίδιο νόμο, μόνο ανάποδα. Εκείνοι. μετά το χρόνο T, μόνο το 100% - 63% = 37% της αρχικής τάσης παραμένει στον πυκνωτή, και μετά από 3Τ ακόμη λιγότερο - ένα άθλιο 5%.

Λοιπόν, όλα είναι ξεκάθαρα με την παροχή και την απελευθέρωση τάσης. Τι θα γινόταν αν η τάση εφαρμοζόταν και στη συνέχεια αυξανόταν περαιτέρω σταδιακά και στη συνέχεια εκφορτιζόταν επίσης σε βήματα; Η κατάσταση εδώ πρακτικά δεν θα αλλάξει - η τάση έχει αυξηθεί, ο πυκνωτής έχει φορτιστεί σε αυτήν σύμφωνα με τον ίδιο νόμο, με την ίδια σταθερά χρόνου - μετά από χρόνο 3Τ η τάση του θα είναι 95% του νέου μέγιστου.
Έπεσε λίγο - επαναφορτίστηκε και μετά από 3T η τάση σε αυτό θα είναι 5% υψηλότερη από το νέο ελάχιστο.
Τι σου λέω, καλύτερα να το δείξεις. Εδώ στο multisim δημιούργησα μια έξυπνη γεννήτρια σήματος βημάτων και την τροφοδότησα στην ενσωματωμένη αλυσίδα RC:

Δείτε πώς ταλαντεύεται :) Σημειώστε ότι τόσο η φόρτιση όσο και η αποφόρτιση, ανεξάρτητα από το ύψος του βήματος, έχουν πάντα την ίδια διάρκεια!!!

Σε ποια τιμή μπορεί να φορτιστεί ένας πυκνωτής;
Θεωρητικά, ad infinitum, ένα είδος μπάλας με ατελείωτα τεντωμένους τοίχους. Στην πραγματικότητα, αργά ή γρήγορα η μπάλα θα σκάσει και ο πυκνωτής θα διαρρεύσει και θα βραχυκυκλώσει. Γι' αυτό όλοι οι πυκνωτές έχουν σημαντική παράμετρος — τελική τάση. Στους ηλεκτρολύτες είναι συχνά γραμμένο στο πλάι, αλλά στους κεραμικούς πρέπει να αναζητηθεί σε βιβλία αναφοράς. Αλλά εκεί είναι συνήθως από 50 βολτ. Γενικά, όταν επιλέγετε έναν συμπυκνωτή, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι η μέγιστη τάση του δεν είναι χαμηλότερη από αυτή στο κύκλωμα. Θα προσθέσω ότι κατά τον υπολογισμό ενός πυκνωτή για εναλλασσόμενη τάση, θα πρέπει να επιλέξετε μια μέγιστη τάση 1,4 φορές υψηλότερη. Επειδή ένδειξη εναλλασσόμενης τάσης αποτελεσματική αξία, και η στιγμιαία τιμή στο μέγιστο της την υπερβαίνει κατά 1,4 φορές.

Τι προκύπτει από τα παραπάνω; Τι γίνεται αν το εφαρμόσετε σε έναν πυκνωτή σταθερή πίεση, τότε απλά θα φορτίσει και αυτό είναι. Εδώ τελειώνει η διασκέδαση.

Τι γίνεται αν υποβάλετε μια μεταβλητή; Είναι προφανές ότι είτε θα φορτιστεί είτε θα αποφορτιστεί και το ρεύμα θα ρέει μπρος-πίσω στο κύκλωμα. Κίνηση! Υπάρχει ρεύμα!

Αποδεικνύεται ότι, παρά τη φυσική διακοπή στο κύκλωμα μεταξύ των πλακών, το εναλλασσόμενο ρεύμα ρέει εύκολα μέσω του πυκνωτή, αλλά το συνεχές ρεύμα ρέει ασθενώς.

Τι μας δίνει αυτό; Και το γεγονός ότι ένας πυκνωτής μπορεί να χρησιμεύσει ως ένα είδος διαχωριστή για διαχωρισμό εναλλασσόμενο ρεύμακαι σταθερά για τις αντίστοιχες συνιστώσες.

Οποιοδήποτε χρονικά μεταβαλλόμενο σήμα μπορεί να αναπαρασταθεί ως το άθροισμα δύο συνιστωσών - μεταβλητής και σταθερής.

Για παράδειγμα, ένα κλασικό ημιτονοειδές έχει μόνο ένα μεταβλητό μέρος και η σταθερά είναι μηδέν. Με συνεχές ρεύμα είναι το αντίθετο. Τι γίνεται αν έχουμε μετατοπισμένο ημιτονοειδές; Ή σταθερά με παρεμβολές;

Τα στοιχεία AC και DC του σήματος διαχωρίζονται εύκολα!
Λίγο πιο πάνω, σας έδειξα πώς φορτίζεται και αποφορτίζεται ένας πυκνωτής όταν αλλάζει τάση. Έτσι η μεταβλητή συνιστώσα θα περάσει μέσα από το conder με ένα χτύπημα, επειδή μόνο αυτό αναγκάζει τον πυκνωτή να αλλάξει ενεργά το φορτίο του. Η σταθερά θα παραμείνει όπως ήταν και θα κολλήσει στον πυκνωτή.

Αλλά για να διαχωρίσει ο πυκνωτής αποτελεσματικά τη μεταβλητή συνιστώσα από τη σταθερά, η συχνότητα της μεταβλητής συνιστώσας δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 1/Τ

Δύο τύποι ενεργοποίησης αλυσίδας RC είναι δυνατοί:
Ενσωμάτωση και διαφοροποίηση. Είναι ένα φίλτρο χαμηλές συχνότητεςκαι ένα φίλτρο υψηλής διέλευσης.

Το χαμηλοπερατό φίλτρο περνάει τη σταθερή συνιστώσα χωρίς αλλαγές (αφού η συχνότητά της είναι μηδέν, δεν υπάρχει πουθενά χαμηλότερη) και καταστέλλει οτιδήποτε μεγαλύτερο από 1/Τ. Το άμεσο εξάρτημα διέρχεται απευθείας και το εναλλασσόμενο εξάρτημα σβήνει στη γείωση μέσω ενός πυκνωτή.
Ένα τέτοιο φίλτρο ονομάζεται επίσης αλυσίδα ολοκλήρωσης επειδή το σήμα εξόδου είναι, σαν να λέγαμε, ενσωματωμένο. Θυμάστε τι είναι ολοκλήρωμα; Περιοχή κάτω από την καμπύλη! Εδώ είναι που βγαίνει.

Και ονομάζεται κύκλωμα διαφοροποίησης γιατί στην έξοδο παίρνουμε το διαφορικό της συνάρτησης εισόδου, που δεν είναι τίποτα άλλο από το ρυθμό μεταβολής αυτής της συνάρτησης.

• Στην ενότητα 1, ο πυκνωτής είναι φορτισμένος, πράγμα που σημαίνει ότι το ρεύμα ρέει μέσω αυτού και θα υπάρξει πτώση τάσης στην αντίσταση.
• Στην ενότητα 2, υπάρχει μια απότομη αύξηση στην ταχύτητα φόρτισης, που σημαίνει ότι το ρεύμα θα αυξηθεί απότομα, ακολουθούμενη από πτώση τάσης στην αντίσταση.
• Στο τμήμα 3, ο πυκνωτής απλώς διατηρεί το υπάρχον δυναμικό. Δεν ρέει ρεύμα μέσα από αυτό, πράγμα που σημαίνει ότι η τάση στην αντίσταση είναι επίσης μηδενική.
• Λοιπόν, στο 4ο τμήμα ο πυκνωτής άρχισε να εκφορτίζεται, γιατί... το σήμα εισόδου έχει γίνει χαμηλότερο από την τάση του. Το ρεύμα έχει πάει προς την αντίθετη κατεύθυνση και υπάρχει ήδη αρνητική πτώση τάσης στην αντίσταση.

Και αν εφαρμόσουμε έναν ορθογώνιο παλμό στην είσοδο, με πολύ απότομες άκρες, και κάνουμε την χωρητικότητα του πυκνωτή μικρότερη, θα δούμε βελόνες σαν αυτές:

ορθογώνιο παραλληλόγραμμο. Λοιπόν, τι; Αυτό είναι σωστό - η παράγωγος μιας γραμμικής συνάρτησης είναι μια σταθερά, η κλίση αυτής της συνάρτησης καθορίζει το πρόσημο της σταθεράς.

Εν ολίγοις, αν αυτή τη στιγμή παρακολουθείτε ένα μάθημα μαθηματικών, τότε μπορείτε να ξεχάσετε τον άθεο Mathcad, τον αηδιαστικό Maple, να πετάξετε την αίρεση της μήτρας του Matlab από το μυαλό σας και, βγάζοντας μια χούφτα αναλογικά χαλαρά πράγματα από το απόθεμά σας, να κολλήσετε τον εαυτό σας ένας πραγματικά ΑΛΗΘΙΝΟΣ αναλογικός υπολογιστής :) Ο δάσκαλος θα συγκλονιστεί :)

Είναι αλήθεια ότι οι ολοκληρωτές και οι διαφοροποιητές συνήθως δεν κάνουν ολοκληρωτές και διαφοροποιητές μόνο σε αντιστάσεις, εδώ χρησιμοποιούν λειτουργικούς ενισχυτές. Μπορείτε να ψάξετε στο google για αυτά τα πράγματα προς το παρόν, κάτι ενδιαφέρον :)

Και εδώ τροφοδότησα ένα κανονικό ορθογώνιο σήμα σε δύο φίλτρα υψηλής και χαμηλής διέλευσης. Και οι έξοδοι από αυτά στον παλμογράφο:

Ακολουθεί μια ελαφρώς μεγαλύτερη ενότητα:

Κατά την εκκίνηση, ο συμπυκνωτής αποφορτίζεται, το ρεύμα που διέρχεται είναι πλήρες και η τάση σε αυτόν είναι αμελητέα - υπάρχει ένα σήμα επαναφοράς στην είσοδο RESET. Αλλά σύντομα ο πυκνωτής θα φορτιστεί και μετά από το χρόνο T η τάση του θα είναι ήδη στο επίπεδο της λογικής και το σήμα επαναφοράς δεν θα αποστέλλεται πλέον στο RESET - το MK θα ξεκινήσει.
Και για AT89C51είναι απαραίτητο να οργανώσετε ακριβώς το αντίθετο από το RESET - πρώτα υποβάλετε ένα και μετά ένα μηδέν. Εδώ η κατάσταση είναι αντίθετη - ενώ ο συμπυκνωτής δεν είναι φορτισμένος, τότε ρέει ένα μεγάλο ρεύμα, Uc - η πτώση τάσης σε αυτόν είναι μικροσκοπική Uc = 0. Αυτό σημαίνει ότι το RESET τροφοδοτείται με τάση ελαφρώς μικρότερη από την τάση τροφοδοσίας Usupply-Uc=Upsupply.
Αλλά όταν ο συμπυκνωτής φορτιστεί και η τάση σε αυτόν φτάσει στην τάση τροφοδοσίας (Upit = Uc), τότε στον ακροδέκτη RESET θα υπάρχει ήδη Upit-Uc = 0

Αναλογικές μετρήσεις
Αλλά μην πειράζετε τις αλυσίδες επαναφοράς, όπου είναι πιο διασκεδαστικό να χρησιμοποιείτε την ικανότητα του κυκλώματος RC να μετράει αναλογικές τιμές με μικροελεγκτές που δεν διαθέτουν ADC.
Αυτό χρησιμοποιεί το γεγονός ότι η τάση στον πυκνωτή αυξάνεται αυστηρά σύμφωνα με τον ίδιο νόμο - εκθετική. Ανάλογα με τον αγωγό, την αντίσταση και την τάση τροφοδοσίας. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως τάση αναφοράς με προηγουμένως γνωστές παραμέτρους.

Λειτουργεί απλά, εφαρμόζουμε τάση από τον πυκνωτή σε έναν αναλογικό συγκριτή και συνδέουμε τη μετρούμενη τάση στη δεύτερη είσοδο του συγκριτή. Και όταν θέλουμε να μετρήσουμε την τάση, απλά τραβάμε πρώτα τον πείρο προς τα κάτω για να αποφορτιστεί ο πυκνωτής. Στη συνέχεια το επιστρέφουμε σε λειτουργία Hi-Z, το επαναφέρουμε και ξεκινάμε το χρονόμετρο. Και τότε ο συμπυκνωτής αρχίζει να φορτίζει μέσω της αντίστασης, και μόλις ο συγκριτής αναφέρει ότι η τάση από το RC έχει φτάσει στη μετρημένη, σταματάμε το χρονόμετρο.

Γνωρίζοντας σύμφωνα με ποιον νόμο η τάση αναφοράς του κυκλώματος RC αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου και γνωρίζοντας επίσης πόσο καιρό έχει χτυπήσει ο χρονοδιακόπτης, μπορούμε να βρούμε με ακρίβεια ποια ήταν η μετρούμενη τάση τη στιγμή που ενεργοποιήθηκε ο συγκριτής. Επιπλέον, δεν είναι απαραίτητο να μετρήσουμε τους εκθέτες εδώ. Στο αρχικό στάδιο της φόρτισης του συμπυκνωτή, μπορούμε να υποθέσουμε ότι η εξάρτηση εκεί είναι γραμμική. Ή, αν θέλετε μεγαλύτερη ακρίβεια, προσεγγίστε την εκθετική τμηματικά γραμμικές συναρτήσεις, και στα ρωσικά - σχεδιάστε το κατά προσέγγιση σχήμα του με πολλές ευθείες γραμμές ή συνθέστε έναν πίνακα για την εξάρτηση της τιμής από το χρόνο, με λίγα λόγια, οι μέθοδοι είναι απλές.

Εάν πρέπει να έχετε αναλογικό διακόπτη, αλλά δεν έχετε ADC, τότε δεν χρειάζεται καν να χρησιμοποιήσετε συγκριτικό. Κουνήστε το πόδι στο οποίο κρέμεται ο πυκνωτής και αφήστε το να φορτιστεί μέσω μιας μεταβλητής αντίστασης.

Αλλάζοντας το T, το οποίο, επιτρέψτε μου να σας υπενθυμίσω, T = R * C και γνωρίζοντας ότι έχουμε C = const, μπορούμε να υπολογίσουμε την τιμή του R. Επιπλέον, πάλι, δεν είναι απαραίτητο να συνδέσουμε τη μαθηματική συσκευή εδώ, στα περισσότερα αρκεί να κάνετε μετρήσεις σε ορισμένους παπαγάλους υπό όρους, όπως τα τσιμπούρια του χρονοδιακόπτη. Ή μπορείς να πας από την άλλη πλευρά, όχι αλλάζοντας την αντίσταση, αλλά αλλάζοντας την χωρητικότητα πχ συνδέοντας την χωρητικότητα του σώματός σου σε αυτήν... τι θα γίνει; Αυτό είναι σωστό - κουμπιά αφής!

Εάν κάτι δεν είναι ξεκάθαρο, τότε μην ανησυχείτε, θα γράψω σύντομα ένα άρθρο σχετικά με τον τρόπο σύνδεσης ενός αναλογικού εξοπλισμού σε έναν μικροελεγκτή χωρίς τη χρήση ADC. Θα τα εξηγήσω όλα λεπτομερώς εκεί.

Πυκνωτήςείναι ένα στοιχείο ηλεκτρικό κύκλωμα, το οποίο είναι ικανό να συσσωρεύεται ηλεκτρικό φορτίο. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό ενός πυκνωτή είναι η ικανότητά του όχι μόνο να συσσωρεύεται, αλλά και να απελευθερώνει φορτίο, σχεδόν αμέσως.

Σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο της εναλλαγής, η τάση σε έναν πυκνωτή δεν μπορεί να αλλάξει απότομα. Αυτή η δυνατότητα χρησιμοποιείται ενεργά σε διάφορα φίλτρα, σταθεροποιητές, κυκλώματα ολοκλήρωσης, κυκλώματα ταλάντωσης κ.λπ.

Το γεγονός ότι η τάση δεν μπορεί να αλλάξει αμέσως φαίνεται από τον τύπο

Εάν η τάση τη στιγμή της μεταγωγής άλλαζε απότομα, αυτό θα σήμαινε ότι ο ρυθμός μεταβολής du/dt = ∞, κάτι που δεν μπορεί να συμβεί στη φύση, καθώς θα απαιτούνταν μια πηγή άπειρης ισχύος.

Διαδικασία φόρτισης πυκνωτή

Το διάγραμμα δείχνει ένα κύκλωμα RC (ολοκλήρωσης) που τροφοδοτείται από μια σταθερή πηγή ισχύος. Όταν το κλειδί είναι κλειστό στη θέση 1, ο πυκνωτής φορτίζεται. Το ρεύμα διέρχεται από το κύκλωμα: «συν» της πηγής – αντίστασης – πυκνωτής – «πλην» της πηγής.

Η τάση στις πλάκες πυκνωτών αλλάζει εκθετικά. Το ρεύμα που διαρρέει τον πυκνωτή αλλάζει επίσης εκθετικά. Επιπλέον, αυτές οι αλλαγές είναι αμφίδρομες· όσο υψηλότερη είναι η τάση, τόσο λιγότερο ρεύμα διαρρέει τον πυκνωτή. Όταν η τάση στον πυκνωτή είναι ίση με την τάση της πηγής, η διαδικασία φόρτισης θα σταματήσει και το ρεύμα στο κύκλωμα θα σταματήσει να ρέει.

Τώρα, αν αλλάξουμε το κλειδί στη θέση 2, τότε το ρεύμα θα ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση, δηλαδή μέσω του κυκλώματος: πυκνωτής - αντίσταση - "μείον" της πηγής. Αυτό θα αποφορτίσει τον πυκνωτή. Η διαδικασία θα είναι επίσης εκθετική.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό αυτού του κυκλώματος είναι το προϊόν R.C., που λέγεται και χρονική σταθεράτ . Κατά τη διάρκεια του χρόνου τ, ο πυκνωτής φορτίζεται ή αποφορτίζεται κατά 63%. Σε 5 τ, ο πυκνωτής εγκαταλείπει ή δέχεται εντελώς τη φόρτιση.

Ας περάσουμε από τη θεωρία στην πράξη. Ας πάρουμε έναν πυκνωτή 0,47 uF και μια αντίσταση 10 kOhm.

Ας υπολογίσουμε τον κατά προσέγγιση χρόνο για τον οποίο πρέπει να φορτίσει ο πυκνωτής.

Τώρα ας συναρμολογήσουμε αυτό το κύκλωμα σε multisim και ας προσπαθήσουμε να κάνουμε προσομοίωση

Το συναρμολογημένο κύκλωμα τροφοδοτείται από μπαταρία 12 V. Αλλάζοντας τη θέση του διακόπτη S1, πρώτα φορτίζουμε και στη συνέχεια αποφορτίζουμε τον πυκνωτή μέσω αντίστασης R = 10 KOhm. Για να δείτε ξεκάθαρα πώς λειτουργεί το κύκλωμα, δείτε το παρακάτω βίντεο.

Γεννήτριες υψηλής τάσηςΗ χαμηλή ισχύς χρησιμοποιείται ευρέως στην ανίχνευση ελαττωμάτων, για την τροφοδοσία φορητών επιταχυντών φορτισμένων σωματιδίων, σωλήνων ακτίνων Χ και καθόδου, φωτοπολλαπλασιαστών και ανιχνευτών ιονίζουσας ακτινοβολίας. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται επίσης για καταστροφή στερεών με ηλεκτρικό παλμό, παραγωγή εξαιρετικά λεπτών σκονών, σύνθεση νέων υλικών, ως ανιχνευτές διαρροής σπινθήρα, για εκτόξευση πηγών φωτός εκκένωσης αερίου, σε διαγνωστικά ηλεκτρικής εκκένωσης υλικών και προϊόντων, λήψη αερίου φωτογραφίες εκκένωσης με τη μέθοδο S. D. Kirlian, δοκιμάζοντας την ποιότητα της μόνωσης υψηλής τάσης. Στην καθημερινή ζωή, τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται ως πηγές ενέργειας για ηλεκτρονικές παγίδες εξαιρετικά λεπτής και ραδιενεργής σκόνης, ηλεκτρονικά συστήματα ανάφλεξης, για πολυελαίους με ηλεκτρισμό (πολυελαίοι του A. L. Chizhevsky), αεροϊονιστές, ιατρικές συσκευές (D'Arsonval, franklization, συσκευές υπερτονοθεραπείας), αέριο αναπτήρες, ηλεκτρικοί φράχτες, ηλεκτρικά πιστόλια αναισθητοποίησης κ.λπ.

Συμβατικά, ταξινομούμε ως γεννήτριες υψηλής τάσης συσκευές που παράγουν τάσεις πάνω από 1 kV.

Η γεννήτρια παλμών υψηλής τάσης που χρησιμοποιεί μετασχηματιστή συντονισμού (Εικ. 11.1) κατασκευάζεται σύμφωνα με το κλασικό σχήμα χρησιμοποιώντας ένα διάκενο σπινθήρα αερίου RB-3.

Ο πυκνωτής C2 φορτίζεται με μια παλμική τάση μέσω της διόδου VD1 και της αντίστασης R1 στην τάση διάσπασης του διακένου σπινθήρα αερίου. Ως αποτέλεσμα της διάσπασης του διακένου αερίου του διακένου σπινθήρα, ο πυκνωτής εκκενώνεται στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή, μετά την οποία η διαδικασία επαναλαμβάνεται. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται αποσβεσμένοι παλμοί υψηλής τάσης με πλάτος έως 3...20 kV στην έξοδο του μετασχηματιστή Τ1.

Για την προστασία της περιέλιξης εξόδου του μετασχηματιστή από υπέρταση, ένα διάκενο σπινθήρα κατασκευασμένο με τη μορφή ηλεκτροδίων με ρυθμιζόμενο διάκενο αέρα συνδέεται παράλληλα με αυτό.

Ρύζι. 11.1. Κύκλωμα γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης που χρησιμοποιεί διάκενο σπινθήρα αερίου.

Ρύζι. 11.2. Κύκλωμα γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης με διπλασιασμό τάσης.

Ο μετασχηματιστής Τ1 της γεννήτριας παλμών (Εικ. 11.1) κατασκευάζεται σε ανοιχτό πυρήνα φερρίτη M400NN-3 με διάμετρο 8 και μήκος 100 mm. Το πρωτεύον τύλιγμα (χαμηλής τάσης) του μετασχηματιστή περιέχει 20 στροφές σύρματος MGShV 0,75 mm με βήμα περιέλιξης 5...6 mm. Η δευτερεύουσα περιέλιξη περιέχει 2400 στροφές συνηθισμένης περιέλιξης σύρματος PEV-2 0,04 mm. Η κύρια περιέλιξη τυλίγεται πάνω από τη δευτερεύουσα περιέλιξη μέσω ενός παρεμβύσματος πολυτετραφθοροαιθυλενίου (φθοροπλαστικό) 2x0,05 mm. Η δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή πρέπει να είναι αξιόπιστα απομονωμένη από το πρωτεύον.

Μια ενσωμάτωση μιας γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης που χρησιμοποιεί έναν μετασχηματιστή συντονισμού φαίνεται στο Σχ. 11.2. Σε αυτό το κύκλωμα γεννήτριας υπάρχει γαλβανική απομόνωση από το δίκτυο τροφοδοσίας. Τάση δικτύουπηγαίνει στον ενδιάμεσο (αναβαθμισμένο) μετασχηματιστή Τ1. Η τάση που αφαιρείται από τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή δικτύου τροφοδοτείται σε έναν ανορθωτή που λειτουργεί σύμφωνα με ένα κύκλωμα διπλασιασμού τάσης.

Ως αποτέλεσμα της λειτουργίας ενός τέτοιου ανορθωτή, εμφανίζεται μια θετική τάση στην επάνω πλάκα του πυκνωτή C2 σε σχέση με το ουδέτερο καλώδιο, ίση με την τετραγωνική ρίζα του 2Uii, όπου Uii είναι η τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή ισχύος.

Στον πυκνωτή C1 σχηματίζεται αντίστοιχη τάση του αντίθετου πρόσημου. Ως αποτέλεσμα, η τάση στις πλάκες του πυκνωτή SZ θα είναι ίση με 2 τετραγωνικές ρίζες του 2Uii.

Ο ρυθμός φόρτισης των πυκνωτών C1 και C2 (C1=C2) καθορίζεται από την τιμή της αντίστασης R1.

Όταν η τάση στις πλάκες του πυκνωτή SZ γίνει ίση με την τάση διάσπασης του διακένου αερίου FV1, θα συμβεί διάσπαση του διακένου αερίου του, ο πυκνωτής SZ και, κατά συνέπεια, οι πυκνωτές C1 και C2 θα εκφορτιστούν και θα προκύψουν περιοδικές αποσβεσμένες ταλαντώσεις στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή Τ2. Μετά την εκφόρτιση των πυκνωτών και την απενεργοποίηση του διακένου σπινθήρα, η διαδικασία φόρτισης και επακόλουθης εκφόρτισης των πυκνωτών στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή 12 θα επαναληφθεί ξανά.

Μια γεννήτρια υψηλής τάσης που χρησιμοποιείται για τη λήψη φωτογραφιών σε μια εκκένωση αερίου, καθώς και για τη συλλογή εξαιρετικά λεπτής και ραδιενεργής σκόνης (Εικ. 11.3) αποτελείται από έναν διπλασιαστή τάσης, μια γεννήτρια παλμών χαλάρωσης και έναν μετασχηματιστή συντονισμού ανόδου.

Ο διπλασιαστής τάσης κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας διόδους VD1, VD2 και πυκνωτές C1, C2. Η αλυσίδα φόρτισης σχηματίζεται από τους πυκνωτές C1 SZ και την αντίσταση R1. Ένα διάκενο σπινθήρα αερίου 350 V συνδέεται παράλληλα με τους πυκνωτές C1 SZ με την κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή κλιμάκωσης T1 συνδεδεμένη σε σειρά.

Μόλις το επίπεδο τάσης συνεχούς ρεύματος στους πυκνωτές C1 SZ υπερβεί την τάση διάσπασης του διακένου σπινθήρα, οι πυκνωτές αποφορτίζονται μέσω της περιέλιξης του μετασχηματιστή ανόδου και ως αποτέλεσμα σχηματίζεται ένας παλμός υψηλής τάσης. Τα στοιχεία του κυκλώματος επιλέγονται έτσι ώστε η συχνότητα σχηματισμού παλμού να είναι περίπου 1 Hz. Ο πυκνωτής C4 έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει τον ακροδέκτη εξόδου της συσκευής από την τάση δικτύου.

Ρύζι. 11.3. Κύκλωμα γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης που χρησιμοποιεί διάκενο σπινθήρα αερίου ή διστέρ.

Τάση εξόδουη συσκευή καθορίζεται εξ ολοκλήρου από τις ιδιότητες του μετασχηματιστή που χρησιμοποιείται και μπορεί να φτάσει τα 15 kV. Ένας μετασχηματιστής υψηλής τάσης με τάση εξόδου περίπου 10 kV κατασκευάζεται σε διηλεκτρικό σωλήνα με εξωτερική διάμετρο 8 και μήκος 150 mm· ένα ηλεκτρόδιο χαλκού με διάμετρο 1,5 mm βρίσκεται μέσα. Η δευτερεύουσα περιέλιξη περιέχει 3...4 χιλιάδες στροφές σύρματος PELSHO 0,12, περιέλιξη περιστροφής σε στρώσεις 10...13 (πλάτος περιέλιξης 70 mm) και εμποτισμένο με κόλλα BF-2 με μόνωση ενδιάμεσης στρώσης από πολυτετραφθοροαιθυλένιο. Το πρωτεύον τύλιγμα περιέχει 20 στροφές σύρματος PEV 0,75 που περνούν μέσα από καμπρικό πολυβινυλοχλωρίδιο.

Ως τέτοιος μετασχηματιστής, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε έναν τροποποιημένο μετασχηματιστή εξόδου οριζόντιας σάρωσης μιας τηλεόρασης. μετασχηματιστές για ηλεκτρονικούς αναπτήρες, λάμπες φλας, πηνία ανάφλεξης κ.λπ.

Ο εκκενωτής αερίου R-350 μπορεί να αντικατασταθεί από μια εναλλασσόμενη αλυσίδα dinstors τύπου KN102 (Εικ. 11.3, δεξιά), η οποία θα επιτρέψει τη σταδιακή αλλαγή της τάσης εξόδου. Για την ομοιόμορφη κατανομή της τάσης μεταξύ των διστέρων, αντιστάσεις ίδιας τιμής με αντίσταση 300...510 kOhm συνδέονται παράλληλα με καθένα από αυτά.

Μια παραλλαγή του κυκλώματος γεννήτριας υψηλής τάσης που χρησιμοποιεί μια συσκευή γεμάτη αέριο, ένα thyratron, ως στοιχείο μεταγωγής κατωφλίου φαίνεται στο Σχήμα. 11.4.

Ρύζι. 11.4. Κύκλωμα γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης με χρήση θυρατρώνου.

Η τάση δικτύου διορθώνεται από τη δίοδο VD1. Η ανορθωμένη τάση εξομαλύνεται από τον πυκνωτή C1 και παρέχεται στο κύκλωμα φόρτισης R1, C2. Μόλις η τάση στον πυκνωτή C2 φτάσει στην τάση ανάφλεξης του thyratron VL1, αναβοσβήνει. Ο πυκνωτής C2 εκφορτίζεται μέσω της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή Τ1, το θυράτρον σβήνει, ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει ξανά κ.λπ.

Ένα πηνίο ανάφλεξης αυτοκινήτου χρησιμοποιείται ως μετασχηματιστής Τ1.

Αντί για το VL1 MTX-90 thyratron, μπορείτε να ενεργοποιήσετε έναν ή περισσότερους dinistors τύπου KN102. Το πλάτος της υψηλής τάσης μπορεί να ρυθμιστεί από τον αριθμό των περιλαμβανόμενων δινιστορ.

Ο σχεδιασμός ενός μετατροπέα υψηλής τάσης που χρησιμοποιεί διακόπτη θυρατρώνου περιγράφεται στην εργασία. Σημειώστε ότι άλλοι τύποι συσκευών πλήρωσης αερίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκφόρτιση ενός πυκνωτή.

Πιο πολλά υποσχόμενη είναι η χρήση συσκευών μεταγωγής ημιαγωγών σε σύγχρονες γεννήτριες υψηλής τάσης. Τα πλεονεκτήματά τους εκφράζονται ξεκάθαρα: υψηλή επαναληψιμότητα παραμέτρων, χαμηλότερο κόστος και διαστάσεις, υψηλή αξιοπιστία.

Παρακάτω θα εξετάσουμε τις γεννήτριες παλμών υψηλής τάσης που χρησιμοποιούν συσκευές μεταγωγής ημιαγωγών (δινίστορ, θυρίστορ, διπολικά τρανζίστορ και τρανζίστορ πεδίου).

Ένα εντελώς ισοδύναμο, αλλά χαμηλού ρεύματος ανάλογο των εκκενώσεων αερίου είναι οι δινιστέρ.

Στο Σχ. Το Σχήμα 11.5 δείχνει το ηλεκτρικό κύκλωμα μιας γεννήτριας που κατασκευάζεται σε dinstors. Η δομή της γεννήτριας είναι εντελώς παρόμοια με αυτές που περιγράφηκαν προηγουμένως (Εικ. 11.1, 11.4). Η κύρια διαφορά είναι η αντικατάσταση του εκκενωτή αερίου με μια αλυσίδα διογκωτών συνδεδεμένων σε σειρά.

Ρύζι. 11.5. Κύκλωμα γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης με χρήση διστέρων.

Ρύζι. 11.6. Κύκλωμα γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης με ανορθωτή γέφυρας.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η απόδοση ενός τέτοιου αναλογικού και μεταγωγικού ρεύματος είναι αισθητά χαμηλότερη από αυτή του πρωτοτύπου, ωστόσο, τα dinistors είναι πιο προσιτά και πιο ανθεκτικά.

Μια κάπως περίπλοκη έκδοση της γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης φαίνεται στο Σχ. 11.6. Η τάση δικτύου τροφοδοτείται σε έναν ανορθωτή γέφυρας χρησιμοποιώντας διόδους VD1 VD4. Η ανορθωμένη τάση εξομαλύνεται από τον πυκνωτή C1. Αυτός ο πυκνωτής παράγει μια σταθερή τάση περίπου 300 V, η οποία χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία μιας γεννήτριας χαλάρωσης που αποτελείται από στοιχεία R3, C2, VD5 και VD6. Το φορτίο του είναι η κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή Τ1. Παλμοί με πλάτος περίπου 5 kV και συχνότητα επανάληψης έως 800 Hz αφαιρούνται από τη δευτερεύουσα περιέλιξη.

Η αλυσίδα των δινιστόρ πρέπει να είναι σχεδιασμένη για τάση μεταγωγής περίπου 200 V. Εδώ μπορείτε να χρησιμοποιήσετε δινιστόρ τύπου KN102 ή D228. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η τάση μεταγωγής των dinistors τύπου KN102A, D228A είναι 20 V. KN102B, D228B 28 V; KN102V, D228V 40 V; KN102G, D228G 56 V; KN102D, D228D 80 V; KN102E 75 V; KN102Zh, D228Zh 120 V; KN102I, D228I 150 V.

Ένας τροποποιημένος μετασχηματιστής γραμμής από μια ασπρόμαυρη τηλεόραση μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μετασχηματιστής T1 στις παραπάνω συσκευές. Το τύλιγμα υψηλής τάσης του αφήνεται, τα υπόλοιπα αφαιρούνται και αντ' αυτού τυλίγεται ένα τύλιγμα χαμηλής τάσης (πρωτεύον) 15...30 στροφές σύρματος PEV με διάμετρο 0,5...0,8 mm.

Κατά την επιλογή του αριθμού στροφών του πρωτεύοντος τυλίγματος, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ο αριθμός των στροφών του δευτερεύοντος τυλίγματος. Είναι επίσης απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ότι η τιμή της τάσης εξόδου της γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης εξαρτάται σε μεγαλύτερο βαθμό από τη ρύθμιση των κυκλωμάτων του μετασχηματιστή στον συντονισμό παρά από την αναλογία του αριθμού των στροφών των περιελίξεων.

Τα χαρακτηριστικά ορισμένων τύπων μετασχηματιστών τηλεόρασης οριζόντιας σάρωσης δίνονται στον Πίνακα 11.1.

Πίνακας 11.1. Παράμετροι περιελίξεων υψηλής τάσης ενοποιημένων οριζόντιων μετασχηματιστών τηλεόρασης.

Τύπος μετασχηματιστή	Αριθμός γύρων		Περιελίξεις R, Ohm
TVS-A, TVS-B
TVS-110, TVS-110M

Τύπος μετασχηματιστή	Αριθμός γύρων		Περιελίξεις R, Ohm
TVS-90LTs2, TVS-90LTs2-1
TVS-110PTs15
TVS-110PTs16, TVS-110PTs18

Ρύζι. 11.7. Ηλεκτρικό διάγραμμαγεννήτρια παλμών υψηλής τάσης.

Στο Σχ. Το σχήμα 11.7 δείχνει ένα διάγραμμα μιας γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης δύο σταδίων που δημοσιεύεται σε μία από τις τοποθεσίες, στην οποία χρησιμοποιείται ένα θυρίστορ ως στοιχείο μεταγωγής. Με τη σειρά του, ένας λαμπτήρας νέον συσκευής εκκένωσης αερίου (αλυσίδα HL1, HL2) επιλέχθηκε ως στοιχείο κατωφλίου που καθορίζει τον ρυθμό επανάληψης των παλμών υψηλής τάσης και ενεργοποιεί το θυρίστορ.

Όταν εφαρμόζεται τάση τροφοδοσίας, η γεννήτρια παλμών, κατασκευασμένη με βάση το τρανζίστορ VT1 (2N2219A KT630G), παράγει τάση περίπου 150 V. Αυτή η τάση διορθώνεται από τη δίοδο VD1 και φορτίζει τον πυκνωτή C2.

Αφού η τάση στον πυκνωτή C2 υπερβεί την τάση ανάφλεξης των λαμπτήρων νέον HL1, HL2, ο πυκνωτής θα εκφορτιστεί μέσω της αντίστασης περιορισμού ρεύματος R2 στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του θυρίστορ VS1 και το θυρίστορ θα ξεκλειδωθεί. Το ρεύμα εκφόρτισης του πυκνωτή C2 θα δημιουργήσει ηλεκτρικές ταλαντώσεις στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή Τ2.

Η τάση μεταγωγής θυρίστορ μπορεί να ρυθμιστεί επιλέγοντας λαμπτήρες νέον με διαφορετικές τάσεις ανάφλεξης. Μπορείτε να αλλάξετε την τάση ενεργοποίησης του θυρίστορ σταδιακά αλλάζοντας τον αριθμό των λαμπτήρων νέον που είναι συνδεδεμένοι σε σειρά (ή τα δινιστόρ που τα αντικαθιστούν).

Ρύζι. 11.8. Διάγραμμα ηλεκτρικών διεργασιών σε ηλεκτρόδια συσκευές ημιαγωγών(στο Σχ. 11.7).

Το διάγραμμα τάσης στη βάση του τρανζίστορ VT1 και στην άνοδο του θυρίστορ φαίνεται στο Σχ. 11.8. Όπως προκύπτει από τα παρουσιαζόμενα διαγράμματα, οι παλμοί της γεννήτριας αποκλεισμού έχουν διάρκεια περίπου 8 ms. Ο πυκνωτής C2 φορτίζεται εκθετικά σύμφωνα με τη δράση των παλμών που λαμβάνονται από τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή T1.

Στην έξοδο της γεννήτριας σχηματίζονται παλμοί με τάση περίπου 4,5 kV. Ο μετασχηματιστής εξόδου για ενισχυτές χαμηλής συχνότητας χρησιμοποιείται ως μετασχηματιστής Τ1. Οπως και

Ο μετασχηματιστής υψηλής τάσης Τ2 χρησιμοποιεί έναν μετασχηματιστή από ένα φωτογραφικό φλας ή έναν ανακυκλωμένο (βλ. παραπάνω) μετασχηματιστή τηλεόρασης οριζόντιας σάρωσης.

Το διάγραμμα μιας άλλης έκδοσης της γεννήτριας που χρησιμοποιεί μια λάμπα νέον ως στοιχείο κατωφλίου φαίνεται στην Εικ. 11.9.

Ρύζι. 11.9. Ηλεκτρικό κύκλωμα γεννήτριας με στοιχείο κατωφλίου σε λάμπα νέον.

Η γεννήτρια χαλάρωσης σε αυτό είναι κατασκευασμένη στα στοιχεία R1, VD1, C1, HL1, VS1. Λειτουργεί σε κύκλους θετικής τάσης γραμμής, όταν ο πυκνωτής C1 φορτίζεται στην τάση μεταγωγής του στοιχείου κατωφλίου στη λάμπα νέον HL1 και στο θυρίστορ VS1. Η δίοδος VD2 ​​μειώνει τους παλμούς αυτοεπαγωγής της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή ανόδου T1 και σας επιτρέπει να αυξήσετε την τάση εξόδου της γεννήτριας. Η τάση εξόδου φτάνει τα 9 kV. Η λάμπα νέον χρησιμεύει επίσης ως ένδειξη ότι η συσκευή είναι συνδεδεμένη στο δίκτυο.

Ο μετασχηματιστής υψηλής τάσης τυλίγεται σε ένα κομμάτι ράβδου διαμέτρου 8 και μήκους 60 mm από φερρίτη M400NN. Αρχικά τοποθετείται πρωτεύον τύλιγμα 30 στροφών σύρματος PELSHO 0,38 και στη συνέχεια τοποθετείται δευτερεύον τύλιγμα 5500 στροφών PELSHO 0,05 ή μεγαλύτερης διαμέτρου. Μεταξύ των περιελίξεων και κάθε 800... 1000 στροφές του δευτερεύοντος τυλίγματος, τοποθετείται ένα μονωτικό στρώμα από μονωτική ταινία πολυβινυλοχλωριδίου.

Στη γεννήτρια, είναι δυνατή η εισαγωγή διακριτής πολυβάθμιας ρύθμισης της τάσης εξόδου με εναλλαγή λαμπτήρων νέον ή δινιστόρ σε ένα κύκλωμα σειράς (Εικ. 11.10). Στην πρώτη έκδοση, παρέχονται δύο στάδια ρύθμισης, στη δεύτερη - έως και δέκα ή περισσότερα (όταν χρησιμοποιείτε διστέρ KN102A με τάση μεταγωγής 20 V).

Ρύζι. 11.10. Ηλεκτρικό κύκλωμα του στοιχείου κατωφλίου.

Ρύζι. 11.11. Ηλεκτρικό κύκλωμα γεννήτριας υψηλής τάσης με στοιχείο κατωφλίου διόδου.

Μια απλή γεννήτρια υψηλής τάσης (Εικ. 11.11) σας επιτρέπει να λαμβάνετε παλμούς εξόδου με πλάτος έως και 10 kV.

Το στοιχείο ελέγχου της συσκευής αλλάζει με συχνότητα 50 Hz (σε ένα μισό κύμα της τάσης δικτύου). Ως στοιχείο κατωφλίου χρησιμοποιήθηκε η δίοδος VD1 D219A (D220, D223) που λειτουργεί υπό αντίστροφη πόλωση σε λειτουργία κατάρρευσης χιονοστιβάδας.

Όταν η τάση διάσπασης χιονοστιβάδας στη διασταύρωση ημιαγωγών της διόδου υπερβαίνει την τάση διάσπασης της χιονοστιβάδας, η δίοδος μεταβαίνει σε αγώγιμη κατάσταση. Η τάση από τον φορτισμένο πυκνωτή C2 παρέχεται στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του θυρίστορ VS1. Μετά την ενεργοποίηση του θυρίστορ, ο πυκνωτής C2 εκκενώνεται στην περιέλιξη του μετασχηματιστή T1.

Ο μετασχηματιστής Τ1 δεν έχει πυρήνα. Είναι κατασκευασμένο σε καρούλι με διάμετρο 8 mm από μεθακρυλικό πολυμεθυλεστέρα ή πολυτετραχλωροαιθυλένιο και περιέχει τρία χωριστά τμήματα με πλάτος

9 χλστ. Το κλιμακωτό τύλιγμα περιέχει 3x1000 στροφές, τυλιγμένο με PET, PEV-2 σύρμα 0,12 mm. Μετά την περιέλιξη, η περιέλιξη πρέπει να εμποτιστεί σε παραφίνη. 2 x 3 στρώματα μόνωσης εφαρμόζονται στην κορυφή της παραφίνης, μετά την οποία η κύρια περιέλιξη τυλίγεται με 3 x 10 στροφές σύρματος PEV-2 0,45 mm.

Το Thyristor VS1 μπορεί να αντικατασταθεί με ένα άλλο για τάση μεγαλύτερη από 150 V. Η δίοδος χιονοστιβάδας μπορεί να αντικατασταθεί με μια αλυσίδα δινιστόρ (Εικ. 11.10, 11.11 παρακάτω).

Το κύκλωμα μιας φορητής πηγής παλμών υψηλής τάσης χαμηλής ισχύος με αυτόνομη παροχή ρεύματος από ένα γαλβανικό στοιχείο (Εικ. 11.12) αποτελείται από δύο γεννήτριες. Το πρώτο είναι χτισμένο σε δύο τρανζίστορ χαμηλής ισχύος, το δεύτερο σε ένα θυρίστορ και ένα δινιστόρ.

Ρύζι. 11.12. Κύκλωμα γεννήτριας τάσης με τροφοδοτικό χαμηλής τάσης και βασικό στοιχείο θυρίστορ-δινίστορ.

Ένας καταρράκτης τρανζίστορ διαφορετικής αγωγιμότητας μετατρέπει την άμεση τάση χαμηλής τάσης σε παλμική τάση υψηλής τάσης. Η αλυσίδα χρονισμού σε αυτή τη γεννήτρια είναι τα στοιχεία C1 και R1. Όταν η τροφοδοσία είναι ενεργοποιημένη, το τρανζίστορ VT1 ανοίγει και η πτώση τάσης στον συλλέκτη του ανοίγει το τρανζίστορ VT2. Ο πυκνωτής C1, που φορτίζει μέσω της αντίστασης R1, μειώνει το ρεύμα βάσης του τρανζίστορ VT2 τόσο πολύ που το τρανζίστορ VT1 βγαίνει από τον κορεσμό και αυτό οδηγεί στο κλείσιμο του VT2. Τα τρανζίστορ θα κλείσουν μέχρι να εκφορτιστεί ο πυκνωτής C1 μέσω της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή T1.

Η αυξημένη παλμική τάση που αφαιρείται από τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή Τ1 διορθώνεται από τη δίοδο VD1 και παρέχεται στον πυκνωτή C2 της δεύτερης γεννήτριας με θυρίστορ VS1 και δινιστόρ VD2. Σε κάθε θετικό μισό κύκλο

Ο πυκνωτής αποθήκευσης C2 φορτίζεται σε τιμή πλάτους τάσης ίση με την τάση μεταγωγής του δινιστόρ VD2, δηλ. έως 56 V (ονομαστική τάση ξεκλειδώματος παλμού για dinstor τύπου KN102G).

Η μετάβαση του δινιστόρ στην ανοιχτή κατάσταση επηρεάζει το κύκλωμα ελέγχου του θυρίστορ VS1, το οποίο με τη σειρά του ανοίγει επίσης. Ο πυκνωτής C2 εκφορτίζεται μέσω του θυρίστορ και της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή Τ2, μετά την οποία το δινιστόρ και το θυρίστορ κλείνουν ξανά και ξεκινά η επόμενη φόρτιση πυκνωτή· ο κύκλος μεταγωγής επαναλαμβάνεται.

Οι παλμοί με πλάτος αρκετών kilovolt αφαιρούνται από τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή T2. Η συχνότητα των εκκενώσεων σπινθήρα είναι περίπου 20 Hz, αλλά είναι πολύ μικρότερη από τη συχνότητα των παλμών που λαμβάνονται από τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή T1. Αυτό συμβαίνει επειδή ο πυκνωτής C2 φορτίζεται στην τάση μεταγωγής του dinstor όχι σε έναν, αλλά σε πολλούς θετικούς ημικύκλους. Η τιμή χωρητικότητας αυτού του πυκνωτή καθορίζει την ισχύ και τη διάρκεια των παλμών εκφόρτισης εξόδου. Η μέση τιμή του ρεύματος εκφόρτισης που είναι ασφαλής για το δινιστόρ και το ηλεκτρόδιο ελέγχου του θυρίστορ επιλέγεται με βάση την χωρητικότητα αυτού του πυκνωτή και το μέγεθος της τάσης παλμού που τροφοδοτεί τον καταρράκτη. Για να γίνει αυτό, η χωρητικότητα του πυκνωτή C2 θα πρέπει να είναι περίπου 1 μF.

Ο μετασχηματιστής Τ1 κατασκευάζεται σε μαγνητικό πυρήνα δακτυλίου φερρίτη τύπου K10x6x5. Διαθέτει 540 στροφές σύρματος PEV-2 0,1 με γειωμένη βρύση μετά την 20η στροφή. Η αρχή της περιέλιξης του συνδέεται με το τρανζίστορ VT2, το άκρο στη δίοδο VD1. Ο μετασχηματιστής Τ2 τυλίγεται σε πηνίο με πυρήνα φερρίτη ή μόνιμου κράματος με διάμετρο 10 mm και μήκος 30 mm. Ένα πηνίο με εξωτερική διάμετρο 30 mm και πλάτος 10 mm τυλίγεται με σύρμα PEV-2 0,1 mm μέχρι να γεμίσει πλήρως το πλαίσιο. Πριν ολοκληρωθεί η περιέλιξη, γίνεται μια γειωμένη βρύση και η τελευταία σειρά σύρματος 30...40 στροφών τυλίγεται για να αναποδογυρίσει ένα μονωτικό στρώμα βερνικωμένου υφάσματος.

Ο μετασχηματιστής T2 πρέπει να εμποτιστεί με μονωτικό βερνίκι ή κόλλα BF-2 κατά την περιέλιξη και στη συνέχεια να στεγνώσει καλά.

Αντί για VT1 και VT2, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε τρανζίστορ χαμηλής ισχύος που μπορεί να λειτουργεί σε παλμική λειτουργία. Το Thyristor KU101E μπορεί να αντικατασταθεί με το KU101G. Γαλβανικά στοιχεία πηγής ισχύος με τάση όχι μεγαλύτερη από 1,5 V, για παράδειγμα, 312, 314, 316, 326, 336, 343, 373 ή μπαταρίες δίσκου νικελίου-καδμίου τύπου D-0.26D, D-0.55S κ.ο.κ. .

Θυρίστορ γεννήτρια παλμών υψηλής τάσης με παροχή ρεύματοςφαίνεται στο Σχ. 11.13.

Ρύζι. 11.13. Ηλεκτρικό κύκλωμα γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης με χωρητική συσκευή αποθήκευσης ενέργειας και διακόπτη θυρίστορ.

Κατά τη διάρκεια του θετικού μισού κύκλου της τάσης δικτύου, ο πυκνωτής C1 φορτίζεται μέσω της αντίστασης R1, της διόδου VD1 και της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή T1. Το Thyristor VS1 είναι κλειστό σε αυτή την περίπτωση, καθώς δεν υπάρχει ρεύμα μέσω του ηλεκτροδίου ελέγχου του (η πτώση τάσης στη δίοδο VD2 προς τα εμπρός είναι μικρή σε σύγκριση με την τάση που απαιτείται για το άνοιγμα του θυρίστορ).

Κατά τη διάρκεια ενός αρνητικού μισού κύκλου, οι δίοδοι VD1 και VD2 κλείνουν. Μια πτώση τάσης σχηματίζεται στην κάθοδο του θυρίστορ σε σχέση με το ηλεκτρόδιο ελέγχου (μείον στην κάθοδο, συν στο ηλεκτρόδιο ελέγχου), εμφανίζεται ένα ρεύμα στο κύκλωμα του ηλεκτροδίου ελέγχου και το θυρίστορ ανοίγει. Αυτή τη στιγμή, ο πυκνωτής C1 εκφορτίζεται μέσω της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή. Στο δευτερεύον τύλιγμα εμφανίζεται ένας παλμός υψηλής τάσης. Και ούτω καθεξής κάθε περίοδος τάσης δικτύου.

Στην έξοδο της συσκευής, σχηματίζονται διπολικοί παλμοί υψηλής τάσης (καθώς εμφανίζονται αποσβεσμένες ταλαντώσεις όταν ο πυκνωτής εκφορτίζεται στο πρωτεύον κύκλωμα περιέλιξης).

Η αντίσταση R1 μπορεί να αποτελείται από τρεις παράλληλα συνδεδεμένες αντιστάσεις MLT-2 με αντίσταση 3 kOhm.

Οι δίοδοι VD1 και VD2 πρέπει να ονομάζονται για ρεύμα τουλάχιστον 300 mA και Αντίστροφη τάσηόχι μικρότερη από 400 V (VD1) και 100 B (VD2). Πυκνωτής C1 τύπου MBM για τάση τουλάχιστον 400 V. Η χωρητικότητά του (κλάσμα μονάδας microfarad) επιλέγεται πειραματικά. Thyristor VS1 τύπου KU201K, KU201L, KU202K KU202N. Πηνίο ανάφλεξης μετασχηματιστών B2B (6 V) από μοτοσικλέτα ή αυτοκίνητο.

Η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιήσει μετασχηματιστή τηλεόρασης οριζόντιας σάρωσης TVS-110L6, TVS-1 YULA, TVS-110AM.

Αρκετά τυπικό σχήμαΗ γεννήτρια παλμών υψηλής τάσης με χωρητική αποθήκευση ενέργειας φαίνεται στο Σχ. 11.14.

Ρύζι. 11.14. Σχέδιο γεννήτριας θυρίστορ παλμών υψηλής τάσης με χωρητική συσκευή αποθήκευσης ενέργειας.

Η γεννήτρια περιέχει έναν πυκνωτή σβέσης C1, μια γέφυρα ανορθωτή διόδου VD1 VD4, έναν διακόπτη θυρίστορ VS1 και ένα κύκλωμα ελέγχου. Όταν η συσκευή είναι ενεργοποιημένη, οι πυκνωτές C2 και S3 φορτίζονται, το θυρίστορ VS1 είναι ακόμα κλειστό και δεν μεταφέρει ρεύμα. Η μέγιστη τάση στον πυκνωτή C2 περιορίζεται από μια δίοδο zener VD5 των 9V. Κατά τη διαδικασία φόρτισης του πυκνωτή C2 μέσω της αντίστασης R2, η τάση στο ποτενσιόμετρο R3 και, κατά συνέπεια, στη μετάβαση ελέγχου του θυρίστορ VS1 αυξάνεται σε μια ορισμένη τιμή, μετά την οποία το θυρίστορ μεταβαίνει σε αγώγιμη κατάσταση και ο πυκνωτής SZ μέσω του θυρίστορ VS1 είναι εκφορτίζεται μέσω του πρωτεύοντος τυλίγματος (χαμηλής τάσης) του μετασχηματιστή Τ1, δημιουργώντας έναν παλμό υψηλής τάσης. Μετά από αυτό, το θυρίστορ κλείνει και η διαδικασία ξεκινά ξανά. Το ποτενσιόμετρο R3 ορίζει το όριο απόκρισης του θυρίστορ VS1.

Ο ρυθμός επανάληψης παλμού είναι 100 Hz. Ένα πηνίο ανάφλεξης αυτοκινήτου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μετασχηματιστής υψηλής τάσης. Σε αυτή την περίπτωση, η τάση εξόδου της συσκευής θα φτάσει τα 30...35 kV. Η γεννήτρια θυρίστορ παλμών υψηλής τάσης (Εικ. 11.15) ελέγχεται από παλμούς τάσης που λαμβάνονται από μια γεννήτρια χαλάρωσης που κατασκευάζεται στο dinstor VD1. Η συχνότητα λειτουργίας της γεννήτριας παλμών ελέγχου (15...25 Hz) καθορίζεται από την τιμή της αντίστασης R2 και τη χωρητικότητα του πυκνωτή C1.

Ρύζι. 11.15. Ηλεκτρικό κύκλωμα γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης θυρίστορ με έλεγχο παλμών.

Η γεννήτρια χαλάρωσης συνδέεται με τον διακόπτη θυρίστορ μέσω ενός μετασχηματιστή παλμών T1 τύπου MIT-4. Ένας μετασχηματιστής υψηλής συχνότητας από τη συσκευή darsonvalization Iskra-2 χρησιμοποιείται ως μετασχηματιστής εξόδου T2. Η τάση στην έξοδο της συσκευής μπορεί να φτάσει τα 20...25 kV.

Στο Σχ. Το Σχήμα 11.16 δείχνει μια επιλογή για την παροχή παλμών ελέγχου στο θυρίστορ VS1.

Ο μετατροπέας τάσης (Εικ. 11.17), που αναπτύχθηκε στη Βουλγαρία, περιλαμβάνει δύο στάδια. Στο πρώτο από αυτά, το φορτίο του βασικού στοιχείου, που γίνεται στο τρανζίστορ VT1, είναι η περιέλιξη του μετασχηματιστή T1. Οι ορθογώνιοι παλμοί ελέγχου ανάβουν/απενεργοποιούν περιοδικά τον διακόπτη στο τρανζίστορ VT1, συνδέοντας/αποσυνδέοντας έτσι την κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή.

Ρύζι. 11.16. Επιλογή για έλεγχο διακόπτη θυρίστορ.

Ρύζι. 11.17. Ηλεκτρικό κύκλωμα γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης δύο σταδίων.

Στο δευτερεύον τύλιγμα προκαλείται αυξημένη τάση, ανάλογη με τον λόγο μετασχηματισμού. Αυτή η τάση διορθώνεται από τη δίοδο VD1 και φορτίζει τον πυκνωτή C2, ο οποίος συνδέεται με το πρωτεύον τύλιγμα (χαμηλής τάσης) του μετασχηματιστή υψηλής τάσης T2 και του θυρίστορ VS1. Η λειτουργία του θυρίστορ ελέγχεται από παλμούς τάσης που λαμβάνονται από την πρόσθετη περιέλιξη του μετασχηματιστή Τ1 μέσω μιας αλυσίδας στοιχείων που διορθώνουν το σχήμα του παλμού.

Ως αποτέλεσμα, το θυρίστορ ανάβει/σβήνει περιοδικά. Ο πυκνωτής C2 εκκενώνεται στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή υψηλής τάσης.

Γεννήτρια παλμών υψηλής τάσης, εικ. 11.18, περιέχει μια γεννήτρια που βασίζεται σε ένα τρανζίστορ unjuunction ως στοιχείο ελέγχου.

Ρύζι. 11.18. Κύκλωμα γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης με στοιχείο ελέγχου που βασίζεται σε τρανζίστορ unjuunction.

Η τάση δικτύου διορθώνεται από τη γέφυρα διόδου VD1 VD4. Οι κυματισμοί της ανορθωμένης τάσης εξομαλύνονται από τον πυκνωτή C1· το ρεύμα φόρτισης του πυκνωτή τη στιγμή που η συσκευή συνδέεται στο δίκτυο περιορίζεται από την αντίσταση R1. Μέσω της αντίστασης R4, φορτίζεται ο πυκνωτής S3. Ταυτόχρονα, τίθεται σε λειτουργία μια γεννήτρια παλμών που βασίζεται σε ένα τρανζίστορ unjuunction VT1. Ο πυκνωτής «σκανδάλης» του C2 φορτίζεται μέσω των αντιστάσεων R3 και R6 από έναν παραμετρικό σταθεροποιητή (αντίσταση έρματος R2 και δίοδοι zener VD5, VD6). Μόλις η τάση στον πυκνωτή C2 φτάσει σε μια ορισμένη τιμή, το τρανζίστορ VT1 αλλάζει και ένας παλμός ανοίγματος αποστέλλεται στη μετάβαση ελέγχου του θυρίστορ VS1.

Ο πυκνωτής SZ εκφορτίζεται μέσω του θυρίστορ VS1 στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή T1. Ένας παλμός υψηλής τάσης σχηματίζεται στη δευτερεύουσα περιέλιξή του. Ο ρυθμός επανάληψης αυτών των παλμών καθορίζεται από τη συχνότητα της γεννήτριας, η οποία, με τη σειρά της, εξαρτάται από τις παραμέτρους της αλυσίδας R3, R6 και C2. Χρησιμοποιώντας την αντίσταση συντονισμού R6, μπορείτε να αλλάξετε την τάση εξόδου της γεννήτριας κατά περίπου 1,5 φορές. Σε αυτή την περίπτωση, η συχνότητα παλμού ρυθμίζεται εντός του εύρους των 250... 1000 Hz. Επιπλέον, η τάση εξόδου αλλάζει κατά την επιλογή της αντίστασης R4 (που κυμαίνεται από 5 έως 30 kOhm).

Συνιστάται η χρήση πυκνωτών χαρτιού (C1 και SZ για ονομαστική τάση τουλάχιστον 400 V). Η γέφυρα διόδου πρέπει να είναι σχεδιασμένη για την ίδια τάση. Αντί για αυτό που υποδεικνύεται στο διάγραμμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το θυρίστορ T10-50 ή, σε ακραίες περιπτώσεις, το KU202N. Οι δίοδοι Zener VD5, VD6 θα πρέπει να παρέχουν συνολική τάση σταθεροποίησης περίπου 18 V.

Ο μετασχηματιστής κατασκευάζεται με βάση το TVS-110P2 από ασπρόμαυρες τηλεοράσεις. Όλες οι πρωτεύουσες περιελίξεις αφαιρούνται και 70 στροφές σύρματος PEL ή PEV με διάμετρο 0,5...0,8 mm τυλίγονται στον κενό χώρο.

Ηλεκτρικό κύκλωμα γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης, Εικ. 11.19, αποτελείται από έναν πολλαπλασιαστή τάσης διόδου-πυκνωτή (δίοδοι VD1, VD2, πυκνωτές C1 C4). Η έξοδός του παράγει σταθερή τάση περίπου 600 V.

Ρύζι. 11.19. Κύκλωμα γεννήτριας παλμών υψηλής τάσης με διπλασιαστή τάσης δικτύου και γεννήτρια παλμών σκανδάλης που βασίζεται σε τρανζίστορ unjuunction.

Ένα τρανζίστορ unjuunction VT1 τύπου KT117A χρησιμοποιείται ως στοιχείο κατωφλίου της συσκευής. Η τάση σε μία από τις βάσεις του σταθεροποιείται από έναν παραμετρικό σταθεροποιητή που βασίζεται σε δίοδο zener VD3 τύπου KS515A (τάση σταθεροποίησης 15 B). Μέσω της αντίστασης R4, φορτίζεται ο πυκνωτής C5 και όταν η τάση στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του τρανζίστορ VT1 υπερβαίνει την τάση στη βάση του, το VT1 μεταβαίνει σε αγώγιμη κατάσταση και ο πυκνωτής C5 εκφορτίζεται στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του θυρίστορ VS1.

Όταν το θυρίστορ είναι ενεργοποιημένο, η αλυσίδα των πυκνωτών C1 C4, φορτισμένη σε τάση περίπου 600...620 V, εκφορτίζεται στην περιέλιξη χαμηλής τάσης του μετασχηματιστή ανόδου T1. Μετά από αυτό, το θυρίστορ σβήνει, οι διαδικασίες φόρτισης-εκφόρτισης επαναλαμβάνονται με συχνότητα που καθορίζεται από τη σταθερά R4C5. Η αντίσταση R2 περιορίζει το ρεύμα βραχυκύκλωμαόταν το θυρίστορ είναι ενεργοποιημένο και ταυτόχρονα αποτελεί στοιχείο του κυκλώματος φόρτισης των πυκνωτών C1 C4.

Το κύκλωμα μετατροπέα (Εικ. 11.20) και η απλοποιημένη έκδοσή του (Εικ. 11.21) χωρίζεται στα ακόλουθα στοιχεία: φίλτρο καταστολής δικτύου (φίλτρο παρεμβολών). ηλεκτρονικός ρυθμιστής? μετασχηματιστή υψηλής τάσης.

Ρύζι. 11.20. Ηλεκτρικό κύκλωμα γεννήτριας υψηλής τάσης με προστατευτικό υπέρτασης.

Ρύζι. 11.21. Ηλεκτρικό κύκλωμα γεννήτριας υψηλής τάσης με προστατευτικό υπέρτασης.

Σχέδιο στο Σχ. 11.20 λειτουργεί ως εξής. Ο πυκνωτής SZ φορτίζεται μέσω του ανορθωτή διόδου VD1 και της αντίστασης R2 στην τιμή πλάτους της τάσης δικτύου (310 V). Αυτή η τάση διέρχεται μέσω της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή T1 στην άνοδο του θυρίστορ VS1. Κατά μήκος του άλλου κλάδου (R1, VD2 και C2), ο πυκνωτής C2 φορτίζεται αργά. Όταν, κατά τη φόρτισή του, επιτευχθεί η τάση διάσπασης του δινιστόρ VD4 (εντός 25...35 V), ο πυκνωτής C2 εκφορτίζεται μέσω του ηλεκτροδίου ελέγχου του θυρίστορ VS1 και τον ανοίγει.

Ο πυκνωτής SZ εκφορτίζεται σχεδόν αμέσως μέσω του ανοιχτού θυρίστορ VS1 και της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή T1. Το παλμικό μεταβαλλόμενο ρεύμα προκαλεί υψηλή τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη Τ1, η τιμή της οποίας μπορεί να υπερβαίνει τα 10 kV. Μετά την εκφόρτιση του πυκνωτή SZ, το θυρίστορ VS1 κλείνει και η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Ένας μετασχηματιστής τηλεόρασης χρησιμοποιείται ως μετασχηματιστής υψηλής τάσης, από τον οποίο αφαιρείται το πρωτεύον τύλιγμα. Για τη νέα κύρια περιέλιξη χρησιμοποιείται σύρμα περιέλιξης με διάμετρο 0,8 mm. Αριθμός στροφών 25.

Για την κατασκευή επαγωγών φίλτρου φραγμού L1, L2, οι πυρήνες φερρίτη υψηλής συχνότητας ταιριάζουν καλύτερα, για παράδειγμα, 600NN με διάμετρο 8 mm και μήκος 20 mm, καθένας από τους οποίους έχει περίπου 20 στροφές σύρματος περιέλιξης με διάμετρο 0,6 ...0,8 χλστ.

Ρύζι. 11.22. Ηλεκτρικό κύκλωμα γεννήτριας υψηλής τάσης δύο σταδίων με στοιχείο ελέγχου τρανζίστορ φαινομένου πεδίου.

Μια γεννήτρια υψηλής τάσης δύο σταδίων (συγγραφέας Andres Estaban de la Plaza) περιέχει μια γεννήτρια παλμών μετασχηματιστή, έναν ανορθωτή, ένα κύκλωμα χρονισμού RC, ένα βασικό στοιχείο σε ένα θυρίστορ (triac), έναν μετασχηματιστή συντονισμού υψηλής τάσης και μια λειτουργία θυρίστορ κύκλωμα ελέγχου (Εικ. 11.22).

Ανάλογο τρανζίστορ TIP41 KT819A.

Μετατροπέας τάσης μετασχηματιστή χαμηλής τάσης με crossover ανατροφοδότηση, συναρμολογημένο στα τρανζίστορ VT1 και VT2, παράγει παλμούς με συχνότητα επανάληψης 850 Hz. Για να διευκολυνθεί η λειτουργία όταν ρέουν μεγάλα ρεύματα, τα τρανζίστορ VT1 και VT2 εγκαθίστανται σε θερμαντικά σώματα από χαλκό ή αλουμίνιο.

Η τάση εξόδου που αφαιρείται από τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή Τ1 του μετατροπέα χαμηλής τάσης διορθώνεται από τη γέφυρα διόδου VD1 VD4 και φορτίζει τους πυκνωτές S3 και C4 μέσω της αντίστασης R5.

Το κατώφλι μεταγωγής θυρίστορ ελέγχεται από έναν ρυθμιστή τάσης, ο οποίος περιλαμβάνει τρανζίστορ πεδίου VTZ.

Επιπλέον, η λειτουργία του μετατροπέα δεν διαφέρει σημαντικά από τις διαδικασίες που περιγράφηκαν προηγουμένως: η περιοδική φόρτιση/εκφόρτιση των πυκνωτών συμβαίνει στην περιέλιξη χαμηλής τάσης του μετασχηματιστή και δημιουργούνται ηλεκτρικές ταλαντώσεις με απόσβεση. Η τάση εξόδου του μετατροπέα, όταν χρησιμοποιείται στην έξοδο ως μετασχηματιστής ανόδου ενός πηνίου ανάφλεξης από ένα αυτοκίνητο, φτάνει τα 40...60 kV σε συχνότητα συντονισμού περίπου 5 kHz.

Ο μετασχηματιστής Τ1 (μετασχηματιστής οριζόντιας σάρωσης εξόδου) περιέχει 2x50 στροφές σύρματος με διάμετρο 1,0 mm, τυλιγμένο διπλά. Η δευτερεύουσα περιέλιξη περιέχει 1000 στροφές με διάμετρο 0,20...0,32 mm.

Σημειώστε ότι τα σύγχρονα διπολικά τρανζίστορ και τα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ελεγχόμενα βασικά στοιχεία.

Ανθρώπινη επαφή με κύκλωμα με υπολειπόμενο φορτίο. Ο όρος υπολειπόμενο αναφέρεται στο ποσό της χρέωσης που παραμένει συγκεκριμένη ώραστο κύκλωμα αφού αφαιρέσετε την τάση από αυτό. Ο ηλεκτρικός εξοπλισμός, σε αυτή την περίπτωση, έχει χωρητικότητα και, ως πυκνωτής, διατηρεί το δυναμικό σε σχέση με τη γείωση.

Η τυχαία επαφή ενός ατόμου με ένα φορτισμένο δοχείο οδηγεί σε εκκένωση και αποστράγγιση του δυναμικού από το ρεύμα. Ιχμέσω του σώματος στο έδαφος.

Προϋποθέσεις δημιουργίας κυκλώματος ρεύματος. Η χωρητικότητα του ηλεκτρικού κυκλώματος σε σχέση με τη γείωση και μεταξύ των φάσεων εξαρτάται από χαρακτηριστικά σχεδίουεξοπλισμός. Το μήκος της γραμμής, ο τύπος της (καλώδιο ή εναέριος), η κατάσταση μόνωσης, η γείωση των ενεργών μερών επηρεάζουν το μέγεθος της χωρητικότητας και υπολειπόμενη χρέωση, αντίστοιχα.

Είναι σημαντικό να καταλάβετε ότι για να φορτίσετε τη χωρητικότητα του κυκλώματος, δεν είναι απαραίτητο να το συνδέσετε στην κύρια πηγή τροφοδοσίας και στη συνέχεια να το απενεργοποιήσετε. Υπάρχουν άλλοι, λιγότερο αισθητές και επομένως επικίνδυνοι τρόποι δημιουργίας χωρητικού δυναμικού.

Όταν εργάζεστε με μεγωμόμετρο, η τάση της συσκευής εφαρμόζεται μεταξύ των υπό δοκιμή διαύλων (όλων ή μεμονωμένα) και/ή της γείωσης. Εμφανίζεται ένα χωρητικό φορτίο, το οποίο παραμένει για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Επομένως, μετά από κάθε λειτουργία θα πρέπει να αφαιρείται με μια προετοιμασμένη φορητή συσκευή γείωσης.

Οι συσκευές μετασχηματιστή σε αποσυνδεδεμένη κατάσταση υπόκεινται σε ελέγχους της πολικότητας των περιελίξεων. Για να γίνει αυτό, μια μικρή σταθερή τάση έως και 6 βολτ παλμοποιείται και αφαιρείται σε μια περιέλιξη και ελέγχεται στη δεύτερη με όργανα μέτρησης. Εάν ένα άτομο έρθει σε επαφή με αυτή την περιέλιξη, θα τραυματιστεί από τη μεταμορφωμένη ώθηση.

Το μονοφασικό κύκλωμα παρακάτω δείχνει πιθανός τρόποςνα τραυματιστεί.

Εργαστηριακή εργασία Νο 6

ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ ΚΑΙ ΕΚΦΟΡΤΙΣΗΣ ΠΥΚΝΩΤΕΣ

ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

Μελέτη των διαδικασιών φόρτισης και εκφόρτισης πυκνωτών σε R.C.- κυκλώματα, εξοικείωση με τη λειτουργία συσκευών που χρησιμοποιούνται στην παλμική ηλεκτρονική τεχνολογία.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΒΑΣΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

Ας εξετάσουμε το διάγραμμα που φαίνεται στο Σχ. 1. Το κύκλωμα περιλαμβάνει μια πηγή συνεχές ρεύμα, ενεργή αντίσταση και πυκνωτή, στον οποίο θα εξετάσουμε τις διαδικασίες φόρτισης και εκφόρτισης. Θα αναλύσουμε αυτές τις διαδικασίες ξεχωριστά.

Εκφόρτιση πυκνωτή.

Αφήστε πρώτα μια πηγή ρεύματος e να συνδεθεί σε έναν πυκνωτή C μέσω μιας αντίστασης R. Στη συνέχεια ο πυκνωτής θα φορτιστεί όπως φαίνεται στο Σχ. 1. Ας μετακινήσουμε το κλειδί K από τη θέση 1 στη θέση 2. Ως αποτέλεσμα, ο πυκνωτής φορτίζεται στην τάση μι, θα αρχίσει να εκφορτίζεται μέσω της αντίστασης R. Θεωρώντας το ρεύμα θετικό όταν κατευθύνεται από τη θετικά φορτισμένη πλάκα του πυκνωτή στην αρνητικά φορτισμένη, μπορούμε να γράψουμε

https://pandia.ru/text/78/025/images/image003_47.gif" width="69 height=25" height="25">, , (1)

Οπου Εγώ– στιγμιαία τιμή του ρεύματος στο κύκλωμα, το σύμβολο μείον της οποίας δείχνει ότι η εμφάνιση ρεύματος στο κύκλωμα Εγώσχετίζεται με μείωση της χρέωσης qστον πυκνωτή?

qΚαι ΜΕ– στιγμιαίες τιμές φόρτισης και τάσης στον πυκνωτή.

Προφανώς, οι δύο πρώτες εκφράσεις αντιπροσωπεύουν τους ορισμούς του ρεύματος και της ηλεκτρικής χωρητικότητας, αντίστοιχα, και η τελευταία είναι ο νόμος του Ohm για ένα τμήμα του κυκλώματος.

Από τις δύο τελευταίες σχέσεις εκφράζουμε την τρέχουσα ισχύ Εγώμε τον εξής τρόπο:

https://pandia.ru/text/78/025/images/image006_31.gif" width="113" height="53 src=">. (2)

18. Γιατί δεν εμφανίζεται πηγή DC στο διάγραμμα κυκλώματος σε αυτήν την εγκατάσταση;

19. Είναι δυνατή η χρήση ημιτονοειδούς γεννήτριας τάσης ή πριονωτής γεννήτριας τάσης σε αυτήν την εγκατάσταση;

20. Ποια συχνότητα και διάρκεια παλμών πρέπει να παράγει η γεννήτρια;

21. Γιατί χρειάζεται ενεργή αντίσταση σε αυτό το κύκλωμα; R? Ποιο πρέπει να είναι το μέγεθός του;

22. Τι τύποι πυκνωτών και αντιστάσεων μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αυτήν την εγκατάσταση;

23. Τι τιμές μπορεί να έχει η χωρητικότητα και η αντίσταση σε αυτό το κύκλωμα;

24. Γιατί απαιτείται συγχρονισμός σήματος παλμογράφου;

25. Πώς πετυχαίνουν βέλτιστος τύποςσήμα στην οθόνη του παλμογράφου; Ποιες προσαρμογές ισχύουν;

26. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των κυκλωμάτων φόρτισης και εκφόρτισης ενός πυκνωτή;

27. Ποιες μετρήσεις πρέπει να ληφθούν για να προσδιοριστεί η χωρητικότητα του πυκνωτή μέσα R.C.-αλυσίδες;

28. Πώς να αξιολογήσετε τα σφάλματα μέτρησης κατά τη λειτουργία της εγκατάστασης;

29. Πώς να βελτιώσετε την ακρίβεια του προσδιορισμού του χρόνου χαλάρωσης R.C.-αλυσίδες;

30. Ονομάστε τρόπους βελτίωσης της ακρίβειας προσδιορισμού της χωρητικότητας ενός πυκνωτή.